(57)【要約】【課題】走行領域のどの位置に塵埃があったかをユーザが知ることができる電気掃除機を提供する。【解決手段】電気掃除機11は、走行可能な本体ケースと、地図作成手段の機能を有するＳＬＡＭ部67と、ごみセンサ42とを有する。本体ケースは、掃除部22を備える。ＳＬＡＭ部67は、本体ケースの走行に伴い本体ケースが走行する走行領域の地図を作成する。ごみセンサ42は、掃除部22により掃除した塵埃量を検出する。電気掃除機11は、ごみセンサ42により検出した塵埃量とＳＬＡＭ部67により作成した地図の位置情報とを紐付けて外部端末で表示可能とする機能を備える。【選択図】図１
2019103618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掃除部を備え、走行可能な本体と、
この本体の走行に伴いこの本体が走行する走行領域の地図を作成する地図作成手段と、
前記掃除部により掃除した塵埃量を検出する塵埃量検出手段とを具備し、
この塵埃量検出手段により検出した塵埃量と前記地図作成手段により作成した地図の位置情報とを紐付けて表示手段で表示可能とする機能を備えた
ことを特徴とした電気掃除機。
【請求項２】
塵埃量検出手段により所定期間に検出して累積した塵埃量と地図作成手段により作成した地図の位置情報とを紐付けて表示手段で表示可能とする機能を備えた
ことを特徴とした請求項１記載の電気掃除機。
【請求項３】
所定期間毎の塵埃量とその所定期間の地図とを紐付けて表示手段で表示可能とする機能を備えた
ことを特徴とした請求項２記載の電気掃除機。
【請求項４】
塵埃量検出手段により１回の掃除毎に検出した塵埃量と地図作成手段により作成した地図の位置情報とを紐付けて表示手段で表示可能とする機能を備えた
ことを特徴とした請求項１ないし３いずれか一記載の電気掃除機。
【請求項５】
塵埃量を階調に対応させて表示手段で表示可能とする機能を備えた
ことを特徴とした請求項１ないし４いずれか一記載の電気掃除機。
【請求項６】
塵埃量をドット数に対応させて表示手段で表示可能とする機能を備えた
ことを特徴とした請求項１ないし５いずれか一記載の電気掃除機。
【請求項７】
塵埃が多い位置を通知する機能を備えた
ことを特徴とした請求項１ないし６いずれか一記載の電気掃除機。
【請求項８】
塵埃量が所定値を超えた場合に、掃除頻度の増加を推奨するよう通知する機能を備えた
ことを特徴とした請求項１ないし７いずれか一記載の電気掃除機。
【請求項９】
走行領域中の塵埃が多い位置の掃除回数を増加させるように本体を走行制御する走行制御手段を備えた
ことを特徴とした請求項１ないし８いずれか一記載の電気掃除機。
【請求項１０】
掃除部は、
本体に搭載された電動送風機と、
この電動送風機の動作により吸い込んだ塵埃を捕集する集塵部と、
前記電動送風機のパワーを制御する送風機制御手段とを備え、
前記送風機制御手段は、走行領域中の塵埃が多い位置を本体が走行する際に前記電動送風機のパワーを相対的に増加させる
ことを特徴とした請求項１ないし９いずれか一記載の電気掃除機。
【請求項１１】
本体を走行させる走行駆動部と、
この駆動部の動作を制御する走行制御手段とを具備し、
掃除部は、
前記本体に搭載された電動送風機と、
この電動送風機の動作により吸い込んだ塵埃を捕集する集塵部とを備え、
前記走行制御手段は、走行領域中の塵埃が多い位置を前記本体が走行する際に前記本体の走行速度を低下させる
ことを特徴とした請求項１ないし１０いずれか一記載の電気掃除機。
【請求項１２】
表示手段に表示された地図中の指定された位置を走行して掃除部により掃除させる機能を備えた
ことを特徴とした請求項１ないし１１いずれか一記載の電気掃除機。
【請求項１３】
表示手段に表示された地図中の位置を、この地図とともに表示されている塵埃量レベルに応じて指定可能な機能を備えた
ことを特徴とした請求項１２記載の電気掃除機。
【請求項１４】
指定された位置の掃除に要する時間を予測算出して表示手段で表示可能とする機能を備えた
ことを特徴とした請求項１３記載の電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、掃除部により掃除した塵埃量を検出する塵埃量検出手段を備えた電気掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被掃除面としての床面上を自律走行しながら床面を掃除する、いわゆる自律走行型の電気掃除機(掃除ロボット)が知られている。
【０００３】
このような電気掃除機として、地図に基づいて自律走行可能であり、かつ、掃除した塵埃量を地図中の位置毎に関連付け、この塵埃量に応じて走行経路を設定するものがある。
【０００４】
しかしながら、地図中の位置とその位置での塵埃量との関係は、電気掃除機でのみ紐付けられており、ユーザが知ることができない。そのため、ユーザは、掃除対象領域の中で塵埃が多い位置など塵埃の分布を知りたいというニーズがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２０４８７２号公報
