(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
床面のごみを回収する掃除部を備える自律走行型掃除機を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記自律走行型掃除機が掃除可能な清掃対象領域の人間の行動に関する情報に基づいて前記清掃対象領域における人間の滞在時間を演算し、前記人間の滞在時間が所定の滞在時間を超えるとき、前記自律走行型掃除機による掃除を開始し、
前記所定の滞在時間は、前記自律走行型掃除機によって回収されたごみの量に基づいて設定される
自律走行型掃除機の制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記人間の行動に関する情報に基づいて前記自律走行型掃除機の掃除の開始時刻、前記清掃対象領域における掃除を行う区画、掃除を行う期間、および、前記掃除部の動作の少なくとも１つを制御する
請求項１に記載の自律走行型掃除機の制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記人間の行動に関する情報に基づいて前記清掃対象領域に滞在する人間の数、人間の活動レベル、および、前記清掃対象領域にペットが滞在する時間の少なくとも１つに基づいて、前記人間の滞在時間を補正する、請求項１または２に記載の自律走行型掃除機の制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記人間の滞在時間が前記所定の滞在時間を超え、かつ、前記清掃対象領域に人間が存在するとき、前記自律走行型掃除機による掃除の開始を延期する
請求項１〜３のいずれか一項に記載の自律走行型掃除機の制御装置。
【請求項５】
記憶部を備え、
前記制御部は、前記清掃対象領域における人間の滞在位置と、前記清掃対象領域におけるごみの量との関係を前記記憶部に記憶し、前記滞在位置と前記ごみの量とに基づいて、前記自律走行型掃除機を制御する
請求項１〜４のいずれか一項に記載の自律走行型掃除機の制御装置。
【請求項６】
記憶部を備え、
前記制御部は、前記清掃対象領域における前記ごみの量の分布を前記記憶部に記憶し、前記清掃対象領域に人間が存在するとき、前記ごみの量の分布、または、前記清掃対象領域における人間の滞在位置に基づいて前記自律走行型掃除機による掃除を行う清掃実行領域を設定する
請求項１〜５のいずれか一項に記載の自律走行型掃除機の制御装置。
【請求項７】
前記人間の行動に関する情報を記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記人間の行動に関する情報に基づいて演算される前記清掃対象領域における人間の行動パターンに基づいて前記自律走行型掃除機を制御する
請求項１〜６のいずれか一項に記載の自律走行型掃除機の制御装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の自律走行型掃除機の制御装置と、
前記人間の行動に関する情報を検出する検出部とを備え、
前記検出部は、前記清掃対象領域の画像を検出するカメラ、前記清掃対象領域の赤外線を検出する赤外線センサ、前記清掃対象領域の照度を検出する照度センサ、および、前記清掃対象領域の振動を検出する振動センサの少なくとも１つを含む
自律走行型掃除機。
【請求項９】
自律走行型掃除機と、
請求項１〜７のいずれか一項に記載の自律走行型掃除機の制御装置と、
前記人間の行動に関する情報を検出する検出部とを備え、
前記検出部は、前記清掃対象領域の画像を検出するカメラ、前記清掃対象領域の赤外線を検出する赤外線センサ、前記清掃対象領域の照度を検出する照度センサ、および、前記清掃対象領域の振動を検出する振動センサの少なくとも１つを含む
掃除システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律して走行することにより清掃対象領域の床面を清掃する自律走行型掃除機を備える自律走行型掃除機の制御装置、この制御装置を備える自律走行型掃除機、および、自律走行型掃除機の制御装置を備える掃除システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の自律走行型掃除機は、自律して走行することにより清掃対象領域の床面を清掃する。なお、従来の自律走行型掃除機を開示した文献の一例は特許文献１である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２１１３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
清掃対象領域は、人間の行動空間を含む。また、清掃対象領域の床面のごみは、清掃対象領域内の人間の行動によって生じ得る。このため、清掃対象領域のごみの量および発生時間は一様ではない。このため、自律走行型掃除機が、例えばユーザの操作によって予め決められたルート上を掃除した場合、清掃対象領域を適切に掃除できない等の問題が発生し得る。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に従う掃除システムの一形態は、床面のごみを回収する掃除部を備える自律走行型掃除機、前記自律走行型掃除機を制御する制御部、および、前記自律走行型掃除機が掃除可能な清掃対象領域の人間の行動に関する情報を含む信号を前記制御部に出力可能な検出部を有する掃除システムであって、前記制御部は、前記検出部からの信号に基づいて前記自律走行型掃除機を制御する。
【０００６】
本発明に従う自律走行型掃除機の一形態は、上記自律走行型掃除機の制御装置と、前記人間の行動に関する情報を検出する検出部とを備え、前記検出部は、前記清掃対象領域の画像を検出するカメラ、前記清掃対象領域の赤外線を検出する赤外線センサ、前記清掃対象領域の照度を検出する照度センサ、および、前記清掃対象領域の振動を検出する振動センサの少なくとも１つを含む。
【０００７】
本発明に従う掃除システムの一形態は、自律走行型掃除機と、上記自律走行型掃除機の制御装置と、前記人間の行動に関する情報を検出する検出部とを備え、前記検出部は、前記清掃対象領域の画像を検出するカメラ、前記清掃対象領域の赤外線を検出する赤外線センサ、前記清掃対象領域の照度を検出する照度センサ、および、前記清掃対象領域の振動を検出する振動センサの少なくとも１つを含む。
【発明の効果】
【０００８】
上記自律走行型掃除機の制御装置、この制御装置を備える自律走行型掃除機、および、自律走行型掃除機の制御装置を備える掃除システムは清掃対象領域を適切に掃除することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１の掃除システムの斜視図。
【図２】図１の自律走行型掃除機の平面図。
【図３】図１の自律走行型掃除機の底面図。
【図４】図１の掃除システムのブロック図。
【図５】待機制御に関するフローチャート。
【図６】清掃制御に関するフローチャート。
【図７】清掃制御が行われるときの掃除機の走行ルートの第１の例を示す模式図。
【図８】清掃制御によって回収された区画ごとのごみの量を示すグラフ。
【図９】清掃制御が行われるときの掃除機の走行ルートの第２の例を示す模式図。
【図１０】清掃対象領域における人間の行動と検出部による検出値との関係を示すタイミングチャート。
【図１１】実施の形態２の制御部により作成される清掃対象領域の区画ごとのごみの量を示すマップ。
【図１２】実施の形態２の清掃制御に関するフローチャート。
【図１３】実施の形態３のブラシ制御に関するフローチャート。
【図１４】実施の形態４の清掃制御に関するフローチャート。
【図１５】実施の形態５の掃除機がフローリングを掃除するときの掃除機の走行ルートの一例を示す模式図。
【図１６】実施の形態５の掃除機が畳を掃除するときの掃除機の走行ルートの一例を示す模式図。
【図１７】変形例の掃除システムのブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（掃除システムが取り得る形態の一例）
〔１〕本発明に従う自律走行型掃除機の制御装置の一形態は、床面のごみを回収する掃除部を備える自律走行型掃除機を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記自律走行型掃除機が掃除可能な清掃対象領域の人間の行動に関する情報に基づいて前記自律走行型掃除機を制御する。
