(57)【要約】      （修正有）【課題】本発明は、装置パラメータおよび／または環境パラメータを検知するために、駆動装置と、床処理装具と、障害物検知装置と、制御装置と、検知装置とを具備して環境内で自律移動する床処理装置を提供する。【解決手段】制御装置は、床処理装置１がエラー状況から自身で脱出できなくなるような床処理装置１の移動および／または床処理装置１による処理対象面の処理を妨げる床処理装置１のエラーを、検知されたパラメータに応じて判定するように構成されている。制御装置は、同じエラー状況が再発することを防ぐべく自己学習的なエラー回避のために、検知器により検知された検知パラメータを、再発するパターンに関して解析する。再発するパターンは、エラーと少なくとも１つの時間的に先行する環境パラメータおよび／または装置パラメータとの組合せにより特徴付けられる。【選択図】図２
2020030825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環境内で自律移動する床処理装置（１）であって、前記床処理装置（１）の環境内での移動のための駆動装置（２）と、床処理を行うための床処理装具（３，４，５）と、環境内の障害物を検知するための障害物検知装置（６，７）と、前記床処理装置（１）の自律的ナビゲーションおよび自己位置認識のための制御装置（８）と、環境パラメータおよび／または装置パラメータの検知のための検知器（９，１０，１１，１２，１６）とを具備し、前記制御装置（８）は、前記床処理装置（１）がエラー状況から自身で脱出できなくなるような前記床処理装置（１）の移動および／または前記床処理装置（１）による処理対象表面の処理を妨げる前記床処理装置（１）のエラーを、検知されたパラメータに応じて判定するように構成されている、前記床処理装置（１）において、
前記制御装置（８）が、自己学習によるエラー回避のために、前記検知器（９，１０，１１，１２，１６）により検知されたパラメータを、再発するパターン（１３）に関して解析するように構成されており、前記再発するパターン（１３）は、エラーと少なくとも１つの時間的に先行する環境パラメータおよび／または装置パラメータとの繰り返し発生する組合せにより特徴付けられることを特徴とする床処理装置。
【請求項２】
検知されたエラーと先行する環境パラメータおよび／または装置パラメータとが、前記床処理装置（１）の環境内での位置に関する情報および／または時間情報と組み合わされて検知されかつ記憶されることを特徴とする請求項１に記載の床処理装置（１）。
【請求項３】
エラー発生前および／またはエラー発生時に記録される環境パラメータおよび／または装置パラメータとその後のエラーとの繰り返し発生する組合せに関するデータを解析し、繰り返し発生する組合せを検知したときは、それを基準パターン（１３）として記憶するように、前記制御装置（８）が構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の床処理装置（１）。
【請求項４】
前記床処理装置（１）のその後の床処理中および／または移動中に検知されたパラメータを、記憶された基準パターン（１３）と比較するように、前記制御装置（８）が構成されていることを特徴とする請求項３に記載の床処理装置（１）。
【請求項５】
現在検知されたパラメータが基準パターン（１３）と一致したとき、差し迫ったエラーを回避するために前記床処理装置（１）の動作変更が自動的に制御され、かつ／または、手動介入を可能とするべく差し迫ったエラーについての情報をユーザへ出力することが制御されるように、前記制御装置（８）が自己学習するように構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の床処理装置（１）。
【請求項６】
環境パラメータおよび／または装置パラメータとエラーとの組合せが、過去に少なくとも２回検知されたときにのみ、その組合せを基準パターン（１３）として記憶するように、前記制御装置（８）が構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の床処理装置（１）。
【請求項７】
前記床処理装置（１）の移動経路、前記床処理装具（３，４，５）および／または前記障害物検知装置（６，７）の設定および／または動作状態、前記駆動装置（２）および／または前記床処理装具（３，４，５）を駆動する電気モータ（１４）の電力消費量、前記駆動装置（２）の回転角度および／または回転速度、前記床処理装置（１）の空間的な向きおよび／または傾斜、環境温度、環境湿度、電気モータ（１４）および／または床処理装具（３，４、５）の動作温度、吸引ダクト（１５）内の圧力、および／または、大気圧、からなる群から選択された１または複数の環境パラメータおよび／または装置パラメータを検知するために前記検知器（９，１０，１１，１２，１６）が構成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の床処理装置（１）。
【請求項８】
前記駆動装置（２）および／または前記床処理装具（３，４，５）の閉塞または空回り、吸引ダクト（１５）の閉塞、前記床処理装置（１）の部分領域の処理対象面からの持ち上がり、前記床処理装置（１）の環境内での停滞、からなる群から選択された１または複数のエラーを判定するように前記制御装置（８）が構成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の床処理装置（１）。
【請求項９】
環境の所定の領域を回避すること、環境の所定の領域への進入を時間的に遅延すること、それまでに移動してきた移動経路に沿って逆行すること、計画された移動経路を変更すること、駆動されている床処理装具（３，４，５）を停止すること、床処理装具（３，４、５）の駆動方向および／または電力消費量を変更すること、からなる群から選択された、差し迫ったエラーを回避するために前記床処理装置（１）の１または複数の動作変更を制御するように前記制御装置（８）が構成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の床処理装置（１）。