【特許文献２】特開２００７−１１７１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、走行領域のどの位置に塵埃があったかをユーザが知ることができる電気掃除機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の電気掃除機は、走行可能な本体と、地図作成手段と、塵埃量検出手段とを有する。本体は、掃除部を備える。地図作成手段は、本体の走行に伴いこの本体が走行する走行領域の地図を作成する。塵埃量検出手段は、掃除部により掃除した塵埃量を検出する。そして、この電気掃除機は、塵埃量検出手段により検出した塵埃量と地図作成手段により作成した地図の位置情報とを紐付けて表示手段で表示可能とする機能を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態の電気掃除機の内部構造を示すブロック図である。
【図２】同上電気掃除機の斜視図である。
【図３】同上電気掃除機を下方から示す平面図である。
【図４】同上電気掃除機を備えた電気掃除システムを模式的に示す説明図である。
【図５】同上表示手段による表示の一例を示す説明図である。
【図６】(a)ないし(d)は同上表示手段による１回の掃除毎に検出した塵埃量と地図の位置情報との表示の例を示す説明図である。
【図７】(a)ないし(d)は同上表示手段による所定期間毎の塵埃量とその所定期間の地図の位置情報との表示の例を示す説明図である。
【図８】(a)は同上表示手段による掃除頻度の増加を推奨する通知の一例を示す説明図、(b)は同上表示手段による塵埃が多い位置の通知の一例を示す説明図である。
【図９】同上地図中の掃除部により掃除させる位置を指定する際の表示手段による表示の一例を示す説明図である。
【図１０】第２の実施形態の地図中の掃除部により掃除させる位置を指定する際の表示手段による表示の一例を示す説明図である。
【図１１】第３の実施形態の表示手段による塵埃量と地図の位置情報との表示の例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、第１の実施形態の構成を、図面を参照して説明する。
【００１０】
図１ないし図４において、11は自律走行体としての電気掃除機である。この電気掃除機11は、この電気掃除機11の充電用の基地部となる基地装置としての図示しない充電装置(充電台)とともに自律走行体装置である電気掃除装置(電気掃除システム)を構成するものである。そして、電気掃除機11は、本実施形態において、走行面としての被掃除面である床面上を自律走行(自走)しつつ床面を掃除する、いわゆる自走式のロボットクリーナ(掃除ロボット)である。なお、自走式の電気掃除機11とは、完全に自律走行するもののみをいうのではなく、リモコンなどの外部装置により遠隔操作されることで自走するものも含むものとする。そして、この電気掃除機11は、例えば掃除領域内などに配置された中継手段(中継部)としてのホームゲートウェイ(ルータ)14との間で有線通信あるいはＷｉ−Ｆｉ(登録商標)やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)などの無線通信を用いて通信(送受信)することにより、インターネットなどの(外部)ネットワーク15を介して、データ格納手段(データ格納部)としての汎用のサーバ16や、表示手段(表示部)の機能を備えた汎用の外部機器17などと有線あるいは無線通信可能となっている。
【００１１】
この電気掃除機11は、本体である本体ケース20を備えている。また、この電気掃除機11は、走行駆動部である駆動輪21を備えている。さらに、この電気掃除機11は、床面の塵埃を掃除する掃除部22を備えている。また、この電気掃除機11は、センサ部23を備えている。さらに、この電気掃除機11は、撮像部24を備えていてもよい。また、この電気掃除機11は、受信手段(受信部)および送信手段(送信部)の機能を有する通信部26を備えていてもよい。さらに、この電気掃除機11は、コントローラである制御手段としての制御部28を備えている。そして、この電気掃除機11は、電源部となる給電用の電池を備えていてもよい。なお、以下、電気掃除機11(本体ケース20)の走行方向に沿った方向を前後方向(図２に示す矢印FR，RR方向)とし、この前後方向に対して交差(直交)する左右方向(両側方向)を幅方向として説明する。
【００１２】
本体ケース20は、例えば合成樹脂などにより形成されている。この本体ケース20は、各種装置や部品を収納可能な形状に形成されている。この本体ケース20は、例えば扁平な円柱状(円盤状)などに形成されていてもよい。また、この本体ケース20には、集塵口である吸込口31などが床面に対向する下部などに設けられていてもよい。
【００１３】
駆動輪21は、電気掃除機11(本体ケース20)を床面上で前進方向および後退方向に走行(自律走行)させる、すなわち走行用のものである。本実施形態では、この駆動輪21は、例えば本体ケース20の左右に一対設けられている。この駆動輪21は、駆動手段としてのモータ33により駆動される。なお、この駆動輪21に代えて、駆動部としての無限軌道などを用いることもできる。
【００１４】
モータ33は、駆動輪21に対応して配置されている。したがって、本実施形態では、このモータ33は、例えば左右一対設けられている。そして、このモータ33は、各駆動輪21を独立して駆動させることが可能となっている。
【００１５】
掃除部22は、例えば床面の塵埃を除去するものである。この掃除部22は、例えば床面上の塵埃を吸込口31から集めて捕集したり、床面などを拭き掃除したりする機能を有している。この掃除部22は、吸込口31から空気とともに塵埃を吸い込む電動送風機35と、吸込口31に回転可能に取り付けられて塵埃を掻き上げる回転清掃体としての回転ブラシ36およびこの回転ブラシ36を回転駆動させるブラシモータ37と、本体ケース20の周縁部に回転可能に取り付けられて塵埃を掻き集める旋回清掃部としての補助掃除手段(補助掃除部)であるサイドブラシ38およびこのサイドブラシ38を駆動させるサイドブラシモータ39との少なくともいずれかを備えていてもよい。また、この掃除部22は、吸込口31と連通して塵埃を溜める集塵部40を備えている。