【００１１】
上記掃除システムによれば、清掃対象領域における人間の行動に関する情報に基づいて自律走行型掃除機が制御されるため、人間の行動に応じて清掃対象領域を適切に掃除することができる。
【００１２】
〔２〕前記自律走行型掃除機の制御装置の一例では、前記制御部は、前記人間の行動に関する情報に基づいて前記自律走行型掃除機の掃除の開始時刻、前記清掃対象領域における掃除を行う区画、掃除を行う期間、および、前記掃除部の動作の少なくとも１つを制御する。
【００１３】
上記自律走行型掃除機の制御装置によれば、清掃対象領域における人間の行動に応じて掃除の開始時刻、掃除を行う区画、および、掃除部の動作の少なくとも１つが制御されるため、清掃対象領域を適切に掃除することができる。
【００１４】
〔３〕前記自律走行型掃除機の制御装置の一例では、前記制御部は、前記人間の行動に関する情報に基づいて前記清掃対象領域における人間の滞在時間を演算し、前記滞在時間が所定の滞在時間を超えるとき、前記自律走行型掃除機による掃除を開始する。
【００１５】
清掃対象領域における人間の滞在時間が長くなるほど清掃対象領域内のごみの量は増加する傾向にある。上記掃除システムによれば、清掃対象領域における人間の滞在時間が所定の滞在時間を超えるとき掃除が開始されるため、清掃対象領域を適切なタイミングで掃除することができる。
【００１６】
〔４〕前記自律走行型掃除機の制御装置の一例では、前記制御部は、前記人間の行動に関する情報に基づいて前記清掃対象領域に滞在する人間の数、人間の活動レベル、および、前記清掃対象領域にペットが滞在する時間の少なくとも１つに基づいて、前記滞在時間を補正する。
【００１７】
清掃対象領域に滞在する人間の数が多いほど清掃対象領域内のごみの量は増加する傾向にある。また、清掃対象領域に滞在する人間の活動レベルが高いほどごみの量は増加する傾向にある。また、清掃対象領域にペットが滞在する時間が長いほどごみの量は増加する傾向にある。上記掃除システムによれば、ごみの量の増減に関わる要因に基づいて滞在時間を補正するため、清掃対象領域を適切なタイミングで掃除することができる。
【００１８】
〔５〕前記自律走行型掃除機の制御装置の一例では、前記制御部は、前記滞在時間が前記所定の滞在時間を超え、かつ、前記清掃対象領域に人間が存在するとき、前記自律走行型掃除機による掃除の開始を延期する。
【００１９】
上記掃除システムによれば、滞在時間が所定の滞在時間を超えているときであっても、清掃対象領域に人間が存在するときには自律走行型掃除機による掃除の開始が延期される。このため、ユーザが清掃対象領域に滞在しているときに掃除が開始されることによって煩わしさを感じることを低減できる。
【００２０】
〔６〕前記自律走行型掃除機の制御装置の一例では、前記制御部は、前記自律走行型掃除機によって回収されるごみの量に基づいて前記所定の滞在時間を設定する。
上記掃除システムによれば、清掃対象領域内で回収されたごみの量に基づいて所定の滞在時間が設定される。このため、ごみの量に応じて掃除の開始時刻が変更されるため、適切に掃除を行うことができる。
【００２１】
〔７〕前記自律走行型掃除機の制御装置の一例では、記憶部を備え、前記制御部は、前記清掃対象領域における人間の滞在位置と、前記清掃対象領域におけるごみの量との関係を前記記憶部に記憶し、前記滞在位置と前記ごみの量とに基づいて、前記自律走行型掃除機を制御する。
【００２２】
清掃対象領域は、例えばテーブルの周り等、人間が滞在することによってごみが多く発生しやすい領域を含むことがある。上記掃除システムによれば、人間の滞在位置と、人間の滞在位置で以前に回収されたごみの量とに応じて自律走行型掃除機が制御されるため、今回の掃除で予測されるごみの量に応じた掃除を行うことができる。
【００２３】
〔８〕前記自律走行型掃除機の制御装置の一例では、記憶部を備え、前記制御部は、前記清掃対象領域における前記ごみの量の分布を前記記憶部に記憶し、前記清掃対象領域に人間が存在するとき、前記ごみの量の分布、または、前記清掃対象領域における人間の滞在位置に基づいて前記自律走行型掃除機による掃除を行う清掃実行領域を設定する。
【００２４】
上記構成によれば、実際に回収されたごみの量、または、ごみを発生させる可能性が高くなる人間の滞在位置に基づいて清掃実行領域が設定される。このため、今回の掃除で予測されるごみの量に応じた掃除を行うことができる。
【００２５】
〔９〕前記自律走行型掃除機の制御装置の一例では、前記人間の行動に関する情報を記憶する記憶部を備え、前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記人間の行動に関する情報に基づいて演算される前記清掃対象領域における人間の行動パターンに基づいて前記自律走行型掃除機を制御する。
【００２６】
例えば、居住空間内において人間は一定の行動パターンを有する。このため、ごみの発生しやすい領域、および、ごみが発生しやすい時間帯等も一定のパターンを有する。上記構成によれば、人間の行動パターンに基づいて清掃対象領域の適切な掃除を行うことができる。
【００２７】
〔１０〕本発明に従う自律走行型掃除機の一形態は、〔１〕〜〔９〕のいずれか一項に記載の自律走行型掃除機の制御装置と、前記人間の行動に関する情報を検出する検出部とを備え、前記検出部は、前記清掃対象領域の画像を検出するカメラ、前記清掃対象領域の赤外線を検出する赤外線センサ、前記清掃対象領域の照度を検出する照度センサ、および、前記清掃対象領域の振動を検出する振動センサの少なくとも１つを含む。上記自律走行型掃除機によれば、上記〔１〕〜〔９〕と同様の効果が得られる。
【００２８】
〔１１〕本発明に従う掃除システムの一形態は、自律走行型掃除機と、〔１〕〜〔９〕のいずれか一項に記載の自律走行型掃除機の制御装置と、前記人間の行動に関する情報を検出する検出部とを備え、前記検出部は、前記清掃対象領域の画像を検出するカメラ、前記清掃対象領域の赤外線を検出する赤外線センサ、前記清掃対象領域の照度を検出する照度センサ、および、前記清掃対象領域の振動を検出する振動センサの少なくとも１つを含む。上記掃除システムによれば、上記〔１〕〜〔９〕と同様の効果が得られる。
【００２９】
（実施の形態１）
図１〜図４を参照して、自律走行型掃除機１０（以下では単に「掃除機１０」）を備える掃除システム１の構成について説明する。
【００３０】
図１に示されるとおり、掃除システム１は、掃除機１０、掃除機１０の電源ユニット９０（図２参照）を充電するための充電装置１００、掃除機１０と通信可能な表示装置１１０（図４参照）を含む。充電装置１００は、床面に配置され、図示しない電源コードによって家庭用の電源に接続される。充電装置１００は、掃除機１０の電源ユニット９０の端子９１（図３参照）と電気的に接続可能な端子１０１を備えている。掃除機１０は清掃対象領域の床面上を自律的に走行し、床面上に存在するごみを吸引するロボット型の掃除機である。清掃対象領域の一例は部屋である。
【００３１】
図２に示されるとおり、掃除機１０はボディ２０、駆動ユニット３０（図３参照）、清掃ユニット４０、ごみ箱５０、吸引ユニット６０、制御ユニット７０、および、電源ユニット９０を備える。駆動ユニット３０の一部、清掃ユニット４０の一部、ごみ箱５０、吸引ユニット６０、制御ユニット７０、および、電源ユニット９０はボディ２０内に配置される。なお、制御ユニット７０は自律走行型掃除機１０の制御装置に相当する。清掃ユニット４０および吸引ユニット６０は床面のごみを回収する掃除部に相当する。
【００３２】
ボディ２０の機能は掃除機１０を構成する各種の要素を搭載することである。駆動ユニット３０の機能は床面を清掃するためにボディ２０を走行させることである。清掃ユニット４０の機能はボディ２０の周辺のごみをボディ２０の下方にかき集め、そのごみをかき上げることである。ごみ箱５０の機能は吸引ユニット６０により回収されたごみを収容することである。吸引ユニット６０の機能は清掃ユニット４０によりかき上げられたごみをボディ２０内に吸引することである。制御ユニット７０は各ユニット３０、４０、６０の動作を制御することである。電源ユニット９０の機能は各ユニット３０、４０、６０等に電力を供給することである。
【００３３】
