(57)【要約】      （修正有）【課題】第１の床処理装置（ユーザにより手動でのみ誘導）及び第２の床処理装置（自動でのみ動作する）を有し、第２の床処理装置が環境マップに基づいて環境内で自己を方向付けし、かつ位置決定するように構成されているシステムを提供する。【解決手段】第１の床処理装置の移動中に第１の床処理装置の移動経路を検知し、かつ検知された情報を第２の床処理装置２に伝達するように構成され、第２の床処理装置２が、制御及び評価ユニット８を有し、制御及び評価ユニット８は、受信した情報を解析し、第１の床処理装置により検知された移動経路及び／又は移動経路が通らない環境の部分エリア１１、１２に基づいて、第２の床処理装置２が走行してはならない進入禁止エリア１５を環境マップ９に入力するように構成されている。【選択図】図５
2020119561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の床処理装置（１）及び第２の床処理装置（２）を有するシステムであって、前記第２の床処理装置（２）が環境マップ（９）に基づいて環境内で自己を方向付けしかつ位置決定するように構成されている、前記システムにおいて、
前記第１の床処理装置（１）が、その移動中に前記第１の床処理装置（１）の移動経路（３）を検知し、かつ検知された前記移動経路（３）についての情報を前記第２の床処理装置（２）に伝達するように構成されており、
前記第２の床処理装置（２）が、制御及び評価ユニット（８）を有し、前記制御及び評価ユニット（８）が、受信した前記情報を解析し、前記第１の床処理装置（１）により検知された前記移動経路（３）及び／又は前記移動経路（３）により通過されなかった環境の部分エリア（１１、１２）に基づいて、第２の床処理装置（２）が走行してはならない進入禁止エリア（１５）を環境マップ（９）に入力するように構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記第１の床処理装置（１）が、ユーザにより手動でのみ誘導される床処理装置（１）であり、かつ／又は、前記第２の床処理装置（２）が、自動でのみ動作する床処理装置（２）であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第２の床処理装置（２）の前記制御及び評価ユニット（８）が、前記進入禁止エリア（１５）を回避する前記第２の床処理装置（２）による移動を制御するように構成されている請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第２の床処理装置（２）の前記制御及び評価ユニット（８）が、前記第１の床処理装置（１）の前記移動経路（３）から逸脱する前記第２の床処理装置（２）を制御するように構成されている請求項１〜３のいずれかに記載のシステム。
【請求項５】
前記第２の床処理装置（２）の前記制御及び評価ユニット（８）が、前記第１の床処理装置（１）によってめったに通過されない環境の部分エリア（１１、１２）を識別する目的で、前記第１の床処理装置（１）による幾つかの時間的に先行する移動の移動経路（３）を解析し、前記部分エリア（１１、１２）が通過された頻度を、規定された頻度閾値と比較し、かつ、前記頻度閾値に到達しない場合は前記部分エリア（１１、１２）を進入禁止エリア（１５）として規定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システム。
【請求項６】
前記第１の床処理装置（１）がさらに、前記第２の床処理装置（２）に床処理情報を伝達するように構成されており、
前記第２の床処理装置（２）の前記制御及び評価ユニット（８）が、前記第１及び／又は第２の床処理装置（１）について規定された標準的パラメータから逸脱する装置パラメータ、床処理パラメータ及び／又は装置アクセサリを用いて処理された環境の部分エリア（１１、１２）を識別する目的で、前記床処理情報とそれに伴う前記第１の床処理装置（１）による少なくとも１つの時間的に先行する床処理の移動経路（３）とを解析し、かつ、前記標準的パラメータから逸脱する場合、前記部分エリア（１１、１２）を進入禁止エリア（１５）として規定するように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システム。
【請求項７】
前記第２の床処理装置（２）の前記制御及び評価ユニット（８）が、前記第１の床処理装置（１）により変位させられかつ／又は乗り超えられた障害物（１４）を有する環境の部分エリア（１１、１２）を識別する目的で、前記移動経路（３）とそれに加えて前記第１の床処理装置（１）による幾つかの時間的に先行する移動の床処理情報とを解析し、そのような障害物（１４）が特定の部分エリアで検知された頻度を、規定された頻度閾値と比較し、かつ、頻度閾値を超えた場合は前記部分エリア（１１、１２）を進入禁止エリア（１５）として規定するように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システム。
【請求項８】
前記第１の床処理装置（１）が、ユーザにより作動可能であるアクチュエータ要素（１３）を有し、前記アクチュエータ要素（１３）を用いてユーザが、前記第１の床処理装置（１）による移動中に移動経路（３）における位置を印付けすることができ、
前記第２の床処理装置（２）の前記制御及び評価ユニット（８）が、前記第１の床処理装置（１）のユーザが以前に印付けを残した環境の部分エリア（１１、１２）を識別する目的で、前記第１の床処理装置（１）による少なくとも１つの時間的に先行する移動の移動経路（３）を解析し、印付けされた前記部分エリア（１１、１２）を進入禁止エリア（１５）として規定するように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システム。
【請求項９】
前記第２の床処理装置（２）の前記制御及び評価ユニット（８）が、環境の部分エリア（１１、１２）を進入禁止エリア（１５）として規定する前に、前記第２の床処理装置（２）のユーザによる承認を要求するように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システム。
【請求項１０】