【００１６】
センサ部23は、吸い込んだ床面の塵埃量を検出する塵埃量検出手段としてのごみセンサ42を備えている。このセンサ部23は、例えば床面の凹凸状態(段差)や、電気掃除機11の走行の障害となる壁あるいは障害物をセンシングする赤外線センサや超音波センサなどの障害物検出手段(障害物センサ)をさらに備えていてもよい。
【００１７】
ごみセンサ42は、吸込口31と集塵部40とを連結する風路などに配置されている。このごみセンサ42としては、例えば発光部と受光部とが風路を挟んで互いに対向配置された光センサなどが用いられる。このごみセンサ42は、吸込口31から塵埃を吸い込んでいるか否か、あるいは吸込口31から吸い込まれて集塵部40に至る風路を通過する塵埃量を検出可能となっている。
【００１８】
撮像部24は、撮像手段本体(撮像部本体)としてのカメラ51を備えている。また、この撮像部24は、照明手段(照明部)としてのランプ53を備えていてもよい。
【００１９】
カメラ51は、本体ケース20の走行方向である前方に向けられており、本体ケース20が載置される床面と平行な方向に対して、所定の水平画角(例えば１０５°など)でデジタルの画像(動画)を撮像するデジタルカメラである。このカメラ51は、本実施形態において、本体ケース20に対をなして、例えば２つ搭載されている。例えば、これらカメラ51，51は、本体ケース20の前部に左右に離れて配置されている。各カメラ51は、図示しないが、レンズ、絞り、シャッタ、ＣＣＤなどの撮像素子、および、撮像制御回路などを備えている。
【００２０】
ランプ53は、カメラ51の撮像方向を照明することで撮像に必要となる明るさを得るものである。すなわち、このランプ53は、カメラ51により撮像可能な光の波長帯域に対応する波長帯域の光を出力するようになっている。ランプ53は、カメラ51が可視光波長帯域の画像を撮像可能である場合、可視光波長帯域の光を出力するものが用いられ、カメラ51が赤外波長帯域の画像を撮像可能である場合、赤外波長領域の光を出力するものが用いられる。このランプ53は、カメラ51に対応して設けられている。本実施形態において、ランプ53は、例えばカメラ51，51間に配置されている。
【００２１】
通信部26は、ホームゲートウェイ14およびネットワーク15を介してサーバ16や外部機器17と無線通信をするための無線通信手段(無線通信部)および掃除機信号受信手段(掃除機信号受信部)としての無線ＬＡＮデバイスなどを備えている。すなわち、この通信部26は、電気掃除機11の情報やカメラ51により撮像した画像データなど各種情報をサーバ16や外部機器17へと送信する機能を備えている。なお、例えば通信部26にアクセスポイント機能を搭載し、ホームゲートウェイ14を介さずに外部機器17と直接無線通信をするようにしてもよい。また、例えば通信部26にウェブサーバ機能を付加してもよい。
【００２２】
制御部28は、例えば制御手段本体(制御部本体)であるＣＰＵやＲＯＭおよびＲＡＭなどを備えるマイコンが用いられる。この制御部28は、掃除部22、センサ部23、撮像部24、通信部26などと電気的に接続されている。より詳細に、この制御部28は、走行制御手段である走行制御部61を備えている。また、この制御部28は、掃除制御手段である掃除制御部62を備えている。さらに、この制御部28は、センサ制御手段であるセンサ接続部63を備えている。また、この制御部28は、通信制御手段である通信制御部65を備えている。さらに、この制御部28は、ＳＬＡＭ部67を備えている。また、この制御部28は、記憶手段(記憶部)としてのメモリ68を備えている。さらに、この制御部28は、電池と電気的に接続されている。また、この制御部28は、電池の充電を制御する充電制御部を備えていてもよい。したがって、電気掃除機11は、走行制御手段である走行制御部61を備えている。また、電気掃除機11は、掃除制御手段である掃除制御部62を備えていてもよい。さらに、電気掃除機11は、センサ制御手段であるセンサ接続部63を備えている。また、電気掃除機11は、通信制御手段である通信制御部65を備えている。さらに、電気掃除機11は、ＳＬＡＭ部67を備えている。また、電気掃除機11は、記憶手段(記憶部)としてのメモリ68を備えている。さらに、電気掃除機11は、電池の充電を制御する充電制御部を備えていてもよい。
【００２３】
走行制御部61は、モータ33と電気的に接続されている。この走行制御部61は、例えばモータ33の駆動を制御する、すなわち、モータ33に流れる電流の大きさおよび向きを制御することにより、モータ33を正転、あるいは逆転させることで、モータ33の駆動を制御し、モータ33の駆動を制御することで駆動輪21の駆動を制御する。この走行制御部61は、電気掃除機11が配置されて走行可能な領域である走行領域を示す(走行領域に対応する)地図データおよびセンサ部23の検出に基づいて走行経路を設定し、駆動輪21(モータ33)の駆動を制御することで、この走行経路に沿って本体ケース20(電気掃除機11)を走行領域で自律走行させる走行モードを備えている。なお、本実施形態において、電気掃除機11が走行可能な領域は実質的に掃除部22による掃除対象となる領域であるから、走行領域は掃除対象領域と同一となっている。