ボディ２０の平面形状の一例はルーローの三角形、または、その三角形とおおよそ同じ形状を有する多角形、または、これらの三角形あるいは多角形の頂部にＲが形成された形状である。この形状は、ルーローの三角形が有する幾何学的な性質と同一または類似する性質をボディ２０に持たせることに寄与する。
【００３４】
図２に示されるとおり、掃除機１０はさらに、パネルカバー２１およびバンパー２２を備える。パネルカバー２１の機能はボディ２０の上部に設けられる操作パネル（図示略）を覆うことである。パネルカバー２１はボディ２０の上部に取り付けられ、ボディ２０に対して開閉可能である。バンパー２２の機能はボディ２０に与えられる衝撃を吸収することである。バンパー２２はボディ２０の前方に設けられ、ボディ２０に対して変位可能である。
【００３５】
図３に示されるとおり、掃除機１０はさらにキャスター２３を備える。キャスター２３の機能はボディ２０の後部を支持することである。キャスター２３は駆動ユニット３０の動作に従動して回転する。
【００３６】
ボディ２０は吸込口２０Ｂを備える。吸込口２０Ｂはボディ２０の下方に存在するごみをボディ２０内に吸引できるようにボディ２０の底面２０Ａに開口する。清掃ユニット４０は、第１のブラシ駆動モータ、第２のブラシ駆動モータ、第１の動力伝達部、第２の動力伝達部（いずれも図示略）、メインブラシ４１、および、サイドブラシ４２を備える。各ブラシ駆動モータおよび各動力伝達部はボディ２０内に配置される。第１の動力伝達部は第１のブラシ駆動モータのトルクをメインブラシ４１に伝達できるようにメインブラシ４１と連結される。第２の動力伝達部は第２のブラシ駆動モータのトルクをサイドブラシ４２に伝達できるようにサイドブラシ４２と連結される。一例では各動力伝達部はギアにより動力を伝達する。
【００３７】
メインブラシ４１の機能はボディ２０の下方のごみをかき上げることである。メインブラシ４１は例えば回転中心線を有する芯、および、芯の外周に設けられるブラシ毛を含み、吸込口２０Ｂに配置される。メインブラシ４１の回転方向は回転中心軸線よりも後方側においてごみを下方から上方にかき上げることが可能な方向である。
【００３８】
サイドブラシ４２の機能はボディ２０周辺の床面のごみを吸込口２０Ｂおよびメインブラシ４１に誘導することである。一例では、掃除機１０は一対のサイドブラシ４２を備える。各サイドブラシ４２はボディ２０の底面２０Ａの前方側部に設けられる。サイドブラシ４２の回転方向はボディ２０の前方から吸込口２０Ｂに向けてごみをかき集めることが可能な方向である。
【００３９】
サイドブラシ４２はブラシ軸４３およびブラシ軸４３の外周に取り付けられる複数のブリッスル束４４を含む。ボディ２０およびサイドブラシ４２はサイドブラシ４２がボディ２０に取り付けられた状態、および、サイドブラシ４２がボディ２０から取り外された状態をユーザが任意に選択できる着脱構造を備える。
【００４０】
ブラシ軸４３の材質の一例は金属である。ブラシ軸４３の形状の一例は円柱である。サイドブラシ４２がボディ２０に取り付けられることによりブラシ軸４３が第２の動力伝達部と結合される。その状態において、ブラシ軸４３はボディ２０の底面２０Ａから下方に突出する。ブラシ軸４３の中心軸線はボディ２０の高さ方向に沿う。
【００４１】
複数のブリッスル束４４は床面上のごみをかき集めることができるように束ねられた複数のブリッスルである。一例では、各ブリッスル束４４を構成するブリッスルの本数は５０本である。ブリッスルの材料はナイロンである。複数のブリッスル束４４がブラシ軸４３まわりで回転することによって床面上のごみが吸込口２０Ｂに向けてかき集められる。
【００４２】
掃除機１０の駆動方式は対向２輪型であり、一対の駆動ユニット３０を備える。駆動ユニット３０は、ホイール駆動モータ（図示略）、駆動輪３１、および、ハウジング３２を備える。ホイール駆動モータはハウジング３２内に配置され、駆動輪３１にトルクを伝達できるように駆動輪３１の軸と連結される。駆動輪３１は軸と連結されるホイールおよびホイールの外周に取り付けられるタイヤを含む。タイヤは絨毯等のような表面の形状が変化しやすい場所を安定して走行できるトレッドパターンを有する。
【００４３】
ごみ箱５０はボディ２０の前後方向において吸引ユニット６０の前方側に配置される。一対の駆動ユニット３０は、ボディ２０の平面視においてボディ２０の前後方向に直交する幅方向において、ごみ箱５０を挟み込むように配置される。ボディ２０およびごみ箱５０は、ごみ箱５０がボディ２０に取り付けられた状態、および、ごみ箱５０がボディ２０から取り外された状態をユーザが任意に選択できる着脱構造を備える。
【００４４】
吸引ユニット６０はボディ２０の前後方向においてごみ箱５０と電源ユニット９０との間に配置され、電動ファン（図示略）を含む。電動ファンはごみ箱５０の内部の空気を吸引する。電動ファンが動作することによりメインブラシ４１によりかき上げられたごみがごみ箱５０内に移動する。
【００４５】
制御ユニット７０はボディ２０内において電源ユニット９０上に配置され、電源ユニット９０と電気的に接続される。図４に示す制御ユニット７０は、各種制御および演算を実行する制御部７１、記憶部７２、および、外部の装置と通信可能な通信部７３を含む。制御部７１は例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）のような半導体集積回路を含む。記憶部７２は例えばフラッシュメモリのような不揮発性の半導体記憶素子により構成され、制御部７１が実行する各種のプログラムおよびパラメータ等を記憶する。通信部７３は例えば表示装置１１０の通信部１１２と無線通信可能に構成される。表示装置１１０は例えばスマートフォンまたはパーソナルコンピュータであり、通信部１１２から受信した情報を表示する表示部１１１を備える。制御部７１は操作パネルまたはリモコンを介してユーザによって入力された条件に基づいて各種制御を設定可能である。
【００４６】
掃除機１０はさらに複数のセンサを備える。一例によれば複数のセンサは、障害物検出センサ８１、複数の距離測定センサ８２、衝突検出センサ８３、複数の床面検出センサ８４、ごみ検出センサ８５、および、検出部８６を含む。各センサはそれぞれ制御部７１および電源ユニット９０（図２参照）と電気的に接続され、制御部７１に検出信号を入力する。
【００４７】
図２に示す障害物検出センサ８１の機能はボディ２０の前方側に存在する障害物を検出することである。障害物検出センサ８１の一例は超音波センサであり、発信部および受信部を備える。障害物検出センサ８１は障害物の有無に応じた信号を制御部７１（図３参照）に出力する。
【００４８】
距離測定センサ８２の機能はボディ２０の周囲に存在する物体とボディ２０との距離を検出することである。距離測定センサ８２の一例は赤外線センサであり、発光部および受光部を備える。距離測定センサ８２は周囲に存在する物体との距離に応じた信号を制御部７１（図３参照）に出力する。
【００４９】
衝突検出センサ８３の機能はボディ２０が周囲の物体と衝突したことを検出することである。衝突検出センサ８３の一例は接触式変位センサであり、バンパー２２がボディ２０に対して押し込まれることにともないオンされるスイッチを備える。床面検出センサ８４の機能は床面との距離を検出することである。床面検出センサ８４の一例は赤外線センサであり、発光部および受光部を備える。衝突検出センサ８３は周囲の物体と衝突した旨を示す信号を制御部７１（図３参照）に出力する。
【００５０】
ごみ検出センサ８５の機能はごみ箱５０内の通路を流れるごみの量を検出することである。ごみ検出センサ８５の一例は赤外線センサであり、発光部および受光部を備える。ごみ検出センサ８５はごみ箱５０に収容されるごみの量に応じた信号を制御部７１（図３参照）に出力する。
【００５１】
図３に示されるとおり、一例では複数の床面検出センサ８４は、第１〜第５の床面検出センサ８４を含む。第１の床面検出センサ８４はボディ２０の前後方向においてメインブラシ４１よりも前方側に設けられる。第２の床面検出センサ８４はボディ２０の前後方向において右側のサイドブラシ４２と右側の駆動ユニット３０との間に設けられる。第３の床面検出センサ８４はボディ２０の前後方向において左側のサイドブラシ４２と左側の駆動ユニット３０との間に設けられる。第４の床面検出センサ８４はボディ２０の前後方向において右側の駆動ユニット３０、右側のサイドブラシ４２、および、メインブラシ４１よりも後方側に設けられる。第５の床面検出センサ８４はボディ２０の前後方向において左側の駆動ユニット３０、左側のサイドブラシ４２，および、メインブラシ４１よりも後方側に設けられる。ボディ２０の幅方向における第４および第５の床面検出センサ８４の位置は、駆動ユニット３０、サイドブラシ４２、および、メインブラシ４１が設けられる位置と重なる。
