(57)【要約】【課題】  自走して清掃が可能であるとともに、自走の機能を利用しつつ火災報知にも利用可能な自走式掃除機を提供の提供を課題とする。【解決手段】  本発明によれば自走式掃除機に備えられる測距用のＡＦ用パッシブセンサ３１ＦＭを利用して炎の検出を行うことができる。従って、火災検出用のカメラ等を新たに搭載する必要がなくて済む。また、ＡＦ用パッシブセンサ３１ＦＭにより少なくとも２回以上（ステップＳ５１０，Ｓ５３０）撮像を行い、炎に対応する撮像画素領域の増減を判断基準としているため、炎のみを確実に検出することができる。従って、炎に似た色の障害物を炎として検出してしまうこともない。【選択図】  図１９
2006011845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掃除機構を備えた本体と、障害物との距離を検出する測距機構と、同測距機構により測定された距離に基づいて操舵と駆動を実現する駆動機構とを備える自走式掃除機において、
上記測距機構は、
それぞれ複数の撮像画素によって構成され、異なる位置に備えられた２個以上のＣＣＤラインセンサにおける撮像ずれから上記障害物との距離を測定する測距手段と、
上記ＣＣＤラインセンサの各撮像画素に蓄積される電荷の蓄積度合いを取得し、同取得した蓄積度合いが炎に対応する値域となる撮像画素を、炎を受像した撮像画素として検出する炎検出手段と、
明るさを取得する明るさ検出手段と、
同明るさ検出手段によって取得された明るさに応じて炎に対応する上記値域を変動させる値域変動手段と、
上記炎検出手段により炎を受像した撮像画素が検出されたとき、上記駆動機構による操舵および駆動を停止させるとともに、上記ＣＣＤラインセンサにより再度撮像し、その撮像結果から炎を受像した撮像画素領域の変動を検出する火災検出手段と、
上記火災検出手段が炎を受像した撮像画素領域の変動を認識したとき、上記駆動機構に操舵および駆動を行わせつつ、警報を発する警報手段とを具備することを特徴とする自走式掃除機。
【請求項２】
掃除機構を備えた本体と、障害物との距離を検出する測距機構と、同測距機構により測定された距離に基づいて操舵と駆動を実現する駆動機構とを備える自走式掃除機において、
上記測距機構は、
それぞれ複数の撮像画素によって構成され、異なる位置に備えられた２個以上のラインセンサにおける撮像ずれから上記障害物との距離を測定する測距手段と、
上記ラインセンサによる撮像結果から炎を受像した撮像画素を検出する炎検出手段と、
上記炎検出手段により炎を受像した撮像画素が検出されたとき、上記ラインセンサにより再度撮像し、その撮像結果から炎を受像した撮像画素領域の変動を検出する火災検出手段と、
上記火災検出手段が炎を受像した撮像画素領域の変動を認識したとき、警報を発する警報手段とを具備することを特徴とする自走式掃除機。
【請求項３】
上記炎検出手段は、
上記ラインセンサに蓄積される電荷の蓄積度合いを取得し、同取得した蓄積度合いが炎に対応する値域となる撮像画素を、炎を受像した撮像画素として検出することを特徴とする請求項２に記載の自走式掃除機。
【請求項４】
明るさを取得する明るさ検出手段と、
同明るさ検出手段によって取得された明るさに応じて炎に対応する上記値域を変動させる値域変動手段とを具備することを特徴とする請求項３に記載の自走式掃除機。
【請求項５】
上記駆動機構は、上記炎検出手段が炎を検出した後、上記火災検出手段が再度の撮像を完了させるまで操舵および駆動を停止させることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載の自走式掃除機。
【請求項６】
上記ラインセンサは、ＣＣＤセンサであることを特徴とする請求項２から請求項５のいずれかに記載の自走式掃除機。
【請求項７】
上記警報手段は、上記駆動機構に上記自走式掃除機の操舵および駆動を行わせつつ、警報を発することを特徴とする請求項２から請求項６のいずれかに記載の自走式掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掃除機構を備えた本体と、障害物との距離を検出する測距機構と、同測距機構により測定された距離に基づいて操舵と駆動を実現する駆動機構とを備える自走式掃除機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の火災報知器として、カラーカメラで撮像したカラー画像データを解析することにより火災の検知を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。  かかる構成によれば、炎の位置変化の空間周波数特性に着目することにより、カラー画像データに含まれる炎の成分の検出を正確に行うことが可能であった。従って、カラー画像データにイルミネーション等の画像成分が含まれる場合であっても、火災の有無を正確に判定することができた。
【特許文献１】特開平１０−１２６７６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した火災報知器は固定して設置されるため、視野が一定となる。従って、広範囲にわたって火災の監視を行うためには、複数のカラーカメラを設置しなければならない。この場合、カラーカメラの設置台数が増加し、設置コストが増加するという課題があたった。また、障害物等により死角が生じ、視野内であっても実質的に火災の監視を行うことができない部分が存在するという課題があった。
【０００４】
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、自走して清掃が可能であるとともに、自走の機能を利用しつつ火災報知にも利用可能な自走式掃除機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、請求項１にかかる発明は、掃除機構を備えた本体と、障害物との距離を検出する測距機構と、同測距機構により測定された距離に基づいて操舵と駆動を実現する駆動機構とを備える自走式掃除機において、
上記測距機構は、それぞれ複数の撮像画素によって構成され、異なる位置に備えられた２個以上のＣＣＤラインセンサにおける撮像ずれから上記障害物との距離を測定する測距手段と、上記ＣＣＤラインセンサの各撮像画素に蓄積される電荷の蓄積度合いを取得し、同取得した蓄積度合いが炎に対応する値域となる撮像画素を、炎を受像した撮像画素として検出する炎検出手段と、明るさを取得する明るさ検出手段と、同明るさ検出手段によって取得された明るさに応じて炎に対応する上記値域を変動させる値域変動手段と、上記炎検出手段により炎を受像した撮像画素が検出されたとき、上記駆動機構による操舵および駆動を停止させるとともに、上記ＣＣＤラインセンサにより再度撮像し、その撮像結果から炎を受像した撮像画素領域の変動を検出する火災検出手段と、上記火災検出手段が炎を受像した撮像画素領域の変動を認識したとき、上記駆動機構に操舵および駆動を行わせつつ、警報を発する警報手段とを具備する構成としてある。
【０００６】
上記のように構成した請求項１の発明において、自走式掃除機が掃除機構により掃除を行うにあたり、駆動機構が操舵と駆動を実現する。また、測距機構が障害物との距離を検出することにより、障害物を避けつつ操舵と駆動を実現することができる。上記測距機構は、異なる位置に備えられた２個以上のＣＣＤラインセンサによって構成され、同ＣＣＤラインセンサのそれぞれが複数の撮像画素によって構成されている。そして、各ＣＣＤラインセンサの撮像ずれに基づいて上記障害物との距離を測定することができる。
【０００７】
上記ＣＣＤラインセンサにより撮像を行う際に各撮像画素には入力に応じた電荷が蓄積される。炎検出手段は蓄積された電荷の蓄積度合いを取得する。そして、この蓄積度合いと炎に対応する値域とを比較し、この蓄積度合いが同値域内となる撮像素子を炎を受像した撮像画素として検出する。一方、明るさ検出手段は、明るさを取得する。そして、値域変動手段は、同明るさ検出手段によって取得された明るさに応じて炎に対応する上記値域を変動させる。
【０００８】