【００２４】
掃除制御部62は、掃除部22の動作を制御するものである。本実施形態において、この掃除制御部62は、電動送風機35、ブラシモータ37およびサイドブラシモータ39の駆動を制御する、すなわち、電動送風機35、ブラシモータ37、および、サイドブラシモータ39の通電量をそれぞれ別個に制御することで、これら電動送風機35、ブラシモータ37(回転ブラシ36)、および、サイドブラシモータ39(サイドブラシ38)の駆動(パワー)を制御する。したがって、この掃除制御部62は、電動送風機35のパワーを制御する送風機制御手段(送風機制御部)の機能を有する。
【００２５】
センサ接続部63は、センサ部23と電気的に接続されている。このセンサ接続部63は、センサ部23による検出結果を取得する。
【００２６】
通信制御部65は、通信部26と電気的に接続されている。また、この通信制御部65は、ＳＬＡＭ部67と電気的に接続されている。この通信制御部65は、通信部26から送信する信号やデータ、および、通信部26により受信した信号やデータを処理するものである。この通信制御部65は、カメラ51の撮像画像、あるいはごみセンサ42の検出に基づく情報などを外部送信情報として設定し、設定した情報を外部に送信するように通信部26を制御する。
【００２７】
ＳＬＡＭ部67は、カメラ51と電気的に接続されている。また、このＳＬＡＭ部67は、通信制御部65(通信部26)と電気的に接続されている。そして、このＳＬＡＭ部67は、カメラ51により撮像された画像のデータを取り込み、各種画像処理をする。さらに、このＳＬＡＭ部67は、画像処理された画像データに基づき自己位置を推定する自己位置推定手段(自己位置推定部)の機能を有する。また、このＳＬＡＭ部67は、画像処理された画像データに基づき本体ケース20(電気掃除機11)が走行する走行領域の地図を作成する地図作成手段(地図作成部)の機能を有する。
【００２８】
すなわち、ＳＬＡＭ部67は、周囲をセンシングして走行可能な領域を示す領域地図を作成するとともに、その領域地図における電気掃除機11の自己位置を取得する機能(いわゆるＳＬＡＭ(Simultaneous Localization and Mapping)機能)を有する。本実施形態の電気掃除機11に搭載されたＳＬＡＭ機能は、ステレオカメラ画像を利用したものである。すなわち、本実施形態のＳＬＡＭ部67では、２つのカメラ51，51それぞれの撮像画像中の同じ位置(家具の角などの特徴点)を抽出し、これらカメラ51，51の両眼視差を利用することで、撮像位置から特徴点までの距離を取得できる。このように距離の取得を繰り返すことにより、壁の形状や家具の位置、あるいは大きさなどの電気掃除機11の周囲の状況が分かるので、この周囲の状況に基づき、ＳＬＡＭ部67では、電気掃除機11(本体ケース20)が走行可能な領域を示す領域地図を作成できる。そして、ＳＬＡＭ部67では、作成した領域地図と撮像画像による測距情報とを対応付けることで自己位置を取得できる。なお、ＳＬＡＭ部67により自己位置を取得する場合、必ずしも領域地図を自ら作成する必要はなく、外部から入手した領域地図を利用してもよい。また、ＳＬＡＭ機能を実現するには、ステレオカメラ画像を利用する他、赤外線センサを利用したり、角速度センサと加速度センサとを併用したりといった周知の技術を利用することができるので、詳しい説明は省略する。
【００２９】
また、このＳＬＡＭ部67は、例えばカメラ51により所定の画像範囲(例えば本体ケース20の幅および高さに対応して設定された画像範囲)中に撮像されている物体の距離を、予め設定された、あるいは可変設定された閾値である設定距離と比較し、この設定距離以下の距離(電気掃除機11(本体ケース20)からの距離)に位置する物体を障害物であると判定する機能を有していてもよい。すなわち、このＳＬＡＭ部67は、カメラ51により撮像された画像データに基づいて本体ケース20からの距離を算出した物体が障害物であるかどうかを判定する障害物判定手段(障害物判定部)の機能を有していてもよい。
【００３０】
さらに、このＳＬＡＭ部67により作成した領域地図を示す地図データは、メモリ68に記憶することができる。なお、このＳＬＡＭ部67は、すでに作成した地図データ中の障害物などの形状や配置と検出した周囲の形状や配置とが一致しない場合には、地図データを適宜補正することができる。
【００３１】
なお、このＳＬＡＭ部67は、例えばカメラ51により撮像された生画像のデータに対して、これらカメラ51のレンズにより生じた歪みの補正、ノイズの除去、コントラスト調整、および画像中心の一致化などの一次画像処理をする画像補正手段(画像補正部)の機能を有していてもよい。
【００３２】
メモリ68は、例えばフラッシュメモリなどの不揮発性のものが用いられる。このメモリ68には、ＳＬＡＭ部67により作成された地図データ(領域地図を示す地図データ)を記憶する地図記憶手段としての機能を有する。また、メモリ68は、この地図データとともに、この地図データにおける走行済み(掃除済み)領域を記憶するようにしてもよい。また、このメモリ68は、地図データ上の位置情報(すなわち、領域地図における所定位置を示す情報)に対して、その位置でごみセンサ42により検出された塵埃量が紐付けられた地図である塵埃量地図に関する情報を記憶する塵埃量記憶手段としての機能も有する。塵埃量地図に関する情報は、少なくとも１回の掃除毎、すなわち、電源がオンになった電気掃除機11が駆動輪21によって走行を開始してから終了するまで毎に記憶され、所定回の掃除における塵埃量地図を指定して呼び出すことが可能な状態でメモリ68に記憶される。これにより、所定期間内に実行された掃除における塵埃量地図に関する情報を外部に送信して表示手段(外部機器17)で表示することが可能となる。また、１回の掃除毎の塵埃量地図に関する情報は、その掃除が実行された日付(曜日を含む)とともにメモリ68に記憶される。なお、塵埃量地図について詳しくは後述する。
