(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスターロボット清掃デバイスと、
少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイスと、
を備えるロボット清掃デバイスのシステムであって、
前記マスターロボット清掃デバイスが、
前記マスターロボット清掃デバイスを移動させるように構成された推進システム、
清掃対象表面からごみを除去するように構成された清掃部材、
障害物を検出するように構成された障害物検出デバイス、
前記障害物検出デバイスから導出された位置データから、前記ロボット清掃デバイスを、前記検出された障害物に対して位置付け、さらに、前記推進システムを、前記位置データに基づいて前記マスターロボット清掃デバイスを移動させるよう制御するように構成されたコントローラ、および
無線通信インターフェースであって、これを介して、前記マスターロボット清掃デバイスが、前記少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイスの清掃動作を制御するためのコマンドを前記少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイスへ送信するように構成されており、前記コマンドは、前記導出された位置データに基づく、無線通信インターフェース、
を備え、
前記少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイスが、
前記スレーブロボット清掃デバイスを移動させるように構成された推進システム、
清掃対象表面からごみを除去するように構成された清掃部材、
無線通信インターフェースであって、これを介して、前記スレーブロボット清掃デバイスが、前記マスターロボット清掃デバイスによって送信されたコマンドを受信するように構成されている、無線通信インターフェース、および
前記受信されたコマンドによって指示されるとおりに前記スレーブロボット清掃デバイスの前記清掃動作を制御するように構成されたコントローラ、
を備え、
前記マスターロボット清掃デバイスがロボット真空掃除機であり、前記少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイスがロボットスイーパであり、
前記少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイスが、清掃対象表面からごみを除去し、前記ごみを前記マスターロボット清掃デバイスによるその後の回収のために一つの場所に寄せ集めるように構成されている、
システム。
【請求項２】
前記マスターロボット清掃デバイスによって送信された前記コマンドが、前記少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイスが上を移動するように命令される表面を指示するデータを含み、
前記少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイスの前記コントローラが、前記推進システムを、前記マスターロボット清掃デバイスによって通信された前記コマンドによって指示されるとおりに前記スレーブロボット清掃デバイスを、前記表面の上を移動させるよう制御するようにさらに構成されている、
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記マスターロボット清掃デバイスによって送信された前記コマンドが、前記少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイスが前記清掃動作を遂行するように命令される時間を指示するデータを含み、
前記少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイスの前記コントローラが、前記スレーブロボット清掃デバイスを、前記マスターロボット清掃デバイスによって通信された前記コマンドによって指示された前記時間に前記清掃動作を遂行するよう制御するようにさらに構成されている、
請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記マスターロボット清掃デバイスによって送信された前記コマンドが、前記少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイスへの、前記清掃動作が遂行された後にその充電器へ戻れとの命令を含み、
前記少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイスの前記コントローラが、前記推進システムを、前記清掃動作が遂行された後に前記スレーブロボット清掃デバイスを前記充電器へ移動させるよう制御するようにさらに構成されている、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
前記マスターロボット清掃デバイスの前記無線通信インターフェースが、無線ローカルエリアネットワーク、ＷＬＡＮを介して前記少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイスの前記無線通信インターフェースと通信するように構成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
前記マスターロボット清掃デバイスの前記無線通信インターフェースが、モバイル端末からの命令を無線で受信するように構成されており、前記少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイスの清掃動作を制御するための前記少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイスへ送信された前記コマンドが、前記モバイル端末から受信された前記命令に基づく、請求項１〜５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
