(57)【要約】      （修正有）【課題】路面の水を検出し、緩和するためのシステムおよび方法を提供する。【解決手段】人間の介入をほとんど、または、まったく伴わずに、自動的に、路面２０６上の、氷のような滑りやすい物質２１６の存在を検出し、そのような物質によって与えられる潜在的危険性を緩和する動作を行うための装置および方法。例示的実施形態によると、ロボットのような可動機械２００が、経路に沿って路面２０６上を自動的に移動するように制御される。可動機械２００は、それが路面２０６を走行する際、路面２０６上の滑りやすい物質２１６の存在を自動的に検出する。可動機械２００は路面２０６上の滑りやすい物質２１６の検出に対応して、滑りやすい物質２１６を緩和する動作を自動的に行う。【選択図】図２
2011157810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、
前記本体に取り付けられた可動式地面係合構造と、
前記可動式地面係合構造に連結され、路面上で装置を移動するように前記可動式地面係合構造を駆動するように構成されたモータと、
前記路面上の滑りやすい物質を検出するように構成された検出器と、
前記検出器に連結され、経路に沿って前記路面上での前記装置の動きを自動的に制御し、前記路面上の前記滑りやすい物質の前記検出に対応して、前記滑りやすい物質を緩和する動作を自動的に遂行するように前記装置を制御するように構成された制御装置と
を含む装置。
【請求項２】
前記可動式地面係合構造は、車輪、無限軌道および脚部からなる可動式地面係合構造の群から選択される請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記モータは、バッテリによって電力を供給される電動モータを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記バッテリの電力レベルを監視するように構成され、前記バッテリの前記監視される電力レベルが選択された低電力レベルを下回るという判定に対応して、前記バッテリを充電するための位置へ前記装置を移動させるように前記装置の動きを自動的に制御する、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記検出器は、前記路面からの放射の反射から氷を検出するように構成された機器、前記路面と接触する物理的構造の滑りを検出するように構成された機器、および前記路面の電気的特性から氷を検出するように構成された機器からなる氷検出機器の群から選択される、前記路面上の氷を検出するように構成された検出器を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記滑りやすい物質は氷であり、前記滑りやすい物質を緩和する前記動作は、前記氷に物理的に刻み目を付けることと、前記氷を物理的に破壊することと、熱で前記氷を融解することと、前記氷上に前記装置から送り出された放熱で前記氷を融解することと、前記氷上に氷緩和物質を施すこととからなる動作の群から選択される動作を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記滑りやすい物質を緩和する前記動作は、前記滑りやすい物質上に緩和物質を施すことを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記緩和物質は、前記路面の摩擦係数を増加する物質と、前記滑りやすい物質を融解する物質と、前記滑りやすい物質を吸収する物質とからなる緩和物質の群から選択される、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記本体に取り付けられた貯蔵構造をさらに含み、前記緩和物質が、前記貯蔵構造内に貯蔵され、前記制御装置が、前記貯蔵構造内に貯蔵される前記緩和物質のレベルを監視し、前記貯蔵構造内の緩和物質の前記監視されるレベルが選択された低物質レベルを下回るという判定に対応して、前記貯蔵構造内に緩和物質を積載するための位置へ前記装置を移動させるように前記装置の動きを自動的に制御するように構成される、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記滑りやすい物質を緩和する前記動作は、前記装置から遠隔緩和システムへ前記滑りやすい物質の判定された位置を送ることを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記滑りやすい物質は氷であり、前記路面は、複数の範囲を含み、前記遠隔緩和システムは、各々の範囲と関連して、対応する範囲内の前記路面上の氷を融解するように制御可能なように構成された独立して制御可能な装置を含み、前記遠隔緩和システムは、特定の範囲内に存在する前記判定された位置に対応して、前記特定の範囲内の前記路面上の氷を融解するように、前記特定の範囲と関連して選択された独立して制御可能な装置を制御するように構成される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
路面上の滑りやすい物質を検出するように構成された検出器を含む可動機械を提供するステップと、
経路に沿って前記路面上での前記可動機械の動きを自動的に制御するステップと、
前記可動機械が前記路面上で移動される際、前記路面上の滑りやすい物質を自動的に検出するステップと、
前記路面上の前記滑りやすい物質の前記検出に対応して、前記滑りやすい物質を緩和する動作を自動的に遂行するステップと
を含む前記路面上の滑りやすい物質を自動的に検出および緩和する方法。
【請求項１３】
前記可動機械は、バッテリによって電力を供給される電動モータを含み、前記バッテリの電力レベルを監視するステップと、前記バッテリの前記監視される電力レベルが選択された低電力レベルを下回るという判定に対応して、前記バッテリを充電するための位置へ前記可動機械を移動させるように前記可動機械の動きを自動的に制御するステップとをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記検出器は、前記路面上の氷を検出するように構成され、前記路面上の滑りやすい物質を検出するステップは、前記路面からの放射の反射から氷を検出するステップと、前記路面と接触する物理的構造の滑りを検出するステップと、前記路面の電気的特性から氷を検出するステップとからなる氷検出方法の群から選択される、前記路面上の氷を検出する方法を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記滑りやすい物質は氷であり、前記滑りやすい物質を緩和する動作は、前記氷に物理的に刻み目を付けるステップと、前記氷を物理的に破壊するステップと、熱で前記氷を融解するステップと、前記氷上に前記可動機械から送り出された放熱で前記氷を融解するステップと、前記氷上に氷緩和物質を施すステップとからなる動作の群から選択される動作を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記滑りやすい物質を緩和する前記動作は、前記滑りやすい物質上に緩和物質を施すステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記緩和物質は、前記路面の摩擦係数を増加する物質と、前記滑りやすい物質を融解する物質と、前記滑りやすい物質を吸収する物質とからなる氷緩和物質の群から選択される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記緩和物質は、前記可動機械上の貯蔵構造内に貯蔵され、前記貯蔵構造内に貯蔵される前記緩和物質のレベルを監視するステップと、前記貯蔵構造内の緩和物質の前記監視されるレベルが、選択された低物質レベルを下回るという判定に対応して、前記貯蔵構造内に緩和物質を積載するための位置へ前記可動機械を移動させる前記可動機械の動きを自動的に制御するステップとをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記滑りやすい物質を緩和する前記動作は、前記可動機械から遠隔緩和システムへ前記滑りやすい物質の判定された位置を送るステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