前記第１の床処理装置（１）が、
カメラ、レーザスキャナ、処理されるべき面の種類を検知する床センサ、処理されるべき面の汚れの種類又は程度を検知する汚れセンサ、駆動モータの出力を決定するセンサ、距離センサ、慣性センサ、時間センサ、接触センサからなる群のうち少なくとも１つの検知器（５、６、７）を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のシステム。
【請求項１１】
第１の床処理装置（１）と第２の床処理装置（２）とを有する請求項１〜１０のいずれかに記載のシステムを動作させるための方法であって、
前記第２の床処理装置（２）が、環境マップ（９）に基づいて環境内で自己を方向付けしかつ位置決定し、前記第１の床処理装置（１）がその移動中に前記第１の床処理装置（１）の移動経路（３）を検知し、検知された前記移動経路（３）についての情報と特に床処理情報とを前記第２の床処理装置（２）に伝達し、そして前記第２の床処理装置（２）の制御及び評価ユニット（８）が、受信した前記情報を解析し、かつ前記第１の床処理装置（１）により検知された前記移動経路及び／又は前記移動経路（３）により通過されなかった環境の部分エリア（１１、１２）に基づいて、前記第２の床処理装置（２）が走行してはならない進入禁止エリア（１５）を前記環境マップ（９）に入力することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の床処理装置及び第２の床処理装置を有し、第２の床処理装置が環境マップに基づいて環境内で自己を方向付けしかつ位置決定するように構成されているシステムに関する。
【０００２】
さらに、本発明は、そのようなシステムを動作させるための方法であって、第２の床処理装置が環境マップに基づいて環境内で自己を方向付けしかつ位置決定するように構成されている方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
床処理装置は、ユーザにより手動で誘導される装置又は自動で動作する装置が従来知られている。さらに、住居内のいくつかの床処理装置からなり、例えば、手動誘導される床処理装置と自動動作する床処理装置により提供される利点を相補的に利用するシステムも知られている。
【０００４】
本発明の主旨において、床処理装置は、例えば、吸引掃除機及び／又は湿式拭き装置などの掃除機、艶出し装置、ワックスがけ装置、研磨装置、芝刈り装置などとすることができる。ユーザにより手動誘導される床処理装置は、ここでは、通常、柄及び／又は持ち手を特徴とし、それを用いてユーザは、処理されるべき面上で、例えば床面又は床面上方表面で床処理装置を誘導することができる。自動動作する床処理装置は、好ましくは環境マップに基づいて、環境内で自動的な方向付け及び位置決定を行うためのナビゲーション装置を特徴とし、その場合、自動的な床処理装置は、環境内を自動的に移動することができ、環境マップに基づいてナビゲーションを行い、その過程においていずれかの必要な床処理作業を実行する。
【０００５】
例えば、特許文献１は、複数の部屋をマッピングし、１又は複数の部屋の床を走行するように構成された掃除ロボットを開示している。その場合、掃除ロボットは、マッピングされた部屋内の障害物の位置を決定するためのセンサ手段を有する。環境マップ又は環境データは、ここでは探査走行中に記録することができる。探査走行は、床処理装置自体により制御されるか、又はユーザによりいわゆるティーチインの作業枠内で手動で制御される。その場合、掃除機のユーザは、例えば遠隔制御を用いて手動で環境内で掃除機を誘導する。ここでも同様に、環境内を誘導され走行することによって、エリア境界を入力し、かつ／又は、いわゆる掃除ロボットが走行することができない進入禁止エリアを規定することが知られている。
【０００６】
さらに特許文献２により、手動誘導される床処理装置に、学習モード及び自動モードを実行できる装置を装備することが知られている。その場合、その装置は、学習モードにおいて手動誘導される床処理装置の移動及び作業を記録し、そして、自動モードにおいてその床処理装置又は他の床処理装置を制御することによって、以前に記録された移動及び作業が個々の床処理装置により再び実行されるようにする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】欧州特許第２  ２９４  ９６０号明細書
【特許文献２】国際公開第２０１５／１７８８５５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した従来技術から進展させて、本発明の目的は、第１の床処理装置及び第２の床処理装置を有する上記のシステムが、互いを強化しかつユーザに対して付加価値を創出するようにそのシステムをさらに発展させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するために、先ず、第１の床処理装置が、第１の床処理装置の移動中に第１の床処理装置の移動経路を検知し、その検知された移動経路についての情報を第２の床処理装置に伝達するように構成されており、そして、第２の床処理装置が、制御及び評価ユニットを有し、その制御及び評価ユニットが、受信した情報を解析し、第１の床処理装置により検知された移動経路及び／又はその移動経路により通過されなかった環境の部分エリアに基づいて、第２の床処理装置が走行してはならない進入禁止エリアを環境マップに入力することが提示される。
【００１０】
本発明によれば、システムの第１の床処理装置及び第２の床処理装置が協働作業を行い、その協働作業は、ここでは、第２の床処理装置の制御及び評価ユニットが、第１の床処理装置により収集された移動経路についての情報を用いて第２の床処理装置により走行されるべきでないいわゆる進入禁止エリアをその環境マップ内に規定するように行われる。「進入禁止エリア」の用語は、環境において第２の床処理装置が進入してはならない、第２の床処理装置の移動に対して閉鎖された部分エリアを意味する。進入禁止エリアは、通常、床処理装置が横断してはならない仮想的なエリア境界によって規定される。それらのエリア境界は、環境マップにラインとして示されるか記憶されることが好ましい。