前記少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイスが、前記マスターロボット清掃デバイスの前記障害物検出デバイスによって検出可能であるように構成された１つ以上の光源または光反射器を備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイスが、前記マスターロボット清掃デバイスの前記障害物検出デバイスによって放射された光を検出するように構成された少なくとも１つの光検出器を備え、
前記少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイスが、その無線通信インターフェースを介して、放射された前記光が前記光検出器によって検出されたとの指示を前記マスターロボット清掃デバイスへ通信するように構成されている、
請求項１〜７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
前記マスターロボット清掃デバイスの前記コントローラが、放射された前記光が前記光検出器によって検出されたとの前記指示に基づいて、前記マスターロボット清掃デバイスの動作クロックを前記少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイスの動作クロックと同期させるように構成されている、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
マスターロボット清掃デバイスによって遂行される、少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイスを制御する方法であって、
障害物を検出することと、
障害物の前記検出から位置データを導出することと、
前記導出された位置データから、前記マスターロボット清掃デバイスを、前記検出された障害物に対して位置付けることと、
前記位置データに基づいて前記マスターロボット清掃デバイスの移動を制御することと、
前記少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイスの清掃動作を制御するためのコマンドを前記少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイスへ送信することであって、前記コマンドは、前記導出された位置データに基づき、前記スレーブロボット清掃デバイスの前記清掃動作が、前記送信されたコマンドによって指示されるとおりに制御される、送信することと、を含み、
前記マスターロボット清掃デバイスがロボット真空掃除機であり、前記少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイスがロボットスイーパであり、
前記マスターロボット清掃デバイスによって送信された前記コマンドが、前記少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイスへの、清掃対象表面からごみを除去し、前記ごみを前記マスターロボット清掃デバイスによるその後の回収のために一つの場所に寄せ集めるための命令を含む、方法。
【請求項１１】
前記マスターロボット清掃デバイスによって送信された前記コマンドが、前記少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイスが上を移動するように命令される表面を指示するデータを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記マスターロボット清掃デバイスによって送信された前記コマンドが、前記少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイスが前記清掃動作を遂行するように命令される時間を指示するデータを含む、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記マスターロボット清掃デバイスによって送信された前記コマンドが、前記少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイスへの、前記清掃動作が遂行された後にその充電器へ戻れとの命令を含む、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
コンピュータ実行可能命令が、デバイス内に含まれる処理ユニット上で実行されると、前記デバイスに、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載のステップを遂行させるための前記コンピュータ実行可能命令を含むコンピュータプログラム。
【請求項１５】
コンピュータ可読媒体を含むコンピュータプログラム製品であって、前記コンピュータ可読媒体は、その上に組み込まれた請求項１４に記載のコンピュータプログラムを有する、コンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボット清掃デバイスのシステム、およびマスターロボット清掃デバイスの、少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイスを制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの技術分野において、あり得る障害物と衝突することなく空間を自由に動き回ることができるよう、自律的挙動を有するロボットを用いることが望まれる。
【０００３】
当技術分野においては、掃除機を、清掃対象表面を横切って移動させるためのモータの形態の駆動手段を装備した、ロボット真空掃除機が知る。ロボット真空掃除機は、ロボット真空掃除機が、例えば、部屋の形態の空間を自由に動き回り、清掃することができるよう、自律的挙動を可能にするための、マイクロプロセッサの形態の知能、および進路誘導手段をさらに装備する。それゆえ、これらの従来技術のロボット真空掃除機は、テーブルおよび椅子などの家具、ならびに壁および階段などの他の障害物が配置された部屋を多かれ少なかれ自律的に真空掃除する能力を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