【００３３】
電池は、掃除部22、センサ部23、撮像部24(カメラ51およびランプ53)、通信部26、および、制御部28などに給電するものである。この電池としては、本実施形態において、例えば充電可能な二次電池が用いられる。このため、本実施形態では、例えば本体ケース20の底部に、電池を充電するための充電端子71が露出して配置されている。
【００３４】
充電装置は、電気掃除機11が走行(掃除)を終了したときに帰還する基地部となっている。この充電装置は、例えば定電流回路などの充電回路を内蔵していてもよい。また、この充電装置には、電池の充電用の充電用端子が設けられている。この充電用端子は、充電回路と電気的に接続されている。そして、この充電用端子は、充電装置に帰還した電気掃除機11の充電端子71と機械的および電気的に接続されるようになっている。
【００３５】
ホームゲートウェイ14は、アクセスポイントなどとも呼ばれ、建物内に設置され、ネットワーク15に対して例えば有線により接続されている。
【００３６】
サーバ16は、ネットワーク15に接続されたコンピュータ(クラウドサーバ)であり、各種データを保存可能である。
【００３７】
外部機器17は、電気掃除機11(通信部26)から送信された塵埃量地図に関する情報を受信し、受信した情報をユーザに提供する機能を有する。すなわち、外部機器17は、建物の内部では例えばホームゲートウェイ14を介してネットワーク15に対して有線あるいは無線通信可能であるとともに、建物の外部ではネットワーク15に対して有線あるいは無線通信可能な、例えばＰＣ(タブレット端末(タブレットＰＣ))やスマートフォン(携帯電話)などの汎用のデバイスである。この外部機器17は、液晶などのディスプレイ73を備えており、このディスプレイ73に少なくとも画像を表示することが可能となっている。なお、このディスプレイ73には、例えばタッチパネル機能を持たせてもよい。すなわち、このディスプレイ73は、入力部の機能を備えていてもよい。外部機器17が表示などによってユーザに提供する情報は、電気掃除機11から受信した塵埃量地図に関する情報そのままでもよいし、受信した情報を外部機器17側で加工したものであってもよい。また、外部機器17には塵埃量地図に関する情報の提供以外の機能を搭載してもよい。例えば、この外部機器17には、地図、および、塵埃量を表示したり、電気掃除機11に対してユーザが掃除の開始や停止、電池の充電を指令したり、掃除する箇所を選択したりすることを可能とするためのアプリケーション(プログラム)がインストールされていてもよい。すなわち、掃除開始や停止、電池の充電などをユーザが指示するためにディスプレイ73にボタンB1，B2，B3がアイコンとして表示されてもよい(図９)。さらに、この外部機器17には、電子メールを送受信する機能が予め備えられていてもよい。
【００３８】
このように、外部機器17は、表示手段の機能を有している。そして、上記通信制御部65は、塵埃量地図に関する情報を外部機器17で表示可能とする情報を、通信部26から外部機器17に送信する機能を有している。したがって、電気掃除機11は、塵埃量地図に関する情報を表示手段(外部機器17)で表示可能とする機能を有している。この機能として、例えば外部機器17に制御コマンドを送信して外部機器17による表示を直接に制御するようにしてもよいし、電気掃除機11側からは単に情報を送信し、その送信された情報を表示するか否かの制御は外部機器17に委ねるようにしてもよい。
【００３９】
次に、上記第１の実施形態の動作を説明する。
【００４０】
まず、電気掃除機11による掃除の開始から終了までの概略を説明する。電気掃除機11は、例えば充電装置から離脱して掃除を開始すると、メモリ68に記憶された地図データに基づいて所定の走行経路に沿って走行しつつ床面を掃除し、走行領域全体を走行し掃除が終了すると充電装置に帰還する。
【００４１】
上記の制御をより具体的に説明すると、電気掃除機11は、例えば予め設定された掃除開始時刻となったときや、外部機器17などによって送信された掃除開始の制御コマンドを通信部26によって受信したときなどのタイミングで、制御部28が走行モードに切り換わり、掃除を開始する。例えば、掃除をしたことがない部屋を新たに掃除する場合には、メモリ68に走行領域の地図データが記憶されていないことになる。この場合には、所定の動作を行ってセンサ部23、カメラ51およびＳＬＡＭ部67などによって電気掃除機11(本体ケース20)の周囲の障害物などを検出することでＳＬＡＭ部67により新たな地図データを作成する。なお、地図データは、電気掃除機11(ＳＬＡＭ部67)における作成によらず、外部から取得するようにしてもよい。
【００４２】
ＳＬＡＭ部67では、カメラ51から画像データを取り込み、例えばレンズの歪み補正などの画像処理を行った後、この画像データに基づいてＳＬＡＭ処理を行い、自己位置推定と地図作成を実施する。カメラ51により画像を撮像する際には、必要に応じてランプ53により照明することもできる。
【００４３】
次いで、地図データに基づき、走行制御部61が走行経路を作成する。この走行経路の作成の仕方は、周知の方法を用いればよい。