火災検出手段は、上記炎検出手段により炎を受像した撮像画素が検出されたとき、上記駆動機構による操舵および駆動を停止させる。これにより、上記ＣＣＤラインセンサの撮像視野が一定に保持される。そして、上記ＣＣＤラインセンサにより再度撮像し、その撮像結果から炎を受像した撮像画素領域の変動を検出する。炎を受像した撮像画素領域の変動があった場合には、警報手段が警報を発する。警報を発する際には上記駆動機構により操舵および駆動が行われる。すなわち、経時的に炎を受像した撮像画素領域が変動した場合、これをもって炎のゆらぎを認識し、火災の警報を行うことができる。
【０００９】
本体に備えられる掃除機構については、吸引タイプによる掃除機構を採用しても良いし、ブラシにより掻き込むタイプの掃除機構を採用しても良いし、両者を組み合わせて採用しても良い。
【００１０】
また、操舵及び駆動が可能な駆動機構についても、本体における左右に配置された駆動輪の回転を個別に制御することにより、前進、後進、左右への方向転換及び同一場所での回転といった操舵及び駆動が可能である。なおこの場合、前後などに補助輪を備えても良いことはいうまでもない。また、駆動輪は、車輪のみならず、無端ベルトを駆動する構成で実現しても良い。むろん、これ以外にも、４輪、６輪など、各種の構成で駆動機構を実現可能である。
【００１１】
また、請求項２にかかる発明は、掃除機構を備えた本体と、障害物との距離を検出する測距機構と、同測距機構により測定された距離に基づいて操舵と駆動を実現する駆動機構とを備える自走式掃除機において、
上記測距機構は、それぞれ複数の撮像画素によって構成され、異なる位置に備えられた２個以上のラインセンサにおける撮像ずれから上記障害物との距離を測定する測距手段と、上記ラインセンサによる撮像結果から炎を受像した撮像画素を検出する炎検出手段と、上記炎検出手段により炎を受像した撮像画素が検出されたとき、上記ラインセンサにより再度撮像し、その撮像結果から炎を受像した撮像画素領域の変動を検出する火災検出手段と、上記火災検出手段が炎を受像した撮像画素領域の変動を認識したとき、警報を発する警報手段とを具備する構成としてある。
【００１２】
上記のように構成した請求項２の発明において、自走式掃除機が掃除機構により掃除を行うにあたり、駆動機構が操舵と駆動を実現する。また、測距機構が障害物との距離を検出することにより、障害物を避けつつ操舵と駆動を実現することができる。上記測距機構は、異なる位置に備えられた２個以上のラインセンサによって構成され、同ラインセンサのそれぞれが複数の撮像画素によって構成されている。そして、各ラインセンサの撮像ずれに基づいて上記障害物との距離を測定することができる。
【００１３】
炎検出手段は、上記ラインセンサによる撮像結果から炎を受像した撮像画素を検出する。火災検出手段は、上記炎検出手段により炎を受像した撮像画素が検出されたとき、、上記ラインセンサにより再度撮像し、その撮像結果から炎を受像した撮像画素領域の変動を検出する。炎を受像した撮像画素領域の変動があった場合には、警報手段が警報を発する。
【００１４】
さらに、請求項３にかかる発明は、上記炎検出手段は、上記ラインセンサに蓄積される電荷の蓄積度合いを取得し、同取得した蓄積度合いが炎に対応する値域となる撮像画素を、炎を受像した撮像画素として検出する構成としてある。
上記のように構成した請求項３の発明において、上記ラインセンサにより撮像を行う際に各撮像画素には入力に応じた電荷が蓄積される。炎検出手段は蓄積された電荷の蓄積度合いを取得する。そして、この蓄積度合いと炎に対応する値域とを比較し、この蓄積度合いが同値域内となる撮像素子を炎を受像した撮像画素として検出する。このようにすることにより、測距機構として障害物との距離の測定を行いながら、炎を示すもを検出することも可能となる。
【００１５】
さらに、請求項４にかかる発明は、明るさを取得する明るさ検出手段と、同明るさ検出手段によって取得された明るさに応じて炎に対応する上記値域を変動させる値域変動手段とを具備する構成としてある。
上記のように構成した請求項４の発明において、明るさ検出手段は、明るさを取得する。そして、値域変動手段は、同明るさ検出手段によって取得された明るさに応じて炎に対応する上記値域を変動させる。このようにすることにより、明るさに応じた上記閾値を設定することができる。
【００１６】
また、請求項５にかかる発明は、上記駆動機構は、上記炎検出手段が炎を検出した後、上記火災検出手段が再度の撮像を完了させるまで操舵および駆動を停止させる構成としてある。
上記のように構成した請求項５の発明において、上記炎検出手段により炎を受像した撮像画素が検出されたとき、上記駆動機構による操舵および駆動が停止する。これにより、上記ラインセンサの撮像視野が一定に保持される。従って、一定の視野について炎を受像した撮像画素領域の変動を評価することができる。
【００１７】
また、請求項６にかかる発明は、上記ラインセンサは、ＣＣＤセンサである構成としてある。
上記のように構成した請求項６の発明において、上記ラインセンサとしてＣＣＤセンサを適用することも可能である。
【００１８】
また、請求項７にかかる発明は、上記警報手段は、上記駆動機構に上記自走式掃除機の操舵および駆動を行わせつつ、警報を発する構成としてある。
上記のように構成した請求項７の発明において、警報を発する際に、上記駆動機構により操舵および駆動を行うことにより、離れた位置にいる使用者にも近づいて警報を発することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように請求項１および請求項２にかかる発明によれば、自走して清掃が可能であるとともに、自走の機能を利用しつつ火災報知にも利用可能な自走式掃除機を提供することができる。
また、請求項３にかかる発明によれば、ラインセンサにおける電荷の蓄積度合いに基づいて炎を検出することができる。
さらに、請求項４にかかる発明によれば、外部の明るさに影響されることなく炎を検出することができる。
【００２０】
さらに、請求項５にかかる発明によれば、同一視野にて炎の変動を比較することができる。
さらに、請求項６にかかる発明によれば、感度の良い撮像を行うことができる。
また、請求項７にかかる発明によれば、確実に火災の発生を知らせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は、本発明にかかる自走式掃除機の概略構成をブロック図により示している。
同図に示すように、各ユニットを制御する制御ユニット１０と、周囲に人間がいるか否かを検知する人体感知ユニット２０と、周囲の障害物を検知するための障害物監視ユニット３０と、移動を実現する走行系ユニット４０と、掃除を行うためのクリーナ系ユニット５０と、所定範囲を撮影するカメラ系ユニット６０と、無線でＬＡＮに接続するための無線ＬＡＮユニット７０と、追加センサなどからなるオプションユニット８０とから構成されている。なお、本体ＢＤは薄型の略円筒形状をなしている。
【００２２】
図２は、各ユニットを具体的に実現する電気系の構成をブロック図により示している。
制御ユニット１０として、ＣＰＵ１１と、ＲＯＭ１３と、ＲＡＭ１２がバス１４を介して接続されている。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１３に記録されている制御用プログラムおよび各種パラメータテーブルに従い、ＲＡＭ１２をワークエリアとして使用して各種の制御を実行する。上記制御用プログラムの内容については後述する。
【００２３】
また、バス１４には操作パネルユニット１５が備えられ、同操作パネルユニット１５には、各種の操作用スイッチ１５ａと、液晶表示パネル１５ｂと、表示用ＬＥＤ１５ｃが備えられている。液晶表示パネルは多階調表示が可能なモノクロ液晶パネルを使用しているが、カラー液晶パネルなどを使用することも可能である。
【００２４】
本自走式掃除機はバッテリー１７を有しており、ＣＰＵ１１はバッテリー監視回路１６を介してバッテリー１７の残量をモニター可能となっている。なお、同バッテリー１７は誘導コイル１８ａを介して非接触で供給される電力を用いて充電する充電回路１８を備えている。バッテリー監視回路１６は主にバッテリー１７の電圧を監視して残量を検知する。
【００２５】
人体感知ユニット２０として、四つの人体センサ２１（２１ｆｒ，２１ｒｒ，２１ｆｌ，２１ｒｌ）が前方左右斜め方向と後方左右斜め方向に対面させて備えられている。各人体センサ２１は赤外線の受光センサを備えるとともに受光した赤外線の光量の変化に基づいて人体の有無を検知するものであり、変化する赤外線照射物体を検知したとき出力用のステータスを変化させるため、ＣＰＵ１１は上記バス１４を介して同人体センサ２１の検知を取得することが可能となっている。すなわち、ＣＰＵ１１は所定時間毎に各人体センサ２１ｆｒ，２１ｒｒ，２１ｆｌ，２１ｒｌのステータスを取得しにいき、取得したステータスが変化していれば、同人体センサ２１ｆｒ，２１ｒｒ，２１ｆｌ，２１ｒｌの対向方向に人体の存在を検知することが可能となる。