【請求項１０】
環境内で自律移動する床処理装置（１）の動作方法であって、前記床処理装置（１）が駆動装置（２）により環境内を移動し、床処理装具（３，４，５）による床処理が行われ、障害物検知装置（６，７）が環境内の障害物を検知し、前記床処理装置（１）が制御装置（８）により環境内で自律的にナビゲーションを行いかつ自己位置認識し、検知器（９，１０，１１，１２，１６）が環境パラメータおよび／又は装置パラメータを検知し、かつ、前記制御装置（８）が、前記床処理装置（１）がエラー状況から自身で脱出できなくなるような前記床処理装置（１）の移動および／又は前記床処理装置（１）による処理対象面の処理を妨げる前記床処理装置（１）のエラーを、検知されたパラメータに応じて判定する、前記動作方法において、
前記制御装置（８）が、前記検知器（９，１０，１１，１２，１６）により検知されたパラメータを、自己学習的なエラー回避のために、再発するパターン（１３）に関して解析し、前記再発するパターン（１３）は、エラーと少なくとも１つの時間的に先行する環境パラメータおよび／または装置パラメータとの繰り返し発生する組合せにより特徴付けられることを特徴とする動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環境内で自律移動する床処理装置に関し、環境内での床処理装置の移動のための駆動装置と、床処理を行うための床処理装具と、環境内の障害物を検知するための障害物検知装置、床処理装置の自律的ナビゲーションと自己位置認識のための制御装置と、装置パラメータおよび／または環境パラメータを検知するための検知器とを具備し、制御装置は、床処理装置がエラー状況から自身で脱出できなくなるような床処理装置の移動および／または床処理装置による処理対象面の処理を妨げる床処理装置のエラーを、検知されたパラメータに応じて判定するように構成されている。
【０００２】
さらに本発明は、環境内で自律移動する床処理装置の動作方法に関し、床処理装置が環境内で駆動装置により移動し、床処理装具による床処理が行われ、障害物検知装置が環境内で障害物を検知し、床処理装置が制御装置により環境内で自律的にナビゲーションを行いかつ自己位置認識し、かつ、検知器が装置パラメータおよび／または環境パラメータを検知し、かつ、制御装置が、床処理装置がエラー状況から自身で脱出できなくなるような床処理装置の移動および／または床処理装置による処理対象面の処理を妨げる床処理装置のエラーを、検知されたパラメータに応じて判定する。
【背景技術】
【０００３】
上述したタイプの床処理装置は、多数の異なる形態で知られた従来技術である。床処理装置は、例えば、掃除機、研磨装置、芝刈り装置等である。特に、移動可能な吸引および／または拭きロボットの形態の自律移動する床処理装置を構成することができる。
【０００４】
特許文献１及び特許文献２は、床の掃除のために自律走行するロボットを開示する。ロボットは、例えば家具や部屋境界等の障害物までの距離を計測することができる距離センサを設けられている。計測された距離データから環境マップが作成され、それに基づいて、障害物との衝突を回避する移動経路を計画することができる。距離センサは、例えば光および／または超音波に補助されて好ましくは非接触で稼動する。さらに、鉛直軸周りで回転するプラットフォーム等に配置された光学式三角測量システムを具備する全方位距離計測のための手段を具備するロボットが知られている。検知された障害物までの距離データは、ロボットの演算装置により環境マップへと処理されて記憶されることによって、ロボットは、環境内で方向付けを行うために、作業動作中にこの環境マップに立ち返ることができる。
【０００５】
従来技術ではさらに、特許文献３から、床処理ロボットが環境内の複数の場所を記憶し、そしてそれらの場所で床処理作業を行うことが知られている。その場合、各場所での床処理の頻度が追跡される。全ての場所を最適に処理するために作業ルーチンが調整されまたはカスタマイズされる。例えば、人々によってより頻繁に使用される場所は、あまり頻繁に使用されない場所よりも頻繁に処理される。ロボットは、障害物の場所および／または位置を認識する１または複数のセンサを有する。そのとき、ロボットは例えば、自分が家具の下に位置すると判定して、別の床処理パターンを適用することもできる。
【０００６】
上述した自律移動する床処理装置の問題点は、過去に床処理装置の故障や床処理装置の望ましくない終了が生じた場合にも、床処理装置が常に、環境内のその場所へ再び行ってしまうことである。床処理装置は、そのような状況を最初から回避するようには設計されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】独国特許出願公開第10 2011 000 536号公報
【特許文献２】独国特許出願公開第10 2008 014 912号公報
【特許文献３】欧州特許第2 252 190号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した従来技術を基点として、本発明の目的は、床処理装置が自身で脱出できないかかつ／または処理対象面の更なる処理を妨げるエラー状況を前もって回避するために、環境内でのナビゲーション時に予測的に動作するように床処理装置を構成することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した目的を達成するべく、自己学習によるエラー回避のために、検知器により検知されたパラメータを、再発するパターンに関して解析するように床処理装置の制御装置が構成されることが提示される。そのパターンは、エラーと少なくとも１つの時間的に先行する環境パラメータおよび／または装置パラメータとの繰り返し発生する組合せにより特徴付けられる。