【００４４】
そして、走行制御部61が駆動輪21(モータ33)を制御することで電気掃除機11(本体ケース20)を設定した走行経路に沿って自律走行させつつ、掃除制御部62が掃除部22を動作させて走行領域(掃除対象領域)の床面を掃除する(掃除モード)。掃除部22では、例えば掃除制御部62により駆動された電動送風機35、ブラシモータ37(回転ブラシ36)、あるいはサイドブラシモータ39(サイドブラシ38)により床面の塵埃を、吸込口31を介して集塵部40へと捕集する。また、電気掃除機11は、自律走行の際、センサ部23やカメラ51およびＳＬＡＭ部67により地図に記されていない走行領域内の障害物などの物体の三次元座標を検出すると、ＳＬＡＭ部67が地図データに反映させ、メモリ68に記憶していく。
【００４５】
同時に、吸込口31から集塵部40へと繋がる風路を通過する塵埃量をごみセンサ42により検出し、この検出した塵埃量と推定した地図上の自己位置とを紐付けた情報をメモリ68に記憶していく。
【００４６】
そして、塵埃量と紐付けられた地図データ、すなわち塵埃量地図を示す地図データは、通信制御部65、通信部26からネットワーク15を介して、あるいは直接、外部機器17に送信され、この外部機器17によりユーザが閲覧可能な態様でディスプレイ73に表示される。
【００４７】
掃除が終了すると、電気掃除機11は、充電装置へと帰還してこの充電装置に接続される。
【００４８】
例えば、ごみセンサ42により検出した塵埃量と、電気掃除機11が走行可能な領域を示す領域地図上の位置とが対応付けられた塵埃量地図を外部機器17のディスプレイ73に表示する態様の一例を図５に示す。塵埃量地図の基礎となる地図データ、すなわち、塵埃量に関する情報が対応付けられていない状態の領域地図のデータは、上述したように、電気掃除機11が走行可能な領域を示すものとして作成されるので、走行の障害物となるテーブルＴや椅子Ｃ、ソファSOなどの脚部は、電気掃除機11にとって走行不能な領域として識別可能であり、図５中の丸部分のように表示できる。これに加えてカメラ51の撮影画像による情報を追加することで、テーブルＴ、椅子Ｃ、ソファSOの位置・大きさ・形状（図中の破線部）や、扉Ｄ、窓Ｗの位置・大きさ・形状を表示することもでき、こうすれば、ユーザにとって部屋内の位置関係がより分かり易くすることができる。図５に示す例では、このような部屋内の地図上における塵埃量を、塵埃を吸い込んだ位置とその位置で吸い込んだ塵埃量とを対応させるとともに、吸い込んだ塵埃量に応じて階調表示したものである。その上で、検出した塵埃量を階調に対応させて地図に表示することができる。本実施形態では、ごみセンサ42により検出した塵埃が多かった部分を濃い階調で表示し、塵埃が少なかった部分ほど薄い階調で表示しているが、その逆でもよい。また、この階調は、濃淡に限られず、色彩・彩度、明暗、輝度など濃淡とは別の要素によって表現してもよいし、これらを組み合わせて表現してもよい。この表示により、ユーザは、自宅の塵埃が溜まりやすい場所を目視によって容易に把握できる。このような表示を外部機器17で実行するには、領域地図上の所定位置における塵埃量を階調表示可能な情報を電気掃除機11側から送信すればよい。この際、電気掃除機11の通信制御部65では、領域地図上の所定位置における塵埃量を階調表示可能な情報を外部送信情報として設定することとなる。
【００４９】
また、例えば電気掃除機11を動作させた１回の掃除毎(日毎)にごみセンサ42により検出した塵埃量と地図の位置情報とを紐付けた情報を表示することもできる。例えば、１週間のうち、土曜日と日曜日とにそれぞれ電気掃除機11を動作させた場合の表示例を図６(a)ないし図６(d)に示す。土曜日のデータ(図６(a)および図６(c))では、塵埃を多く検出しているのに対して、その翌日の日曜日のデータ(図６(b)および図６(d))では、土曜日も掃除をしていることから、土曜日と比較して塵埃が少ないことがわかる。また、図６(c)に示す日には、地図の中央付近に塵埃を多く検出しており、ユーザのその日の何らかの行動によりその位置に塵埃が多く溜まったことなどもわかる。このような表示とすることにより、掃除頻度で塵埃量がどのように変化するかをユーザが知ることができる。
【００５０】
さらに、例えば１日に複数回掃除をした場合などには、上記の地図に、１回の掃除毎の情報だけでなく、その日の塵埃量の累計を表示することもできる。
【００５１】
また、ごみセンサ42により所定期間に検出して累積した塵埃量と地図の位置情報とを紐付けて表示することもできる。例えば図７(a)ないし図７(d)に、３ヶ月毎の季節の違いによる表示例を示す。この場合、例えば冬場、窓Ｗをあまり開けなかったために窓Ｗ側にも塵埃が多く溜まっていることなどが伺える。このように、短期間ではなく、長期間の宅内の塵埃の溜まり具合の傾向を把握することもできる。
【００５２】
さらに、ごみセンサ42により検出した塵埃量が所定値を超えている場合には掃除頻度の増加を推奨するよう通知したり、塵埃が多い位置(塵埃量が所定値を超えている箇所)を通知したりすることもできる。例えば図８(a)および図８(b)に、通知する例文を示す。この図８(a)および図８(b)に示す例文は、例えば図６(a)ないし図６(d)に示す塵埃量の検出結果および図７(a)ないし図７(d)に示す塵埃量の検出結果に基づくものである。例えばこの通知は、電気掃除機11から電子メールによって外部機器17を用いて通知できる。また、この通知の文言や表現は、通知内容に応じて任意に設定できる。また、他の位置よりも塵埃量が多い位置を示す情報や、掃除頻度の増加を推奨する情報などのように塵埃量の検出結果から抽出した情報を通知する場合、上記のように所定期間内の塵埃量地図で所定面積当たりの塵埃量が所定値を超えた箇所があることを条件に通知してもよいし、これに限られず、所定期間内の塵埃量地図全体における塵埃総量が所定値を超えたことを条件に通知するようにしてもよい。