【００２６】
ここでは赤外線の光量変化に基づくセンサによって人体センサを構成しているが、人体センサはこれに限られるものではない。例えば、ＣＰＵの処理量が上がればカラー画像を撮影し、人体に特徴的な肌色の領域を探し、同領域の大きさ、変化に基づいて人体を検知するという構成を実現することもできる。
【００２７】
障害物監視ユニット３０は、オートフォーカス（以下、ＡＦと呼ぶ。）用測距センサとしてのＡＦ用パッシブセンサ３１（３１Ｒ，３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬ，３１Ｌ，３１ＣＬ））とその通信用インターフェイスであるＡＦセンサ通信Ｉ／Ｏ３２と、照明用ＬＥＤ３３と、各ＬＥＤに駆動電流を供給するＬＥＤドライバ３４とから構成されている。まず、ＡＦ用パッシブセンサ３１の構成について説明する。図３はＡＦ用パッシブセンサ３１の概略構成を示している。二軸のほぼ平行な光学系３１ａ１，３１ａ２と、同光学系３１ａ１，３１ａ２の結像位置にほぼそれぞれ配設されたＣＣＤラインセンサ３１ｂ１，３１ｂ２と、各ＣＣＤラインセンサ３１ｂ１，３１ｂ２の撮像イメージデータを外部に出力するための出力Ｉ／Ｏ３１ｃとを備えている。
【００２８】
ＣＣＤラインセンサ３１ｂ１，３１ｂ２は光エネルギーを電気エネルギーに変換する１６０〜１７０画素の撮像画素で構成され、各撮像画素ごとに生成した電気エネルギーを電荷として蓄積することが可能となっている。そして、それぞれの撮像画素において蓄積された電荷の量に応じて８ビットのデータを出力することが可能となっている。一定時間に蓄積される電荷の量は、入力された光エネルギーに応じた量となるため、入力された光の光量や波長等に応じて異なる値の電荷が各撮像画素に蓄積されることとなる。すなわち、各ＣＣＤラインセンサ３１ｂ１，３１ｂ２は入力したイメージを表現可能なデータを生成することが可能となっている。
【００２９】
また、光学系が二軸であるので、結像イメージには距離に応じたずれが生じており、それぞれのＣＣＤラインセンサ３１ｂ１，３１ｂ２が出力するデータのずれに基づいて距離を計測できる。例えば、近距離になるほど結像イメージのずれが大きく、遠距離になるほど結像イメージのずれはなくなっていく。従って、一方の出力データにおける４〜５画素毎のデータ列を他方の出力データ中でスキャンし、元のデータ列のアドレスと発見されたデータ列のアドレスとの相違を求め、相違量で予めＲＯＭ１３に記憶しておいた相違量−距離変換テーブルＴ１を参照し、実際の距離を求めることになる。
【００３０】
一方のＣＣＤラインセンサ３１ｂ１の近傍には、数画素分の撮像画素で構成されたモニターセル３１ｂ３が備えられている。モニターセル３１ｂ３はＣＣＤラインセンサ３１ｂ１，３１ｂ２よりも広角な光学系３１ａ３により結像されている。また、モニターセル３１ｂ３も撮像画素によって構成されているため、入力した光エネルギーに応じた電荷を蓄積することができる。ただし、モニターセル３１ｂ３に光を入力する光学系３１ａ３は広角とされており、モニターセル３１ｂ３は数画素分の撮像画素で構成されるため、ＣＣＤラインセンサ３１ｂ１，３１ｂ２よりも解像度が低い。すなわち、モニターセル３１ｂ３によって、ぼんやりとしたイメージが撮像されるようにされている。さらに、モニターセル３１ｂ３は、同モニターセル３１ｂ３を構成する各撮像画素に蓄積された電荷の平均を算出し、同平均値に対応するデータを出力する。
【００３１】
このようにすることにより、モニターセル３１ｂ３に入力可能な広範囲の視野における平均的な光量をデータとして出力することができる。言い換えれば、モニターセル３１ｂ３によって本自走式掃除機が設置された部屋の広範囲にわたる平均的な明るさを取得することができる。なお、モニターセル３１ｂ３にて取得した明るさデータも出力Ｉ／Ｏ３１ｃによってＣＰＵ１１等に出力される。ＲＯＭ１３には上述した相違量−距離変換テーブルＴ１の他に、明るさ−色−電荷テーブルＴ２が備えられている。この明るさ−色−電荷テーブルＴ２は、モニターセル３１ｂ３にて取得された明るさと、各ＣＣＤラインセンサ３１ｂ１，３１ｂ２にて蓄積された電荷が示す色との対応関係を規定したテーブルである。
【００３２】
様々な明るさにおいて、各色の被写体をＣＣＤラインセンサ３１ｂ１，３１ｂ２にて撮像する実験を行う。そして、明るさ−色−電荷テーブルＴ２は、そのとき各撮像画素に蓄積される各色についての電荷の量と、モニターセル３１ｂ３にて取得される明るさデータとの対応関係をテーブル化することにより作成されている。図４は、明るさ−色−電荷テーブルＴ２を模式的に示している。同図において、横軸は明るさを示し、縦軸は一定時間に撮像画素に蓄積される電荷の量を電圧として示している。同図において、各明るさ（２５％，５０％，１００％）において、それぞれ緑色とオレンジ色と赤色の対象物を撮像した場合の電荷の値が取りうる値域を示している。同図から、撮像画素に入力される光の量と電荷とは線形的な関係にあり、波長が大きいほど電荷が小さくなることが分かる。
【００３３】
明るさ−色−電荷テーブルＴ２を参照することにより、例えば明るさが５０％においてオレンジ色を撮像したときの電荷が取りうる値域を特定することができる。従って、ＣＣＤラインセンサ３１ｂ１，３１ｂ２にて距離を測定しつつモニターセル３１ｂ３にて明るさデータを取得することにより、明るさ−色−電荷テーブルＴ２を参照してＣＣＤラインセンサ３１ｂ１，３１ｂ２にて撮像された画像の色を各撮像画素について特定することが可能となっている。
【００３４】
ＡＦ用パッシブセンサ３１Ｒ，３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬ，３１Ｌ，３１ＣＬのうち、ＡＦ用パッシブセンサ３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬは正面の障害を検知するために利用され、ＡＦ用パッシブセンサ３１Ｒ，３１Ｌは前方左右直前の障害を検知するために利用され、ＡＦ用パッシブセンサ３１ＣＬは前方天井までの距離を検知するために利用されている。また、モニターセル３１ｂ３は正面の障害を検知するために利用されるＡＦ用パッシブセンサ３１ＣＬにおいてのみ明るさを取得している。従って、正面前方についてのみ障害物の色を検出することが可能となっている。
【００３５】
なお、上述のとおり各ＡＦ用パッシブセンサ３１Ｒ，３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬ，３１Ｌ，３１ＣＬが測距を行う際には、ＣＣＤラインセンサ３１ｂ１，３１ｂ２における４〜５画素毎のデータ列のアドレスの相違量が分かれば良く、各撮像画素がどの色を示すか分からなくても良い。従って、モニターセル３１ｂ３が明るさを取得しないＡＦ用パッシブセンサ３１Ｒ，３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬ，３１Ｌにおいても測距が可能であることはいうまでもない。
【００３６】
図５は正面と前方左右直前の障害をＡＦ用パッシブセンサ３１で検知する際の原理を示している。これらのＡＦ用パッシブセンサ３１は周囲の床面に対して斜めに向けて配置されている。対向方向に障害物が無い場合、ＡＦ用パッシブセンサ３１による測距距離はほぼ全撮像範囲においてＬ１となる。しかし、図面で一点鎖線で示すように段差がある場合、その測距距離はＬ２となる。測距距離が伸びたら下がる段差があると判断できる。また、二点鎖線で示すように上がる段差があれば測距距離はＬ３となる。障害物があるときも上がる段差と同様に測距距離は同障害物までの距離として計測され、床面よりも短くなる。
【００３７】