【００５２】
図２に示されるとおり、検出部８６はパネルカバー２１の内部に設けられる。検出部８６は周囲の温度分布を監視可能な赤外線センサである。検出部８６は例えば複眼の赤外線センサであり、ＰＺＴ（Lead Zirconate Titanates）等の焦電素子を複数配置したものを用いることができる。例えば１６×１６の２５６個の素子からなるものを用いることができる。検出部８６は測定対象の位置を、距離と方向によって特定することができる。通常、人間は室内の温度および室内の家具等よりも高い温度を有し、かつ、清掃対象領域内を移動する。すなわち、検出部８６によって検出される温度分布および温度分布の変化は人間の行動に関する情報を含む。検出部８６は検出した温度分布を人間の行動に関する情報として制御部７１に出力する。検出部８６は掃除機１０による掃除が行われる清掃対象領域の全域を監視できることが好ましい。
【００５３】
図１〜図４を参照して、制御部７１の機能について説明する。
制御部７１は障害物検出センサ８１から入力される検出信号に基づいて、ボディ２０よりも前方側の所定範囲内に掃除機１０の走行を妨げ得る物体が存在しているか否かを判定する。制御部７１は距離測定センサ８２から入力される検出信号に基づいて、ボディ２０の側部の周囲に存在する物体とボディ２０の輪郭との距離を算出する。制御部７１は衝突検出センサ８３から入力される検出信号に基づいて、ボディ２０が周囲の物体に衝突したか否かを判定する。制御部７１は床面検出センサ８４から入力される検出信号に基づいて、ボディ２０の底面２０Ａと床面との距離を算出する。
【００５４】
制御部７１は各種センサの出力および清掃時における掃除機１０の走行データに基づいて清掃対象領域のマップを作成して記憶部７２に記憶する。マップは例えばＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）などの地図作成技術によって作成される。制御部７１は清掃対象領域のマップを複数の区画に区分する。なお、清掃対象領域のマップは、通信部７３を介して外部の装置から入力することもできる。掃除機１０の走行データに基づいて清掃対象領域のマップを作成する場合、清掃対象領域は掃除機１０の走行可能な範囲と一致する。
【００５５】
制御部７１はごみ検出センサ８５から入力される検出信号に基づいてごみ箱５０に回収されたごみの量を判定する。制御部７１はごみ箱５０に回収されたごみの量を操作パネル等に表示する。
【００５６】
制御部７１は検出部８６から入力される検出信号に基づいて清掃対象領域の人間の行動を判定する。具体的には、検出部８６によって検出された赤外線の分布に人間と認識される結果が含まれるか否かを判定する。人間と認識されるか否かは予め記憶部７２に記憶された人間の頭部、腕、および、足等の各部分の大きさおよび形状等の比率を充足する熱分布が存在するか否かによって行う。制御部７１は検出部８６によって検出された赤外線の分布が記憶部７２に記憶された人間の頭部、腕、および、足等の各部分の大きさおよび形状等の比率を充足するとき清掃対象領域に人間が存在すると判定する。また、制御部７１は人間の存在と同様に検出部８６によって検出された赤外線の分布が記憶部７２に記憶されたペットの頭部、腕、および、足等の各部分の大きさおよび形状等の比率を充足するとき清掃対象領域にペットが存在すると判定する。また、制御部７１は検出部８６によって検出された赤外線の分布および経時的な動き、または、熱量に基づいて清掃対象領域に存在する人間の活動レベルを判定する。また、制御部７１は検出部８６によって検出された赤外線の分布から人間が清掃対象領域のどの区画に滞在しているかを判定する。なお、制御部７１は検出部８６によって検出された赤外線の分布から各種の判定を行う場合、人間以外の発熱体のデータを取得し、判定に用いることが好ましい。人間以外の発熱体は照明による発光、空調による熱風、および、家電機器による発熱等が含まれる。制御部７１は人間以外の発熱体の熱分布の位置、形状、および、変位の有無により、人間であるか否かを判定する。制御部７１は熱分布に含まれる発熱体が人間でないと判定した場合、人間が存在しているとの判定をキャンセルする。制御部７１は検出部８６の情報に基づいて清掃対象領域に人間が滞在しているときの時間を累積して人間の滞在時間Ｔを計測するプログラムを有する。
【００５７】
制御ユニット７０により実行される制御の一例について説明する。制御ユニット７０は清掃対象領域を清掃するために複数の制御を実行する。複数の制御は少なくとも起動制御、待機制御、および、清掃制御を含む。待機制御は掃除機１０の電源ユニット９０の端子９１が充電装置１００の端子１０１と電気的に接続される初期位置にあるときに実行される。清掃制御は待機制御において人間の行動に関するパラメータが所定の条件を満たしたときに実行される。
【００５８】
起動制御は操作パネルの電源スイッチ（図示略）がオンされたとき電源ユニット９０からの電力が制御部７１に供給されることによって開始される制御である。制御部７１は起動制御において電源ユニット９０の蓄電池の電池残圧、ごみ箱５０の掃除機１０への取り付け状態、各種駆動モータ（図示略）の負荷、および、各種センサの通電状態等の状況を点検する。制御部７１は異常を検出した場合は操作パネル等を介してその旨をユーザに報知し、各種駆動モータの動作を禁止する。制御部７１は異常を検出しない場合は、待機制御に移行する。
【００５９】
図４および図５を参照して、待機制御の詳細について説明する。
制御部７１は、ステップＳ１１において所定の滞在時間ＴＡを設定し、滞在時間Ｔの計測を開始し、ステップＳ１２に進む。所定の滞在時間ＴＡは人間の行動によって清掃対象領域に一定量のごみが溜まったと想定される時間である。一定量のごみはごみ箱５０の収容量によって設定されることが好ましい。制御部７１は前回の掃除機１０による掃除によって回収されたごみの量に基づいて所定の滞在時間ＴＡを設定する。なお、制御部７１は複数回の掃除機１０による掃除によって回収されたごみの量の平均値に基づいて所定の滞在時間ＴＡを設定することもできる。例えばごみの量またはごみの量の平均値が多いほど所定の滞在時間ＴＡを短くする。例えば、ごみ検知センサの値がごみ箱５０の収容量の８０％以上となっていた場合は、所定の滞在時間ＴＡを初期値の６０％とする。このため、掃除機１０は清掃対象領域のごみの増加速度が速い場合には早期に掃除を開始することができる。また、ごみ箱５０（図２参照）の収容量が過度に高くなることを抑制できるため、収容量が高くなることによって掃除が適切に開始されない頻度を低減できる。
【００６０】
制御部７１は、ステップＳ１２においてごみの発生と相関する清掃環境に基づいて滞在時間Ｔを補正する。清掃環境は例えば清掃対象領域内の人間の数、人間の活動レベル、および、清掃対象領域内にペットが滞在する時間である。清掃対象領域内の人間の数が増加するときごみの発生する機会およびごみの発生量の増加が想定される。清掃対象領域内の人間の活動レベルが高いとき、例えば料理、遊戯、または、運動等を行うとき、ごみの発生する機会およびごみの発生量の増加が想定される。清掃対象領域内にペットが滞在する時間が増加するときごみの発生する機会およびごみの発生量の増加が想定される。このため、制御部７１はごみの発生と相関する清掃環境に基づいて滞在時間Ｔを補正する。具体的には、制御部７１は人間の数、人間の活動レベル、および、清掃対象領域内にペットが滞在する時間が増加するほど滞在時間Ｔが大きくなるように滞在時間Ｔを補正する。例えば、清掃対象領域内に人間が２人滞在している期間は人間が１人滞在している期間と比較して滞在時間Ｔの増加速度が２倍になるように滞在時間Ｔを補正する。
【００６１】