第１の床処理装置は、第１の床処理装置によりカバーされた移動経路についての、又は移動経路の外側に位置する走行されなかった環境の部分エリアについてのメッセージを作成するように構成された演算装置を有する。そのメッセージは、第２の床処理装置のための対応する情報を含む。移動経路は、床処理作業中に第１の床処理装置の検知器により、例えばカメラ、レーザスキャナ及び／又は慣性センサにより記録されることが好ましい。その場合、収集された情報の評価は、第１の床処理装置内で既に少なくとも部分的に行うことができ、又は、第１の床処理装置から移動経路についての情報を受信する第２の床処理装置内で引き続いて行うこともできる。第２の床処理装置の制御及び評価ユニットは、受信した情報を完全に自動的に処理することができ、それによってユーザは、第２の床処理装置の環境マップ内に１又は複数の進入禁止エリアを入力するための追加のステップを全くとる必要がない。その替わりに、解析と、環境マップの作成、処理及び／又は拡張とが、第２の床処理装置により完全に自動的に処理される。
【００１１】
第１の床処理装置及び第２の床処理装置は、移動経路及び／又は床処理作業についての情報を無線で通信するための対応する通信モジュールを有することが好ましい。特に、それらの床処理装置が、移動経路及び／又は床処理作業についての情報を伝達するために適切な、対応するＷＬＡＮモジュール、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール、又は他の無線モジュールを有することができる。その結果、第１及び第２の床処理装置の一部を互いに物理的に接続する必要はなく、その情報を含むメモリを第１の床処理装置から第２の床処理装置に移す必要もない。むしろ、少なくとも移動経路についての情報、すなわち少なくとも第１の床処理装置の対応する検知器のセンサ信号が、第２の床処理装置に伝達されれば十分である。これは、例えば、第１の床処理装置により送信されるメッセージの形態で行うことができ、又は、第１の床処理装置に記憶された移動経路又は床処理作業についての情報に対して第２の床処理装置にアクセスさせることによっても行うことができる。
【００１２】
第１の床処理装置が、環境内でユーザにより手動でのみ誘導される床処理装置であり、かつ／又は、第２の床処理装置が自動でのみ動作する床処理装置である実施形態が提示される。その結果、第１の床処理装置は、通常、ユーザが床処理装置を持ち上げたり処理されるべき面上で押したりするすることができる柄及び／又は持ち手を特徴とする手動誘導される床処理装置とすることができる。例えば、手動誘導される装置は、縦型吸引掃除機、携帯式拭き掃除機、艶出し装置、ワックスがけ装置、芝刈り装置などの掃除機とすることができる。手動でのみ誘導される床処理装置は、通常、環境内で自己を方向付けしかつ位置決定するためのそれ自身のナビゲーション装置をもたない。むしろ、手動誘導される床処理装置は、専らユーザによって例えば住居の部屋である環境を通って誘導され、そこでユーザにより選択された移動経路に沿って、吸引、水拭き、艶だし、ワックスがけ、研磨、芝刈りなどの床処理作業を完了する。
第２の床処理装置は、自動でのみ動作する床処理装置とすることができることが有利であり、特に環境内で自動的に移動する床処理ロボットである。例えば、これらの自動床処理装置は、吸引ロボット、拭きロボット、芝刈りロボットなどとして知られている。１つのこのような独立して移動する床処理装置は、通常、第２の床処理装置が環境内で自己を方向付けかつ位置決定するために用いることができるナビゲーション装置を有する。例えば、ナビゲーションシステムは、３Ｄレーザスキャナなどの距離センサを有し、それを用いて環境内の障害物までの距離が計測される。計測された距離に基づいて、自動動作する床処理装置は環境マップを作成することができる。環境マップは、環境の間取り、例えば住居や少なくとも１又は複数の部屋の間取り、及び、家具や装飾品などの物体の境界などを含む。例えば、環境マップは、いわゆるＳＬＡＭ(同時定位及び計測：simultaneous localization and measurement)アルゴリズムを用いて作成することができる。
ユーザにより手動でのみ誘導される床処理装置を、自動動作する床処理装置と組合せることによって、第１の床処理装置の手動誘導中におけるその手動誘導される床処理装置を用いるユーザの知識、情報及び意図を、第２の自動動作する床処理装置においても利用することができる。手動誘導される床処理装置により行われた床処理作業は、動作シーケンスに関して記録され、それを自動床処理装置に伝達することができ、その後、受信したデータに基づいて自動床処理装置は、もしそうしなければ自動床処理装置が通過したり処理したりしたかもしれない１又は複数の進入禁止エリアを規定する。したがって、いかなる理由であれ、ユーザが環境の所定の部分エリアを掃除しないという知識が利用される。第２の床処理装置の制御及び評価ユニットは、上記から、第２の床処理装置もこれらの部分エリアを走行及び処理してはならないと結論する。したがって、第２の床処理装置は、第１の床処理装置を手動で用いることによってユーザが表現したユーザの意図に対する自動的に開始される反応を示す。
同様に、情報が反対方向に伝達されることができ、すなわち第２の床処理装置から第１の床処理装置に、好ましくは自動動作する床処理装置から手動誘導される床処理装置に伝達されることができる。例えば、自動動作する床処理装置により作成された環境マップが、手動誘導される床処理装置に伝達可能であることによって、手動誘導される床処理装置は、それ自身のセンサを用いて環境マップの中で自己を位置決定することができる。ここでは例えば、手動誘導される床処理装置が、環境マップ内の粗い位置決定は可能であるが、別個のマップ作成はできないセンサを用いることができる。その後、手動誘導される床処理装置と自動動作する床処理装置の間の相互作用により、手動誘導される床処理装置の自己位置決定が、相乗的に可能となる。加えて、手動誘導される床処理装置は、第２の床処理装置の環境マップを有利に更新し、補充し、かつ／又は変更することができる。ここで、三次元空間情報の強化が考えられる。例えば、手動誘導されることによってのみ得られるが、自動動作する床処理装置によっては得られない床面上方表面に関する情報である。加えて、手動誘導される床処理装置が、自動動作する床処理装置によってアクセスできない環境の他の部分エリアに関して環境マップを強化することもできる。例えば、これは、ユーザによって移動可能かつ／又は少なくとも取り除ける物体が表面上に置かれている環境の部分エリア、又は、自動動作する床処理装置では到達できないが手動誘導される床処理装置では到達できる距離で互いに離れている２つの障害物が表面上に置かれている環境の部分エリアを含むことができる。