本実施形態においては、ＡＦ用パッシブセンサ３１を前方の床面に斜めに配向した場合、その撮像範囲は約１０ｃｍとなった。本自走式クリーナの幅が３０ｃｍであったので、三つのＡＦ用パッシブセンサ３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬについては撮像範囲が重ならないように僅かに角度を変えて配置している。これにより、三つのＡＦ用パッシブセンサ３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬにより前方方向の３０ｃｍの範囲での障害物と段差を検知できるようになっている。むろん、検知幅はセンサの仕様や取付位置などに応じて変化し、実際に必要となる幅に応じた数のセンサを利用すればよい。
【００３８】
一方、前方左右直前の障害を検知するＡＦ用パッシブセンサ３１Ｒ，３１Ｌについては撮像範囲を垂直方向を基準として床面に対して斜めに配置している。また、ＡＦ用パッシブセンサ３１Ｒを本体左方に取り付けつつ本体中央を横切って右方直前位置から本体幅を超えた右方の範囲を撮像するように対向させてあり、ＡＦ用パッシブセンサ３１Ｌを本体右方に取り付けつつ本体中央を横切って左方直前位置から本体幅を超えた左方の範囲を撮像するように対向させてある。
【００３９】
クロスさせないで左右の直前位置を撮影するようにすると、センサは急角度で床面に対面させなければならず、このようにすると撮像範囲が極めて狭くなってしまうので、複数のセンサが必要となる。このため、敢えてクロスさせる配置とし、撮像範囲を広げて少ない数のセンサで必要範囲をカバーできるようにしている。また、撮像範囲を垂直方向を基準として斜めに配置するのは、ＣＣＤラインセンサの並び方向が垂直方向に向くことを意味しており、図６に示すように撮像できる幅がＷ１となる。ここで、撮像範囲の右側で床面までの距離Ｌ４は短く、左側で距離Ｌ５が長くなっている。本体ＢＤの側面の境界ラインが図面上の波線位置Ｂであると、境界ラインまでの撮像範囲は段差の検知などに利用され、境界ラインを超える撮像範囲は壁面の有無を検知するために利用される。
【００４０】
前方天井までの距離を検知するＡＦ用パッシブセンサ３１ＣＬは天井に対面している。通常はＡＦ用パッシブセンサ３１ＣＬが検知する床面から天井までの距離が一定であるが、壁面に近づいてくると撮像範囲が天井ではなく壁面となるので、測距距離が短くなってくる。従って、前方壁面の存在をより正確に検知できる
【００４１】
図７は各ＡＦ用パッシブセンサ３１Ｒ，３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬ，３１Ｌ，３１ＣＬの本体ＢＤへの取り付け位置を示すとともに、それぞれの床面での撮像範囲を括弧付きの符号で対応させて示している。なお、天井については撮像範囲を省略している。ＡＦ用パッシブセンサ３１Ｒ，３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬ，３１Ｌの撮像を証明するように白色ＬＥＤからなる右照明用ＬＥＤ３３Ｒと、左照明用ＬＥＤ３３Ｌと、前照明用ＬＥＤ３３Ｍを備えており、ＬＥＤドライバ３４はＣＰＵ１１からの制御指示に基づいて駆動電流を供給して照明できるようになっている。これにより、夜間であったり、テーブルの下などの暗い場所でもＡＦ用パッシブセンサ３１から有効な撮像イメージのデータを得ることができるようになる。
【００４２】
走行系ユニット４０は、モータドライバ４１Ｒ，４１Ｌと、駆動輪モータ４２Ｒ，４２Ｌと、この駆動輪モータ４２Ｒ，４２Ｌにて駆動される図示しないギアユニットと駆動輪を備えている。駆動輪は本体ＢＤの左右に一輪ずつ配置されており、この他に駆動源を持たない自由転動輪が本体の前方側中央下面に取り付けられている。駆動輪モータ４２Ｒ，４２Ｌは回転方向と回転角度をモータドライバ４１Ｒ，４１Ｌによって詳細に駆動可能であり、各モータドライバ４１Ｒ，４１ＬはＣＰＵ１１からの制御指示に応じて対応する駆動信号を出力する。また、駆動輪モータ４２Ｒ，４２Ｌと一体的に取り付けられているロータリーエンコーダの出力から現実の駆動輪の回転方向と回転角度が正確に検知できるようになっている。なお、ロータリーエンコーダは駆動輪と直結させず、駆動輪の近傍に自由回転可能な従動輪を取り付け、同従動輪の回転量をフィードバックさせることによって駆動輪にスリップが生じているような場合でも現実の回転量を検知できるようにしても良い。走行系ユニット４０には、この他に地磁気センサ４３が備えられており、地磁気に照らし合わせて走行方向を判断できるようになっている。また、加速度センサ４４はＸＹＺ三軸方向における加速度を検知し、検知結果を出力する。
【００４３】
ギアユニットや駆動輪は各種のものを採用可能であり、円形のゴム製タイヤを駆動させるようにしたり、無端ベルトを駆動させるようにして実現しても良い。
【００４４】
本自走式掃除機における掃除機構は、前方両サイドに配置されて本体ＢＤの進行方向における両側寄りのゴミなどを当該本体ＢＤにおける中央付近にかき寄せるサイドブラシと、本体の中央付近にかき寄せられたゴミをすくい上げるメインブラシと、同メインブラシによりすく上げられるゴミを吸引してダストボックス内に収容する吸引ファンとから構成されている。クリーナ系ユニット５０は、各ブラシを駆動するサイドブラシモータ５１Ｒ，５１Ｌとメインブラシモータ５２、それぞれのモータに駆動電力を供給するモータドライバ５３Ｒ，５３Ｌ，５４と、吸引ファンを駆動する吸引モータ５５と、同吸引モータに駆動電力を供給するモータドライバ５６とから構成されている。サイドブラシやメインブラシを使用した掃除は床面の状況やバッテリーの状況やユーザーの指示などに応じてＣＰＵ１１が適宜判断して制御するようにしている。
【００４５】
カメラ系ユニット６０は、それぞれ視野角の異なる二つのＣＭＯＳカメラ６１，６２を備えており、本体ＢＤの正面方向であってそれぞれことなる仰角にセットされている。また、各カメラ６１，６２への撮像を指示するとともに撮像イメージを出力するためのカメラ通信Ｉ／Ｏ６３も備えられている。さらに、カメラ６１，６２の撮像方向に対面させて１５コの白色ＬＥＤからなるカメラ用照明ＬＥＤ６４と、同ＬＥＤに照明用駆動電力を供給するためのＬＥＤドライバ６５を備えている。
【００４６】
無線ＬＡＮユニット７０は、無線ＬＡＮモジュール７１を有しており、ＣＰＵ１１は所定のプロトコルに従って外部ＬＡＮと無線によって接続可能となっている。無線ＬＡＮモジュール７１は、図示しないアクセスポイントの存在を前提として、同アクセスポイントはルータなどを介して外部の広域ネットワーク（例えばインターネット）に接続可能な環境となっていることとする。従って、インターネットを介した通常のメールの送受信やＷＥＢサイトの閲覧といったことが可能である。なお、無線ＬＡＮモジュール７１は、規格化されたカードスロットと、同スロットに接続される規格化された無線ＬＡＮカードなどから構成されている。むろん、カードスロットは他の規格化されたカードを接続することも可能である。
【００４７】
オプションユニット８０は、図１１に示すように、通信ユニットなどからなる。本実施形態においては、赤外線通信ユニット８３と火災警報装置８４とを備えている。赤外線通信ユニット８３は後述するマーカーから送信される位置情報をコーディングした赤外線信号を受信可能であり、上記位置情報をデコードしてＣＰＵ１１に送出可能となっている。火災警報装置８４は使用者に対して火災の発生を警報により知らせることができるものであり、スピーカを備えている。音声やブザー音等を発することにより、使用者に火災発生を通知することができる。応答判断装置８６は使用者が火災発生の有無を確認した後に操作されるスイッチを備えており、このスイッチが操作されることにより火災警報装置８４は警報を停止させる。
【００４８】
図１２は上記マーカー８５の外観を示しており、外部には、液晶表示パネル８５ａと、十字キー８５ｂと、決定キー８５ｃと、戻るキー８５ｄとを備えている。内部には、１チップマイクロコンピュータと赤外線送受信ユニットとバッテリーなどが備えられており、１チップマイクロコンピュータは、上記決定キー８５ｃと戻るキー８５ｄとの操作に応じて液晶表示パネル８５ａでの表示を制御させつつ、同操作に応じた設定パラメータを生成し、同設定パラメータに応じた位置情報を上記赤外線送受信ユニットから出力できるようになっている。本実施形態において設定できるのは、部屋番号「１〜７と廊下」、清掃選択の「する」「しない」、特別指定としての「ＥＸＩＴ（出口）」「ＥＮＴ（入口）」「ＳＰ１（特別位置１）」「ＳＰ２（特別位置２）」「ＳＰ３（特別位置３）」「ＳＰ４（特別位置４）」である。以下の実施形態では、特別位置１〜４は出火原因となりうる火災監視対象物の所在地等であり、予め設定されている。なお、これらの設定に要するフローチャートは特別なものではなく当業者において通常の知識で生成可能なものである。