前記滑りやすい物質は氷であり、前記路面は、複数の範囲を含み、前記遠隔緩和システムは、各々の範囲と関連して、対応する範囲内の前記路面上の氷を融解するように制御可能なように構成された独立して制御可能な装置を含み、前記遠隔緩和システムは、特定の範囲内に存在する前記判定された位置に対応して、前記特定の範囲内の前記路面上の氷を融解するように、前記特定の範囲と関連して選択された独立して制御可能な装置を制御するように構成される、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概ね路面上の氷の存在を検出するためのシステムおよび方法、ならびに、路面の氷を緩和するためのシステムおよび方法に、さらに詳細には、最小限の人間の介入を伴って、または、人間の介入を伴わずに、自動的に路面の氷を検出および緩和するためのロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボットは、あらゆる寸法の、可動に遠隔操作され、管理され、完全に自律した可動機械を含む。そのような可動ロボットは、様々な機能を遂行するために使用される。例えば、この種類の小さめの可動ロボットが、郵便配達、芝刈りおよび床の掃除機がけのような家または事務所の周囲の様々な目的のために使用できる。
【０００３】
基本的な可動ロボットは、移動力および電力の手段、タスクペイロード、経路の規定を含む制御システム、ならびに、位置推定のための、および安全防護のための知覚の手段を典型的に含む。例えば、ロボットの移動力および電力は、路面上でロボットを推進するために、電動モータまたはエンジン、および、モータまたはエンジンを車輪、無限軌道または脚部に連結するための手段によって提供できる。
【０００４】
ロボットのタスクペイロードは、ロボットの主に有用な機能を規定する。例えば、タスクペイロードは、芝刈り用の刃または掃除機を含むことができる。タスクペイロードのための電力は、ロボットを推進するために使用されるのと同じモータまたはエンジンによって、または、他の電源から提供できる。
【０００５】
ロボット制御システムは、規定された経路を通るロボットの動きの方向および速度を制御する。制御システムはまた、ロボットのタスクペイロードの作動を制御する。制御システムは、プログラム可能な構成要素を使用して、実行でき、最小限の人間の介入を伴って、または、人間の介入を伴わずに、作動できる。
【０００６】
ロボットは、規定される点の間を移動することによって経路を走行し、または正確な位置を使用し、もしくは、ランダムパターンに従うか、いずれかで規定された領域の全体を移動するように制御できる。規定された経路に従うために、ロボットの制御装置は、規定された経路に対するロボットの位置が判定できるように、位置推定のための知覚の手段からの入力を受け取ることができる。そのような位置推定のための知覚のための手段は、例えば、従われることとなる経路を規定するワイヤ、マーク付けもしくは信号を検出するための手段、知られた位置を有する配置されたか、もしくは自然の目印を検出し、それからロボットの位置が三角測量によって判定できる光学的もしくは他の手段、および／または、全地球測位システム（ＧＰＳ）を利用する位置推定の手段を含むことができる。
【０００７】
可動ロボットはまた、典型的には、ロボットおよびロボットの環境内の物への損傷を防止する安全防護ための知覚の手段を採用する。安全防護のための知覚のそのような手段は、潜在的損傷状態の存在が検出できるロボットの制御装置へ信号を提供する光学的、音波的、および／または、物理的接触検知器を含むことができる。ロボットの制御装置は、潜在的損傷状態の検出に対応して、ロボットを停止、または、その動きの方向および／もしくは速度を変えることができる。
【０００８】
路面上の氷の存在を検出するための様々なシステムおよび方法が知られている。これらの方法のいくつかは、検査されることとなる路面に接触することなく、氷の存在を検出するための路面から反射した信号を採用する。例えば、このようなシステムは、特定の周波数または他の特徴を有する放射を路面に向けて送り出すことができ、路面から反射した戻り信号を検出できる。戻り信号は、次いで、信号が路面上の氷から反射したことを示す特徴を得るために分析または処理される。光学的およびマイクロ波周波数の信号は、このやり方において、氷検出のために採用されることが知られている。
【０００９】
路面の滑りやすさに対する接着または摩擦のレベルを判定するための路面との接触に、ローラまたは引きずり車輪のような物理的構造を採用する常法が知られている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
人間の介入をほとんど、または、まったく伴わずに、路面上の、氷のような滑りやすい物質の存在を自動的に検出し、そのような物質によって与えられる潜在的危険性を緩和する動作を行うための装置および方法が開示される。
【００１１】
例示的実施形態による装置は、本体と、本体に取り付けられた車輪、無限軌道または脚部のような可動式地面係合構造と、可動式地面係合構造に連結され、路面上で装置を移動させるための可動式地面係合構造を駆動するように構成されたモータと、路面上の、氷のような滑りやすい物質を検出するように構成された検出器と、制御装置とを含む。制御装置は、検出器へ連結され、経路に沿って路面上での装置の動きを自動的に制御するように構成され、路面上の滑りやすい物質の検出に対応して、滑りやすい物質を緩和する動作を自動的に遂行するように装置を制御する。
【００１２】
例示的実施形態による方法は、路面上の、氷のような滑りやすい物質を検出するように構成された検出器を含む可動機械を提供することと、経路に沿って路面上で可動機械の動きを自動的に制御することと、可動機械が路面上で移動される際、路面上の滑りやすい物質を自動的に検出することと、路面上の滑りやすい物質の検出に対応して、滑りやすい物質を緩和する動作を自動的に遂行することとを含む。
【００１３】
特徴、機能および利点は、本発明の様々な実施形態において、独立して達成でき、または、以下の記述および図面を参照にして、より詳細に理解できる、さらなる他の実施形態において組み合わせることができる。
【００１４】
例示的実施形態の新規の特徴の確実な特徴は、添付の請求項に記載される。しかし、例示的実施形態と同様に好ましい使用のモード、さらに、その目的および利点も、添付の図面と共に読む場合、本発明の例示的実施形態の以下の詳細な説明を参照することによって最良に理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】例示的実施形態による氷緩和ロボットの構造的および機能的構成要素のブロック図である。
【図２】例示的実施形態による氷緩和ロボットおよびそのための基地局の部分的に断面図である代表的例示側面図である。
【図３】歩道および駐車場の路面上の氷を検出および緩和する作動において、上方から表した例示的実施形態による氷緩和ロボットの具体的な例示図である。
【図４】例示的実施形態による氷緩和ロボットにおいて実行される自動動き制御方法の流れ図である。
【図５】例示的実施形態による氷緩和ロボットにおいて実行される氷検出および緩和方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
例示的実施形態による氷緩和ロボットが開示される。例示的実施形態によるロボットは、人間の介入をほとんど、または、まったく伴わずに、自動的に作動できる可動機械であり、歩道または駐車場のような規定された路面上を移動する。ロボットは、路面を走行するので、それは、その上の潜在的に危険な氷の存在を自動的に検出し、氷が検出される場合、危険性を緩和するための動作を自動的に行う。
【００１７】
例示的実施形態によるロボットの応用は、路面上の氷の検出および緩和に限定されない。例示的実施形態によるロボットは、路面上の、固まった雪のような他の氷状の物体を検出するために、および／または、路面上のグリースまたはオイルのような他の滑りやすいか、もしくは低摩擦の物体を検出するために、また、そのような滑りやすい物質の検出に対して、適切な緩和する動作を行うために使用できる。
【００１８】
異なる例示的実施形態は、多数の異なる問題点を認識し、考慮する。例えば、異なる例示的実施形態は、歩道、または駐車場の氷上で滑ることは、多くの場所で怪我の主原因であり、米国の北部地方での重大な問題であること認識し、考慮する。危ない氷の形成はいつでも起こり得る。したがって、状態が、危険な氷形成が起こり得ること、または可能性があることを示す場合はいつも、最小限の人間の介入を伴って、または、人間の介入を伴わずに、連続的および自動的に作動できる、路面上の氷の検出および緩和のための例示的実施形態による手段を提供することが望ましい。