【００１０】
したがって床処理装置は、本発明により、エラー状況の予測的な回避のための自己学習的機能を有する。このために、床処理装置の１または複数の検知器により記録されたデータ、すなわち検知された環境および／または床処理装置のパラメータが記憶されかつ／または解析されることによって、同じエラー事象の再発時に、エラーの発生前の規定された時間枠内に状況の解析を行うことができる。検知器は、床処理装置のセンサおよび／またはアクチュエータの、現在の計測値および／または設定を検知するように構成されている。したがって、制御装置に利用可能となるデータは、エラー状況を解析するために用いられ、そしてそのようなエラー状況を、将来の床処理装置の床処理中および／または移動中にいかにして回避できるかを診断するために用いられる。その際、例えば環境パラメータおよび／または装置パラメータの１つの値のみを解析できるのではなく、エラー状況の発生前のパラメータの時間的な推移も解析できる。検知器のデータは、将来のエラー状況を予測可能とするために、再生するパターンに関する人工知能法により解析される。例えば、ニューロネットワークは、例えばいわゆる"マシン学習"法によりトレーニングされ得る。エラー検知器によるエラーの判定後、床処理装置のセンサおよび／またはアクチュエータ値を解析することによってエラーの発生に繋がった理由を決定することができる。その後の時点で再びエラーが発生する場合、新たに取得された検知器のデータが、エラー予測を向上させるために用いられる。全体として、床処理装置の自律性がそれにより向上する。なぜなら、例えば住居である環境の完全な掃除を、エラー状況の再発なしに保証することができるからである。この結果、床処理装置が作業を停止してユーザが手動介入することによって再起動させなければならないことを、信頼性をもって回避できる。
【００１１】
検知されたエラーおよび先行する環境パラメータおよび／または装置パラメータが、床処理装置の環境内の位置についての情報および／または時間情報と組み合わされて検知されかつ記憶されることが提示される。したがって、検知されたエラーおよび環境パラメータおよび／または装置パラメータは、場所情報および／または時間情報と組み合わされかつ記憶されることによって、制御装置が、どこでかつ／またはいつ関係する環境パラメータおよび／または装置パラメータおよび／またはエラーが検知されたかを考慮することができる。環境パラメータ、装置パラメータおよび／またはエラーの検知は、連続的に、または規定された特に一定時間毎に行うことができる。床処理装置の記憶装置はデータベースを保持することができ、特にその中に格納されたテーブルを保持することができ、それは所定の場所及び時点に関係付けられた、検知されたパラメータおよびエラーを含む。後に環境の同じ場所でかつ／または同じ時点に、例えば一日の所定の時間、所定の曜日等に、床処理装置の同一または類似のエラーが発生した場合、エラー発生前またはエラー発生中に床処理装置の同じ環境パラメータおよび／または装置パラメータのパターンであるか否かをチェックできる。それにより、床処理装置の自己学習機能がさらに進展し、将来に同じエラーが発生することを回避する。
【００１２】
さらに、時間的にエラー発生の前またはその時に取得された環境パラメータおよび／または装置パラメータと、その後に続くエラーとの繰り返し発生する組合せに関してデータを解析し、繰り返し発生する組合せを検知したときは、それを基準パターンとして記憶するように、制御装置が構成されていることが提示される。所定のエラーと環境パラメータおよび／または装置パラメータとからなる組合せが基準パターンとして規定されかつ記憶されるためには、床処理装置の移動中および／または床処理中にこの状況が以前に既に一回発生している必要がある。したがって、エラーケースにおいて発生するパターンが少なくとも２回繰り返し発生したとき、それを基準パターンとして記憶することができる。基準パターンは、好ましくは、少なくとも１つの検知された環境パラメータおよび／または装置パラメータと、この環境パラメータおよび／または装置パラメータと共に発生したエラーとを含む。床処理装置のその後の移動中および／または床処理中に、現在取得されたデータすなわちパラメータが、規定された基準パターンと比較され、一致するかまたは極めて類似するとき、エラーを回避するための方策がとられなければエラーが間もなく発生することが判る。環境パラメータおよび／または装置パラメータとエラーとの情報連係に加えて、記憶された基準パターンは、さらに別の情報を含むことができ、例えば、各パラメータの検知中の床処理装置の場所および／またはパラメータが検知された時点についての情報である。例えば、基準パターンは、時点、床処理装置の環境内での滞在場所、その時点およびその場所で計測された床処理装置の駆動装置の回転速度、およびその状況で発生したエラー例えば駆動装置の閉塞を含むデータセットを含むことができる。制御装置が、床処理装置が現在環境内の同じ場所にありかつ関係する装置パラメータの同じレベルすなわち駆動装置の回転速度の同じレベルが存在すると判定した場合、間もなく同じエラーが、すなわち駆動装置の閉塞が発生すると結論できる。そのとき、装置パラメータが１回の時点だけ検知されるのではなく、時系列的にすなわち所定の時間枠に亘って検知されることが特に好ましい。それによって、検知された装置パラメータが、時系列的に、すなわち床処理装置の床処理中または移動中にエラー発生時点の装置パラメータの値に対応する値の方に推移していくことを判定できる。エラーが繰り返し発生する場合、予測を改善するために、すなわち基準パターンを改善するために、新たに取得されたデータを用いることができる。この改善は、定常的な動作の一部として自動的に行うことができる。それに替えて、ユーザが、床処理装置を重大な状況すなわちエラーの起こり易い状況に手動で配置することによってエラーが引き起こされ、それに応じて床処理装置の予測アルゴリズムが学習し、基準パターンを改善することができる。