表面がロボット清掃デバイスによって清掃されるべきである様々な環境では、ロボット清掃デバイスが、例えば、隅部内、またはソファの下に到達することができないという状況が生じ得、ユーザは、ロボットの到達可能範囲外にあるごみもしくはほこりを手動で除去するか、または特定の表面を清掃するために適した別の清掃デバイスを用いなければならなくなる。
【０００５】
本発明の目的は、当技術分野におけるこの問題を解決するか、または少なくとも緩和し、ロボット清掃デバイスのシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、本発明の第１の態様において、ロボット清掃デバイスのシステムによって達成される。システムは、マスターロボット清掃デバイスと、少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイスとを備える。マスターロボット清掃デバイスは、マスターロボット清掃デバイスを移動させるように構成された推進システム、清掃対象表面からごみを除去するように構成された清掃部材、障害物を検出するように構成された障害物検出デバイス、障害物検出デバイスから導出された位置データから、ロボット清掃デバイスを、検出された障害物に対して位置付け、さらに、推進システムを、位置データに基づいてマスターロボット清掃デバイスを移動させるよう制御するように構成されたコントローラ、および無線通信インターフェースであって、これを介して、マスターロボット清掃デバイスが、少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイスの清掃動作を制御するためのコマンドを少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイスへ送信するように構成されており、コマンドは、導出された位置データに基づく、無線通信インターフェース、を備える。少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイスは、スレーブロボット清掃デバイスを移動させるように構成された推進システム、清掃対象表面からごみを除去するように構成された清掃部材、無線通信インターフェースであって、これを介して、スレーブロボット清掃デバイスが、マスターロボット清掃デバイスによって送信されたコマンドを受信するように構成されている、無線通信インターフェース、および受信されたコマンドによって指示されるとおりにスレーブロボット清掃デバイスの清掃動作を制御するように構成されたコントローラ、を備える。
【０００７】
この目的は、本発明の第２の態様において、マスターロボット清掃デバイスによって遂行される、少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイスを制御する方法によって達成される。本方法は、障害物を検出することと、障害物の検出から位置データを導出することと、導出された位置データから、マスターロボット清掃デバイスを、検出された障害物に対して位置付けることと、位置データに基づいてマスターロボット清掃デバイスの移動を制御することと、前記少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイスの清掃動作を制御するためのコマンドを少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイスへ送信することであって、コマンドは、導出された位置データに基づき、スレーブロボット清掃デバイスの清掃動作が、送信されたコマンドによって指示されるとおりに制御される、送信することと、を含む。
【０００８】
マスターロボット清掃デバイスと、少なくともオン（ｏｎ）スレーブロボット清掃デバイスとを備えるロボット清掃デバイスのシステムであって、マスターロボット清掃デバイスが、スレーブロボット清掃デバイスの清掃動作を無線で制御する能力を有する、システムが提供される。
【０００９】
清掃対象表面は、例えば、マスターロボットが、清掃動作を遂行するために下を通ることができない、ソファ、肘掛け椅子、書き物机等などの物体を収容している場合がある。本発明に係るシステムを用いなければ、ユーザは、これらの物体の下方の表面を清掃するために、例えば、ほうきまたは普通の真空掃除機を用いなければならないであろう。
【００１０】
有利に、マスターロボットは、その通信インターフェースを介して無線制御信号を、スレーブロボットの対応する通信インターフェースへ送信することによって、スレーブロボットに、マスターロボットによって導出された位置データに基づいて、マスターロボットが到達することができない表面を清掃するように命令する。
【００１１】
さらに有利なことは、スレーブロボットは、マスターロボットと同じ高機能の障害物検出デバイスを装備する必要がないことである。したがって、スレーブロボットは、マスターロボットによって、マスターロボットによって導出された位置データに基づいて、清掃対象表面上をどのように走行するのかを命令されるため、より能力の低いスレーブロボットコントローラを用いることができる。それゆえ、スレーブロボットは、有利に、マスターロボットよりもはるかに単純に作ることができ、それに対応して、コストが大幅に低減される。
【００１２】
一実施形態では、マスターロボットデバイスは、有利に、少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイスが、上を移動し、清掃するように命令される表面、例えば、マスターロボットの高さよりも小さい隙間高さを有するソファの下に位置する表面を指示するコマンドをスレーブロボットデバイスへ通信する。コマンドは、例えば、表面の範囲を定める座標を指示し得る。代替的に、コマンドは、スレーブロボットデバイスを清掃対象表面上で案内するための、スレーブロボット推進システムのための制御データを含み得る。マスターロボットからのコマンドを受信すると、スレーブロボットはその表面へ移動し、それを清掃する。