【００１９】
異なる例示的実施形態はまた、特に、特定の敏感な地域に有害な環境的影響を有する可能性があり、造園用植物または芝のような、一般に望ましい植生に害を与えている恐れがある、効果的に氷を緩和するのに使用される様々な化学薬品、または、塩を含む他の物質を認識し、考慮する。したがって、使用される物質の量を削減するように、このような効果的な氷緩和物質を採用するための手段がまた、望まれる。例示的実施形態による氷緩和ロボットは、路面上の氷区画の正確な位置を検出し、必要な場所にだけ効果的な氷緩和物質を分配し、それによって、このような物質への環境暴露、ならびに購入されなくてはならないこのような物質の量を削減することができる。したがって、例えば、例示的実施形態による氷緩和ロボットを採用することによって、もはや氷区画のすべてが氷緩和物質で覆われることを確実にするために、氷区画が点在する駐車場の路面全体にわたって塩、または他の類似の物質を散布する必要はない。
【００２０】
例示的実施形態による氷緩和ロボット１００の構造的および機能的構成要素は、図１を参照にして説明される。氷緩和ロボット１００は、例示的実施形態による自動化された可動機械の一例である。
【００２１】
氷緩和ロボット１００は、本体１０２すなわち架枠を含む。可動式地面係合構造１０４は、本体１０２に取り付けられる。可動式地面係合構造１０４の例は、従来の車輪１０６、連続的なおよび／または断片化した無限軌道１０８、ならびに、脚部１０９を含む。任意の所望の１つまたは複数の種類の任意の所望の数の可動式地面係合構造１０４は、例えば、ロボット１００の寸法、重量、作動環境および／または応用に依存して、本体１０２を支持するために、採用できる。
【００２２】
本体１０２に据付けられたモータ１１０は、可動式地面係合構造１０４に連結され、可動式地面係合構造１０４に運動を与え、それによって、歩道および／または駐車場のような路面上でロボット１００を推進する。モータ１１０は、１つの、いくつかのまたはすべての地面接触構造１０４に運動を与えるために連結できる。モータ１１０は、機械的運動を提供するために使用される任意の種類の機械を含むことができる。モータ１１０は、例えば、電動モータ、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンまたは任意のハイブリッド電気システムを含むことができる。モータ１１０は、異なるか、もしくは同じ種類の１つもしくは複数の従来の各モータおよび／またはエンジンを備えることができる。モータ１１０を実行するために使用される機械の数、寸法および種類は、ロボット１００の寸法、重量および作動環境のような要素に依存する。
【００２３】
モータ１１０が電動モータを含む場合、モータ１１０のための電力は、１つまたは複数の再充電可能なバッテリ１１２によって提供できる。任意の種類および／または容量のバッテリ１１２は、電力を供給されるべきモータ１１０、ならびに、バッテリ１１２の充電の間のロボット１００の作動の所望の範囲および／または時間に依存して使用できる。充電コネクタ１１４は、本体１０２上に提供でき、ロボット１００が、以下にさらに詳細に説明されるように、他の何らかの手段によって、基地局１１６に位置付けられると、バッテリ１１２の充電を可能にするようにバッテリ１１２に接続できる。充電コネクタ１１４は、基地局１１６、または、従来のコンセントのような他の何らかの充電電力源によって提供される充電電力構成要素１１８への電気的接続を提供する。充電コネクタ１１４は、無線で、そうでなければ、物理的接続なしで、ロボット１００への物理的電気的接続、または、バッテリ充電電力の送信を提供できる。充電コネクタ１１４はまた、過充電等を防ぐ、バッテリ１１２の充電率を制御する等のために、従来のバッテリ充電構成要素を含むことができる。代替的には、そのようなバッテリ充電構成要素は、基地局１１６内の充電電力構成要素１１８の部分として提供できる、または、他の何らかのやり方で基地局１１６とロボット１００との間に配置できる。
【００２４】
モータ１１０は、速度制御機構１２０を介して１つまたは複数の可動式地面係合構造１０４に連結できる。例えば、速度制御機構１２０は、１つまたは複数の可動式地面係合構造１０４へモータ１１０から機械的運動を連結するための１つもしくは複数の組のギア、または、他の構造を含むことができる。知られたやり方で、ギアまたは他の構造を係合および分離することによって、可動式地面係合構造１０４がモータ１１０によって移動される速度、したがって、ロボット１００の速度が調整できる。速度制御機構１２０は、複数の前進、または、前進および逆行の動きの速度を提供できる。可動式地面係合構造１０４の異なる個々の１つずつおよび／または下位の組は、個別に調整可能な速度制御機構１２０を提供でき、可動式地面係合構造１０４の異なる個々の１つずつおよび／または下位の組は、同時に異なる速度で作動できる。
【００２５】
例示的実施形態によると、速度制御機構１２０は、好ましくは、１つまたは複数の速度制御信号１２２に対応して、ロボット１００の動きの速度を制御するように構成される。例えば、速度制御機構１２０は、ロボット１００の速度を調整するために、例えば、速度制御信号１２２に対応して、速度制御機構１２０内の選択されたギア、または他の構造の係合を変更することによって、速度制御信号１２２に対応して作動するソレノイド、または他の電気機械機器を含むことができる。代替的には、モータ１１０が、より直接的に可動式地面係合構造１０４に連結される場合には、速度制御信号１２２は、モータ１１０の速度を制御することによって、ロボット１００の動き速度を制御できる。
【００２６】
方向制御機構１２４は、１つまたは複数の方向制御信号１２６に対応して、ロボット１００の動きの方向を変更するために、例示的実施形態に従って構成される。方向制御機構１２４は、例えば、可動な、すなわち、ロボット１００の動きの方向を変えるような１つまたは複数の可動式地面係合構造１０４を含むことができる。例えば、方向制御機構１２４は、１つまたは複数の車輪１０６を含むことができ、それは、本体１０２に対するそのような車輪１０６の回転の軸の角度を、変更するように、例えば、ソレノイド、または適切なステッパ、または他のモータを使用して方向制御機構１２４によって可動であり、それによって、従来のやり方でロボット１００の動きの方向を操作する。代替的には、方向制御機構１２４は、速度制御機構１２０の部分として、または、その追加機能として実行できる。この場合、例えば、本体１０２の対向する面上の可動式地面係合構造に同時に異なる駆動速度を与えるために、上記に説明されるように、方向制御機構１２４は、速度制御機構１２０を採用でき、それによって、知られたやり方でロボット１００の動きの方向を変更する。
【００２７】
貯蔵構造１２８は、緩和物質１３０を貯蔵するために本体１０２上に提供できる。例えば、緩和物質１３０は、路面の摩擦係数を増加すること等によって、氷を融解するか、そうでなければ、緩和するために、または、氷、もしくは、路面上に出される他の滑りやすい物質の滑りやすさを緩和するために、使用される化学薬品、および／または、他の物質を含むことができる。緩和物質１３０は、知られた物質、および、将来このような目的のために知られるようになり得る物質を含むことができる。例えば、氷緩和のために、塩１３２、および、加熱された砂のような砂１３４が好ましい氷緩和物質１３０である。グリース、またはオイルの流出によって生じる滑りやすさを緩和するために、緩和物質１３０は、グリース、またはオイルを吸収し、摩擦を提供するための砂、または他の吸収物質を含むことができる。緩和物質１３０は、塩および砂の混合物のような物質の配合物を含むことができる。緩和物質１３０は、固体粒子、液体、または懸濁液を含むどのような物理的形状でもよい。貯蔵構造１２８の実行は、そこに貯蔵されることとなる緩和物質１３０の特性に依存するだろう。
【００２８】