【００１３】
したがってこの意味において、回避しなければ起こり得る床処理装置の差し迫ったエラーを適切な方策により回避するために、床処理装置のその後の床処理中および／または移動中に検知されたパラメータを、記憶された基準パターンと比較するように制御装置が構成されることも提示される。
【００１４】
さらに、現在検知されたパラメータが基準パターンと一致しているとき、差し迫ったエラーを回避するために床処理装置の動作変更が自動的に制御され、かつ／または、手動介入を可能とするべく差し迫ったエラーについての情報をユーザに出力することが制御されるように、制御装置が自己学習するように構成されていることが提示される。第１の実施形態によれば、検知されたパラメータに応じて間もなく差し迫っているエラーの発生を回避するために、床処理装置の制御装置によって床処理装置の動作変更が自動的に行われる。第２の実施形態の場合、制御装置は床処理装置の動作を自身で変更せずに、先ず情報を床処理装置のユーザに出力する、例えば床処理装置または床処理装置と通信接続された外部端末のディスプレイに出力する。ユーザは、出力された情報により、床処理装置のエラーが発生し得ることについて通知され、かつ必要に応じて、床処理装置がそのときどこに位置しているか、かつ／または、起こり得るエラー発生までどの程度時間があるかについて通知される。好ましくは、ユーザは、エラーを回避するためにユーザができることの指示を受け取る。すなわち、ユーザが床処理装置のどの動作変更を実行しまたは調整しなければならないかについての指示を受け取る。ユーザによる選択および／または入力は記憶することができ、そして繰り返されるエラーケースおいてエラーを回避するために用いられる。ユーザによる入力は、例えば床処理装置の手動での学習を含むことができ、その場合、ユーザは床処理装置を手動で移動させるか、または遠隔制御により制御する。同様に、入力は、ディスプレイに表示された環境マップ内で行うことができ、かつ／または身振りや会話を用いて入力することができる。装置パラメータおよび／または予め規定されたエラー回避方針は、手動で床処理装置に伝達することができる。
【００１５】
以下の群から選択される１または複数の環境パラメータおよび／または装置パラメータを検知するように、検知器が構成されていることが提示される：床処理装置の移動経路、床処理装具および／または障害物検知装置の設定および／または動作状態、駆動装置および／または床処理装具を駆動する電気モータの電力消費量、駆動装置の回転角度および／または回転速度、床処理装置の空間的向きおよび／または傾斜、環境温度、環境湿度、床処理装置の電気モータおよび／または床処理装具の動作温度、床処理装置の吸引ダクト内の圧力、および／または、大気圧。床処理装置がそのための適切なセンサを具備する適切な検知器を有する場合、更なる環境パラメータおよび／または装置パラメータも検知され得ることは言うまでもない。環境パラメータおよび／または装置パラメータの検知のためのセンサは、例えば、電流計、回転角トランスジューサ、タコメータ、赤外センサ、超音波センサ、接触センサ、ジャイロスコープ、加速度センサ、ＩＭＵユニット、カメラ、圧力センサ、水分センサ等を含むことができる。
【００１６】
本発明の好ましい実施形態によれば、以下の群から選択される１または複数のエラーを検知するように床処理装置の制御装置を構成することができる：駆動装置および／または床処理装具の閉塞または空回り、吸引ダクトの閉塞、床処理装置の部分領域の処理対象面からの持ち上がり、床処理装置の環境内での停滞。上述したエラーは全て、床処理装置がそこから自身で脱出できないものであり、かつ／または、処理対象面の更なる処理を不可能とするものである。これらは、もし対応するエラーが解消されないならば、床処理装置の床処理のために必要な機能を永続的に不能とするようなエラーである。
【００１７】
エラーを修正するための方策に関し、とりわけ、回避しなければ起こり得る差し迫ったエラーを回避するために、以下の群から選択された床処理装置の１または複数の動作変更を制御するように制御装置が構成されていることが提示される：環境の所定の領域の回避、環境の所定の領域への進入の時間的遅延、それまで走行した移動経路に沿った逆行、計画された移動経路の変更、駆動されている床処理装具の停止、床処理装具の駆動方向および／または電力消費量の変更。この意味において、駆動装置の車輪の空回りのとき、床処理装置に対して、例えば移動経路の変更、一時的な逆行等を行わせることができる。床処理装置が予め規定された掃除計画に沿ってかつ／または予め付与された移動経路上を移動する場合、同様にエラーを回避するためにそれらを変更することができる。動作変更が、予め規定された移動経路を離れることを含む場合、床処理装置は、例えば、環境内のエラーの起こり得る場所をバイパスした後に再び移動経路に戻ってくることができる。差し迫ったエラーが予測によって報告された場合、現在の処理プロセス中の床処理装置を環境内の関係する領域から離れさせることによって、すなわち全くそれに近づくことさえせず、そして他の領域が掃除されたときにその領域に近づけさせることによって、状況に応じてこのエラーを回避することもできる。また、エラーがもはや発生しなくなるまで、かつ／または、特定の領域を処理する試行の最大数を超えるまで、計画された移動経路に関して床処理装置を逆行させることによって、このエラーを回避することもできる。後者の場合、他の領域上で処理を継続できるように、特定の領域はもはや掃除されない。さらに、動作変更として、アクチュエータの動作を調整することもできる。例えば、床処理装置の床処理装具の動作である。これは、回転方向、吸引力または関係する駆動モータの電力消費量に関係付けることができる。