【００１３】
さらなる実施形態では、スレーブロボット清掃デバイスは、清掃対象表面からごみを除去し、ごみをマスターロボット清掃デバイスによるその後の回収のために寄せ集めるように構成されている。有利に、スレーブロボットに、例えば、集塵容器または吸引ファンを装備させる必要がなく、これにより、さらにより単純な、かつより騒音の小さい、スレーブロボットを促進する。さらに有利なことは、集塵容器を空にする必要がないため、スレーブロボットが多かれ少なかれ手入れ不要になることである。
【００１４】
なおさらなる実施形態では、マスターロボット清掃デバイスによって送信されたコマンドは、スレーブロボット清掃デバイスが清掃動作を遂行するように命令される昼または夜の時間を指示するデータを含む。例えば、スレーブロボットは、人間および動物の形態の障害物がスレーブロボットを妨害することのない夜間に特定の表面を作業するように有利に命令され得る。これは、スレーブロボットが吸引ファンおよび／または回転ブラシなどの構成要素を装備していない場合に特に有利である。この場合には、スレーブロボットは比較的静音である。朝、スレーブロボットがごみを寄せ集めると、マスターロボットが、スレーブロボットがごみを実際に寄せ集めた場所からごみを真空掃除することになる。
【００１５】
別の実施形態では、マスターロボット清掃デバイスからスレーブロボット清掃デバイスへ送信されたコマンドは、スレーブロボット清掃デバイスへの、清掃動作を遂行した後にその充電器へ戻れとの命令を含む。
【００１６】
さらなる実施形態では、マスターロボット清掃デバイスとスレーブロボット清掃デバイスとの間の通信は、見通し内通信を介するのではなく、有利に、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）などのネットワークを介して遂行される。それゆえ、マスターロボットおよびスレーブロボットは、例えば、無線ＷｉＦｉ通信のためのホームルータなどの、いわゆるアクセスポイント（ＡＰ）を介してＷＬＡＮに接続する。有利に、ＷＬＡＮを介して通信することによって、マスターロボットおよびスレーブロボットは、建物内の異なる階上にあるが、互いに通信する能力を依然として有するなど、互いに遠く離れて位置することができる。
【００１７】
さらに別の実施形態では、マスターロボットは、例えば、ＢｌｕｅｔｏｏｔｈまたはＷＬＡＮを介して、スレーブロボット３０の清掃動作を制御したいと欲するユーザのモバイル端末（スマートフォン、タブレット、ラップトップ等など）と無線で通信するように有利に構成されている。ユーザは、モバイル端末にダウンロードされた特定のアプリを介してマスターロボットと通信し得る。それゆえ、ユーザは、スレーブロボットによって遂行されるべき所望の清掃動作に関してマスターロボットに有利に命令することができ、その結果、マスターロボットはそれに応じてその通信インターフェースを介してコマンドをスレーブロボットへ送る。
【００１８】
なおさらなる実施形態では、マスターロボットのためにスレーブロボットの検出を促進するために、スレーブロボットは、マスターロボットによって検出可能な、発光ダイオード（ＬＥＤ）、および／または光反射器などの、１つ以上の光源を有利に装備する。
【００１９】
さらに別の実施形態では、マスターロボットのためにスレーブロボットの検出を促進するために、スレーブロボットは、マスターロボットによってスレーブロボット上へ放射された光を検出するように構成された光検出器を有利に装備する。マスターロボットによって放射されたレーザ光を検出すると、スレーブロボットはその通信インターフェースを介して、光が検出されたことをマスターロボットへ通信する。
【００２０】
さらなる実施形態では、スレーブロボットに、マスターロボットによって放射された光を検出させられ、光が光検出器において検出されたことを即座に通信させることによって、マスターおよびスレーブの動作クロックをそれぞれ互いに同期させることができる。有利に、あらゆるクロックドリフトが解消され得、これにより、システムの進路誘導が促進される。
【００２１】
マスターロボット清掃デバイスおよびスレーブロボット清掃デバイスは異なる種類の清掃動作を遂行し得ることに留意されたい。例えば、マスターロボットは真空掃除機であってもよく、その一方で、スレーブロボットは床洗浄機である。
【００２２】
本発明は、請求項に記載されている特徴の全ての可能な組み合わせに関する。添付の請求項および以下の説明を熟読することで、本発明のさらなる特徴および利点が明らかになるであろう。当業者は、本発明の異なる特徴を組み合わせて、以下に記載されているもの以外の実施形態を生み出すことができることを認識する。
【００２３】
次に、添付の図面を参照して本発明を例として説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るマスターロボット清掃デバイスの下面図を示す。
【図２】図２は、図１のマスターロボット清掃デバイスの正面図を示す。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係るロボット清掃デバイスのシステムの正面図を示す。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に係るロボット清掃デバイスのシステムの上面図を示す。
【図５ａ】図５ａは、本発明の一実施形態に係るスレーブロボット清掃デバイスの検出を示す。
【図５ｂ】図５ｂは、本発明の別の実施形態に係るスレーブロボット清掃デバイスの検出を示す。
【図６】図６は、本発明の別の実施形態に係るロボット清掃デバイスのシステムの上面図を示す。
【図７】図７は、本発明のさらに別の実施形態に係るロボット清掃デバイスのシステムの上面図を示す。
【図８】図８は、本発明の一実施形態に係るネットワークを介して通信するロボット清掃デバイスのシステムを示す。
【図９】図９は、マスターロボット清掃デバイスがモバイル端末と通信する、本発明の一実施形態に係るロボット清掃デバイスのシステムを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