【００５３】
また、ディスプレイ73に表示された地図中の指定された位置を電気掃除機11の掃除部22により掃除させることもできる。例えば、地図での表示や通知に基づき、ユーザが塵埃の多い箇所を選択して、その箇所を電気掃除機11に重点的に掃除させる機能を備えることもできる。例えば図９に示す例においては、ユーザが地図から重点的に掃除したい領域を選択し(例えば図中実線で囲んだ位置を選択し)、ボタンB1〜B3の他にディスプレイ73にアイコンとして表示されている重点箇所選択ボタンB4を押し、続いて、掃除開始のボタンB3を押すことで、電気掃除機11が選択された箇所をその他の領域よりも重点的に掃除するモードで動作させることができる。なお、重点的に掃除したい領域は、ユーザが例えばディスプレイ73に触れて直接囲むことで選択してもよいし、電気掃除機11や地図を表示しているアプリケーション側で塵埃量に基づいて示された候補となる領域から任意のものを選択してもよい。また、この選択や指示の際には、ディスプレイ73にアイコンとして表示されたボタン以外でも、例えば外部機器17に予め備えられているボタンなどを操作するように構成することもできる。
【００５４】
このとき、電気掃除機11は、その箇所を重点的に掃除するために、その箇所を掃除(走行)する回数を増やすように走行経路を設定したり、その箇所を走行する際の走行速度を低下したり、その箇所では電動送風機35のパワー(出力)を相対的に増加したりすることができる。このとき、指定された箇所の掃除に要する時間を予測算出して外部機器17のディスプレイ73に表示させることもできる。この時間は、例えば領域地図上における対象領域の面積に応じて予測することができるが、これに限られず、その他の方法により予測するようにしてもよい。その際、予測算出した時間と電池の残量とを比較し、電池を充電することなく掃除が可能であるか、電池の充電が必要であるかを外部機器17のディスプレイ73に表示させることもできる。なお、ユーザに直接選択させずに、電気掃除機11が自律的に判断して、地図上の塵埃が多い領域を重点的に掃除するモードを搭載することもできる。
【００５５】
上述したように、上記第１の実施形態によれば、表示された地図中の指定された位置を走行して掃除部22により掃除させる機能を備えることで、塵埃が溜まりやすい箇所をユーザが選択および指定して、その箇所を重点的に掃除させることができる。
【００５６】
なお、上記第１の実施形態において、例えば図１０に示す第２の実施形態のように、掃除する箇所を指定する際に、外部機器17のディスプレイ73に表示された地図中の位置を、この地図とともに表示されている塵埃量レベルに応じて指定可能としてもよい。すなわち、電気掃除機11や地図を表示しているアプリケーション側で塵埃量を閾値に基づいて例えば「非常に多い」、「多い」、「少ない」などの複数レベルに分類し、指定されたレベルの塵埃量の箇所または指定されたレベル以上の塵埃量の箇所(図中実線で囲んだ位置)の候補の中から、ユーザが指定した箇所を重点的に掃除するように制御することもできる。この場合、指定された箇所の掃除に要する時間を予測算出して外部機器17のディスプレイ73に表示させることもできる。その際、予測算出した時間と電池の残量とを比較し、電池を充電することなく掃除が可能であるか、電池の充電が必要であるかを外部機器17のディスプレイ73に表示させることもできる。なお、ユーザに直接選択させずに、電気掃除機11が例えば予め設定された塵埃量レベルの閾値などに基づき自律的に判断して、地図上の塵埃が多い領域を重点的に掃除するモードを搭載することもできる。
【００５７】
このように、表示された地図中の位置を、この地図とともに表示されている塵埃量レベルに応じて指定可能な機能を備えることで、ユーザが必要と感じる塵埃量レベルの箇所を電気掃除機11により重点的に掃除させることができる。なお、部屋の所定領域を重点的に掃除するには、上記のように所定領域に限って掃除するようにしてもよいし、部屋全体を掃除する中で対象とする所定領域については走行速度を低下させたり、電動送風機35のパワー(出力)を増加させたりするようにしてもよい。
【００５８】
このとき、指定された位置の掃除に要する時間を予測算出して表示させることで、例えばユーザが自身の時間的都合や電池の残量などを考慮して、重点的に掃除させる塵埃量レベルを選択することができる。
【００５９】
また、上記各実施形態において、図１１に示す第３の実施形態のように、地図に紐付けて表示する塵埃量をドット数に対応させて、すなわち塵埃が多いほどドット数を多くするように表示させることもできる。このような表示を外部機器17で実行するには、所定の塵埃量毎に示す単位表示(ドット)の分布によって、領域地図上の位置に応じた塵埃量を表示可能な情報を電気掃除機11側から送信すればよい。この際、電気掃除機11の通信制御部65では、外部送信情報として、所定の塵埃量毎に示す単位表示(ドット)の分布によって領域地図上の塵埃の分布を表示可能な情報を設定することとなる。
【００６０】