以下にさらに詳細に議論されるように、ロボット１００が、基地局１１６内に位置付けられると、緩和物質１３０は、基地局１１６内に貯蔵される緩和物質１３６の備蓄から自動的または半自動的に貯蔵構造１２８内に積載できる。貯蔵構造１２８内に残存する物質１３０のレベルの検出および測定を提供するために、レベル検知器１３８は、貯蔵構造１２８の中、その上、または、それに隣接して取り付けできる。そうして、レベル検知器１３８は、貯蔵構造１２８内の緩和物質１３０が枯渇したか、または、ほぼ枯渇した場合、および、したがって、ロボット１００が、基地局１１６から緩和物質１３６で貯蔵構造１２８を再充填するために基地局１１６へ戻るべき場合を判定するために使用できる。レベル検知器１３８はまた、緩和物質１３０で貯蔵構造１２８を充填する過程の間、貯蔵構造１２８内の緩和物質１３０のレベルを監視し、構造１２８が物質１３０で少なくとも所望のレベルまで充填されるが、過充填されないことを確実にするために使用できる。レベル検知器１３８の実行は、監視されることとなる緩和物質１３０の特性に依存し、貯蔵構造１２８内の物質１３０の重量を判定するための機械的もしくは電気機械的検知器、および／または、貯蔵構造１２８内の物質１３０のレベルを判定するための光学的もしくは他の検知器を含むことができる。
【００２９】
緩和物質散布構造体１４０が、氷または他の滑りやすい物質の存在が検出される路面領域上に貯蔵構造１２８から緩和物質１３０を散布するために、本体１０２上に提供される。散布構造体１４０は、弁、または貯蔵構造１２８から緩和物質１３０を選択的に放出する他の構造、ならびに路面上の所望の位置へ放出される物質１３０を送り出す構造も含むことができる。物質散布構造体１４０の実行は、それによって、散布されることとなる緩和物質１３０の特性に依存するだろう。例えば、塩粒子１３２、砂１３４等のために、散布構造体１４０は、路面上に検出される氷上に物質１３０を放出する従来の回転式散布機を含むことができる。緩和物質１３０が流体である場合、散布構造体１４０は、スプレーノズル、または路面上に流体を送り出す類似の構造を含むことができる。
【００３０】
作動において、例示的実施形態による氷緩和ロボット１００は、路面上で経路を走行し、路面を走行する際、氷または他の滑りやすい物質の存在を求めて路面を監視し、氷または他の路面上の滑りやすい物質の検出に対応して、緩和する動作を起こす。好ましくは、ロボット１００のこれらの機能は、ロボット制御装置１４２の制御の下で、人間の介入をほとんど、または、まったく伴わずに自動的に遂行される。制御装置１４２は、本明細書に説明されることとなる例示的実施形態による氷緩和ロボットの様々な機能を実行するのに適切な、どのようなやり方でも実行できる。例えば、制御装置１４２は、マイクロプロセッサ、超小型制御装置、または、他の種類のプログラム可能な機器を使用して実行できるプロセッサ１４４を含むことができる。制御装置１４２はまた、ディスクリート論理回路構成要素を使用して、または、プログラム可能な機器、および／もしくは、ディスクリート回路構成要素のあらゆる適切な組合せを使用して実行できる。プロセッサ１４４のようなプログラム可能な機器が制御装置１４２を実行するために使用される範囲で、制御装置１４２の１つまたは複数の機能は、プログラム可能な機器上で動き、プログラム可能な機器内のメモリ、および／もしくは、プログラム可能な機器に連結されている分離したメモリ機器内に記憶されるソフトウェアならびに／またはファームウェアで実行できる。
【００３１】
例示的実施形態による氷緩和ロボット１００によって走行される経路１４６は、前もって規定でき、メモリ内に、または、制御装置１４２による使用のための他の何らかの方法、もしくは、構造によって記憶できる。経路１４６は、ロボット１００が間を移動することとなる一連の中間点によって、または、ロボット１００、および、領域を通る動きの経路を判定する制御装置１４２によって採用されることとなるアルゴリズムによって対象とされることとなる領域として規定できる。代替的には、経路１４６は、ロボット１００に対象とされることとなる領域内に配置され、経路１４６を規定するマーカーおよび／または印によって、ロボット１００の外側に規定できる。例えば、経路１４６は、ロボット１００が走行することとなる歩道に沿った、および／または、駐車場を通る経路を規定する、歩道および／または駐車場の下に位置付けられる、または、その中に埋め込まれるワイヤによって規定できる。
【００３２】
制御装置１４２は、経路１４６に沿ったロボット１００の動きを制御するための動き制御機能１４８を実行する。例えば、経路１４６に沿ってロボット１００を誘導し、上記に説明されたやり方でロボット１００の動きの速度および方向を制御するために、動き制御機能１４８は、速度制御機構１２０および方向制御機構１２４にそれぞれ提供される速度制御信号１２２および方向制御信号１２６の生成を含むことができる。
【００３３】
指定された経路１４６上を維持するために、制御装置１４２は、ロボット１００の現在地を判定するために位置判定機能１５０を採用できる。判定された現在地を基に、制御装置１４２は、所望のやり方で経路１４６に沿ってロボット１００を移動するために、ロボット１００の動きの速度および方向を制御する。
【００３４】
位置判定機能１５０は、１つまたは複数の位置推定知覚機器１５２によって提供される入力を利用できる。様々な異なる機器および／または方法が、位置推定知覚１５２のために使用できる。採用されることとなる位置推定知覚機器１５２および／または方法は、経路１４６がどのように規定されるかに依存し得る。例えば、経路１４６は、歩道および／または駐車場の下に位置付けられるか、または、その中に埋め込まれるワイヤによって規定される場合、位置推定知覚１５２は、ワイヤによって送られる低電力電気信号を検出するための機器１５４を含むことができる。位置推定知覚１５２は、ロボット１００によって走行される領域内に自然発生するか、もしくは、配置された目印１５６、または、そこに位置付けられるマーカーを検出するための光学的または他の機器を含むことができる。位置が分かっているそのような目印の検出に基づいて、ロボット１００の現在地は、三角測量によって判定できる。他の一代替形態のように、ロボット１００の現在地は、全地球測位システム（ＧＰＳ）、または、位置決めのための遠隔信号を使用する他のシステムを使用して判定できる。この場合、位置推定知覚１５２は、ＧＰＳ、または、他の位置決めシステム受信機１５８を含むことができる。
【００３５】
例示的実施形態によると、ロボット１００が経路１４６を走行する際、制御装置１４２は、経路１４６に沿って、氷または他の滑りやすい領域を検出するための氷検出機能１６０または他の機能を実行する。制御装置１４２は、１つまたは複数の氷検出方法を採用できる１つまたは複数の氷検出器機器１６２からの入力と共に氷検出機能１６０を実行できる。路面上の氷、固まった雪のような氷状の物質、または、他の滑りやすい物質の存在を検出するための現在知られている機器および方法、ならびに、将来知られ得る機器および方法を含む、どのような機器または方法も、氷検出器１６２を実行するために使用できる。例えば、氷検出器１６２は、路面にマイクロ波または光学的周波数の放射のような所望の特徴を有する放射を送り出し、光線の散乱のような、路面から反射して戻った放射の検出および特徴分析によって氷の存在を検出するための放射機器１６４を含むことができる。氷検出器１６２は、路面と接触するローラまたは引きずり車輪のような物理的構造１６６を含むことができ、そこから、氷または他の滑りやすい物質の存在は、より低い摩擦の領域およびより高い摩擦の領域が物理的構造１６６と遭遇するときの、トラクションの滑りのような、物理的構造の検出される動きによって判定できる。他の代替形態として、氷検出器１６２は、路面上に存在できる異なる物質によって示される容量の差を検出すること等によって、路面の電気的特性を基にして、氷の存在を検出するための電気的検出機器１６８を含むことができる。
【００３６】
氷検出器１６２は、路面上の氷または他の滑りやすい物質の存在を検出する、複数の検知器を組み合わせて採用することもでき、または、代替的に採用することができる。例えば、路面上の水を検出するために、赤外線または他の範囲のスペクトログラフが使用できる。温度検知器は、路面温度を検知するために使用できる。０℃以下の路面温度を伴って水が検出される場合、路面上の氷の存在が予測できる。
【００３７】
氷または他の滑りやすい物質の検出に対応して、制御装置１４２は、ロボット１００が、検出された氷または他の物質の存在によって、引き起こされる潜在的危険性に対処するか、または、それをある意味で緩和する動作をするように制御される、緩和制御機能１７０を実行する。例示的実施形態によると、１つまたは複数の氷緩和システム１７２および／または方法は、緩和制御機能１７０によって採用できる。