次に、以下において、本発明の特定の諸実施形態が示された添付の図面を参照して、本発明をより完全に説明する。しかし、本発明は多くの異なる形態で具体化することができ、本明細書において説明されている諸実施形態に限定されるように解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が徹底的で完全になり、本発明の範囲を当業者に十分に伝えることになるよう、例として提供されている。本記載全体を通じて同様の番号は同様の要素を指す。
【００２６】
本発明は、ロボット清掃デバイス、または換言すれば、表面を清掃するための自動自己推進式機械、例えば、ロボット真空掃除機、ロボットスイーパまたはロボット床洗浄機に関する。本発明に係るロボット清掃デバイスは、商用電源駆動式でコードを有するか、電池駆動式であるか、または任意の他の種類の好適なエネルギー源、例えば、太陽エネルギーを用いることができる。
【００２７】
図１は、本発明の諸実施形態に係るロボット清掃デバイス１０を下方から示す。すなわち、ロボット清掃デバイスの底部側が示されている。矢印はロボット清掃デバイスの前方方向を指示する。ロボット清掃デバイス１０は、清掃デバイスが清掃対象表面上を移動させられ得るよう駆動車輪１２、１３の運動を可能にするための２つの電気車輪モータ１５、１６の形態の駆動手段を備える推進システムなどの構成要素を収容する本体１１を備える。各車輪モータ１５、１６は、ロボット清掃デバイス１０を、清掃対象表面を横切って移動させるために、それぞれの駆動車輪１２、１３を互いに独立して回転するように制御する能力を有する。多数の異なる駆動車輪配置、および様々な車輪モータ配置が想定され得る。ロボット清掃デバイスは、より伝統的な円形状本体、または三角形状本体を有するデバイスなどの、任意の適当な形状を有し得ることに留意されたい。代替例として、軌道推進システム、またはさらに、ホバークラフト推進システムが用いられてもよい。推進システムは、ロボット清掃デバイス１０に、ヨー、ピッチ、並進またはロール運動のうちの任意の１つ以上のものを遂行させるようにさらに構成されていてもよい。
【００２８】
マイクロプロセッサなどのコントローラ２２が、車輪モータ１５、１６を、ロボット清掃デバイスが避けて走行しなければならない、壁、フロアランプ、テーブル脚の形態の障害物を検出するための障害物検出デバイス（図１には示されていない）から受信された情報を考慮して必要とされるとおりに駆動車輪１２、１３を回転させるように制御する。検出される障害物はまた、陸標、バーコード、道標などの形態で具体化され得る。障害物検出デバイスは、例えば、障害物を検出し、任意の検出された障害物についての情報をマイクロプロセッサ２２へ通信するための３Ｄカメラ、レーザと組み合わせたカメラ、レーザスキャナなどを用いて実装される、障害物検出デバイスの周囲状況を登録する３Ｄセンサシステムの形態で具体化され得る。マイクロプロセッサ２２は車輪モータ１５、１６と通信し、障害物検出デバイスによって提供された情報に従って、ロボット清掃デバイス１０が所望に応じて清掃対象表面を横切って移動することができるように車輪１２、１３の運動を制御する。これは、後の図面を参照してより詳細に説明されることになる。
【００２９】
さらに、本体１１には任意選択的に、ロボット掃除機１０の底部における開口部１８内に配置された回転ブラシロールの形態の、清掃対象表面からごみおよび塵を除去するための清掃部材１７が配置されていてもよい。それゆえ、回転ブラシロール１７は、清掃デバイス１０の塵およびごみ捕集特性を向上させるために、開口部１８内の水平軸に沿って配置されている。ブラシロール１７を回転させるために、コントローラ２２から受信された命令に沿ってその回転を制御するためのブラシロールモータ１９がブラシロールに動作可能に結合されている。
【００３０】
さらに、ロボット掃除機１０の本体１１は、本体１１の底部側内の開口部１８を介して、ごみを、本体内に収容された集塵袋またはサイクロン機構（図示されていない）へ輸送するための空気流を生み出す吸引ファン２０を備える。吸引ファン２０は、コントローラ２２に通信可能に接続されたファンモータ２１によって駆動される。ファンモータ２１はコントローラ２２から、吸引ファン２０を制御するための命令を受信する。ごみを集塵袋へ輸送するために、回転ブラシロール１７および吸引ファン２０のどちらか一方を有するロボット清掃デバイスが想定され得ることに留意されたい。しかし、両者の組み合わせはロボット清掃デバイス１０のごみ除去能力を向上させることになる。
【００３１】
ロボット清掃デバイス１０は、例えば、ジャイロスコープ、および／または加速度計、および／または磁力計、あるいは例えば、向き、回転速度、重力などの形態の、基準位置に対するロボット清掃デバイス１０の変位を測定するための任意の他の適切なデバイスなどの、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）２４をさらに装備してもよい。３軸ジャイロスコープは、ロボット清掃デバイス１０のロール、ピッチおよびヨー運動における回転速度を測定する能力を有する。３軸加速度計は、全方向における加速度を測定する能力を有する。加速度は、ロボット清掃デバイスが突き当たっている、または持ち上げられているかどうか、あるいはそれが立ち往生しているかどうか（すなわち、たとえ、車輪が回っていても、移動していない）を判定するために主に用いられる。ロボット清掃デバイス１０は、車輪が回る際にパルスを生成するエンコーダ（図１には示されていない）を各駆動車輪１２、１３上にさらに備える。エンコーダは、例えば、磁気式または光学式であり得る。コントローラ２２においてパルスを計数することによって、各車輪１２、１３のスピードを決定することができる。車輪スピードの読み値をジャイロスコープ情報と組み合わせることによって、コントローラ２２は、清掃デバイス１０の位置および進行方向を決定するための、いわゆる推測航法を遂行することができる。コントローラ２２は、ロボット清掃デバイス１０をその周囲状況に対して位置付けるために、例えば、一般的に用いられているロボット位置推定方法の同時位置推定地図作成（ＳＬＡＭ）を採用し得る。