さらに、上記各実施形態において、ＳＬＡＭ部67は、撮像部24のカメラ51により撮像した画像データに基づき地図を作成したが、例えばジャイロセンサによって取得される電気掃除機11(本体ケース20)の旋回角度を示す情報やロータリエンコーダによって取得される駆動輪21の回転数を示す情報などの車両情報を用いて地図を作成することもできるし、センサ部23による障害物検出などに基づいて地図を作成することもできる。
【００６１】
また、表示手段(表示部)は、外部機器17以外でも、例えば電気掃除機11の本体ケース20に設けることもできるし、冷蔵庫など他の電気機器などに予め備えられているディスプレイなどを用いることもできる。
【００６２】
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、ごみセンサ42により検出した塵埃量とＳＬＡＭ部67により作成した地図の位置情報とを紐付けて表示させる機能を備えることで、ユーザは表示を目視することで走行領域のどの位置に塵埃があったか、換言すれば走行領域のどこが汚れやすいかを知ることができる。したがって、この表示結果を、例えばユーザが走行領域の汚れやすい箇所に塵埃が溜まりにくいように片付けるなど、走行領域を清潔な状態に自発的に維持することを促すための情報として利用することができる。
【００６３】
ごみセンサ42により所定期間に検出して累積した塵埃量とＳＬＡＭ部67により作成した地図の位置情報とを紐付けて表示させる機能を備えることで、電気掃除機11が所定期間にどの程度の塵埃量を掃除したかをユーザが認識できる。
【００６４】
所定期間毎の塵埃量とその所定期間の地図とを紐付けて表示させる機能を備えることで、例えば季節毎の塵埃の溜まりかた(走行領域の汚れかた)の違いなどをユーザが知ることができる。
【００６５】
ごみセンサ42により１回の掃除毎に検出した塵埃量とＳＬＡＭ部67により作成した地図の位置情報とを紐付けて表示させる機能を備えることで、１回毎の掃除での塵埃量の差分をユーザが知ることができる。
【００６６】
塵埃量を階調に対応させて表示させる機能を備えることで、ユーザが表示を目視することによって直感的に塵埃が多い箇所や汚れやすい箇所を知ることができる。
【００６７】
塵埃が多い位置を通知する機能を備えることで、ユーザが走行領域(宅内)のどの位置に塵埃が溜まりやすいか認識できる。
【００６８】
塵埃量が所定値を超えた場合に、掃除頻度の増加を推奨するよう通知する機能を備えることで、走行領域の汚れを抑制できる。
【００６９】
そして、塵埃量が所定値以上である箇所(塵埃が多い位置)は、電気掃除機11により重点的に掃除させることができる。
【００７０】
このとき、走行制御部61が、走行領域中の塵埃が多い位置の掃除回数を増加させるように電気掃除機11(本体ケース20)を走行制御する場合には、塵埃が多い位置を電気掃除機11が繰り返し掃除部22によって掃除できる。
【００７１】
また、走行領域中の塵埃が多い位置を電気掃除機11(本体ケース20)が走行する際に、掃除制御部62により電動送風機35のパワーを相対的に増加させる場合には、塵埃が多い位置で電気掃除機11が電動送風機35による吸引を強めて重点的に掃除できる。
【００７２】
さらに、走行領域中の塵埃が多い位置を電気掃除機11(本体ケース20)が走行する際に、走行制御部61により電気掃除機11(本体ケース20)の走行速度を低下させる場合には、塵埃が多い位置を電気掃除機11がゆっくりと走行して時間をかけて掃除部22により重点的に掃除できる。
【００７３】
なお、上記の実施形態では、外部機器17で部屋内の地図上における塵埃の分布を表示する際、塵埃量に応じて階調することを説明したが、塵埃の分布を表示するには必ずしも塵埃量に応じた表示を行う必要はなく、所定量の塵埃を吸い込んだ箇所については同じ表示(階調表示ではなく単色表示)をするようにしてもよい。これにより、電気掃除機11では、検出した塵埃量を示す情報ではなく、所定量の塵埃を検出したか否かの情報を領域地図上に対応付けて記憶しておけば足り、コンピュータ処理負担の軽減やメモリ容量の削減を図ることができる。このとき、ユーザにとっては得られる情報量が減るが、情報が簡略化される分、所定条件の情報だけを知りたいユーザにとっては情報を把握しやすくなる効果も期待できる。
【００７４】
あるいは、電気掃除機11で領域地図上に対応付けて記憶しておく情報を、所定量の塵埃を検出したか否かではなく、上記野実施形態のように検出した塵埃量を示す情報にするとともに、外部機器17における表示を、所定量の塵埃を吸い込んだ箇所を示す表示とし、ユーザからの入力に応じて表示する塵埃量の閾値を変更するようにしてもよい。こうすれば表示の簡略化と、ユーザに提供する情報量の確保とを両立することができる。
【００７５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７６】
11    電気掃除機
17    表示手段の機能を有する外部機器
20    本体である本体ケース
21    走行駆動部である駆動輪
22    掃除部
35    電動送風機
40    集塵部
42    塵埃量検出手段としてのごみセンサ
61    走行制御手段である走行制御部
62    送風機制御手段の機能を有する掃除制御部
67    地図作成手段の機能を有するＳＬＡＭ部
【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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