【００１３】
さらに、第２の床処理装置の制御及び評価ユニットが、進入禁止エリアを回避する第２の床処理装置による移動を制御するように構成されていることが提示される。第２の床処理装置は、第１の床処理装置と同じように走行し又は作業する必要はなく、むしろ第１の床処理装置の移動経路とは異なる移動経路を利用することができる。第１の床処理装置の移動経路に基づいて進入禁止エリアを規定すると、第１の床処理装置が走行しなかった環境の部分エリアは除外されるが、第１の床処理装置が走行できた残りの部分エリアは、異なるシーケンス、移動経路の逸脱した進行で、又は他のパラメータを用いて走行し又は処理することができる。その結果、第２の床処理装置は、ユーザにより手動誘導された移動方向及びシーケンスとは異なる移動方針を使用することができる。特に、例えば、第２の床処理装置の制御及び評価ユニットは、特にめったに通過されない環境の部分エリアを含む移動経路を演算する。その結果、第２の床処理装置はまた、床処理時間を短縮しかつ／又は床処理のために必要なエネルギー消費を低減するために用いることができる。
【００１４】
さらに、第２の床処理装置の制御及び評価ユニットが、第１の床処理装置によりめったに通過されない環境の部分エリアを識別する目的で、第１の床処理装置の幾つかの時間的に先行する移動の移動経路を解析し、その部分エリアが通過された頻度を、規定された頻度閾値と比較し、そして頻度閾値に到達しない場合はその部分エリアを進入禁止エリアとして規定するように構成されていることが可能である。したがって、過去の床処理作業の複数の移動経路の進行に基づいて、第２の床処理装置の制御及び評価ユニットは、ユーザが環境のどの部分エリアを第１の床処理装置によりめったに走行しなかったかを認識する。その結果、第２の床処理装置は、ユーザが過去に第１の床処理装置によりめったに処理しなかった環境の部分エリアを除外する。第２の床処理装置は、好ましくは自動動作する床処理装置であるが、手動誘導される床処理装置とすることもでき、それはその後にユーザに対し対応する解析結果を、例えばディスプレイ上で示す。そのディスプレイは、進入禁止エリアとして規定された部分エリア及び／又は個々の部分エリアが先行する床処理において通過された以前の頻度についての情報を示すことができる。
【００１５】
さらに、第１の床処理装置が床処理情報を第２の床処理装置に伝達するように構成されており、第２の床処理装置の制御及び評価ユニットが、第１及び／第２の床処理装置について規定された標準的パラメータから逸脱する装置パラメータ、床処理パラメータ及び／又は装置アクセサリを用いて処理された環境の部分エリアを識別する目的で、床処理情報とそれに伴う第１の床処理装置による少なくとも１つの時間的に先行する床処理の移動経路とを解析し、標準的パラメータから逸脱する場合は部分エリアを進入禁止エリアとして規定するように構成されていることが提示される。
例えば、制御及び評価ユニットは、ユーザが特別な頻度若しくは速度で又は特定の移動パターンで環境の部分エリアを通過することを決定することができる。それに替えてかつ／又はそれに加えて、第１の床処理装置が、移動経路の他に、使用したアクセサリ、床処理作業中の装置設定、又は、床処理作業中の特定の処理パラメータについての情報を第２の床処理装置に伝達することも可能である。その後、第２の床処理装置は、その情報を評価して、第１及び第２の床処理装置の規定された標準的パラメータから逸脱する、伝達されたパラメータを決定する。特に、第２の床処理装置が使用又は提供できないパラメータを構築する。この場合、第２の床処理装置が個々の部分エリアを通過することを禁止されることによって、この部分エリアは、例えばユーザにより手動誘導される床処理装置を用いて、第１の床処理装置のみによりアクセス可能であり、第１の床処理装置は、その場所で所望される特別な処理作業を可能とする。例えば、極めて低い吸引出力レベルや特に低速での移動などの特別な設定による、又は、特別なアタッチメントを用いた床掃除である。
【００１６】
さらに、第２の床処理装置の制御及び評価ユニットが、第１の床処理装置により変位させられたかつ／又は乗り超えられた障害物を有する環境の部分エリアを識別する目的で、移動経路とそれに加えて特に第１の床処理装置による幾つかの時間的に先行する移動の床処理情報とを解析し、特定の部分エリアでそのような障害物が検知された頻度を、規定された頻度閾値と比較し、そして、頻度閾値を超えた場合はその部分エリアを進入禁止エリアとして規定するように構成されることができる。
この実施形態では、第１の床処理装置の第２の床処理装置への情報が、第１の床処理装置により通過された移動経路のみでなく、むしろ例えば移動経路上に位置していた邪魔な物体についての情報も含む。このような邪魔な物体は、ケーブルなどの変位可能な障害物、同類の比較的軽い装飾品、及び／又は、例えばケーブルも同様であるがカーペットの縁、ドアの敷居などの第１の床処理装置により乗り超えることができる障害物であり得る。第２の、特に自動動作する床処理装置自体は、変位させられかつ／又は乗り超えられた障害物を変位させたり乗り超えたりすることができないので、過去にこのような邪魔な物体がしばしば含まれていた環境の部分エリアが、進入禁止エリアとして規定されることによって、第２の床処理装置はこの環境の部分エリアの通過を禁止される、すなわちその部分エリアを回避する。
【００１７】
特別な実施形態では、第１の床処理装置がユーザにより作動可能なアクチュエータ要素を有し、それを用いてユーザが第１の床処理装置による移動中に移動経路の複数の位置を印付けすることができ、そして、第２の床処理装置の制御及び評価ユニットが、第１の床処理装置のユーザが以前に印付けを残した環境の部分エリアを識別する目的で、第１の床処理装置による少なくとも１つの時間的に先行する移動の移動経路を解析し、印付けされた部分エリアを進入禁止エリアとして規定するように構成されることを提示する。