次に制御部７１はステップＳ１３において滞在時間Ｔが所定の滞在時間ＴＡを超えたか否かを判定する。制御部７１は滞在時間Ｔが所定の滞在時間ＴＡを超えていないと判定した場合ステップＳ１２に戻り滞在時間Ｔの計測および滞在時間Ｔの補正を継続する。他方制御部７１はステップＳ１３において滞在時間Ｔが所定の滞在時間ＴＡを超えたと判定した場合ステップＳ１４に進み検出部８６からの信号に基づいて清掃対象領域内に人間が存在するか否かを判定する。制御部７１は、ステップＳ１４において清掃対象領域内に人間が存在しないと判定したとき、ステップＳ１５に移行して滞在時間Ｔをリセットし、掃除機１０による掃除を開始する。
【００６２】
他方、制御部７１は清掃対象領域内に人間が存在するとき、ステップＳ１４の処理を所定周期ごとに繰り返す。すなわち清掃対象領域内に人間が存在する限り掃除機１０による掃除の開始を延期する。
【００６３】
図４および図６を参照して清掃制御について説明する。
制御部７１は、ステップＳ２１において清掃対象領域から掃除を実行する清掃実行領域を設定する。清掃実行領域は記憶部７２に記憶された清掃対象領域のマップから選択される。なお、清掃実行領域には、掃除を実行する区画および掃除を実行する区画の順序が含まれる。例えば制御部７１は図７に示されるように区画１、区画２、区画３、および、区画４をこの順に清掃する清掃実行領域を設定する。
【００６４】
制御部７１は、ステップＳ２１において清掃実行領域を設定した後、ステップＳ２２において清掃実行領域の１つめの区画に掃除機１０を移動させ、ステップＳ２３において現在の区画に人間が存在しているか否かを判定する。制御部７１は、現在の区画に人間が存在している場合は所定時間待機し、再びステップＳ２３の判定を実行する。制御部７１は、現在の区画に人間が存在していない場合はステップＳ２４において現在の区画の掃除を開始し、ステップＳ２５において現在の区画の掃除を終えたか否かを判定する。
【００６５】
制御部７１はホイール駆動モータおよびブラシ駆動モータ（図示略）を駆動して掃除を行う。制御部７１はホイール駆動モータを駆動し、駆動輪３１を掃除機１０の前方に走行させる方向に回転させる。制御部７１は掃除機１０を前方に走行させるとき左右の両方の駆動輪３１を回転させる。制御部７１は掃除機１０を右方または左方に走行させるとき左右の駆動輪３１の一方を回転させる。制御部７１はメインブラシ４１を掃除機１０の前方に走行する方向に回転させる。制御部７１はサイドブラシ４２を掃除機１０の前方からメインブラシ４１に向かうように回転させる。掃除機１０は区画の内部を前後往復しながら移動することで掃除を行う。ごみ検出センサ８５は掃除の実行中にごみの量の検出を行う。制御部７１は掃除中の区画内において回収されるごみの量が一定量以下となるまで掃除を行う。制御部７１は掃除中の区画の位置、掃除機１０の往復の方向、および、検出されたごみの量を記憶部７２に記憶する。
【００６６】
掃除が実行されているとき制御部７１は第１〜第３の清掃制御を実行する。
第１の清掃制御は、掃除機１０が床面上の任意の経路を走行している最中に床面検出センサ８４の検出信号に基づいて床面の種類を判定し、その判定結果に基づいて吸引ユニット６０の吸引力を調節する制御である。例えば、制御部７１は床面がフローリングの時は吸引ユニット６０による気流を相対的に小さくし、畳、絨毯と凹凸が大きいレベルになるほど、気流を相対的に大きくする。第２の清掃制御は、ごみの量が多い領域が検出された場合に床面検出センサ８４の検出信号に基づいて床面の種類を判定し、その判定結果に基づいてごみを集中的に吸引するための掃除機１０の清掃動作を決める制御である。第３の清掃制御は、清掃対象領域の壁沿いの場所および隅のごみを吸引するために壁沿いから隅に向けてボディ２０を走行させる制御である。第３の清掃制御は、ボディ２０の側部２０Ｃと壁との距離が一定の距離に保たれるように、掃除機１０を壁に沿って走行させる。なお、第１の清掃制御における吸引力を調節する制御は、第２の清掃制御、第３の清掃制御、および、吸引ユニット６０を動作させる別の清掃制御の１つまたは複数と組み合わせ可能である。
【００６７】
制御部７１は、ステップＳ２５において現在の区画の掃除が終わっていないと判定したとき、再びステップＳ２３に戻る。制御部７１はステップＳ２３において現在の区画に人間が存在している場合、ステップＳ２６において掃除機１０を待機させる。ステップＳ２４によって掃除が開始されている場合は掃除を一旦停止する。
【００６８】
制御部７１は、ステップＳ２５において現在の区画の掃除が完了したとき、ステップＳ２７において清掃実行領域の全区画の掃除が完了したか否かを判定する。制御部７１は清掃実行領域の全区画の掃除が完了していないとき、ステップＳ２８において清掃実行領域の次の区画に移動し、次の区画においてステップＳ２３〜ステップＳ２７の処理を繰り返す。
【００６９】
制御部７１は、ステップＳ２７において清掃実行領域の全区画の掃除が完了したと判定したとき、ステップＳ２９において清掃実行領域にごみ量が多い区画が存在したか否かを判定する。制御部７１はごみ量が多い区画が存在したと判定したとき、ステップＳ３０においてごみ量の多い区画を清掃実行領域に追加してごみ量の多い区画に移動する。制御部７１は、ごみ量の多い区画においてステップＳ２３〜ステップＳ２７の処理を繰り返す。例えば図８に示すように区画２においてごみの量が多いとき、区画２を清掃実行領域に追加する。この場合、制御部７１は区画１、区画２、区画３、および、区画４の後に再び区画２を掃除するように掃除機１０を制御する。なお、ステップＳ３０において追加された区画における２度目の掃除は、初回の掃除とは異なるようにすることもできる。例えば、図９に示すように掃除機１０の移動ルートを図７に示す初回の掃除機１０の移動ルートと９０度異ならせる。これによって初回の掃除のときに回収できなかったごみを効率的に回収することができる。制御部７１は、図８に示す区画とごみの量との関係を示すデータを表示装置１１０に送信し、表示部１１１に表示させる。
【００７０】
制御部７１は、ステップＳ２９においてごみ量が多い区画が存在しないと判定したとき、ステップＳ３１位置において掃除機１０を初期位置に戻す。制御部７１は、図５に示す待機制御において再び滞在時間Ｔが所定の滞在時間ＴＡを超えるまで掃除機１０を初期位置において待機制御を実行する。また、制御部７１は、図８に示す区画とごみの量との関係を示すデータを、各区画を最後に掃除したときのごみの量を示すように更新する。制御部７１は更新したデータを表示装置１１０に送信し、表示部１１１に表示させる。
【００７１】
図１０を参照して掃除システム１の作用について説明する。
清掃対象環境においてごみが発生する量はごみの発生に関係する要因の影響を受ける。ごみの発生に関係する要因に該当する代表的な事項として、人間の行動の内容およびその活動レベルが挙げられる。人間の行動の内容は、例えば、着席、安静、歩行、および、調理等に分類される。このため、清掃対象環境において発生するごみの量は人間の行動に基づいて推定できる。
【００７２】
図１０は清掃対象領域を居住者Ａおよび居住者Ｂが在住し、ペットを飼育している住宅としたときの清掃環境の経時的な変化と人間の行動に関する情報を検出可能な検出部との関係の一例を示すタイミングチャートである。清掃対象領域はリビング、ダイニング、および、台所を含む。検出部は赤外線センサ、照度センサ、カメラ、および、振動センサである。制御部はこれらセンサからの信号に基づいて人間の行動を検出する。
【００７３】
時刻ｔ１〜ｔ２は居住者Ａ、居住者Ｂ、および、ペットが清掃対象領域に滞在しておらず、住居の補助照明が点灯している期間を示す。このとき、赤外線センサは補助照明の熱を検出するが、制御部は補助照明の位置や熱分布が変位および移動しないことから補助照明を人間として認識しない。また、照度センサは補助照明の照度が低いため照明のオンを検出しない。カメラは清掃対象領域に人間と認識可能な物体を検出しないため、制御部は人間を検出しない。振動センサは清掃対象領域の振動を検出しない。
【００７４】
時刻ｔ２〜ｔ３は居住者Ａが清掃対象領域に滞在し、居住者Ｂおよびペットが清掃対象領域に滞在していない期間を示す。居住者Ａは時刻ｔ２〜ｔ３において室内の照明を点灯し、台所において調理器具を使用する。このため赤外線センサが人間を検出し、制御部は滞在する人間の活動レベルが高いことを検出する。なお、赤外線センサは照明の熱を検出するが、制御部は照明の位置や熱分布が変位および移動しないことから照明を人間として認識しない。また、照度センサは居住者Ａによって点灯された照明を検出する。カメラは清掃対象領域に人間と認識可能な物体を検出するため、制御部は人間を検出する。振動センサは清掃対象領域の居住者Ａの行動に起因する振動を検出する。