【００１８】
エラーを回避するための床処理装置の動作変更を、試行錯誤法に基づいて、進化的試行錯誤法に基づいて、規定された規則に基づいて、かつ／または、複数の床処理装置の共通データベースに記憶された過去の動作変更に基づいて自動的に制御するように、制御装置が構成されていることも提示される。見出された回避方針は、再び、床処理装置の将来の同様のエラーケースのために記憶することができる。いわゆる進化的試行錯誤法では、以前の通過走行からの反応が（単に）ほぼエラーの回避に繋がった場合にも、見出された回避方針を記憶する。これも、将来のエラー回避のための、特に基準パターンを規定するための基礎として用いることができる。加えて、代替的にまたは付加的に、共通のデータ記憶装置に格納されている床処理装置または他の床処理装置の以前のパターンも、床処理装置のエラー予測を行うために用いることができる。さらに、床処理装置の開発期間中の経験に基づいて、床処理装置の動作パラメータの規則ベースの調整を行うこともできる。例えばこれは、電力消費量が急激に増加したとき、すなわち規定された基準値を超えたときに掃除機がスイッチオフされることを含むことができる。必要に応じて、アラームの出力を抑制したり感度を上げたりするために、検知器または検知器のセンサの感度を一時的または永続的に変更することも可能であり、感度を上げた場合、誤ったアラームを許容しなければならないであろう。
【００１９】
上述した床処理装置とは別に、本発明により、環境内で自律移動する床処理装置の動作方法が提示される。その場合、床処理装置は、駆動装置により環境内で移動し、床処理装具を用いた床処理が実行される。障害物検知装置は、環境内の障害物を検知し、床処理装置は、制御装置により、環境内で自律的にナビゲーションを行い、自己位置認識を行う。検知器が装置パラメータおよび／または環境パラメータを検知する。そして制御装置は、検知されたパラメータに基づいて床処理装置のエラーを判定する。そのエラーは、床処理装置がエラー状況から自身で脱出できなくなるような、床処理装置の移動および／または床処理装置による処理対象面の処理を妨げるものであり、そして制御装置は、自己学習によるエラー回避のために、エラーと少なくとも１つの時間的に先行する環境パラメータおよび／または装置パラメータとの繰り返し発生する組合せにより特徴付けられる再発パターンに関して検知器により検知されたパラメータを解析する。床処理装置に関して上述した特徴および利点は、本発明による方法にも該当する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明による床処理装置である。
【図２】図２は、第１の視点による床処理装置の第１のエラー状況である。
【図３】図３は、第２の視点による図２のエラー状況である。
【図４】図４は、さらに別のエラー状況の例である。
【図５】図５は、さらに別のエラー状況の例である。
【図６】図６は、記憶された基準パターンと、床処理装置のために提示された動作変更を含むテーブルである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、実施例を示した図面を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。
図１は、例えば、環境内で自律的に移動する床処理装置１を示し、ここでは吸引ロボットとして構成されている。床処理装置１は、各々電気モータ１４により駆動される２つの車輪の形態の駆動装置２を有する。各駆動装置２は、各駆動装置２の回転数を計測するオドメトリ計測器の形態の検知器１０を割り当てられている。これにより、床処理装置１により走行される距離を判定することができる。床処理装置１はさらに、複数の剛毛ブラシを具備しかつ床処理装置１の外郭から突出して鉛直回転軸の周りで回転する側方ブラシの形態の床処理装具３を有する。床処理装置１はさらに、ここでは一例として中央で電気モータ１４により駆動される水平回転軸の周りで回転する剛毛ローラの形態の床処理装具４を有する。電気モータ１４は、電気モータ１４の電力消費量を検知する検知器１２を割り当てられている。検知器１２は、例えば電気モータ１４の電流を計測することができ、それにより、さらに既知の動作電圧における電力消費量を計算することができる。床処理装具４は、ファンまで延在する吸引ダクト１５を割り当てられ、ファンは、更なる床処理装具５を構成する。ファンは、吸引ダクト１５に対して剛毛ローラの領域で負圧により作用することによって、掃除対象面から取得した吸引物を集塵室（図示せず）に吸引することができる。
【００２２】
このために床処理装置１は、ナビゲーションおよび自己位置認識装置を有し、それは特に障害物検知装置７を含む。障害物検知装置７は、ここでは一例としてレーザー三角測量装置として構成され、それは床処理装置１内に配置され（ここでは図示せず）、そして光ビームを反射要素を介して外部に照射する。障害物検知装置７は、好ましくは床処理装置１の周囲３６０°の領域で障害物までの距離を検知する。制御装置８は、計測値から例えば環境マップを作成し、それを用いて床処理装置１は掃除走行中に自身の方向付けを行うことができる。作成された環境マップ内で、床処理装置１の現在の位置および向きを判定することもできる。床処理装置１の外面上にはさらに、障害物検知装置６が、例えば障害物検知装置７（三角測量装置）の計測面の外側に位置する平面内で障害物検知を可能とする例えば超音波センサの形態で配置されている。
【００２３】