【００３８】
例示的実施形態によると、氷緩和１７２は、検出される滑りやすい領域に緩和物質１７４を施すことを含むことができる。緩和物質１７４を施すことは、上記に説明されたやり方で、滑りやすい領域上に貯蔵構造１２８から氷緩和または他の物質１３０を散布するための物質散布構造体１４０を作動させることを含むことができる。この場合、氷緩和システム１７２は、制御装置１４２よる物質散布構造体１４０の作動および制御を提供する必要な電力および制御インターフェースに加えて、貯蔵構造１２８と、物質散布機器１４０と、塩１３２および／または、砂１３４のような氷緩和物質１３０とを含む。
【００３９】
氷緩和システム１７２は、物理的に路面上の氷に刻み目を付けるか、または、それを破壊するための機構１７６を含むこともでき、または、代替的に含むことができ、それによって、路面を滑り難くし、氷の融解を加速する。この場合、氷緩和システム１７２は、このような機構１７６に刻み目を付けること、および／または、それを破壊することの作動および制御を提供する必要な電力および制御インターフェースに加えて、検出された氷に対して物理的に駆動され、それに刻み目を付けるか、または、それを破壊する刃または金槌のような構造を含むことができる。
【００４０】
氷緩和システム１７２は、放熱、または熱を加えることによって氷を融解するための１つまたは複数のシステム１７８を含むこともでき、または、代替的に含むことができる。例えば、この場合、氷緩和システム１７２は、フレーミングトーチ、もしくは他の機構、または、検出された氷に、それを融解するために熱を送り出すための方法を含むことができる。送り出されたマイクロ波が、氷を融解するために使用できる。やはり、または代替的には、優先的に、氷によって吸収される波長を有するレーザビームを使用して、氷を熱し除去することもできる。どのような場合においても、氷緩和システム１７２はまた、送り出された放射および／または熱によって、氷を融解するためのそのようなシステム１７８の作動および制御を提供するための必要な電力および制御インターフェースを含むだろう。
【００４１】
氷緩和システム１７２は、検出された氷または他の滑りやすい物質の位置を遠隔緩和システム１８２へ報告するためのシステム１８０を含むこともでき、または、代替的に含むことができる。遠隔緩和システム１８２は、ロボット１００自体によって直接提供されない、ロボット１００によって検出される氷または他の滑りやすい物質の潜在的危険性を緩和するあらゆるシステムまたは方法を含む。この場合、氷緩和システム１７２は、遠隔緩和システム１８２へ検出された氷または他の滑りやすい物質の位置を含む報告を送信するための従来の無線周波数送信機のような従来の送信機１８４を含むことができる。送信機１８４は、好ましくは、本体１０２上に取り付けできる適切なアンテナ１８６に連結できる。検出された氷または他の滑りやすい物質の位置を示す送信される報告は、氷または他の滑りやすい物質が氷検出機能１６０によって検出されるときに、位置判定機能１５０によって提供される位置情報を使用して、制御装置１４２によって生成できる。
【００４２】
例示的実施形態によると、遠隔緩和１８２は、手動１８８および／または自動１９０の氷緩和システムおよび機能を含むことができる。手動緩和１８８は、例えば、ロボット１００によって提供される位置報告に基づく人間の動作による緩和を含むことができる。例えば、人間は、氷の区画を削り取ること、または、流出したオイルまたはグリースを清掃すること等によって、報告された滑りやすい箇所へ緩和物質を手動で施すことによって、そうでなければ、滑りやすい物質を除去することによって対処できる。他の一代替形態として、そのような手動緩和１８８は、人間によって遂行できる緩和機能を遂行するか、または、遂行する助けをする他のロボットのような、自動化または半自動化された機械の補助によって、または、それを伴って遂行できる。
【００４３】
自動遠隔緩和１９０は、例えば、ロボット１００からの報告が、氷がそのような範囲内に存在することを示す場合、路面上の氷を融解するために路面の下に据付けられた選択された加熱範囲１９２を自動的に作動させることを含むことができる。例えば、駐車場または他の路面が複数の範囲に分割できる。各範囲は、個別に制御可能な加熱システムを提供される。このような加熱システムは、駐車場の下に位置付けられるか、または、埋め込まれたスチームもしくは温水を運ぶための導管、または、熱生成電気要素を含むことができる。
【００４４】
例示的実施形態によると、様々な範囲のための加熱システムは、範囲内に氷の存在があること、または、少なくとも１つの閾値を上回る範囲内に氷の存在があることを示すロボット１００からの信号または報告に基づいて制御できる。氷閾値が上回られる範囲内の加熱システムは、自動的に作動できる。閾値は、以下の１つを含むことができるが、それに制限される必要はない。氷によって覆われる範囲領域の割合、範囲内のある位置における氷の存在、ならびに、防止的動作が行われ得るような、人間がその位置にいる確立、および／または、氷が範囲内の領域内に形成されるだろう確立。人間が範囲内の特定の氷の領域を横切る確立は、車の下よりも車の間の領域の方が駐車場内でより氷が危険である事実、平日のような特定の時間は、週末のような他の時間より氷除去にとってより重大である事実等の要因、および／または、他の類似するまたは異なる要因を考慮できる。
【００４５】
氷除去するために作動される加熱範囲１９２は、停止されるまで作動され続けるだろう。加熱範囲１９２の停止は、事前に検出された位置内に閾値を上回る氷が、もはや検出されないというロボット１００からの報告または信号に対応して自動的に行われ得る。代替的には、作動された加熱範囲１９２は、融解されることとなる氷の測定された量、周囲の空気の温度、風速等のような、氷の融解率に関係する少なくとも１つの環境要因に基づく設定された経過時間後、または、変更可能な経過時間後自動的に停止できる。
【００４６】
氷緩和１７２が、貯蔵構造１２８から緩和物質１３０を施すことを含む例示的実施形態において、貯蔵構造１２８内の物質１３０の量は、それが使用されるに従い、枯渇するだろうことは明らかである。制御装置１４２は、好ましくは、物質監視機能１９４を使用して、貯蔵構造１２８内の物質１３０のレベルを監視する。物質監視機能１９４は、任意の所与の時間に、貯蔵構造１２８内の物質１３０のレベルを判定するために、先に説明された、物質レベル検知器１３８からの出力を採用できる。以下にさらに詳細に議論されるように、貯蔵構造１２８内の物質１３０のレベルが、選択されたレベルを下回るという判定に対応して、制御装置１４２は、基地局１１６に貯蔵される緩和物質１３６の備蓄から貯蔵構造１２８内への物質１３０の再積載ために基地局１１６へ戻るようにロボット１００を誘導するようにロボット１００の動きを制御できる。
【００４７】
モータ１１０が、バッテリ１１２によって電力を供給される電動モータである例示的実施形態において、制御装置１４２は、好ましくは、電力測定機能１９６を使用して、バッテリ１１２の残存する電力または充電レベルを監視する。以下にさらに詳細に議論されるように、バッテリ１１２の電力レベルが選択されたレベルを下回るという判定に対応して、制御装置１４２は、充電コネクタ１１４を介して基地局１１６において提供される充電電力１１８からのバッテリ１１２の再充電のために基地局１１６へ戻るようにロボット１００を誘導するようにロボット１００の動きを制御できる。代替的には、制御装置１４２は、再充電がすぐに必要になる、または、必要であるというメッセージを人間の操作員へ送るなどの、バッテリ１１２の電力レベルが低いという判定に対応して、他の動作を起こすことができる。
【００４８】
制御装置１４２はまた、好ましくは、ロボット１００、および、ロボットの周辺の物への損傷を防止するために安全防護機能１９８を実行する。安全防護機能１９８は、１つまたは複数の安全防護知覚機器１９９によって提供される入力を採用できる。例えば、安全防護知覚機器１９９は、制御装置１４２へ信号を提供する光学的、音波的および／または物理的接触感知器を含むことができ、そこから、潜在的損傷状態の存在が検出できる。潜在的損傷状態の検出に対応して、ロボット１００を止めるか、または、その動きの方向および／または速度を変えるために、安全防護機能１９８が、制御装置１４２によって使用され得る。
【００４９】