この実施形態では、特に手動でのみ誘導される床処理装置である第１の床処理装置がアクチュエータ要素を有し、ユーザは、第２の床処理装置が走行できない環境の特別な部分エリアに割り当てられた移動経路の特定の位置又は区域を印付けするために、そのアクチュエータ要素を作動させることができる。したがって、印付けされた部分エリアは、第２の床処理装置が入ってはならない進入禁止エリアとして規定される。さらに、ユーザは、印付けの理由、例えば、印付けされた部分エリアを処理するために床処理装置の特定のアクセサリ、特定の装置設定が必要である等の理由についての情報を、第１の床処理装置の入力装置を介して又は第１の床処理装置と好ましくは無線通信する外部端末を介して、特に携帯電話、ラップトップ、タブレットコンピュータなどを用いて手動で伝達することができる。例えば、この情報は、その後、第２の床処理装置の環境マップに記録することもできる。
アクチュエータ要素を用いて印付けされた部分エリア又は移動経路における位置は、第２の床処理装置の制御及び評価ユニットにより自動的に認識される進入禁止エリアと同期可能であることが有利であり、それによって自動的に作成される進入禁止エリアの正確さを検証することができる。したがって、第２の床処理装置が、第１の床処理装置により走行されなかった部分エリアを認識し、そしてそれらを、ユーザにより手動で伝達された走行されるべきでない環境の部分エリアについての情報と比較することによって、第２の床処理装置の環境マップが、進入禁止エリアの外側に位置する走行可能な部分領域のみを指定することが好ましい。
【００１８】
さらに、第２の床処理装置の制御及び評価ユニットが、環境の部分エリアを進入禁止エリアとして規定する前に第２の床処理装置のユーザによる承認を要求するように構成することができる。上述した全ての場合において、ユーザがさらに、特定の部分エリアを進入禁止エリアとして規定されるべきであることの承認を与えることもできる。例えば、これは、ユーザーへのクエリと、床処理装置又は外部端末（携帯電話、タブレットコンピューター、又は同様の装置など）にもインストールされたアプリケーションでのユーザーによるリリースとを含むことができる。
【００１９】
さらに、第１の床処理装置が、以下の群のうちの少なくとも１つの検知器を有することが提示される：カメラ、レーザスキャナ、処理されるべき面の種類を検知する床センサ、処理されるべき面の汚れの種類又は程度を検知する汚れセンサ、駆動モータの出力を決定するセンサ、距離センサ、慣性センサ、時間センサ、接触センサ。
これらの上述した検知器のうち１又は複数が、第２の床処理装置のための情報へと処理可能な検知信号を受信するように構成されている。この意味において、第１の床処理装置及び／又は第２の床処理装置は、検知器の検知信号から以下の情報のうちの少なくとも１つを決定するように構成された評価ユニットを有することができる：環境内の第１の床処理装置の移動経路、環境マップ、環境の部分エリアの処理状態、第１の床処理装置による処理済又は未処理及び／又は走行不能な部分エリアの位置、床の種類、汚れの種類、汚れの程度、第１の床処理装置により床処理に用いられたアクセサリ、三次元空間情報、及び／又は、障害物情報。
例えば、カメラ及び／又はレーザスキャナは、第１の床処理装置の環境内での位置を決定すると共に、障害物の位置を決定するために用いられる。このために、いわゆるＳＬＡＭ(同時定位及び計測：simultaneous localization and measurement)アルゴリズムを、通常用いることができる。カメラ又はレーザスキャナのセンサデータは、環境内で手動誘導される床処理装置の移動経路を検知することを可能とする。さらに、そのセンサデータは、手動誘導されかつ／又は自動動作する第２の床処理装置において環境マップを作成するために用いることができる。その環境マップは、環境における、第１の床処理作業中に処理された部分領域、処理されなかったすなわち省かれた部分領域、及び／又は、アクセス不能だった部分領域を有し、必要に応じて、手動誘導される床処理装置が床処理作業を完了するために実行した又は試みた繰り返しの回数についての情報を含む。
手動誘導される床処理装置はさらに、床の種類を認識する床センサを有することができる。例えば、このような床センサは、カメラ又は、駆動モータの出力を決定するためのセンサを有することができる。例えば、ファンモータ、回転する掃除ローラの駆動輪、揺動する拭き要素などを駆動するために用いられるモータの電力消費を検知することが可能である。例えば、手動誘導される床処理装置の回転する剛毛ローラは、その駆動モータがカーペット床又はカーペット上においてタイルや床板からなる硬質床上よりも大きい電力消費を必要とする。このようにして床の種類を推測することができる。例えば、処理されるべき面の汚れの種類及び／又は程度を検知する床処理装置の汚れセンサも、カメラを有することができる。
手動誘導される床処理装置が、例えば赤外線センサ及び／又は超音波センサなどの距離センサを装備している場合、距離センサは、環境内に存在する障害物までの距離を確定するために用いられる。一方、これによって第１の床処理装置が、そしてその後には第２の床処理装置が、環境内の部屋境界及び／又は物体と衝突することを回避できる。装置は、障害物から特定の安全距離を維持でき、又は、障害物には特にゆっくりと接近できることが好ましい。一方、障害物についての情報は、環境内のケーブル、靴下、花瓶、植木鉢、おもちゃなどの移動可能な邪魔な物体や物品を認識し、そして例えばユーザに対し、処理されるべき環境の部分エリアからそれらを取り除くように促すために用いることもできる。必要に応じて、デジタル画像処理による物体認識のために、カメラを付加して用いることができる。