オドメトリを実行するための検知器１０および床処理装具４の電気モータ１４の現在の電力消費量を検知するための検知器１２に加えて、床処理装置１は、吸引ダクト１５内に配置された検知器９を有し、それは、圧力を、ここでは一例として吸引ダクト１５内の絶対圧力を計測するように構成されている。床処理装置１のさらなる検知器１１は、ＩＭＵユニット（慣性計測ユニット）を有し、それは、床処理装置１の傾斜を検知するように構成されている。検知器１１は、複数の慣性センサの、ここでは一例として加速度センサの組合せを含む。
【００２４】
床処理装置１の制御装置８は、床処理装置１のエラーを判定するために構成されており、その中で１または複数の検知器９、１０、１１、１２の検知結果が解析される。床処理装置１のエラーは、床処理装置１がその状況から自身で脱出できなくなって床処理装置１の移動が妨げられたりかつ／または掃除対象面の処理が妨げられたりしたときに存在する。そのようなエラー状況は、例えば、床処理装置１が、上方に張り出している障害物、例えばソファや棚の下で閉塞してもはや駆動装置２の駆動力では自身で脱出できなくなった場合に存在し得る。さらなるエラー状況は、例えば、床処理装置１の駆動装置２が、処理対象面との接触を失って、もやは移動できなくなったときに有り得る。これは、床処理装置１が、平坦で細い障害物上、例えばロッキングチェアの脚枠上を走行し、そしてそのシャーシが障害物上に載ることによって駆動装置２が走行面との接触を失うときに起こり得る。更なるエラー状況は、例えば面の処理が妨げられ、例えば床処理装具３、４、５が閉塞させられることが考えられる。これは、例えば物体が吸い込まれたときに、床処理装具３、４の回転が妨げられるかまたは吸引ダクト１４が詰まったときに起こり得る。
【００２５】
エラー状況を前もって回避するために、床処理装置１またはその制御装置８は、自己学習するように構成されることによって、床処理装置１の将来の動作時における同じまたは類似の状況を回避するべく将来のための方策を講じるために、過去に発生したエラー状況が解析される。このために、床処理装置１のエラーが判定されたとき、制御装置８は検知器９、１０、１１、１２により検知されたデータを解析する。このために、エラー発生直前および／またはエラー発生時に検知された環境パラメータおよび／または装置パラメータが評価される。例えば、エラー発生前の数秒間に関してデータを解析することができる。特に、エラー発生前の１分より短い時間に存在するデータの解析が推奨される。発生するエラーの種類に応じて、より短い時間枠でも解析のために十分であり、例えばエラー発生前の３０秒、２０秒または１０秒である。別の時間枠も可能である。この構成において、制御装置８は、先ずエラーの種類を判定し、そして判定されたエラーの種類に応じて関連する検知器９、１０、１１、１２のデータが解析されるべき時間枠を決定するように構成することもできる。例えば床処理装置１の傾斜状態が判定された場合のエラー発生までの時間枠は、例えば駆動装置２または床処理装具３、４、５の閉塞が発生したときよりも短いエラー発生までの時間枠のデータ解析で十分である。なぜなら、通常、物体が吸引ダクト１５内または床処理装具３、４、５上に捕捉されるまで、検知可能な閉塞を生じるまでには、ある程度の時間がかかるからである。
【００２６】
床処理装置１の自己学習行動のために、床処理装置１のエラー状況において以前に記憶されたデータが解析される。記憶は、好ましくはデータベースに対して行われ、データベースは、一方では床処理装置１の１又は複数の検知器９、１０、１１、１２および／または床処理装置１（例えば図４参照）の別の検知器１６により検知されたパラメータを含み、かつ他方では発生したエラーの種類に関する情報を含む。さらに例えば、エラーが発生した時点、エラー発生前またはエラー発生時に床処理装置１がいた場所等の更なる情報が記憶される。さらに、必要に応じて、それ以前に床処理装置１が辿った経路を記憶することができる。データベースに記憶されたエラーの各々は、推奨される動作変更と関係付けられることができ、その動作変更は、同じエラー状況の再発をどのようにして回避できるかを示している。したがって、データベースは、記憶されたエラーの発生を回避するためにどうすればよいかに関する指示を含む。
【００２７】
床処理装置１の所定のエラー状況について、データベースは、パターン１３（図６参照）を含む。そのパターン１３は、床処理装置１の引き続き行われる掃除走行中、関係するエラーの再発を回避するために、検知された装置パラメータおよび／または環境パラメータと比較することができる。これに関して、制御装置８は、１または複数の検知器９、１０、１１、１２、１６により検知されたデータを、自己学習エラー回避のために再発パターン１３に関して解析するように構成されている。再発パターン１３は、エラーと少なくとも１つの装置パラメータおよび／または環境パラメータとの時間的および／または場所的に繰り返し発生する組合せにより特徴付けられる。制御装置８は、所定のエラーの発生の最小数を規定することができ、それを超えたとき基準パターン１３が記憶される。基準パターン１３は各エラーについて以前に検知されたパラメータを含むと共に、制御装置８に対する指示を含み、その指示は、差し迫ったエラーを回避するために行われるべき動作変更の指示である。例えば、基準パターン１３が記憶されるには、エラーが少なくとも２回発生しなければならないように設定できる。エラーが１回しか発生しない場合、将来再発しない偶発的なことと見なされる。エラーが過去に少なくとも２回、少なくとも３回またはそれより頻繁に検知されたときにのみ、そのエラーについて基準パターン１３が記憶されるように設定できる。
【００２８】
基準パターン１３に組み込まれた床処理装置１のための動作変更は、試行錯誤法により経験的に得ることができ、すなわち、その動作変更は、床処理装置１が過去にそのようなエラーのときに実行しかつエラー回避に成功すると判明していることを表している。
【００２９】