【００４９】
次に、上記構成からなる自走式掃除機の動作について説明する。
（１）走行制御及び清掃動作について：
図８及び図９は上記ＣＰＵ１１が実行する制御プログラムに対応したフローチャートを示しており、図１０は同制御プログラムに従って本自走式掃除機が走行する走行順路を示す図である。
【００５０】
電源オンにより、ＣＰＵ１１は図８の走行制御を開始する。ステップＳ１１０ではＡＦ用パッシブセンサ３１の検知結果を入力し、前方エリアを監視する。前方エリアの監視に使用するのはＡＦ用パッシブセンサ３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬの検知結果であり、平坦な床面であれば、その撮像イメージから得られるのは図５に示す斜め下方の床面までの距離Ｌ１である。それぞれのＡＦ用パッシブセンサ３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬの検知結果に基づき、本体ＢＤ幅に一致する前方の床面が平坦であるか否かが判断できる。ただし、この時点では、各ＡＦ用パッシブセンサ３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬが対面している床位置と本体の直前位置までの間の情報は何も得られていないので死角となる。
【００５１】
ステップＳ１２０ではモータドライバ４１Ｒ，４１Ｌを介して駆動輪モータ４２Ｒ，４２Ｌに対してそれぞれ回転方向を異にしつつ同回転量の駆動を指示する。これにより本体ＢＤはその場で回転を始める。同じ場所での３６０度の回転（スピンターン）に要する駆動モータ４２Ｒ，４２Ｌの回転量は予め分かっており、ＣＰＵ１１は同回転量をモータドライバ４１Ｒ，４１Ｌに指示している。
スピンターン中、ＣＰＵ１１はＡＦ用パッシブセンサ３１Ｒ，３１Ｌの検知結果を入力し、本体ＢＤの直前位置の状況を判断する。上述した死角はこの間の検知結果により、ほぼなくなり、段差、障害物が何も無い場合、周囲の平坦な床面の存在を検知できる。
【００５２】
ステップＳ１３０ではＣＰＵ１１はモータドライバ４１Ｒ，４１Ｌを介して駆動輪モータ４２Ｒ，４２Ｌに対してそれぞれ同回転量の駆動を指示する。これにより本体ＢＤは直進を開始する。直進中、ＣＰＵ１１はＡＦ用パッシブセンサ３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬの検知結果を入力し、正面に障害物がいないか判断しながら前進する。そして、同検知結果から正面に障害物たる壁面が検知できたら、その壁面の所定距離だけ手前で停止する。
【００５３】
ステップＳ１４０では右に９０度回転する。ステップＳ１３０で壁面の所定距離だけ手前で停止したが、この所定距離は本体ＢＤが回転動作するときに同壁面に衝突せず、また、直前および左右の状況を判断するためのＡＦ用パッシブセンサ３１Ｒ，３１Ｌが検知する本体幅の外側にあたる範囲の距離である。すなわち、ステップＳ１３０にてＡＦ用パッシブセンサ３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬの検知結果に基づいて停止し、ステップＳ１４０にて９０度回転するときには、少なくともＡＦ用パッシブセンサ３１Ｌが壁面の位置を検知できる程度の距離となるようにしている。また、９０度回転するときには、上記ＡＦ用パッシブセンサ３１Ｒ，３１Ｌの検知結果に基づいて直前位置の状況を判断しておく。図１０はこのようにしてたどり着いた平面図で見たときの部屋の左下角を清掃開始位置として清掃走行を開始する状況を示している。
【００５４】
清掃走行開始位置へたどり着く方法はこれ以外にも各種の方法がある。壁面に当接する状況において右に９０度回転するだけでは、最初の壁面の途中から始めることになることもあるため、図１０に示すように左下角の最適位置にたどり着くのであれば、壁面に当接して左９０度回転し、正面の壁面に当接するまで前進し、当接した時点で１８０度回転することも望ましい走行制御である。
【００５５】
ステップＳ１５０では、清掃走行を実施する。同清掃走行のより詳細なフローを図９に示している。前進走行するにあたり、ステップＳ２１０〜Ｓ２４０にて各種のセンサの検知結果を入力している。ステップＳ２１０では前方監視センサデータ入力しており、具体的にはＡＦ用パッシブセンサ３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＦＬ，３１ＣＬの検知結果を入力し、走行範囲の前方に障害物あるいは壁面が存在しないか否かの判断に供することになる。なお、前方監視という場合には、広い意味での天井の監視も含めている。
【００５６】
ステップＳ２２０では段差センサデータ入力をしており、具体的にはＡＦ用パッシブセンサ３１Ｒ，３１Ｌの検知結果を入力し、走行範囲の直前位置に段差がないか否かの判断に供することになる。また、壁面や障害物に沿って平行に移動するときには壁面や障害物までの距離を計測し、平行に移動しているか否かの判断に供することになる。
【００５７】
ステップＳ２３０では地磁気センサデータ入力をしており、具体的には地磁気センサ４３の検知結果を入力し、直進走行中に走行方向が変化していないか否かを判断するのに利用する。例えば、清掃走行開始時の地磁気の角度を記憶しておき、走行中に検出される角度が記憶されている角度と異なった場合には、左右の駆動輪モータ４２Ｒ，４２Ｌの回転量をわずかに異ならせて進行方向を修正し、元の角度へ戻す。例えば、地磁気の角度に基づいて角度が増加する方向へ変化（３５９度から０度への変化は例外点となる））したら左方向へ軌道を修正する必要があり、右の駆動輪モータ４２Ｒの回転量を左の駆動輪モータ４２Ｌの回転量よりも僅かに増やすようにそれぞれのモータドライバ４１Ｒ，４１Ｌへ駆動を制御する指示を出力する。
【００５８】
ステップＳ２４０では、加速度センサデータ入力をしており、具体的には加速度センサ４４の検知結果を入力し、走行状態の確認に供することになる。例えば、直進走行開始時に概ね一定の方向への加速度を検知できれば正常な走行と判断できるが、回転する加速度を検知すれば片方の駆動輪モータが駆動されていないような異常を判断できる。また、正常な範囲の加速度値を超えたら段差などから落下したり、横転したような異常を判断できる。そして、前進中に後方にあたる方向への大きな加速度を検知したら前方の障害物に当接した異常を判断できる。このように、加速度値を入力して目標加速度を維持するとか、その積分値に基づいて速度を得るというような走行に対する直接的な制御をすることはないが、異常検出の目的として加速度値を有効に利用している。
【００５９】
ステップＳ２５０では、ステップＳ２１０とステップＳ２２０で入力したＡＦ用パッシブセンサ３１ＦＲ，３１ＦＭ，３１ＣＬ，３１ＦＬ，３１Ｒ，３１Ｌの検知結果に基づいて障害物の判定を行う。障害物の判定は、正面、天井、直前のそれぞれの部位毎に行う。正面は障害物あるいは壁面の意味として判定し、直前は段差の判定とともに走行範囲外の左右の状況、例えば壁面の有無などを判定する。天井は鴨居などによって天井までの距離が下がってきているときに正面に障害物がないとしても、そこからは廊下であって室外に出てしまうことを判定するのに利用される。
【００６０】
ステップＳ２６０では、各センサからの検知結果を総合的に判断し、回避の必要があるか否かを判断する。回避の必要がない限りステップＳ２７０の清掃処理を実行する。清掃処理は、サイドブラシとメインブラシを回転させつつ、ゴミを吸引する処理であり、具体的にはモータドライバ５３Ｒ，５３Ｌ，５４，５６に各モータ５１Ｒ，５１Ｌ，５２，５５を駆動させる指示を出力する。むろん、走行中は常に同指示を出しているのであり、後述するように清掃走行の終端条件が成立したときに停止させることになる。
【００６１】