制御装置１４２、レベル検知器１３８、位置推定知覚１５２、氷検出器１６２、氷緩和１７２および安全防護知覚１９９の電気構成要素を含むロボット１００の様々な電気構成要素のための電力は、例えば、主システムバッテリ１１２によって、または、そのような構成要素に電力を提供するために専ら使用できる分離した適切な再充電可能なバッテリによって提供できる。好ましくは、適切な充電機構は、例えば、ロボット１００が、基地局１１６に位置付けられ、主システムバッテリ１１２が充電される間に、そのような分離したバッテリを充電するように提供される。
【００５０】
図１の例示図は、異なる有利な実施形態が実行できるやり方に対する物理的または構造的制限を含蓄することを意図されていない。他の構成要素は、例示されるものに追加して、および／または、それらに代えて使用できる。いくつかの構成要素は、いくつかの有利な実施形態において不必要であり得る。また、いくつかの機能的な構成要素を例示するためにブロックが示される。１つまたは複数のこれらのブロックは、異なる有利な実施形態において実行される場合に、組合せ、および／または、異なるブロックに分割できる。
【００５１】
例えば、図１の基地局１１６は、バッテリ充電１１８および緩和物質１３６の再積載の両方を提供するように示される。代替的には、これらの機能の各々は、個別に、例えば、分離した再充電および物質再積載局で提供できる。さらに、基地局１１６は、可動または固定であり得、緩和物質１３６および充電電力１１８は、いくつかの固定および／または可動基地局１１６全体にわたって配分できる。
【００５２】
構造が本体１０２に取り付けられることが本明細書で述べられる場合、そのような構造は、本体１０２に直接、または、媒介構造を介して間接的に本体１０２に取り付けできる。
【００５３】
モータ１１０、速度制御機構１２０、方向制御機構１２４および物質配分機構１４０のようなロボット１００の様々な機能的な構成要素は、速度制御信号１２２および方向制御信号１２６のような制御装置１４２からの制御信号をこれらの構成要素における適切な機械的動作に変換するために、適切な組合せで、適切な機械、電気および／または電気機械の機器および／または構造を含むだろう。採用されることとなる特定の機器および／または構造は、例示的実施形態による特定のロボット１００またはその応用のための機能的な構成要素の実行に依存し、当業者には理解されるだろう。
【００５４】
例示的実施形態による氷緩和ロボット２００の動作は、部分的断面図のロボット２００の側面図の代表的例示図を示す図２を参照して、より詳細に説明される。この例において、ロボット２００は、図１の氷緩和ロボット１００の一実行例である。図２はまた、基地局２３０の側面図の代表的例示図を示す。この例において、基地局２３０は、図１の基地局１１６の一実行例である。
【００５５】
氷緩和ロボット２００は、車輪２０４によって支持される本体２０２を含む。この例において、車輪２０４は、図１の可動式地面係合構造１０４の例である。上記に説明されるように、車輪２０４は、経路に沿って路面２０６上で自動的にロボット２００を推進するために駆動される。
【００５６】
路面２０６上のその位置を判定するために、ロボット２００は、位置推定知覚のための１つまたは複数の機器を採用できる。例えば、経路が路面２０６上、またはその下のワイヤまたはマーカーによって規定される場合、位置推定知覚機器２０８は、本体２０２の底部に、またはその付近に取り付けできる。例えば、位置推定知覚機器２０８は、ロボット２００の移動の経路を規定するために路面２０６に埋め込まれたワイヤの信号を検出するための機器、または、ロボット２００の移動の経路を規定するために路面２０６に埋め込まれた金属のマーカーを検出するための機器を含むことができる。他の一例のように、位置推定知覚機器２１０は、路面２０６上に、またはそれに隣接して位置付けられる自然の、または配置された目印またはマーカーを検出するための光学的または他の検出器を含むことができる。知覚機器２１０と、目印、またはマーカーとの間の見通し線が、ロボット２００が路面２０６上の氷を検出および緩和するために動作しているときに、路面２０６上に、またはそれに隣接して見つけられることとなり得る雪の山または他の障害物によって覆い隠されることとなり難いように、そのような位置推定知覚機器２１０は、本体２０２から上方に延出する垂直ポスト２１２の先端に、またはその近くに取り付けること等によって上昇できる。
【００５７】
上記に議論されるように、１つまたは複数の安全防護知覚機器２１４はまた、本体２０２上に取り付けできる。例えば、安全防護知覚機器２１４は、ロボット２００にとって危険であり得る対象物もしくは路面特徴の検出、および／または、ロボット２００によって害されるか、もしくは、損傷される恐れのあるロボット２００の経路内の物の検出を示すための信号を提供する光学的、音波的、および／または、物理的接触検知器を含むことができる。上記に議論されるように、ロボット２００の動きの方向および／または速度は、安全防護知覚機器２１４による潜在的損傷状態の検出に対応して調整できる。
【００５８】
例示的実施形態によると、ロボット２００が路面２０６を走行する際、それは、路面２０６上の氷２１６または他の滑りやすい物質の存在を検出するための氷検出機能を実行する。上記に議論されるように、この氷検出機能は、１つまたは複数の氷検出機器２１８および／または方法を使用して実行できる。氷検出機器２１８は、例えば、所望の周波数および／または路面２０６上のロボット２００の下方の他の特徴を有する信号を送信する結果として生じる路面２０６から反射して戻った信号を受け取る機器を含むことができる。この場合、氷検出機器２１８は、本体２０２の底部に、または、その近くに取り付けできる。上記にさらに詳細に議論されたように、受け取られた反射された信号は、路面２０６上の氷２１６または他の一物質の存在を判定するためにロボット２００によって分析できる。氷２１６または他の一物質が、路面２０６上に検出される場合、位置推定知覚機器２０８および／または２１０を使用して測定される検出時のロボット２００の現在地は、路面２０６上の氷２１６または他の検出される滑りやすい物質の位置を多かれ少なかれ正確に捜し出すために使用できる。
【００５９】
例示的実施形態によると、ロボット２００が、路面２０６上の氷２１６または他の滑りやすい物質の存在を検出すると、ロボット２００は、氷２１６または他の物質によって与えられる潜在的危険性を緩和する動作を自動的に行うことができる。例えば、そのような緩和する動作は、路面２０６上の氷２１６または他の検出される滑りやすい領域上に緩和物質２２０を施すことを含むことができる。ロボット２０６が、路面２０６上の氷２１６または他の滑りやすい物質の位置を判定するので、緩和物質２２０は、氷２１６または他の滑りやすい領域上に直接、比較的正確に施され得る。そのように、緩和物質２２０が、それが必要とされる場所にだけ施され得、路面２０６の全体にわたって施される必要がないので、路面２０６上に検出される氷２１６または他の滑りやすい領域に対処するために必要とされる緩和物質の量は最小化される。したがって、使用される緩和物質２２０の合計費用、および、環境への緩和物質２２０の潜在的影響も、例示的実施形態によるロボット２００を使用して、最小化できる。
【００６０】
上記に議論されるように、使用されることとなる緩和物質２２０は、緩和されることとなる路面２０６上の氷２１６または他の一物質のような滑りやすい物質に依存して、選択され得る。例えば、氷２１６の緩和のために、氷緩和物質２２０は、塩、砂、加熱された砂、または、塩と砂との混合物を含むことができる。緩和物質２２０は、ロボット２００上の適切な貯蔵構造２２２で搬送される。貯蔵構造２２２の実行は、例えば、緩和物質２２０が、固体粒子かそれとも液体からなるというような、そこに貯蔵されることとなる緩和物質２２０の性質に依存し得る。どのような場合においても、弁構造２２４のような構造は、好ましくは、緩和物質２２０の、路面２０６上の氷２１６または他の滑りやすい物質が検出される場所のような、それが必要とされる路面２０６のみへの使用のために、貯蔵構造２２２から緩和物質２２０の選択的放出を可能にするために提供される。弁構造２２４の実行は、例えば、緩和物質２２０が、固体粒子か、それとも、液体からなるというような、それによって制御されることとなる緩和物質２２０の性質に依存し得る。
【００６１】