差し迫ったエラーを回避するために用い得る動作変更は、例えば、床処理装置１の環境の所定の領域の回避、床処理装置１による環境の所定の領域の走行の時間的遅延、床処理装置１の現在位置まで走行してきた移動経路に沿った逆行、計画された移動経路の変更、駆動されている床処理装具３、４、５の停止、床処理装具３、４、５の駆動方向および／または電力消費量の変更とすることができる。別の動作変更も同様に可能である。エラーの修正のために動作変更の組合せも適切であり得るものであり、規定され得る。
【００３０】
床処理装置１の検知器９、１０、１１、１２により、またはさらに床処理装置１の別の検知器１６により検知される装置パラメータおよび／または環境パラメータは、以下の群から選択できる：床処理装置がそれに沿って現在移動している現在の移動経路、床処理装具３、４、５の設定および／または動作状態すなわち例えば駆動装置２または床処理装具３、４、５の回転速度、オン／オフ状態、床処理装具３、４、５に割り当てられた電気モータ１４の電力消費量、障害物検知装置６、７の状態または設定、環境における床処理装置１の空間的向き、床処理装置１の加速度または傾斜、環境温度または装置温度、環境湿度、床処理装置１および／または床処理装具３、４、５の電気モータ１４の動作温度、床処理装置１の吸引ダクト１５内の絶対的または相対的な圧力および／または大気圧。このリストは、断定的なものではない。
【００３１】
図２〜図５は、床処理装置１の様々なエラー状況を示す。
【００３２】
図２および図３では、図１による床処理装置１が、ロッキングチェアの脚枠上に載っており、それにより移動が妨げられている。なぜなら、床処理装置１はそれ自身の方策を用いてエラー状況から脱出できないからである。それどころか、ユーザが床処理装置１をその状況から自由にさせ、そして駆動装置２を再び床面に接触させて床処理装置１が再び走行できるようにする必要がある。床処理装置１のこのようなエラー状況が回避されるべきであることはいうまでもない。したがって、エラー発生前の床処理装置１の状況が、いかにしてエラーに到達し得るかについて解析される。解析のために、検知器９、１０、１１、１２により検知されたデータが用いられ、すなわちここでは特に、検知器１０（オドメトリセンサ）および検知器１１（ＩＭＵユニット）により検知された装置パラメータが用いられる。加えて、評価のために、床処理装置１の環境内での現在の位置についての情報が用いられ、その情報は、障害物検知装置７により、すなわちここでは三角測量装置により作成された環境マップに記録される。障害物検知装置７は、環境マップに基づいて、床処理装置１が食堂に位置すること、すなわち少なくとも１つのロッキングチェアを具備する食事設備の領域にあると判定する。検知器１０は、床処理装置１の環境内での位置および／または向きの変化が同時に生じることなく駆動装置２が回転することによって特徴付けられる駆動装置２の空回りを検知する。検知器１１は、内蔵する加速度センサを用いて、エラー発生前の時間枠内に床処理装置１が傾斜状態にあるかまたは傾斜状態になろうとしていることを検知する。検知器１０および１１の検知データが、床処理装置１の動作中に繰り返される場合、その後に発生するエラーと共に基準パターン１３としてデータベースに格納されることによって、床処理装置１の制御装置８は、床処理装置１の後の動作時に、検知器１０、１１の現在のデータを、記憶されている基準パターン１３と比較することができ、そしてロッキングチェアの脚部に床処理装置１が再び載ることを回避する動作変更も行うことができる。このエラー状況に属する基準パターン１３は、図６のテーブルの１行目に格納されている。基準パターン１３は、ここでは一例として、検知された床処理装置１のパラメータを含み、すなわち検知器１０の検知値「駆動装置２の空回り」と、検知器１１の検知値「傾斜状態」である。さらに、基準パターン１３は、上述したパラメータの発生時に起こり得る関係するエラーを含み、すなわちここでは駆動装置２の床との接触の消失である。さらに、過去におけるエラー発生の時点が記憶される。これは、時間的に不規則に発生するエラーであるので、時点は随時であり得る。しかしながら、このエラーの発生は場所に依存しており、エラー発生の場所は「食事設備の領域における食堂」と記憶される。基準パターン１３は、エラーを回避するために適切な推奨された動作変更を含み、すなわちここでは、床処理装置１の計画された移動経路の変更である。基準パターン１３に格納された動作変更は、床処理装置１または制御装置８の制御コマンドを策定するために用いられる。
【００３３】
図４は、可能性のある別のエラー状況を示している。その場合、床処理装置１がその駆動装置２により液体中を走行している。これは、駆動装置２の空回りを生じさせ得る。床処理装置１は、例えば走行する面の過剰な液体を検知する検知器１６を有することができる。この検知器は、水分センサまたは、適切な画像処理によって水溜まりや液溜まりを検知するカメラとすることができる。同様に、付加的にまたは代替的に、床処理装置１の吸引ダクト１５に、吸引ダクト１５内への液体の吸込を検知する水分センサを配置することができる。再び、このエラーに対して、液溜まりの発生の場所および時点を含む基準パターン１３が適用され得る。例えば、時点が規則的に発生することも有り得る。例えば、関係する場所に位置する窓が掃除されたり植物の水やりがされたりする決まった日に発生する。推奨される動作変更は、ファン（床処理装具５）のスイッチオフ、液溜まりの通過を回避する移動経路の変更等とすることができる。
【００３４】