【００３２】
本体１１には、開口部１８に隣接した回転サイドブラシ１４がさらに配置されていてもよい。回転サイドブラシ１４の回転は、駆動モータ１５、１６、ブラシロールモータ１９、または代替的に、別個のサイドブラシモータ（図示されていない）によって制御され得るであろう。有利に、回転サイドブラシ１４は清掃対象表面からごみおよび塵を掃きのけ、それにより、ごみは本体１１の下において開口部１８へ行き着き、それゆえ、ロボット清掃デバイスの集塵チャンバへ輸送され得る。さらに有利なことは、ロボット清掃デバイス１０の到達範囲が改善されることになり、例えば、隅部、および床が壁と交わる区域がはるかにより効果的に清掃されることである。図１に示されるように、回転サイドブラシ１４は、それがごみを開口部１８に向けて掃きのけ、それにより、吸引ファン２０がごみを集塵チャンバへ輸送することができるようにする方向に回転する。ロボット清掃デバイス１０は、開口部１８の両側において、開口部１８に隣接して横方向に配置された２つの回転サイドブラシを備えてもよい。
【００３３】
ロボット清掃デバイス１０は、トランシーバとして知られる単一のユニットによって通例具体化される、無線受信機および送信機を備える通信インターフェース２９をさらに備える。通信インターフェース２９は、例えば、赤外線（ＩＲ）信号、超音波信号または無線周波数（ＲＦ）信号を介して、例えば、見通し内通信を利用する遠隔制御装置、または無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）技術を用いるサーバと通信する。
【００３４】
通信インターフェースは、ロボット清掃デバイス１０上に設けられたユーザインターフェース（図示されていない）にさらに接続されていてもよく、ユーザはユーザインターフェースを介して「開始」、「停止」、「充電ステーションに戻る」等などの特定の種類の命令をロボット掃除機１０に提供することができる。ユーザインターフェースは、タッチスクリーン式のものであるか、または機械的に構成され、操作されるべき物理的ボタンを備えてもよい。さらに、ユーザインターフェースは、ユーザ選択を視覚的に指示するための表示手段を備えてもよい。ユーザは必ずしもユーザインターフェースに物理的に触れることによってユーザインターフェースへ入力を提供する必要はなく、代替的に、上述された遠隔制御装置を用いてロボット掃除機と通信し得ることに留意されたい。
【００３５】
図１をさらに参照すると、１つ以上のマイクロプロセッサの形態で具体化されたコントローラ２２は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリまたはハードディスクドライブなどの、マイクロプロセッサに関連付けられた好適な記憶媒体２６にダウンロードされたコンピュータプログラム２５を実行するように構成されている。コントローラ２２は、コンピュータ実行可能命令を含む適切なコンピュータプログラム２５が記憶媒体２６にダウンロードされ、コントローラ２２によって実行されると、本発明の諸実施形態に係る方法を実施するように構成されている。記憶媒体２６はまた、コンピュータプログラム２５を含むコンピュータプログラム製品であってもよい。代替的に、コンピュータプログラム２５は、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）またはメモリスティックなどの、好適なコンピュータプログラム製品を用いて記憶媒体２６へ転送されてもよい。さらなる代替例として、コンピュータプログラム２５は有線または無線ネットワークを通じて記憶媒体２６にダウンロードされてもよい。コントローラ２２は、代替的に、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、複合プログラマブル論理デバイス（ＣＰＬＤ）などの形態で具体化されてもよい。
【００３６】
図２は、カメラ２３、ならびに水平または鉛直指向のラインレーザであり得る、第１および第２のラインレーザ２７、２８を少なくとも備える３Ｄセンサシステムの形態の、上述された障害物検出デバイスを示す、本発明の一実施形態における図１のロボット清掃デバイス１０の正面図を示す。さらに図示されているのは、図１ａを参照して上述された、コントローラ２２、本体１１、駆動車輪１２、１３、および回転ブラシロール１７である。コントローラ２２は、ロボット清掃デバイス１０の近傍の画像を記録するためのカメラ２３に動作可能に結合されている。第１および第２のラインレーザ２７、２８は好ましくは鉛直ラインレーザであってもよく、カメラ２３の側方に配置されており、ロボット清掃デバイス１０の高さおよび幅よりも大きい高さおよび幅を照射するように構成されている。さらに、カメラ２３の視野の角度は好ましくは、第１および第２のラインレーザ２７、２８によって照射される空間よりも小さい。カメラ２３はコントローラ２２によって、毎秒複数の画像を取り込んで記録するように制御される。画像からのデータがコントローラ２２によって抽出され、データは通例、コンピュータプログラム２５とともにメモリ２６内に保存される。
【００３７】
第１および第２のラインレーザ２７、２８は通例、カメラの光軸と垂直である軸に沿ったカメラ２３のそれぞれの側に配置されている。さらに、ラインレーザ２７、２８は、それらのそれぞれのレーザビームがカメラ２３の視野内で交差するように向けられている。通例、交点はカメラ２３の光軸と一致する。
【００３８】