緩和物質２２０が、路面２０６上にロボット２００によって施されると、貯蔵構造２２２内の緩和物質２２０の供給は、枯渇するだろう。上記に議論されるように、例示的実施形態によると、ロボット２００の貯蔵構造２２２内の緩和物質２２０の供給が枯渇、または、特定のレベルに枯渇した場合、ロボット２００は、基地局２３０へ自動的に戻るように制御できる。
【００６２】
例示的実施形態によると、基地局２３０は、ロボット２００へ移送されるように準備されている緩和物質２３４の備蓄を収容する基地局貯蔵構造２３２を含む。基地局貯蔵構造２３２の実行は、例えば、緩和物質２３４が、固体粒子かそれとも液体からなるというような、そこに貯蔵されることとなる緩和物質２３４の性質に依存し得る。弁またはドアのような放出機構２３６は、ロボット２００が、基地局２３０からの緩和物質の再供給のために位置付けられると、貯蔵構造２３２から緩和物質２３４を選択的に放出するために提供される。放出機構２３６の実行はまた、基地局２３０内に貯蔵される緩和物質２３４の性質に依存し得る。
【００６３】
例示的実施形態によると、ロボット２００が、図２内の矢印２３８の方向に、基地局２３０に対して適切な位置に移動されると、ロボット２００の貯蔵構造２２２は、基地局２３０の放出機構２３６に位置合わせされる。この位置で、放出機構２３６は、ロボット２００の貯蔵構造２２２内へ、基地局２３０の貯蔵構造２３２から緩和物質を放出するように作動させることができる。
【００６４】
放出機構２３６の制御は、任意の望ましい、適切なやり方で実行できる。例えば、放出機構２３６は、ロボット２００の貯蔵構造２２２内に、基地局２３０上の貯蔵構造２３２から緩和物質２３４の所定量を放出するように、基地局２３０に対して所望の位置へのロボット２００の動きによって作動される機械構造として実行できる。代替的には、放出機構２３６は、例えば、ロボット２００が基地局２３０に対して所望の位置に存在することを検知することに対応して、ロボット２００の貯蔵構造２２２内へ、基地局２３０の貯蔵構造２３２から緩和物質２３４の一定量または可変量のいずれかを放出するように電子的に制御できる。例えば、ロボット２００の緩和物質レベル検知機器の出力は、上記に説明されるように、ロボット２００の貯蔵構造２２２内の物質２２０のレベルが所望のレベルに達したことが判定されるまで、ロボット２００上の貯蔵構造２２２内に、基地局２３０の貯蔵構造２３２から物質２３４を放出し続けるように、放出機構２３６を制御するために使用できる。この場合、従来の手段が、放出機構２３６の制御のために、基地局２３０へロボット２００から緩和物質レベルの情報を提供するように備えられ得る。
【００６５】
上記に議論されるように、例示的実施形態によると、ロボット２００は、ロボットシステムバッテリを充電するために、ロボット２００へ電力を提供するための充電コネクタ２４０を含むことができる。基地局２３０は、相補的な充電コネクタ２４２を介して、そのような充電電力を提供できる。充電コネクタ２４０および２４２は、好ましくは、ロボット２００が、基地局２３０からの緩和物質の再充填のために、基地局２３０に対して位置付けられると、充電コネクタ２４０および２４２が、ロボット２００へ基地局２３０から充電電力を提供するために係合されるように、ロボット２００の本体２０２および基地局２３０上にそれぞれ設計され、位置付けられ得る。
【００６６】
一代替実施形態において、バッテリ充電のための電力が、物理的電気的接続を必要とせずに、無線電力送信手段を使用して、ロボット２００へ基地局２３０または他の電源から提供できる。この場合、充電コネクタ２４０は、無線電磁気結合のためのアンテナまたは他の構造等の無線電力源へ結合するための適切な構造を含むことができる。
【００６７】
歩道３０６および駐車場３０８それぞれの氷の潜在的に危険な区画３０２および３０４を緩和するための例示的実施形態による氷緩和ロボット３００の動作は、図３を参照にして説明される。図３は、ロボット３００、ならびに、上方からの歩道３０６および駐車場３０８の部分を表す。この例において、氷緩和ロボット３００は、図１の氷緩和ロボット１００の他の一実行例である。
【００６８】
例示的実施形態によると、歩道３０６は、点線３２０、３２２、３２４、３２６および３２８によって示されるように、区分、または、範囲３１０、３１２、３１４、３１６および３１８に分割される。この例において、歩道３０６の各々の範囲３１０、３１２、３１４、３１６および３１８は、対応する範囲に見つけられるどのような氷も融解するように、対応する範囲を加熱するための、独立して制御可能な機構を含む。同様に、駐車場３０８は、点線３３８および３４０によって示されるように、区分、または、範囲３３０、３３２、３３４および３３６に分割される。この例において、駐車場３０８の各々の範囲３３０、３３２、３３４および３３６は、対応する範囲に見つけられるどのような氷も融解するように、対応する範囲を加熱するための、独立して制御可能な機構を含む。上記に議論されたように、独立して制御可能な加熱機構は、歩道３０６の範囲３１０、３１２、３１４、３１６および３１８、ならびに、駐車場３０８の範囲３３０、３３２、３３４および３３６の下に位置付けられるか、もしくは、その中に埋め込まれるスチームまたは温水を運ぶための導管、または、電線加熱要素を含むことができる。
【００６９】
例示的実施形態によると、ロボット３００は、歩道３０６および駐車場３０８上で経路を自動的に走行するように制御される。歩道３０６に沿った経路３４２は、図３内の破線によって例示される。経路３４２は、例えば、歩道３０６の下に位置付けられるか、または、その中に埋め込まれるワイヤによって規定できる。ロボット３００は、ロボット３００が、上記に説明されたやり方で、経路３４２を走行するように制御できるために、ワイヤ内の信号を検出するための適切な位置推定知覚機器を含むことができる。駐車場３０８を通るロボット３００のための経路は、ロボット制御装置内の地図またはアルゴリズムによって規定できる。自然に生じる、または、配置された目印３４４のような目印３４４は、駐車場３０８の周囲に位置付けできる。駐車場３０８のロボット３００の位置が三角測量によって判定でき、ロボット３００が駐車場３０８を通る規定された経路に従うように制御できるように、ロボット３００は、目印３４４を検出するための適切な位置推定知覚機器を含むことができる。例示的実施形態によると、上記に議論されるように、歩道３０６および駐車場３０８上でのロボット３００、および、歩道３０６および駐車場３０８のロボット３００のための位置推定知覚のための、経路を規定するために他の方法およびシステムが採用できる。
【００７０】
例示的実施形態によると、ロボット３００は、ロボット３００が歩道３０６上の経路３４２を走行する際、歩道３０６の路面上の氷の存在を自動的に検出し、ロボット３００が駐車場３０８上での規定された経路を走行する際、駐車場３０８の路面上の氷の存在を自動的に検出する。そのようにして、ロボット３００が経路３４２を走行する際、それは、歩道３０６上の氷３０２の潜在的に危険な区画を検出し、捜し出すだろう。ロボット３００が駐車場３０８を走行する際、それは、氷３０４の区画を検出し、捜し出すだろう。
【００７１】
例示的実施形態によると、氷３０２および３０４の各々の区画が、ロボット３００によって検出される際、ロボット３００は、氷区画３０２および３０４によって与えられる潜在的危険性を緩和する動作を行う。例えば、上記に説明されるように、ロボット３００は、氷区画３０２および３０４へ緩和物質を施すことができる。ロボット３００は、ロボット３００の外部の遠隔緩和システムへ、検出された氷の区画３０２および３０４の位置を報告することもでき、または、代替的に報告することができる。そのような検出された氷の区画３０２および３０４に関するロボット３００から報告に対応して、遠隔緩和システムは、歩道３０６の範囲３１４および駐車場３０８の範囲３３０とそれぞれ関連して、独立して制御可能な氷融解機構を作動することができ、それによって、上記に説明されたやり方で、検出された氷の区画３０２および３０４を融解する。
【００７２】