手動誘導される床処理装置はさらに、床処理装置に接続された特定のアクセサリ、例えばアタッチメントを認識するユニットを有することができる。例えば、このようなアクセサリは、特定の床処理要素又は取外し可能なアタッチメントとすることができる。床処理要素は、例えば、剛毛ローラ、拭き要素などの掃除要素とすることができる。アクセサリは、そのアクセサリを明確に識別するコードを有することができる。それに対応して、手動誘導される床処理装置は、このコードを認識し、検知されたアクセサリを他のアクセサリから区別するように構成された検知器を有する。その結果、手動誘導される床処理装置から自動的に移動する床処理装置に伝達される情報は、床処理作業に用いられたアクセサリについての情報を含むこともでき、それによって、自動動作する床処理装置は、さらに作業するか、又は、対応するアクセサリを装備されることができる。ここで、床処理装置が、硬質床面又はカーペット床若しくはカーペットを処理するために装備されているか否かを考慮できることが特に有用である。
手動誘導される床処理装置がさらに慣性センサを有する場合、とりわけ、例えばこの床処理装置の環境内での三次元移動経路も辿ることができる。例えば、慣性センサはジャイロスコープとすることができる。これは、三次元情報を取得することが可能であり、例えば、建物の処理済みの階、階段のステップ、及び／又は、例えば窓枠、家具の表面などの部屋の床面上方表面などを含む。
さらに、手動誘導される床処理装置の時間センサは、ユーザが手動誘導される床処理装置を用いて１又は複数の床処理作業を行った時間範囲についての情報を提供することができる。したがって、床処理作業の時間経過及び／又は速度を確定することができる。
さらに、対応するセンサデータを、時間における異なる点に割り当てることができる。これにより、床処理作業の時間的進行を、床処理装置の検知器により検知されたセンサデータにマッチングさせかつ同期させることができる。その後、床処理作業のこの時間的進行を、それに対応して、自動動作する床処理装置により再現することが可能である。それによって例えば、特定の床処理作業に特定の時間範囲が用いられ、かつ／又は、手動誘導される床処理装置を用いてユーザが行ったのと同じ速さで、自動動作する床処理装置が環境内を走行することができる。
さらに、手動誘導される床処理装置上に設けられた接触センサは、例えば、ユーザが作動することにより、床処理作業中の時間における特定の点及び／又は環境内の場所に対して印付けするために用いることができる。例えば、接触センサは、アクチュエータ要素により作動することができる。特に、作動によって様々な特性を登録することができ、例えば短い押し、長い押し、又は、繰り返し作動であり、それらが多様なイベントを特徴付ける。アクチュエータ要素は、押しボタンなどとすることができる。
【００２０】
最後に、本発明は、第１の床処理装置と第２の床処理装置とを有する上述したタイプのシステムを動作させる方法にも関係する。第２の床処理装置は、環境マップに基づいて環境内で自己を方向付けかつ位置決定し、第１の床処理装置は、第１の床処理装置の移動中に第１の床処理装置の移動経路を検知し、そして検知した移動経路についての情報と特に付加的な床処理情報とを第２の床処理装置に伝達する。第２の床処理装置の制御及び評価ユニットは、受信した情報を解析し、そして、第１の床処理装置により検知された移動経路及び／又は移動経路により通過されなかった環境の部分エリアに基づいて、第２の床処理装置が走行してはならない進入禁止エリアを環境マップに入力する。本発明による方法は、第１の床処理装置の移動経路についての情報を第２の床処理装置に伝達し、それに応じて第２の床処理装置が、例えばその移動経路の外側に位置する環境の部分エリアを有する進入禁止エリアを規定することを含む。第２の床処理装置は、床処理作業中にこれらの規定された進入禁止エリアを走行してはならない。この方法の発明の特徴及び利点は、本発明のシステムに関してより詳細に先に説明した通りである。繰り返しを避けるために、本発明のシステムについて上述した説明をここに参照する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、第１の床処理装置及び第２の床処理装置からなるシステムを有する環境である。
【図２】図２は、第１の床処理装置の拡大図である。
【図３】図３は、第２の床処理装置の拡大図である。
【図４】図４は、図１に示した環境の部分エリアを通る第１の床処理装置の移動経路である。
【図５】図５は、進入禁止エリアが規定された環境マップを有する第２の床処理装置である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、例示的実施形態を示した図面を参照して本発明を説明する。
図１は、複数の部屋を有する住居の間取りを概略的に示している。住居内には、ユーザにより手動でのみ誘導される第１の床処理装置１と、自動でのみ動作する第２の床処理装置２とからなる本発明のシステムがある。例えば、第１の床処理装置１は、ここでは手動で誘導される吸引掃除機であり、図２においてさらに詳細に説明される。例えば、自動動作する床処理装置２は、ここでは吸引掃除ロボットであり、図３を参照してさらに詳細に説明される。床処理装置１、２の環境は、通常、壁などの部屋境界と、ユーザが移動できるか又は移動できない障害物１４とを含む。例えば、ユーザにより容易に取り除くことができる障害物１４は、植木鉢、花瓶、小さな家具等である。例えば、ユーザにより容易に移動できないか取り除けない障害物１４は、重い家具、ピアノ、大型スピーカー等である。ここでは環境内に、自動動作する第２の床処理装置２のためのベースステーション１６が配置されている。このベースステーション１６は、自動動作する第２の床処理装置２又は、可能な場合は他の床処理装置１、２に対するサービス作業を実行するための機器及び手段を有する。例えば、サービス作業は、床処理装置１、２のバッテリの充電、床処理装置１、２の集塵室を空にすること、床処理装置１、２の床処理要素１７を清浄化することなどである。
【００２３】