一方、回避が必要と判断されると、ステップＳ２８０にて右に９０度ターンを実施する。このターンは同じ位置での９０度ターンであり、モータドライバ４１Ｒ，４１Ｌを介して駆動輪モータ４２Ｒ，４２Ｌに対してそれぞれ回転方向を異にしつつ９０度ターンに必要なだけの回転量の駆動を指示する。回転方向は右の駆動輪に対して後退の方向であり、左の駆動輪に対して前進の方向となる。回転中は段差センサであるＡＦ用パッシブセンサ３１Ｒ，３１Ｌの検知結果を入力し、障害物の状況を判断する。例えば、正面に障害を検知し、右９０度ターンを実施したとき、ＡＦ用パッシブセンサ３１Ｒが前方右方の直前位置に壁面を検知しなければ単に正面の壁面に当接したといえるが、回転後も前方右方の直前位置に壁面を検知しているのであれば、角部に入り込んでいるといったことが判断できる。また、右９０度回転時にＡＦ用パッシブセンサ３１Ｒ，３１Ｌのいずれもが前方直前に障害を検知しなければ、壁面に当接したのではなく、小さな障害物などであったと判断できる。
【００６２】
ステップＳ２９０では障害物を走査しながらの進路変更のため前進する。壁面に当接し、右９０度回転後、前進していく。壁面の手前で停止したのであれば、前進の走行量は概ね本体ＢＤの幅分である。その分の前進後、ステップＳ３００では再度右９０度ターンを実施する。
以上の移動の間、正面の障害物、前方左右の障害物の有無は常に走査して状況を確認しており、部屋の中の障害物の有無の情報として記憶していく。
【００６３】
ところで、上述した説明では、右９０度ターンを２度実行したが、次に前方に壁面を検知した時点で右９０度ターンを実行すると元に戻ってしまうので、二度の９０度ターンは、右を繰り返したら、次は左を繰り返し、その次は右というように交互に行っていく。従って、奇数回目の障害物回避では右ターン、偶数回目の障害物回避では左ターンとなる。
【００６４】
以上のように障害物を回避しながら、部屋の中をつづら折り状に走査して清掃走行を継続していく。そして、部屋の終端にきたか否かをステップＳ３１０にて判断する。清掃走行の終端は、二度目のターン後に、壁面に沿って前進して清掃走行を実施し、その後で前方に障害物を検知した場合と、既に走行した部位に入り込んだ場合である。すなわち、前者はつづら折り状に走行していった最後の端から端への走行後に生じる終了条件であり、後者は後述するように未清掃エリアを発見して再度清掃走行を開始したときの終了条件になる。
【００６５】
この終端条件が成立していなければ、ステップＳ２１０へ戻って以上の処理を繰り返す。終端条件が成立していれば、本清掃走行のサブルーチン処理を終了し、図８に示す処理へ復帰する。
復帰後、ステップＳ１６０では、これまでの走行経路と走行経路の周囲の状況から未清掃エリアが残っていないか判断する。未清掃エリアが見つかれば、ステップＳ１７０で未清掃エリアの開始点へと移動し、ステップＳ１５０に戻って清掃走行を再開する。
未清掃エリアが複数箇所に散在していたとしても、上述したような清掃走行の終端条件が成立するごとに、未清掃エリアの検出を繰り返していくことにより、最終的には未清掃エリアがなくなる。
【００６６】
（２）マッピングについて：
未清掃エリアの有無の判断は、各種の手法を利用可能であるが、本実施例においては、図１３及び図１４に示すマッピングの手法で実現する。
図１３は、マッピングのフローチャートを示しており、図１４は、マッピングの手法を説明する図である。この例では、上述したロータリーエンコーダの検知結果に基づいて室内での走行経路と、走行中に検出した壁面の有無を記憶領域に確保してあるマップ上に書き込んでいっており、周囲の壁面が途絶えることなく連続し、かつ、室内の存在していた障害物の周囲も連続し、かつ、室内で障害物を除く範囲を全て走行したか否かで判断する。
【００６７】
マッピングのデータベースは、ｘ軸とｙ軸でアドレス指定可能な二次元のデータベースであり、（１，１）を室内の角部であるスタート地点とし、（ｎ，０）（０，ｍ）については仮の壁面を表している。本体ＢＤの走行に伴って、本体ＢＤの大きさ３０ｃｍ×３０ｃｍを単位エリアとして未走行エリア、掃除完了エリア、壁、障害物の区分をして室内をマッピングしていく。
【００６８】
ステップＳ４００では、スタートポイントのフラグを書き込む。図１４に示すように、スタートポイント（１，１）は部屋の角部である。３６０度スピンターンし、後方と左方に壁面が存在することを確認し、それぞれの単位エリア（１，０）、（０，１）に対して壁のフラグを書き込み（１）、壁と壁の交点（０，０）に対してさらに壁のフラグを書き込む（２）。ステップＳ４０２では本体ＢＤの前方に障害があるか否かを判断し、前方に障害がなければステップＳ４０４にて単位エリアだけ前進する。この前進は実際には上述した清掃を伴う前進であり、具体的には清掃に伴う移動中にロータリーエンコーダの出力から単位エリア分だけ移動したときに同期して本マッピング処理が並行して行われることになる。
【００６９】
一方、前方に障害があると判断されたときは、ステップＳ４０６にてターン方向に障害があるか判断する。障害の回避は、９０度ターンと前進と９０度ターンで行うことにしている。ターン方向は、上述したように左と右を２度つつ繰り返して順次変更するようにしている。次の回避のためのターンが右方向であるとすると、前方に障害があるとき、右方向に進んでターンできるか否かを判断することになる。最初の頃は右方向は未清掃エリアであって、ターン方向に障害がないものと判断し、ステップＳ４０８にて通常回避運動を行う。
【００７０】
これらの移動後、ステップＳ４１０では走行した経路の単位エリアに走行部位フラグを書き込む。走行したということは掃除をしたということなので、清掃完了エリアを表すフラグを書き込む。ステップＳ４１２では周囲の壁面の状況を周壁フラグとして各単位エリア毎に書き込む。単位エリア（１，１）から、単位エリア（１，２）へ移動したとき、ＡＦ用パッシブセンサ３１Ｒ，３１Ｌの検知結果に基づき、（０，１）、（２，１）の単位エリアについて壁か否かの判断が可能であり、単位エリア（０，１）については壁を表すフラグを書き込み、単位エリア（２，１）については壁がない未走行かつ未清掃を表すフラグを書き込める。
【００７１】
一方、単位エリア（１，２０）では前方に障害を検出され、二度の９０度ターンと前進とで単位エリア（２，２０）へ移動しつつ進行方向は１８０度反転した。このときは、単位エリア（０，２０）、（２，２０）、（１，２１）、（２，２１）のそれぞれについてフラグを書き込む（４）ことができる。また、単位エリア（０，２１）については壁と壁の交点であるととの判断に基づき、壁を表すフラグを書き込む（５）。なお、走行済みかつ清掃済みの領域も障害として扱う。
【００７２】
前進をするとき、単位エリア（３，１０）と単位エリア（３，１１）では右方向に障害物を検知し、その時点では障害物のフラグを書き込む（６）。なお、単位エリア（３，１）〜（３，９）の移動時、進行方向右側には未走行かつ未清掃のエリアを検知しており、これらを表すフラグを書き込んでいる。同様に、後で単位エリア（８，９）〜（８，１）を移動する時、進行方向右側には未走行かつ未清掃のエリアを検知し、これらを表すフラグを書き込むことになる。
【００７３】
また、単位エリア（４，１２）では前方に障害物を検知して回避運動を行うが、このときは単位エリア（４，１１）に障害物のフラグを書き込んであるので、移動に伴って単位エリア（４，１１）には障害物のフラグを書き込む。
【００７４】
ステップＳ４１４では走行した単位エリアにおいて上述したマーカー８５から位置情報の通信を行ったか否かを判断し、マーカーとの通信を行ったときにはステップＳ４１６にてマーカーから得た情報に基づくフラグを書き込む。例えば、ユーザーが避難口を指定するためにマーカー８５の操作キー８５ｂ〜８５ｄで操作して特定の単位エリアに置いてあったとすると、本体ＢＤが同単位エリアを通過するときに赤外線通信ユニット８３にて同位置情報を取得するので、当該単位エリアには避難口を表すフラグを書き込む。
【００７５】
前進や回避運動を繰り返し、単位エリア（１０，２０）では進行方向左方に障害を発見する。この場合は、単位エリア（１０，２１）が連続する壁と判断されているので、単位エリア（１１，２０）について壁を表すフラグを書き込み（４）、次いで交点（１１，２１）についても壁を表すフラグを書き込む（５）。
【００７６】
前進や回避運動を繰り返す結果、単位エリア（１０，１）では前方に障害を発見し、かつ、ターン方向にも障害があると判断される。従って、この場合はステップＳ４１８にて終端か否かを判断する。なお、単位エリア（１０，１）については、前方の障害と進行方向左方に壁を発見する（７）（８）。
【００７７】