図５は、床処理装置１のさらに別のエラー状況を示している。これについては図６にも、テーブルの２行目に基準パターン１３が格納されている。このエラーは、走行している床に置かれたケーブルの床処理装具４に対する巻き付きである。このエラーは、一方では検知器１１すなわちＩＭＵユニットにより検知され、そして他方では、床処理装具４を駆動する電気モータ１４の電力消費量を検知することにより検知することができる。検知器１１が床処理装置１の衝撃を検知し、そして検知器１２が同時に床処理装具４の電力消費量の連続的な上昇を検知した場合、基準パターン１３との比較により、床処理装具４の周りにケーブルが巻き付いて閉塞させてしまうエラーが差し迫っていることを判定できる。基準パターン１３に格納される場所は、例えば、環境における１または複数のケーブルが床上に置かれている場所、例えば居間のスピーカーが位置する領域とすることができる。制御コマンドの策定のために制御装置８により用いられる動作変更は、例えばこの領域の回避とすることができる。しかしながらあるいは、ケーブルの巻き付きが既に始まっている場合、床処理装具４を交互に前後回転させることによって床処理装具４からケーブルが外れるようにすることができる。さらに、床処理装具４またはその電気モータ１４を、全てスイッチオフすることもでき、それによって、床処理装置１が床を移動すると、床処理装具４から自動的にケーブルが脱落することになる。
【００３５】
床処理装置１またはその環境の所定のパラメータにより通知され、かつ、したがって床処理装置１の検知器９、１０、１１、１２、１６により計測可能である、さらに別のエラー状況が考えられる。図６のテーブルの３行目に、基準パターン１３により定義された更なる例示的状況が示されている。そのエラーは、床処理装置１の走行する面上に置かれた衣類などの物体の、床処理装置１の吸引ダクト１５内への吸込である。衣類の吸込または吸引ダクト１５の閉塞さえも、検知器９（圧力センサ）により計測され得る吸引ダクト１５内の増加する負圧によってそれ自体が通知する。さらに、衣類が既に床処理装具４に絡んでしまって床処理装具４の回転に大きな電力消費を必要とするとき、床処理装具４に設けられた電気モータ１４の電力消費量が増加し得る。基準パターン１３は、過去においてこのエラーが発生した時点および場所を含む。その場所は、ここでは子供部屋であり、そしてその時点は毎朝である。したがって、エラーを回避するための動作変更は、所定の時点すなわち一日のうち朝に子供部屋の場所を避けること、とすることができる。
【００３６】
床処理装置１の自動的な動作変更に関して、制御装置８による制御コマンドの自動的な策定に替えて、基準パターン１３に含まれる動作変更を、ユーザへの通知のために床処理装置１または床処理装置１と通信接続された外部端末のディスプレイ上に表示することもできる。したがってユーザは、床処理装置１の差し迫ったエラーについて通知される。それによってユーザは、自分で床処理装置１の適切な動作変更を設定できる。その動作変更は、好ましくは関係する基準パターン１３に含まれており、そして同じエラーケースが再び開始されようとするとき、すなわち検知器９、１０、１１、１２、１６の同一または類似の検知値が発生したとき、エラーを回避するために用いられる。ユーザが行える床処理装置１またはそれと通信接続された端末への入力は、遠隔制御を介した床処理装置１に対する接近方針の手動での学習を含むことができる。床処理装置１は、走行する床上をユーザにより移動させられることができ、例えば端末のタッチスクリーン上での入力によって、または身振りや会話によってできる。エラーケースを回避するためにユーザは、具体的な装置パラメータを、すなわち例えば駆動装置２または床処理装具４の回転方向等を自身で規定することができる。ユーザは、予め規定された可能な動作変更の選択肢を提示されることもでき、その中からユーザは特定の動作変更を選択することができる。
【００３７】
動作変更にも拘わらずエラーが繰り返される場合、エラー予測をより信頼性あるものとするべく、検知器９、１０、１１、１２、１６の新たに取得された計測データが、関係する基準パターン１３を変更または補足するために用いられる。動作変更は、様々な異なる反応に基づいて規定することができる。例えば、推奨される動作変更が試行錯誤法に基づいたものでもよく、その場合、見出された回避方針を、将来の同様のエラーケースのために記憶することができる。さらに、進化的試行錯誤法もあり得る。その場合、まさにそのような回避方針がとられるが、それは、ほぼエラーの回避に繋がった床処理装置のそれ以前の動作からの反応が、更新される動作変更の基礎として採用されるという条件付きである。加えて、エラー回避の経験値も、例えばクラウド等の外部メモリから取得することができる。代替的にまたは付加的に、床処理装置１の開発期間中の経験値に基づいた、動作パラメータの規則ベースの調整を行うことができる。この場合、１つの規則は、例えば床処理装置１の非常に特別な装置パラメータのみが変更されることを指定できる。例えば、他の装置パラメータよりもより大きくエラーに影響される１つの装置パラメータである。
【００３８】
さらに、床処理装置１が作業動作中にある領域に全く近づきさえしないか、または環境の他の領域が掃除された時に初めてその領域に近づくことによってエラーが回避されるように、動作変更を規定することができる。さらに、床処理装置１は、それ以前の移動経路に沿って逆行させることができる。さらにその移動経路は、エラーを回避することなく、エラーがもはや発生しなくなるかまたは繰り返しの最大数を超えるまで、変更することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１  床処理装置
２  駆動装置
３、４、５  床処理装具
６、７  障害物検知装置
８  制御装置
９、１０、１１、１２、１６  検知器
１３  パターン
１４  電気モータ
１５  吸引ダクト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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