第１および第２のラインレーザ２７、２８は、通常、ロボット清掃デバイス１０の移動方向の、ロボット清掃デバイス１０の近傍を、好ましくは鉛直の向きに、走査するように構成されている。第１および第２のラインレーザ２７、２８は、例えば、清掃対象の部屋の家具、壁およびその他の物体を照射する、レーザビームを送出するように構成されている。カメラ２３はコントローラ２２によって、画像を取り込んで記録するように制御される。コントローラ２２は、ロボット清掃デバイス１０が清掃対象表面を横切って移動している間に、画像から特徴を抽出することによって、およびロボット清掃デバイス１０が走った距離を測定することによって、画像から、ロボット清掃デバイス１０が動作している周囲状況の表現またはレイアウトを作成する。それゆえ、コントローラ２２は、記録された画像から清掃対象表面に対するロボット清掃デバイス１０の位置データを導出し、導出された位置データから周囲状況の３Ｄ表現を生成し、駆動モータ１５、１６を、生成された３Ｄ表現と、生成された３Ｄ表現を考慮することによって清掃対象表面が進路誘導され得るよう、ロボット清掃デバイス１０に供給された進路誘導情報とに従って、ロボット清掃デバイスを、清掃対象表面を横切って移動させるように制御する。導出された位置データはロボット清掃デバイスの進路誘導のための基礎の役割を果たすことになるため、位置付けが正しいことが重要である。さもなければ、ロボットデバイスは、その周囲状況の、誤誘導を招く「地図」に従って走行することになる。
【００３９】
それゆえ、３Ｄセンサシステムによって記録された画像から生成された３Ｄ表現は、ロボット清掃デバイスが避けて走行しなければならない、壁、フロアランプ、テーブル脚、ならびにロボット清掃デバイス１０が横断しなければならない、ラグ、じゅうたん、上り段などの形態の障害物の検出を促進する。それゆえ、ロボット清掃デバイス１０は、動作／清掃によってその環境または周囲状況について学習するように構成されている。
【００４０】
それゆえ、カメラ２３ならびに第１および第２の鉛直ラインレーザ２７、２８を備える３Ｄセンサシステムは、ロボット清掃の近傍の画像を記録するように構成されており、その画像から物体／障害物が検出され得る。コントローラ２２は、記録された画像から位置データを導出することによって、ロボット清掃デバイス１０を、検出された障害物、およびそれゆえ、清掃対象表面に対して位置付ける能力を有する。位置付けから、コントローラ２２は、車輪駆動モータ１５、１６を介して車輪１２、１３を制御することによって、清掃対象表面を横切るロボット清掃デバイス１０の移動を制御する。
【００４１】
導出された位置データは、清掃デバイスが、物体のすぐそばへ接近し、物体のそばを動き回り、物体が配置されている表面からごみを除去するよう進路誘導され得るように、ロボット清掃デバイス１０の移動の制御を促進する。それゆえ、導出された位置データは、例えば、厚いラグまたは壁である、物体にぴったりくっついて移動するために利用される。通例、コントローラ２２は、ロボット清掃デバイス１０が物体に接近して進路誘導されるよう、制御信号を継続的に生成し、駆動モータ１５、１６を介して駆動車輪１２、１３へ伝える。
【００４２】
次に、図１および図２を参照すると、自律動作型ロボット清掃デバイス１０は非常に高機能で複雑なデバイスであり、清掃対象表面上を移動するために高度の進路誘導システムを必要とすることが推量され得る。上述されたように、以下において「マスター」ロボット清掃デバイスと呼ばれる、ロボット清掃デバイス１０を、以下において「スレーブ」ロボット清掃デバイスと呼ばれる、１つ以上のより単純な支援または補助ロボット清掃デバイスで補完することが望ましくなり得る。
【００４３】
図３を参照すると、本発明の一実施形態では、それゆえ、図１および図２を参照して説明されたとおりのマスターロボット清掃デバイス１０と、少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイス３０とを備えるロボット清掃デバイスのシステムであって、マスターロボット清掃デバイスが、スレーブロボット清掃デバイス３０の清掃動作を無線で制御する能力を有する、システムが提供される。
【００４４】
図３では、マスターロボット１０は高さｈ１を有し、その一方で、スレーブロボット３０は高さｈ２を有することが示されている。例えば、清掃対象表面は、ｈ１よりも小さいが、ｈ２よりも大きい隙間高さｈ（すなわち、床から物体の下面までの距離）を有する、ソファ、肘掛け椅子、書き物机等などの物体を収容していると仮定する。
【００４５】
それゆえ、ｈ１よりも小さい隙間高さを有する物体のために、マスターロボットは、清掃動作を遂行するために下を通ることができない。本発明の一実施形態を図解する図３に示されるものなどのシステムを用いなければ、ユーザは、これらの物体の下方の表面を清掃するために、例えば、ほうきまたは普通の真空掃除機を用いなければならなくなる。
【００４６】
有利に、図３を参照して示される実施形態では、マスターロボット１０は、通信インターフェース２９を介して無線制御信号をスレーブロボット３０の対応する通信インターフェース３１へ送信することによって、マスターロボット清掃デバイス１０の障害物検出デバイスによって検出されたとおりの、ｈ１よりも小さい隙間高さを有する物体の下の表面を清掃するようスレーブロボット３０に命令する。図２を参照して上述されたように、障害物検出デバイス（図２におけるカメラ２３ならびに第１および第２のラインレーザ２７、２８を備える３Ｄセンサシステムによって例示されたデバイス）は、マスターロボット１０を包囲する障害物を検出するように構成されており、マスターロボット１０のコントローラは、障害物検出デバイスから導出された位置データを用い、自分自身を周囲状況に対して位置付ける。これはまた、マスターロボットデバイス１０を、（マスターロボット１０の周囲状況内の「障害物」である）スレーブロボットデバイス３０に対して位置付けることも含む。
【００４７】
マスターロボット１０の場合と同様に、スレーブロボット３０は、駆動車輪３５、３６（または任意の他の適切な移動手段）の運動を可能にするための、例えば、２つの電気車輪モータ３３、３４の形態の駆動手段を備える推進システムを制御するように構成されたコントローラ３０を備え、それにより、スレーブ清掃デバイス３０を、マスターロボット１０が到達することができない家具の下の表面などの、清掃対象表面上で移動させることができる。この特定の実施例では、スレーブロボット３０は、清掃対象表面からごみをより効果的に除去するための回転ブラシロール３７の形態の清掃部材をさらに備える。
【００４８】