終端か否かは、未走行かつ未清掃を表すフラグが書き込まれている単位エリアがあるか否かが第一の判断項目となる。未走行かつ未清掃を表すフラグが書き込まれている単位エリアが発見されなくなった場合には、スタートポイントで書き込んだ壁のフラグが連続して一周しているか判断する。一周していれば、室内をＸ方向とＹ方向にスキャンしてフラグが書き込まれていない領域を探す。なお、障害物と判断した領域についても壁と同様に一連続した領域として判断して障害物の検出の完了となる。
【００７８】
終端でない場合は、ステップＳ４２０にて未走行エリアを検出し、ステップＳ４２２にて未走行エリアのスタートポイントへ移動し、上述した処理を繰り返す。そして、最終的に終端と判断されれば、マッピング処理を完了する。マッピングの完了時には室内の壁と走行エリアが一目瞭然となっており、これを各部屋の地図情報として利用する。
【００７９】
全部屋と廊下について以上のマッピング処理を完了し、廊下などについては各部屋への入口をマーカー８５にて指定しておく。図１５は各部屋と廊下のそれぞれで形成した地図情報を連結する手法を示している。全部屋と廊下について、各部屋の部屋番号（１〜３）と出入口（Ｅ）と、廊下からの各部屋への入口（１〜３）などを指定しておくことにより、各部屋毎に得られた地図情報は平面的に連結することができる。
【００８０】
（３）火災監視処理について：
図１６は火災監視時刻と火災監視対象の設定画面を示している。
操作用スイッチ１５ａと液晶表示パネル１５ｂを操作し、火災監視をする時刻とともに、各監視時にどの火災監視対象の所在地へ赴くかを指定する。巡回する時刻は５回まで設定でき、火災監視対象の所在地についてはマーカー８５の特別位置ＳＰ１〜ＳＰ４により、４個の所在地まで設定できるようになっている。時刻の前に付している○と×は、それぞれの時刻の巡回を行うか否かを表している。図１６に示す例では、時刻７時００分に１個目の火災監視対象と２個目の火災監視対象の所在地へ赴き、時刻１２時００分に１個目の火災監視対象の所在地へ赴き、時刻１９時００分に２個目の火災監視対象の所在地へ赴く設定を表している。なお、巡回時刻の設定に伴い、時計機能を備えていることはいうまでもない。
時刻の設定、及び巡回火災監視対象の指定のためのプログラムは当業者が通常の能力で実現しうるフローチャートに従って処理される。
【００８１】
図１７は火災監視処理の流れを示している。 操作パネルユニット１５からの指示により、本処理の実施が指示されると、ステップＳ４４０では現在時刻とタイマーのセット時刻とを対比してタイマーセット時刻か否かを判断し、タイマーセット時刻であれば、以下の処理を実行する。
ステップＳ４４２では現在位置を保存する。ここで保存しておくことにより、最後の火災監視対象の所在地へ赴いた後で、現在地に戻ることができる。
【００８２】
ステップＳ４４４では巡回する火災監視対象の所在地を取得し、配列変数へ保存する。現在時刻が７：００であるとすると、図１６に示すように巡回する火災監視対象は１個目と２個目である。従って、２個の火災監視対象の所在位置を取得し、配列変数へ保存する。配列変数へ保存することにより、変数ｎにより、順次巡回していくことが可能となる。このため、変数ｎに「１」をセットする。
ステップＳ４４６では、現在位置から配列変数に保存されているｎ番目の火災監視対象の所在位置への走行経路を求める。
【００８３】
上述したように、地図情報が完備しているときは、現在位置からｎ番目の火災監視対象の所在位置への走行経路を探索することが可能となる。走行経路を得るのは公知の迷路の解答手法を採用可能である。例えば、右手法などによって進行方向に沿って常に右手を壁面に触れながら進行していくと、いずれ入口からゴールへとたどり着ける。その後、冗長な経路を順次消していく。例えば、１８０度ターンして戻ったところを順次消していく。また、室内であるので、コの字形のターンをしている部位を探し、障害がない限りターン部位を手前側にしていって経路を詰めていく。むろん、このように自動的に走行経路を求めるのではなく、ユーザーに対して走行経路を指示するインターフェイスを提供しても良い。
【００８４】
このようにして現在位置から火災監視対象の所在位置への走行経路が求められた後、ステップＳ４４８にて同走行経路に沿って移動する。移動の完了後、ステップＳ５００では駆動および操舵を停止した状態で火災検出処理を実行する。図１８は、火災検出処理の流れを示している。同図において、ステップＳ５０５ではＡＦ用パッシブセンサ３１ＣＬにおけるモニターセル３１ｂ３を利用して明るさを取得する。なお、明るさを測定する前にモニターセル３１ｂ３に蓄積した電荷は予め排出する。ステップＳ５１０では、ＡＦ用パッシブセンサ３１ＣＬにおけるＣＣＤラインセンサ３１ｂ１により正面前方の撮像を行う。撮像する前にＣＣＤラインセンサ３１ｂ１に蓄積した電荷は予め排出する。そして、ステップＳ５１５においてはＣＣＤラインセンサ３１ｂ１の各撮像画素に蓄積された電荷から各撮像画素に対応する色を特定する。すなわち、明るさ−色−電荷テーブルＴ２を参照することにより、各撮像画素に蓄積された電荷に基づいて色を特定する。このとき、もう一方のＣＣＤラインセンサ３１ｂ２においても撮像を行い、測炬を行うようにしても良い。
【００８５】
ステップＳ５２０では、ＣＣＤラインセンサ３１ｂ１の全撮像画素のなかから、ステップＳ５１５において炎色を示すと判断された撮像画素を、炎を受像した撮像画素として検出する。なお、ここでいう炎色は予め定義されており、例えば赤色やオレンジ色等とすることができる。むろん、燃焼物によって炎の色は異なるため、他の色を炎色として定義することも可能である。なお、明るさ−色−電荷テーブルＴ２を参照することにより、炎色に対応する電荷の値域も図４に示すように明るさに応じて変動する。すなわち、炎以外の周辺の外部光源からモニターセル３１ｂ３に入射される光の光量に応じて炎色に対応する電荷の値域も変動する。
【００８６】
例えば、平均的に明るい環境においては、同じ炎の色でも炎以外の外部光源から入射する光量が多いために蓄積される電荷も多くなる傾向となるが、それに応じて炎色に対応する電荷の値域も多めにシフトされるため、適正に炎色を判定することができる。逆に、平均的に暗い環境においては、同じ炎の色でも炎以外の外部光源から入射する光量が少ないために蓄積される電荷も少なくなる傾向となるが、それに応じて炎色に対応する電荷の値域も少なめにシフトされるため、適正に炎色を判定することができる。すなわち、炎以外の外部の光源の光量に依存することなく、正確に炎色を判断することが可能となっている。
【００８７】
また、炎が明るければ、炎から放射された光線が屋内で反射してモニターセル３１ｂ３に入射する反射光の光量も多くなる。すなわち、モニターセル３１ｂ３にて測定される光量によって、炎自体の明るさも、おおよそ予測することが可能であると言える。従って、炎自体が明るい場合には、同じ炎の色でも暗い場合よりも電荷が蓄積されやすいが、モニターセル３１ｂ３にて測定された明るさに応じて炎色に対応する電荷の値域も多めにシフトされるため、適正に炎色を判定することができる。例えば、図４において、明るさ５０％における緑色光に対応する電荷の量の値域と、明るさ１００％におけるオレンジ色光に対応する電荷の量の値域とが同等となっており、ＣＣＤラインセンサ３１ｂ１に蓄積された電荷のみでいずれの色の光を受像しているか判断することができない。しかし、予めモニターセル３１ｂにて明るさが分かっているため、該当する明るさにおける色の値域を適用することができる。なお、本実施形態においては、一定時間に蓄積される電荷の量に基づいて色および明るさを判定しているが、一定の電荷が蓄積されるまでの所要時間によって色および明るさを判定するようにしても良い。
【００８８】
ステップＳ５２０にて炎色を示す撮像画素が存在すると判定されると、ステップＳ５２５で３０秒待機する。すなわち、この間にＣＣＤラインセンサ３１ｂ１の視野が変動しないように、駆動および操舵を停止させる。そして、ステップＳ５３０では、ステップＳ５１０〜Ｓ５２５にわたって一定に保持された視野を再度ＣＣＤラインセンサ３１ｂ１によって撮像する。
【００８９】
ステップＳ５３５において、ステップＳ５１５において炎色を示すと判定された画素領域に増減がないかどうかを判定する。図１９は、ＣＣＤラインセンサ３１ｂ１による撮像イメージを模式的に示している。同図上段はステップＳ５１０における撮像イメージを示し、同図下段はステップ５３０における撮像イメージを示している。また、炎と赤色の置物が撮像対象として撮像されているものとする。ＣＣＤラインセンサ３１ｂ１において示すセルは各撮像画素を示しており、斜線で示すセルは炎色（赤色からオレンジ色）に対応する電荷が蓄積された撮像画素を示している。