床処理装置１、２についてさらに詳細に説明する。図１及び図２によれば、ユーザにより手動誘導される床処理装置１は、ベースユニット２１と、ベースユニット２１に取外し可能に接続された床ノズル２０とを有する。例えば、床ノズル２０は、ここでは、床処理要素１７を形成する掃除ブラシ（詳細には図示せず）を具備する吸引ノズルを含む。床ノズル２０は、掃除されるべき床上を全体的に小さな抵抗で移動させるために車輪１８を有する。このために、車輪１８又は床処理要素１７も、モータにより駆動することができ、それによって床処理装置１の移動を補助し、かつユーザによる床処理装置１の取扱いを容易とする。ベースユニット２１は、持ち手２３を具備する柄２２を有する。持ち手２３にはスイッチ（図示せず）を設けることができる。そのスイッチを用いてユーザは、床処理装置１をオン及びオフさせることができ、可能であれば変化する出力レベルなどを設定することができる。持ち手２３は、ここでは、アクチュエータ要素１３も有し、それは、具体的には接触センサである検知器７と動作的に接続されている。アクチュエータ要素１３はユーザにより押されることができ、それによって、接触センサが対応する接触信号を登録する。アクチュエータ要素１３又は接触センサの機能は、後にさらに詳細に説明する。
床処理装置１はさらに、床ノズル２０上に配置されたカメラ（符号５）を含む検知器５、６を有する。同様に、更なる検知器６として慣性センサが、床ノズル２０の車輪１８に割り当てられている。カメラは、例えば、一方では障害物１４を含む環境の画像を記録し、他方では掃除されるべき床面を記録する。慣性センサは、車輪１８の車輪回転を検知することによって、環境内で移動中に床処理装置１によりカバーされた距離及び床処理装置１の方向変化を推測できる。床処理装置１のベースユニット２１はさらに演算装置２４を有する。演算装置２４は、少なくとも部分的に検知器５、６、７の信号を処理することによって、検知器５、６、７の検知信号を介した情報をまとめることができ、その後、情報を、床処理装置１の通信モジュール４を用いてシステムの第２の床処理装置２に伝達することができる。例えば、通信モジュールは、ここではＷＬＡＮモジュールであり、システムの床処理装置１、２の間の無線通信を可能とする。
【００２４】
図３に詳細に示される自動動作する第２の床処理装置２は、モータ駆動される車輪１８と、床処理要素１７とを有する。床処理要素１７は、ここでは例えば、回転する剛毛ローラとして構成され、その長手方向が、掃除されるべき床に対して実質的に水平に配置されている。第２の床処理装置２も同様に、ＷＬＡＮモジュールとして構成された通信モジュール４を有し、それによって第１の床処理装置１の情報を受信することができる。加えて、第２の床処理装置２は、評価ユニット８を有する。評価ユニット８は、第１の床処理装置１から受信した情報を評価し、それを床処理のために利用するように構成されている。第２の床処理装置２が環境内で自律して移動できるように、第２の床処理装置２は、レーザスキャナ１９を具備するナビゲーション装置を備えている。レーザスキャナ１９は、住居内の障害物１４及び部屋の境界までの距離を３６０°の角度範囲で検知できることが好ましい。第２の床処理装置２の評価ユニット８は、これらの距離データを、図５に例示された環境マップ９へと処理する。環境マップ９は、環境の間取り、障害物１４の位置、ベースステーション１６の位置などを含む。環境マップ９は、環境内での第２の床処理装置２のナビゲーション及び自己位置決定を行うために用いられる。例えば、環境マップ９を作成するために床処理装置２は、いわゆるＳＬＡＭ(同時定位及び計測：simultaneous localization and measurement) アルゴリズムを用いることができる。
【００２５】
ここで、図４及び図５を参照して本発明をさらに詳細に説明する。以下の説明は、本発明によるシステムを使用するための一例を提示するだけである。ここで、床処理装置１、２が異なるようにも構成できることはいうまでもない。すなわち、例えば、それらは吸引掃除機に限定される必要はなく、例えば、拭き装置、艶出し装置などとすることもできる。さらに、図示された床処理装置１、２以外に、本システムが、複数の追加の床処理装置１、２を有することもできる。例えば、床処理作業を全く行わないサービスロボット、監視ロボットなどである。
【００２６】
可能な実施形態によれば、本発明は、図１及び図４に示すように、ユーザが第１の、例えばここでは手動誘導される床処理装置１を環境内で押す進めるように機能する。図４に示すように、そのようにするときユーザは、ここでは例えば部屋の隅に置かれた大型スピーカーである障害物１４からの距離を維持する移動経路３を辿り、その距離は、ユーザが視覚的に判断すれば十分である。しかしながら、ユーザは、同じく障害物１４を構成する、大型スピーカー間に這っているケーブルを、手動誘導される床処理装置１により通過させる。したがって明らかであるように、移動経路３は、部屋の隅を除外するが、床上に這っているケーブルを横切る。床処理作業が完了した後、第１の床処理装置１はその通信モジュール４を用いてメッセージを第２の、ここでは自動動作する床処理装置２に伝達する。第２の床処理装置２は、その通信モジュール４を用いてメッセージを受信し、そしてその中に含まれる情報を解析する。その情報は、床処理装置１の移動経路３の進行状況を含む。別の情報も含むことができ、例えば、床処理作業中に第１の床処理装置１により用いられた装置パラメータ、床処理パラメータ及び／又は床処理装置１に接続された特定のアクセサリについての床処理情報である。装置パラメータは、例えば、第１の床処理装置１のタイプ、第１の床処理装置１に組み込まれたモータ等である。付与された床処理パラメータは、例えば、第１の床処理装置１の床処理中に設定されたファン出力、移動速度等である。アクセサリは、床ノズル２０等の特定のアタッチメント、又は特定の床処理要素１７等とすることができる。
【００２７】
図５に示すように、第２の自動動作する床処理装置２は、環境マップ９を有する。その環境マップ９は、それ以前の探査走行中又は床処理作業中に作成されたものである。環境マップ２は、第２の床処理装置２の制御及び評価ユニット８が床処理装置２により走行されるべきでないエリアとして規定した進入禁止エリア１５を含むように補充される。このために、制御及び評価ユニット８は、第１の床処理装置１から受信した情報を解析し、特に第１の床処理装置１が辿った移動経路３についての情報を解析し、環境のどの部分エリア１１、１２が第１の床処理装置１により通過されなかったかを認識する。これらの部分エリア１１、１２は、制御及び評価ユニット８によって禁止エリアとして印付けされ、第２の床処理装置２は、その後の自動制御された床処理作業中にそれらのエリアを走行しない。さらに、第２の床処理装置２の制御及び評価ユニット８は、環境が障害物１４も含むこと、特にここでは、ユーザが第１の床処理装置１により通過した大型スピーカー間のケーブルを含むことを認識する。それに応じて、第２の床処理装置２に対する第１の床処理装置１のメッセージは、障害物１４が通過されたという事実についての追加の情報を含むことができる。このために、例えば、第１の床処理装置１の検知器６が、床面から上昇した第１の床処理装置１についての情報を送信することができる。この高さ情報に基づいて、第２の床処理装置２の制御及び評価ユニット８は、それらのケーブルが第２の床処理装置２によって乗り超えられない障害物１４を構成することを認識し、そして同様に、対応する部分エリア１１に対し、第２の床処理装置２の進入禁止エリアとして印付けする。たとえ第２の床処理装置２がケーブルを乗り超えたりそれらを押しのけたりすることができるとしても、第２の床処理装置２がこれらの障害物１４上で動けなくなってしまう所定のリスクが存在する。