例示的実施形態によると、ロボット３００は、上記に説明されるように、残存する利用可能なバッテリ電力、または、ロボット３００のシステムバッテリの充電レベルを監視することができる。ロボット３００はまた、上記に説明されるように、ロボット３００上の貯蔵構造内の緩和物質のレベルを監視することができる。利用可能なバッテリ電力、または、緩和物質のレベルのいずれかが、特定のレベルを下回ることが見つけられた場合、ロボット３００は、基地局３４６へ自動的に戻るように制御できる。この例において、基地局３４６は、図１内の基地局１１６の一実行例である。上記に説明されるように、基地局３４６は、ロボット３００のシステムバッテリの再充電、および／または、ロボット３００の貯蔵構造内の緩和物質の再積載を提供できる。この例において、基地局３４６は、経路３４２上に配置される。そのようにして、ロボット３００は、上記に説明されたやり方で、経路３４２に従うことによって、基地局３４６へ戻るように制御できる。
【００７３】
例示的実施形態による、氷緩和ロボットの動きを制御するための方法４００は、図４の流れ図を参照にして説明される。方法４００は、人間の操作員によるような手動で、または、自動的に開始できる。例えば、方法４００は、特定の時間、および／または、氷緩和ロボットによって走行されることとなる危険な路面上に氷の形成が起こり得ることを示す天候状態の検出または報告に対応するような特定の条件下で自動的に開始できる。方法４００は、例えば、人間の操作員によって停止されるまで、選択された時間が経過するまで、または、検出もしくは報告される天候状態が、氷形成がもはやあり得ないことを示すまで、自動的に反復できる。
【００７４】
先に議論されたように、例示的実施形態による氷緩和ロボットは、経路に沿って自動的に移動するように制御される（ステップ４０２）。ステップ４０２は、ロボットが路面上を移動する際、その位置を判定し、したがって、それが経路に沿って移動する際、ロボットの位置を制御するために、ロボットによって採用される１つまたは複数の位置推定知覚機器の使用を含むことができる。上記に議論されるように、ロボットによって走行されることとなる経路は、様々なやり方で規定できる。
【００７５】
例示的実施形態によると、氷緩和ロボットは、ロボットが、規定された経路の全体、または、その選択された部分の走行を完了するまで、経路を自動的に走行するように制御される（ステップ４０４）。経路を完全に走行した後、例示的実施形態による氷緩和ロボットは、基地局へ自動的に戻るように制御できる（ステップ４０６）。先に議論されたように、基地局において、ロボットシステムバッテリは、再充電でき、ロボットは、氷緩和物質を再積載できる（ステップ４０８）。
【００７６】
例示的実施形態によると、氷緩和ロボットが経路を走行する間、ロボットは、利用可能なシステムバッテリ電力、または、充電レベルを連続的または定期的に確認して低バッテリ状態が存在するか否かを判定する（ステップ４１０）。低バッテリ状態が存在すると判定された場合、氷緩和ロボットは、基地局へ自動的に戻るように制御され得る（ステップ４１２）。基地局において、ロボットシステムバッテリは、再充電でき、ロボットは、氷緩和物質を再積載できる（ステップ４１４）。再積載および再充電の後、ロボットは、通常のやり方で経路を走行し続けるために、経路へ自動的に戻るように制御され得る（ステップ４１６）。ステップ４１６は、好ましくは、低バッテリ状態が検出された、規定された経路上の位置へ自動的に戻り、その点から経路を走行し続けるようにロボットを制御するために、１つまたは複数の位置推定知覚機器を使用することを含むことができる。
【００７７】
路面上の氷または他の滑りやすい物質を検出し、検出された氷または他の滑りやすい物質によって与えられる潜在的危険性を緩和する動作を行うための、例示的実施形態による氷緩和ロボットを制御するための方法５００が、図５の流れ図を参照して説明される。例示的実施形態によると、方法５００のステップは、図４の方法４００のステップと並行して行われ得る。
【００７８】
例示的実施形態による氷緩和ロボットは、先に説明されたようなやり方で、経路に沿って路面上を自動的に移動するように制御される（ステップ５０２）。ロボットが路面を走行する際、ロボットは、好ましくは、連続して、または、実質的に連続して路面上の氷または他の滑りやすい物質の存在を検出する（ステップ５０４）。ステップ５０４は、路面上の氷の存在を検出する１つまたは複数の氷検出機器および／または、方法、ならびに、氷または他の滑りやすい物質の存在が検出される路面上のロボットの位置を判定する１つまたは複数の位置推定知覚機器も使用することを含むことができる。
【００７９】
例示的実施形態によると、路面上の氷または他の滑りやすい物質の存在が、ロボットによって検出される場合、ロボットは、潜在的危険性を緩和する動作を自動的に行う（ステップ５０６）。先に議論されたように、ステップ５０６は、路面へ緩和物質を施すこと、検出された氷に物理的に刻み目を付けるか、または、それを破壊すること、熱または他の放射によって氷を融解すること、および／または、遠隔緩和システムへ検出された氷の位置を報告することを含むことができる。
【００８０】
例示的実施形態による氷緩和ロボットが緩和物質を採用する場合において、ロボットは、好ましくは、緩和物質のレベルが欠乏しているか否かを検出するために、ロボットに貯蔵される緩和物質のレベルを連続的または定期的に監視する（ステップ５０８）。ロボットの緩和物質のレベルが欠乏しているという判定に対応して、例示的実施形態による氷緩和ロボットは、好ましくは、基地局へ自動的に戻るように制御される（ステップ５１０）。基地局において、ロボットは氷緩和物質を再積載され、ロボットシステムバッテリは、再充電され得る（ステップ５１２）。再積載および再充電の後、ロボットは、通常のやり方で経路を走行し続けるために、経路へ自動的に戻るように制御され得る（ステップ５１４）。ステップ５１４は、好ましくは、低緩和物質状態が検出された、規定された経路上の位置へ自動的に戻り、その点から経路を走行し続けるようにロボットを制御するために、１つまたは複数の位置推定知覚機器を使用することを含むことができる。
【００８１】
例示的実施形態による、氷緩和ロボットおよび氷緩和ロボットを制御および使用するための方法が開示される。１つまたは複数の例示的実施形態は、人間の介入をほとんど、または、まったく伴わずに、路面上の氷または他の滑りやすい物質を自動的に検出し、氷または他の滑りやすい物質によって与えられる潜在的危険性を緩和する動作を自動的に行う能力を提供する。
【００８２】
異なる描写された実施形態における流れ図およびブロック図が、異なる有利な実施形態におけるいくつかの可能性のある装置および方法の実行の構成、機能性および動作を例示する。これに関して、流れ図またはブロック図内の各々のブロックは、動作またはステップのモジュール、断片、機能および／または、仕切りを表し得る。いくつかの代替的実行において、機能、または、ブロック内に記された機能は、数字が記された順番からずれて起こり得る。例えば、いくつかの場合において、関連する機能に依存して、連続して表される２つのブロックが、実質的に同時に実行され、時々ブロックが、逆行する順番で実行され得る。また、他のブロックが、流れ図またはブロック図内の例示されるブロックに加えて追加できる。
【００８３】
異なる有利な実施形態の記述は、例示および説明の目的で示され、網羅的であること、または、実施形態を開示された形態に制限することを意図されていない。多くの修正および変更が、当業者にとって明らかであろう。さらに、異なる実施形態は、他の実施形態と比較して異なる利点を提供できる。選択された１つまたは複数の実施形態は、本発明の原理、実際の応用を最良に説明し、他の当業者が、企図であるされる特定の使用に適するように、様々な修正を有する様々な実施形態について本発明を理解できるようにするために、選ばれ、説明される。
【符号の説明】
【００８４】
１００  氷緩和ロボット
１０２  本体
１０４  地面係合構造
１１０  モータ
１１２  バッテリ
１３６  緩和物質
１５２  位置推定知覚機器
１７２  氷緩和システム
１８２  遠隔緩和システム
２００  氷緩和ロボット
２０２  本体
２０４  車輪
２２０  緩和物質
３００  氷緩和ロボット
３４６  基地局
【図１】
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【図２】
2011157810.tif 000004
【図３】
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【図４】
2011157810.tif 000006
【図５】
2011157810.tif 000007
【外国語明細書】
2011157810000001.pdf