【００７５】
時刻ｔ３〜ｔ４は居住者Ａおよび居住者Ｂが清掃対象領域に滞在し、ペットが清掃対象領域に滞在していない期間を示す。居住者Ａおよび居住者Ｂはダイニングで食事をする。このため赤外線センサが人間を検出し、制御部は滞在する人間の活動レベルが中程度であることを検出する。なお、赤外線センサは照明の熱を検出するが、制御部は照明の位置や熱分布が変位および移動しないことから照明を人間として認識しない。また、照度センサは点灯が継続されている照明を検出する。カメラは清掃対象領域に人間と認識可能な物体を検出するため、制御部は人間を検出する。振動センサは清掃対象領域の居住者Ａおよび居住者Ｂの行動に起因する振動を検出する。
【００７６】
時刻ｔ３〜ｔ４は居住者Ｂが清掃対象領域外に移動し、居住者Ａおよびペットが清掃対象領域に滞在している期間を示す。居住者Ａはリビングでエアコンおよびテレビを稼働させる。このため赤外線センサが人間およびペットを検出し、制御部は滞在する人間の活動レベルが高いことを検出する。なお、赤外線センサは照明およびエアコンの熱を検出するが、制御部は照明およびエアコンの位置や熱分布が変位および移動しないことから照明およびエアコンを人間として認識しない。また、照度センサは点灯が継続されている照明を検出する。カメラは清掃対象領域に人間と認識可能な物体を検出するため、制御部は人間を検出する。振動センサは清掃対象領域の居住者Ａおよびペットの行動に起因する振動を検出する。
【００７７】
図１０に示されるとおり、検出部８６の出力は清掃対象領域の人間の行動と相関している。一般的に清掃対象領域における人間の滞在時間Ｔが長くなるほど、また、人間の活動レベルが高いほど発生するごみの量が多くなる傾向にある。例えば、激しい運動を行った場合、絨毯および衣服等から埃が発生する。制御部７１は人間の行動と相関する検出部８６の出力に応じて掃除機１０による掃除を実行するため、ごみの量に応じた掃除を適切に行うことができる。また、制御部７１は滞在時間Ｔを清掃対象領域の人間の数、人間の活動レベル、および、ペットが滞在する時間に基づいて補正する。補正された滞在時間Ｔは例えば図１０に示す赤外線センサの検出値の累積値となる。このため、滞在時間Ｔの補正を行わない場合と比較して、清掃対象領域に発生するごみの量により適切なタイミングで清掃を開始することができる。
【００７８】
（実施の形態２）
図４、図１１、および、図１２を参照して実施の形態２の掃除システム１について説明する。実施の形態１と共通する構成については、実施の形態１と同一の符号を付してその説明を省略する。本実施の形態の制御部７１は、各区画において回収されたごみの量に応じて掃除機１０を制御する。
【００７９】
図４に示す制御部７１は清掃対象領域の区画ごとに回収されたごみの量を記憶部７２に記憶する。記憶部７２は各区画と各区画において回収されたごみの量とが関連付けられたごみの量の分布データを記憶する。
【００８０】
図１１は各区画ＭＡと各区画ＭＡにおいて回収されたごみの量とが関連付けられたごみの量の分布マップＭを模式的に示す。図１１は、回収されたごみの量が多い区画ＭＡほど濃いハッチングで示している。回収されたごみの量は、前回の掃除機１０による掃除によって回収されたごみの量でもよく、複数回の掃除機１０による掃除によって回収されたごみの量の平均値でもよい。図４に示す制御部７１は、図１１に示すマップＭを表示装置１１０に送信し、表示部１１１に表示させる。
【００８１】
図１２を参照して制御部７１によって実行される清掃制御について説明する。
制御部７１は、ステップＳ４１においてごみ量の多い区画ＭＡに人間が滞在したか否かを判定する。具体的には制御部７１は待機中においてごみ量が閾値以上の区画ＭＡに検出部８６の出力に基づいて人間が滞在したことを検出したとき、ステップＳ４２に進む。なお、該当の区画ＭＡに人間が所定時間以上にわたり検出されたときに人間が滞在したと判定することが好ましい。制御部７１は、ステップＳ４１においてごみ量の多い区画ＭＡに人間が滞在したと判定したとき、本処理を一旦終了し、所定周期後に再びステップＳ４１からの処理を実行する。
【００８２】
制御部７１は、ステップＳ４２において、ステップＳ４１において検出したごみ量の多い区画ＭＡに人間が存在しているか否かを判定する。制御部７１は、ごみ量の多い区画ＭＡに人間が存在していると判定したときこの区画ＭＡの外に人間が移動するまでステップＳ４２の処理を繰り返す。
【００８３】
制御部７１は、ごみ量の多い区画ＭＡに人間が存在していないと判定したとき、ステップＳ４３に移行し、ステップＳ４１において検出されたごみ量の多い区画ＭＡに掃除機１０を移動させて掃除を開始する。すなわち、制御部７１は、清掃対象領域に人間が存在するとき、清掃対象領域における人間の滞在位置に基づいて掃除機１０による掃除を行う。このため、掃除機１０と人間とが干渉することが抑制される。
【００８４】
（実施の形態３）
図３、図４、図１１、および、図１３を参照して実施の形態３の掃除システム１について説明する。実施の形態１と共通する構成については、実施の形態１と同一の符号を付してその説明を省略する。本実施の形態の制御部７１は人間の滞在位置に応じてサイドブラシ４２を制御する。
【００８５】
なお、本実施の形態の制御部７１は人間の滞在時間Ｔが所定の滞在時間ＴＡを超えたとき、または、ユーザの操作によって掃除機１０による掃除を開始する。本実施の形態において図５のステップＳ１４の処理は省略されることが好ましい。制御部７１は掃除の実行中において掃除中の区画ＭＡと人間の滞在位置とに基づいて清掃ユニット４０の動作を制御するブラシ制御を実行する。
【００８６】
図１３を参照して制御部７１によって実行されるブラシ制御について説明する。ブラシ制御は掃除機１０が清掃ユニット４０を駆動して掃除を行っているときに所定周期ごとに繰り返し実行される。
【００８７】
制御部７１は、ステップＳ５１においてごみの多い区画ＭＡを掃除中か否かを判定する。具体的には、現在掃除している区画ＭＡのごみの量が閾値以上であるか否かを判定する。制御部７１はごみの多い区画ＭＡを掃除中であると判定したとき、ステップＳ５２において掃除している区画ＭＡ内に人間が存在しているか否かを判定する。制御部７１は掃除している区画ＭＡ内に人間が存在していると判定したとき、サイドブラシ４２を停止させる。これによってごみの多い区画ＭＡに人間が存在しているときにごみがサイドブラシ４２によって弾き飛ばされることが抑制される。
【００８８】
制御部７１は、ステップＳ５１においてごみの多い区画ＭＡを掃除中ではないと判定したとき、および、ステップＳ５２において掃除している区画ＭＡ内に人間が存在していないと判定したとき、サイドブラシ４２の駆動を停止せずに掃除を継続する。制御部７１はサイドブラシ４２の駆動を停止した場合、次の区画ＭＡにおいて掃除を開始するときにサイドブラシ４２を再び駆動させる。
【００８９】
（実施の形態４）
図４〜図６および図１４を参照して実施の形態４の掃除システム１について説明する。実施の形態１と共通する構成については、実施の形態１と同一の符号を付してその説明を省略する。本実施の形態の制御部７１は清掃対象領域の人間の滞在位置に応じて清掃実行領域を設定する。
【００９０】
図６および図４を参照して制御部７１によって実行される清掃制御について説明する。
なお、本実施の形態の制御部７１は人間の滞在時間Ｔが所定の滞在時間ＴＡを超えたとき、または、ユーザの操作によって掃除機１０による掃除を開始する。本実施の形態において図５のステップＳ１４の処理は省略されることが好ましい。
【００９１】
制御部７１は、ステップＳ２１において清掃対象領域から掃除を実行する清掃実行領域を設定する。次に、制御部７１はステップＳ６１において清掃対象領域に人間が存在するかを判定する。制御部７１は、人間が存在していると判定したときは人間が存在している区画をステップＳ２１において設定した清掃実行領域から除外してステップＳ２２に進む。他方、制御部７１はステップＳ６１において人間が存在していると判定したときはステップＳ６２を省略してステップＳ２２に進む。このため、例えば、ユーザがリビングでテレビを見ているときに掃除機１０による掃除が開始された場合、制御部７１はリビングを清掃実行領域に含めない。このため、人間が清掃対象領域に存在するとき、全ての区画を清掃実行領域とする場合に比較して短時間で掃除機１０による掃除が完了するため、掃除機１０と人間との干渉が低減される。