【００２８】
特別な実施形態においては、制御及び評価ユニット８が、環境の規定されたエリアにおける第１の床処理装置１の幾つかの先行する床処理作業についての情報を解析することで、環境のどの部分エリア１１、１２が第１の床処理装置１によってめったに処理されなかったかを決定する。稀な床処理作業を精確に規定するために、制御及び評価ユニット８は、部分エリア１１、１２が第１の床処理装置１によって通過された頻度を、これらの部分エリア１１、１２について規定された頻度閾値と比較する。この意味において第１の床処理装置１がこの部分エリア１１、１２にめったに進入しないと判断された場合、第２の床処理装置２の制御及び評価ユニット８は、ユーザにより手動誘導される第１の床処理装置１が、この部分エリア１１、１２を処理しないことについて理由を有すると結論する。その理由はしばしば、例えばそこに存在する障害物間の距離が、第１の床処理装置１が通り抜けるには小さすぎるか、又は、この部分エリア１１、１２に繊細な物体が配置されているので障害物１４を通過しなければならない等である。制御及び評価ユニット８自体が、その後、この部分エリア１１、１２を進入禁止エリア１５として環境マップ９に規定する。
【００２９】
さらに、制御及び評価ユニット８は、第１の床処理装置１からの幾つかの時間的に先行する床処理作業についての情報を解析し、第１の床処理装置１が特定の部分エリア１１、１２内で障害物１４を変位させかつ／又は乗り超えたか否かを見出すことができる。この状況が過去に頻繁に発生しており、かつその頻度が規定された頻度閾値を超えている場合、制御及び評価ユニット８は、同様に、この部分エリア１１、１２を進入禁止エリア１５として規定する。
【００３０】
さらに、制御及び評価ユニット８は、第１の床処理装置１のユーザが第１の床処理装置１上に配置されたアクチュエータ要素１３を押すことによって手動で送信した信号を評価することができる。接触センサとして構成された検知器７は、アクチュエータ要素１３が押されたことを検知し、ユーザがアクチュエータ要素１３を押した移動経路３上の空間的位置と、移動経路３についての情報とを第２の床処理装置２に伝達する。第２の床処理装置２の制御及び評価ユニット８は、それに応じて、ユーザが第１の床処理装置１の移動中に移動経路３における位置を印付けした環境の部分エリア１１、１２を識別することができる。印付けされた位置が存在する部分エリア１１、１２は、その後、進入禁止エリア１５として規定される。その場合、ユーザが、移動経路３の印付けされた位置の周りで進入禁止エリア１５をどの程度の大きさとするべきかを設定できることが好ましい。例えば、印付けされた位置は、処理されるべき床上にケーブルがある位置であり、そしてそのケーブルは第１の床処理装置１によって乗り超えることができるが、第２の床処理装置２は接近すべきではないとすることができる。
【００３１】
上述した全ての例において、さらに、自動的に部分エリア１１、１２を進入禁止エリア１５として規定する前に、ユーザが承認しなければならないようにできる。このために、第２の床処理装置２の制御及び評価ユニット８が、先ず、ユーザに対して特定の部分エリア１１、１２に進入禁止エリア１５を規定するべきであるというメッセージを送信することができ、それに応じてユーザは、例えばそれを承認したり否認したり、あるいは進入禁止エリア１５を修正したりしなければならない。例えば、その承認は、第２の床処理装置２により、例えば、第２の床処理装置２のディスプレイ上で要求することができる。しかしながら、それに替えて、そして特に好ましくは、ユーザが、例えば携帯電話、タブレットコンピュータなどの外部端末上でその外部端末にインストールされたアプリケーションを介して、それに対応して促すプロンプトを受け取る。
【００３２】
進入禁止エリア１５を環境マップ９に入力した後、第２の床処理装置２は、環境の床を処理するために移動しつつ環境マップ９に印付けされた進入禁止エリア１５を観察する。ここでは、移動経路３が進入禁止エリア１５を通過せず又は少なくとも接触しない限りにおいて、所望される移動方針に基づいて環境内の移動経路３を計画することができる。ここでは、第２の床処理装置２が、第１の床処理装置１を用いてユーザによって辿られた移動経路３に沿って同じように走行する必要はない。もちろん、場合によっては同じように走行することも可能である。第２の床処理装置２の制御及び評価ユニット８が、時間及びエネルギーに関して特に効率的である移動経路３に従うことが推奨される。
【符号の説明】
【００３３】
１  第１の床処理装置
２  第２の床処理装置
３  移動経路
４  通信モジュール
５、６、７  検知器
８  制御及び評価ユニット
９  環境マップ
１０  処理状態
１１  部分エリア
１２  部分エリア
１３  アクチュエータ要素
１４  障害物
１５  進入禁止エリア
１６  ベースステーション
１７  床処理要素
１８  車輪
１９  レーザスキャナ
２０  床ノズル
２１  ベースユニット
２２  柄
２３  持ち手
２４  演算装置
【図１】
2020119561.tif 000003
【図２】
2020119561.tif 000004
【図３】
2020119561.tif 000005
【図４】
2020119561.tif 000006
【図５】
2020119561.tif 000007
【外国語明細書】
2020119561000001.pdf