【００９０】
上段においてＣＣＤラインセンサ３１ｂ１における炎と赤色の置物に対応するアドレスの撮像画素が炎色を示している。下段においては炎が拡大しており、炎を受像した撮像画素の画素領域Ｂも拡大している。一方、赤色の置物を示す撮像画素の画素領域Ａは変動していない。ステップＳ５３５では、画素領域ＢのようにステップＳ５１０とステップＳ５３０の間に変動（増加・減少）する画素領域を検出する。そして、炎を示す画素領域が変動したと判断するとステップＳ５４０にて火災が発生したと判断する。一方、画素領域ＡのようにステップＳ５１０とステップＳ５３０との間で変動がないもののみである場合には、ステップＳ５４５にて火災の発生がないと判断する。
【００９１】
すなわち、炎は常に形状を変えることから、炎色を示す画素領域が変動するかどうかによって炎の存在を判定することができる。従って、偶然、炎色を示す物が視野内に存在する場合であっても、火災のみを検出することができる。一方、ステップＳ５２０にて炎色を示す撮像画素が検出されない場合には、火災が発生している可能性がないため、ステップＳ５４５にて火災の発生がないと判断する。なお、より正確に火災を検出するために、ステップＳ５２５，Ｓ５３０を複数回繰り返すことにより、多くの撮像結果から炎の変動を確認するようにしても良い。むろん、撮像のインターバルも３０秒に限られるものでもない。
【００９２】
ステップＳ４５６では、以上説明した火災検出処理の結果を認識し、火災の発生があった場合には、ステップＳ４５３にて警報を発する。この警報は、オプションユニット８０に備えられた火災警報装置８４により行われる。火災警報装置８４が警報を発するにあたっては音声やブザー音等を発することにより、使用者に火災発生を通知する。また、警報の開始とともに自走式掃除機は駆動輪モータ４２Ｒ，４２Ｌの駆動を開始し、各部屋を巡回する。このようにすることにより、どの部屋に使用者がいても確実に火災発生を通知することができる。
【００９３】
一方、火災が検出されなかった場合には、ステップＳ４５４にて変数ｎをインクリメントし、ステップＳ４５５にて同変数の値から巡回が終わりか否かを判断する。すなわち、ステップＳ４４４にて取得した火災監視対象の所在地の数よりも多くなっていれば火災監視は終わりであり、ステップＳ４５６ではステップＳ４４２にて保存しておいた最初の現在位置へ戻る。一方、終わりでなければ、ステップＳ４４６に戻り、この時点での現在位置から次の火災監視対象の所在位置への走行経路を求めることになる。
【００９４】
以上においては火災監視処理を独立した処理として行うものとしているが、通常の清掃動作中に火災を監視するようにしても良い。すなわち、ステップＳ５２０にて炎色を示す撮像画素を検出する際に必要なデータは、モニターセル３１ｂ３からの明るさデータとＣＣＤラインセンサ３１ｂ１からの電荷のデータであり、通常の走行時にも取得することが可能なデータである。特に、障害物を回避するためにＣＣＤラインセンサ３１ｂ１は断続的に撮像を実行している。従って、通常の動作の際に付随的に火災を監視することも可能である。通常動作時に炎色が検出された場合には、検出された同時に駆動および操舵をさせ、視野を変動させることなく再度撮像を行うようにすればよい。
【００９５】
また、モニターセル３１ｂ３の代わりに照度計を備えることにより、明るさを取得するようにしても良い。さらに、モニターセル３１ｂ３による明るさ測定を、より正確に行うため、モニターセル３１ｂ３が明るさを測定するために撮像する範囲を所定の位置に規定するようにしても良い。すなわち、モニターセル３１ｂ３が明るさを検出するにあたっては、撮像された範囲の色がノイズとなるため、ある一定の色を有する位置を撮像することにより、正確に明るさを測定することができる。例えば、モニターセル３１ｂ３が明るさを検出する場合には、毎回、白色の壁に正面が対向するように自走式掃除機を駆動・停止させることにより、色によるノイズの影響を受けることなく明るさを測定することができる。むろん、その場合は白色の壁を撮像して得られた明るさデータに基づいて明るさ−色−電荷テーブルＴ２が作成されていることが前提となる。
【００９６】
さらに、モニターセル３１ｂ３による明るさ測定においては、あくまでも照明や日光等による外部に依存する明るさが測定される。しかしながら、炎は、自らが発光しているのであり、外部の明るさに依存度することなく特定の光量で特定波長の光線を発しているものと考えることができる。従って、明るさ測定を行うことが好ましいが、必ずしも明るさ測定を行わなくても本発明を実現することは可能である。また、炎は可視光以外の光線も放射するため、炎の色に拘泥されることなく、蓄積された電荷のみに基づいて炎を検出するようにしても良い。この場合、炎から放射される光線のエネルギーに応じて蓄積される電荷の値域は、予め炎を撮像した実験に基づいて用意されることが望ましい。
【００９７】
この場合、ステップＳ５１５にて、炎を撮像したときに蓄積される電荷の取り得る値域を規定したテーブルを参照することにより、炎の有無を検出することができる。すなわち、本発明において必ずしも写像の色が特定されている必要はなく、少なくとも写像が炎に対応した電荷を生成させたかどうかが判定できれば良い。ただし、この場合であっても光路における外部光の影響は避けられないため、明るさごとに異なる値域が規定されたテーブルを用意しておくことが望ましい。さらに、火災監視対象によって予め実験を行う炎を異なる物としても良い。例えば、火災監視対象がキッチンである場合に、ガスを燃焼させた炎を撮像した結果に基づいたテーブルを参照するようにしても良い。
【００９８】
以上説明したように、本発明によれば自走式掃除機に備えられる測距用のＡＦ用パッシブセンサ３１ＣＬを利用して炎の検出を行うことができる。従って、火災検出用のカメラ等を新たに搭載する必要がなくて済む。また、ＡＦ用パッシブセンサ３１ＣＬにより少なくとも２回以上（ステップＳ５１０，Ｓ５３０）撮像を行い、炎に対応する撮像画素領域の増減を判断基準としているため、炎のみを確実に検出することができる。従って、炎に似た色の障害物を炎として検出してしまうこともない。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明にかかる自走式掃除機の概略構成を示すブロック図である。
【図２】同自走式掃除機のより詳細なブロック図である。
【図３】ＡＦ用パッシブセンサのブロック図である。
【図４】明るさと色と電荷の関係を示すグラフである。
【図５】ＡＦ用パッシブセンサを床面に対して斜め下方に配向した場合における床面の状況と測距距離の変化の状況を示す説明図である。
【図６】直前位置用のＡＦ用パッシブセンサを床面に対して斜め下方に配向した場合における撮像範囲の測距距離を示す説明図である。
【図７】それぞれのＡＦ用パッシブセンサの配置位置と測距部位を示す図である。
【図８】走行制御のフローチャートである。
【図９】清掃走行のフローチャートである。
【図１０】室内の走行経路を示す図である。
【図１１】オプションユニットの構成を示す図である。
【図１２】マーカーの外観を示すである。
【図１３】マッピング処理のフローチャートである。
【図１４】マッピングを説明する図である。
【図１５】マッピング後に各部屋の地図情報を連結する手法を説明する図である。
【図１６】火災監視時刻と火災監視対象の設定画面を示す図である。
【図１７】火災監視処理のフローチャートである。
【図１８】火災検出処理のフローチャートである。
【図１９】火災検出処理の様子を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１００】
１０…制御ユニット
２０…人体感知ユニット
３０…障害物監視ユニット
４０…走行系ユニット
５０…クリーナ系ユニット
６０…カメラ系ユニット
７０…無線ＬＡＮユニット
８０…オプションユニット
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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