【００９２】
（実施の形態５）
図４、図１５、および、図１６を参照して実施の形態５の掃除システム１について説明する。実施の形態１と共通する構成については、実施の形態１と同一の符号を付してその説明を省略する。本実施の形態の制御部７１は床面の溝に応じて掃除機１０を制御する。
【００９３】
制御部７１は、床面検出センサ８４の出力に基づいて床面の溝を検出する。具体的には、制御部７１は床面の凹凸の情報に基づいて床面の画像情報を作成する。制御部７１は、予め記憶部７２に記憶される基準画像と対比することで床面の種類を判定する。例えば、制御部７１は画像情報において陰影の濃い比較的長めの直線が観測された場合、床面がフローリングまたはタイルであると判定する。また、制御部７１は画像情報において陰影の濃い比較的短めの直線が観測された場合、床面が畳であると判定する。制御部７１は床面の種類の特定とともに直線状に延びている部分を溝として検出する。
【００９４】
制御部７１は、掃除機１０による掃除を行うときに床面の溝を検出した場合、床面の溝の延びる方向に沿って掃除機１０を前進および後進させることによって溝に溜まったごみを回収する。
【００９５】
図１５は、フローリングの床面を掃除するときの掃除機１０の走行ルートＲ１を示す。制御部７１は掃除機１０を予め設定される矩形波状の走行ルートＲに基づいて走行させる。制御部７１は、床面がフローリングであると判定し、かつ、領域Ａ１において回収されるごみの量が所定値よりも多いとき、フローリングの溝である目地に沿って掃除機１０を前進および後進させる。制御部７１は回収されるごみの量が所定値以下になったとき領域Ａ１を抜け、再び掃除機１０を予め設定される矩形波状の走行ルートＲに基づいて走行させる。
【００９６】
図１６は、畳の床面を掃除するときの掃除機１０の走行ルートＲ２を示す。制御部７１は掃除機１０を予め設定される矩形波状の走行ルートＲに基づいて走行させる。制御部７１は、床面が畳であると判定し、かつ、領域Ａ２において回収されるごみの量が所定値よりも多いとき、畳の溝である目地に沿って掃除機１０を前進および後進させる。制御部７１は回収されるごみの量が所定値以下になったとき領域Ａ２を抜け、再び掃除機１０を予め設定される矩形波状の走行ルートＲに基づいて走行させる。
【００９７】
（変形例）
上記各実施の形態に関する説明は本発明に従う掃除システムが取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明に従う掃除システムは実施の形態以外に例えば以下に示される実施の形態の変形例、および、相互に矛盾しない少なくとも２つの変形例が組み合わせられた形態を取り得る。
【００９８】
・掃除システム１の構成は任意に変更可能である。例えば図１７の掃除システム２００は掃除機１０、掃除機１０の外部に設けられるサーバ２１０、および、掃除機１０の外部に設けられる検出部８６を含む。サーバ２１０は各種制御を行う制御部２１１および掃除機１０の通信部７３と通信可能な通信部２１２を備える。検出部８６は清掃対象領域のエアコン、照明、天井、または、壁等に設置される。検出部８６はサーバ２１０に人間の行動に関する情報を含む信号をサーバ２１０の制御部２１１に出力する。この場合、サーバ２１０の制御部２１１が人間の行動に関する情報に基づいて掃除機１０を制御することもできる。
【００９９】
・掃除システム１の構成は任意に変更可能である。例えば検出部８６を図１に示す充電装置１００に設けることもできる。検出部８６が充電装置１００に設けられる場合、掃除機１０と充電装置１００とによって掃除システムが構成される。
【０１００】
・制御部７１による清掃制御の開始は任意に変更可能である。例えば制御部７１は記憶部７２に記憶された人間の行動に関する情報に基づいて清掃対象領域における人間の行動パターンを演算する。例えば、制御部７１は清掃対象領域において図１０に示すような人間の行動に関する情報が繰り返されていると判定したとき図１０に示す居住者Ａおよび居住者Ｂの行動を行動パターンとして記憶部７２に記憶する。制御部７１は記憶された行動パターンに基づいて掃除機１０による掃除を開始する。例えば、制御部７１は行動パターン上で清掃対象領域における人間の滞在時間Ｔが所定の滞在時間ＴＡを超え、かつ、清掃対象領域において人間が滞在しない時間帯に掃除機１０による掃除が開始されるように設定する。または、制御部７１は行動パターン上で清掃対象領域における人間の滞在時間Ｔが所定の滞在時間ＴＡを超えるとき、清掃対象領域において人間が滞在しない区画について掃除機１０による掃除が開始されるように設定する。
【０１０１】
・床面検出センサ８４の構成は任意に変更可能である。例えば床面検出センサ８４としてカメラまたは超音波センサを採用可能である。要するに床面を検出できる構成であればいずれのセンサを採用することもできる。なお、各実施の形態では、床面検出センサ８４としてアクティブタイプのものを開示している。アクティブタイプに代えてパッシブタイプの床面検出センサを用いてもよい。
【０１０２】
・制御部７１の構成は任意に変更可能である。例えば制御部７１は、ごみの量の多い区画ＭＡを優先的に掃除するコースを作成することもできる。この場合、ユーザは作成されたコースを選択してごみの量の多い区画ＭＡのみを掃除させることができる。このコースが選択された場合、掃除期間を短縮することができる。また、記憶部７２に予め掃除期間に基づいた掃除モードが設定されている場合にこの掃除モードが実行される場合、制御部７１は前回の掃除でごみの量の多かった区画ＭＡを優先的に清掃実行領域に設定して掃除を行うことができる。
【０１０３】
・清掃制御の清掃実行領域の設定方法は任意に変更可能である。例えば制御部７１は、前回の掃除機１０による掃除によって回収された清掃対象領域の区画ごとのごみの量と初期位置において待機している期間の人間の滞在位置に基づいて清掃実行領域を設定する。掃除機１０が待機している期間において前回の掃除によって回収されたごみの量が多い区画に人間の滞在位置が含まれる場合、その区画にごみが発生している可能性が高い。このため制御部７１は掃除機１０が待機している期間の人間の滞在位置が前回の掃除によって回収されたごみの量が多い区画に含まれる場合、少なくともこの区画が清掃実行領域に含まれるように清掃実行領域を設定する。
【０１０４】
・待機制御の内容は任意に変更可能である。例えば、制御部７１は滞在時間Ｔが所定の滞在時間Ｔを超えたとき、掃除機１０による掃除を行う期間（以下、「掃除期間」）を長くする。具体的には制御部７１は、予め定められたスケジュールまたはユーザの操作パネルの操作によって掃除機１０による掃除を開始する。制御部７１は、掃除を開始した時点で滞在時間Ｔが所定の滞在時間Ｔを超えているとき、各区画における掃除期間が長くなるように掃除を行う。なお、人間の滞在時間Ｔが長い区画のみについて掃除期間が長くなるようにしてもよい。また、人間の滞在時間Ｔが長い区画について複数回掃除を行うように清掃実行領域を設定することもできる。
【０１０５】
・待機制御のステップＳ１２の内容は任意に変更可能である。例えば、制御部７１は風速または日射に基づいて滞在時間Ｔを補正する。風速が大きいほど清掃対象領域内における埃が発生しやすい。また、風速が大きいほど外部からごみが侵入しやすい。また、野外の風速が大きいほど、衣服にごみが付着した状態の人間が清掃対象領域内に移動しやすい。このため、制御部７１は風速が大きいほど滞在時間Ｔが長くなるように補正する。風速は清掃対象領域、または、野外に設置される風速センサによって検出する。日射が強いほど紫外線による埃が発生しやすい。このため、制御部７１は日射が強いほど滞在時間Ｔが長くなるように補正する。
【０１０６】
・待機制御における所定の滞在時間Ｔは任意に設定可能である。例えば、所定の滞在時間Ｔをユーザの入力によって設定することもできる。所定の滞在時間Ｔが長くなるほど掃除の開始までに発生する清掃対象領域のごみの量は多くなる。このため、制御部７１は所定の滞在時間ＴＡが長く設定されるほど掃除期間を長くする、各区画を複数回掃除する、吸引ユニットの吸引力を大きくする、または、清掃ユニット４０のブラシ４１，４２を高速で回転させる等の制御を行うことが好ましい。
【０１０７】
・上記変形例において、例えば、滞在時間Ｔが所定の滞在時間Ｔを超えたとき、清掃ユニット４０または吸引ユニット６０の動作を変更することもできる。具体的には制御部７１は、予め定められたスケジュールまたはユーザの操作パネルの操作によって掃除機１０による掃除を開始する。制御部７１は、掃除を開始した時点で滞在時間Ｔが所定の滞在時間Ｔを超えているとき、吸引ユニット６０による吸引力を大きくする、または、清掃ユニット４０のブラシ４１，４２の回転速度を高くする。なお、人間の滞在時間Ｔが長い区画のみについて清掃ユニット４０または吸引ユニット６０の動作を変更することもできる。
【０１０８】
・実施の形態３のブラシ制御のステップＳ５３の内容は任意に変更可能である。例えば、制御部７１はステップＳ５３においてサイドブラシ４２の回転速度を低下させる。
・実施の形態３のブラシ制御の内容は任意に変更可能である。例えば、制御部７１はごみの量が多い区画ＭＡにおいては人間の存在の有無に関わらずサイドブラシ４２を停止させる。
【０１０９】
・実施の形態４の清掃制御の内容は任意に変更可能である。例えば、図１４の清掃制御のステップＳ６２においてごみの量が少ない区画ＭＡを清掃実行領域から除外する。また、ステップＳ６２において人間が存在する区画ＭＡおよびごみの量が少ない区画ＭＡの両方を清掃実行領域から除外する。
【０１１０】
・実施の形態５の清掃制御は任意に変更可能である。例えば制御部７１は検出されるごみの量に関わらず、床面に溝が検出されたときは、床面の溝に沿うように掃除機１０を走行させる。
【０１１１】
・検出部８６の構成は任意に変更可能である。例えば、清掃対象領域の画像を検出するカメラ、清掃対象領域の照度を検出する照度センサ、清掃対象領域の振動を検出する振動センサを検出部８６として採用することもできる。また、検出部８６として赤外線センサ、カメラ、照度センサ、および、振動センサのうちの複数のセンサを用いることもできる。なお、各実施の形態では、検出部としてパッシブタイプのものを開示している。パッシブタイプに代えてアクティブタイプの検出部を用いてもよい。例えば、赤外線照射機能やレーザ照射機能を有する赤外線センサ、である。アクティブタイプとすることで検知精度を向上させることができる。要するに人間の行動に関する情報を検出可能な検出部であればいずれの検出部を採用することもできる。
【０１１２】
検出部としてカメラを採用した場合、例えばＣＭＯＳ（Complementary MOS）イメージセンサのように複数の画素を有する距離画像センサを用いることができる。例えば１６×１６の２５６個の素子からなるものを用いることができる。カメラは測定対象の位置を、距離と方向によって特定することができる。通常、人間は清掃対象領域内を移動する。すなわち、カメラによって検出される画像の変化は人間の行動に関する情報を含む。カメラは検出した画像を人間の行動に関する情報として制御部７１に出力する。制御部７１はカメラから入力される検出信号に基づいて清掃対象領域の人間の行動を判定する。具体的には、カメラによって検出された画像に人間と認識される結果が含まれるか否かを判定する。人間と認識されるか否かは予め記憶部７２に記憶された人間の頭部、腕、および、足等の各部分の大きさおよび形状等の比率を充足する画像が存在するか否かによって行う。制御部７１はカメラによって検出された画像が記憶部７２に記憶された人間の頭部、腕、および、足等の各部分の大きさおよび形状等の比率を充足するとき清掃対象領域に人間が存在すると判定する。また、制御部７１は人間の存在と同様にカメラによって検出された画像が記憶部７２に記憶されたペットの頭部、腕、および、足等の各部分の大きさおよび形状等の比率を充足するとき清掃対象領域にペットが存在すると判定する。また、制御部７１はカメラによって検出された画像および経時的な動きに基づいて清掃対象領域に存在する人間の活動レベルを判定する。また、制御部７１はカメラによって検出された画像から人間が清掃対象領域のどの区画に滞在しているかを判定する。制御部７１は画像において検出された人間の頭部の位置から、測定対象空間における奥手前方向および左右方向の座標を見積もることで人間の滞在位置を検出する。また、制御部７１は人間の滞在位置データを経時的に解析し、人間の活動レベルを判定する。例えば、制御部７１は人間が滞在位置において動きがない状態が継続するか、または、動きが頻繁に行われているかを推測し、人間の活動レベルを静止状態、小活動状態、および、大活動状態に分類する。制御部７１はペットについても人間と同様に活動レベルを判定することができる。なお、検出部としてカメラを備える場合、制御部７１は清掃対象領域のマップＭを作成するとき、以下の手順よってマップＭを作成することができる。すなわち、制御部７１は、カメラによって清掃対象領域の一部を撮影し、その結果によって清掃対象領域の一部を作成する。これを繰り返し、清掃対象領域の全域のマップＭを作成する。制御部７１は、マップＭを所定の大きさに区切ることにより区画ＭＡを作成する。
【０１１３】
検出部として照度センサを採用した場合、例えばフォトダイオードにアンプ回路を追加したセンサを用いることができる。通常、人間は清掃対象領域内に滞在するとき照明を点灯する。すなわち、照度センサによって検出される照度の変化は人間の行動に関する情報を含む。照度センサは検出した照度を人間の行動に関する情報として制御部７１に出力する。制御部７１は照度センサから入力される検出信号に基づいて清掃対象領域の人間の行動を判定する。具体的には、照度センサによって検出された照度が所定値以上か否かを判定する。制御部７１は照度センサによって検出された照度が所定値以上のとき清掃対象領域に人間が存在すると判定する。なお、清掃対象領域に人間が滞在していないときに点灯される補助照明が存在する場合、補助照明の照度データを判定に用いることによって判定精度を高めることができる。また、清掃対象領域に複数の照明が設置されているとき、照度センサの設置位置における各照明の照度のデータを用いることによって、清掃対象領域のどの区画に人間が滞在しているかを判定することもできる。
【０１１４】
検出部として振動センサを採用した場合、例えば圧電型加速度ピックアップを用いることができる。通常、人間が清掃対象領域内に滞在するとき、人間の歩行や動作によって清掃対象領域内に振動が発生する。すなわち、振動センサによって検出される振動は人間の行動に関する情報を含む。振動センサは検出した振動を人間の行動に関する情報として制御部７１に出力する。制御部７１は振動センサから入力される検出信号に基づいて清掃対象領域の人間の行動を判定する。具体的には、振動センサによって検出された振動が所定値以上か否かを判定する。制御部７１は振動センサによって検出された振動が所定値以上のとき清掃対象領域に人間が存在すると判定する。なお振動センサは、連続していない空間の振動を検出することもできる。例えば、清掃対象領域が住居である場合、廊下および隣室の振動を検知することもできる。このため、清掃対象領域に廊下および隣室を含めることができる。なお、振動をともなって駆動する機器が清掃対象領域に含まれるとき、機器の振動データを判定に用いることによって判定精度を高めることができる。また、振動の大きさに基づいて、振動センサと人間との距離を判定し、清掃対象領域のどの区画に人間が滞在しているかを判定することもできる。また、振動の大きさによって人間の活動レベルを判定することもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明は家庭用および業務用をはじめとする各種の自律走行型掃除機の制御装置に適用できる。
【符号の説明】
【０１１６】
１  ：掃除システム
１０：掃除機（自律走行型掃除機）
４０：清掃ユニット（掃除部）
６０：吸引ユニット（掃除部）
７０：制御ユニット（自律走行型掃除機の制御装置）
７１：制御部
７２：記憶部
７３：通信部
８６：検出部
【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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【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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