本発明の諸実施形態に係る清掃ロボットのシステムを用いれば、スレーブロボット３０は有利に、マスターロボット１０と同じ高機能の障害物検出デバイス（図３では、カメラ２３および２つのラインレーザ２７、２８を備える３Ｄセンサシステムによって具体化されている）を装備する必要がない。したがって、スレーブロボット３０は、マスターロボット１０によって、（マスターロボット１０のコントローラ２２によって、上述されたとおりの障害物検出デバイスから導出された位置データに基づいて）清掃対象表面上をどのように走行するのかを命令されるため、より能力の低いコントローラ３２を用いることができる。それゆえ、スレーブロボット３０は、有利に、マスターロボット１０よりもはるかに単純に作ることができ、それに対応して、コストが大幅に低減される。
【００４９】
図４は、図３に示される実施形態を参照して説明されたとおりのスレーブロボットデバイス３０の清掃動作を上面図で示す。それゆえ、マスターロボットデバイス１０は、少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイス３０が、上を移動して清掃するように命令される表面４０、例えば、ｈ１よりも小さい隙間高さを有するソファの下に位置する表面を指示するコマンドをスレーブロボットデバイス３０へ通信する。コマンドは、例えば、図４において、（Ｘ１，Ｙ１）、（Ｘ２，Ｙ２）、（Ｘ３，Ｙ１）と表される、表面４０の範囲を定める座標を指示し得る。代替的に、コマンドは、スレーブロボットデバイス３０を清掃対象表面上で案内するための、スレーブロボット推進システムのための制御データを含み得る。マスターロボット１０からのコマンドを受信すると、スレーブロボット３０はその表面４０へ移動し、それを清掃する。スレーブロボット４０は、矢印によって指示されているとおりのパターンで表面４０を作業し、かくして表面４０を清掃する。スレーブロボットは、図４において、円筒形状の本体を有するように指示されている。これは単なる例示に過ぎず、スレーブロボット３０は任意の適切な形状を有し得る。
【００５０】
図５ａは、マスターロボット清掃デバイス１０が自分自身をスレーブロボット清掃デバイス３０に対して位置付ける、本発明の一実施形態を示す。今度は、マスターロボット１０のためにスレーブロボット３０の検出を促進するために、スレーブロボットは、マスターロボット１０によって検出可能な、発光ダイオード（ＬＥＤ）、および／または光反射器などの、１つ以上の光源３８を装備する。
【００５１】
それゆえ、マスターロボット１０はそのレーザ光源２７、２８を用いて光をスレーブロボット３０上へ放射し、カメラ２３は、スレーブロボット１０が検出される可能性があるマスターロボット清掃デバイス１０の近傍の画像を記録する。その後、マスターロボット１０は、記録された画像から、検出された物体の位置データを導出し、自分自身を、スレーブロボット３０を含む物体に対して位置付ける。
【００５２】
図５ｂは、マスターロボット清掃デバイス１０が自分自身をスレーブロボット清掃デバイス３０に対して位置付ける、本発明のさらなる実施形態を示す。今度は、マスターロボット１０のためにスレーブロボット３０の検出を促進するために、スレーブロボットは、本実施形態では、マスターロボット１０のレーザ光源２７、２８によってスレーブロボット３０上へ放射された光を検出するように構成された光検出器３９を装備する。
【００５３】
マスターロボット１０によって放射されたレーザ光を検出すると、スレーブロボット３０はその通信インターフェースを介して、レーザ光が検出されたことをマスターロボット１０へ通信する。上述されたように、インターフェースは、例えば、ＩＲ信号、超音波信号またはＲＦ信号を介して（場合によっては、ＷＬＡＮ技術を利用して）通信し得る。
【００５４】
このように、マスターロボット１０は、例えば、ＳＬＡＭを用いて、スレーブロボット３０を検出し、自分自身をそれに対して位置付けることができる。
【００５５】
さらに有利なことは、スレーブロボット３０に、マスターロボット１０のラインレーザ２７、２８によって放射された光を検出させられ、光が光検出器３９において検出されたことを即座に通信させることによって、マスターおよびスレーブの動作クロックをそれぞれ互いに同期させることができることである。それゆえ、あらゆるクロックドリフトが解消され得、これにより、システムの進路誘導が促進される。図５ａおよびｂに示される本発明の実施形態は組み合わせることができ、それゆえ、スレーブロボット１０はＬＥＤ３８および光検出器３９の両方を備え得ることに留意されたい。
【００５６】
図６は、マスターロボットデバイス１０が、少なくとも１つのスレーブロボット清掃デバイス３０が上を移動するように命令される表面４０を指示するコマンドをスレーブロボットデバイス３０へ通信する、本発明のさらなる実施形態を再び上面図で示す。この場合も先と同様に、コマンドは、例えば、図６において、（Ｘ１，Ｙ１）、（Ｘ２，Ｙ２）、（Ｘ３，Ｙ１）と表される、表面４０の範囲を定める座標を指示し得る。マスターロボット１０からのコマンドを受信すると、スレーブロボット３０はその表面４０へ移動する。しかし、この特定の実施形態では、スレーブロボット清掃デバイス３０自身が表面４０を真空掃除することはない。代わりに、スレーブロボット清掃デバイス３０は、矢印によって指示されるとおりのパターンで、例えば、ブラシの形態の清掃部材の助けを借りて、それからごみを押し込むことによって表面４０を作業する。スレーブロボット３０は、清掃動作の最後において、捕集されたあらゆるごみ５０を、マスターロボット１０が到達し、ごみ５０を除去することができる、表面４０の外側に置いて行くことになる。
【００５７】
スレーブロボット３０に集塵容器または吸引ファンを装備させる必要がなく、これにより、さらにより単純な、かつより騒音の小さい、スレーブロボット３０が促進されるため、本実施形態は有利である。さらに、本実施形態を用いれば、集塵容器を空にする必要がないため、スレーブロボットは有利に多かれ少なかれ手入れ不要である。ユーザは、スレーブロボット１０の清掃部材にくっついたごみを時々除去するだけですむことになる。
【００５８】
図６を再び参照すると、さらに別の実施形態では、マスターロボット清掃デバイス１０によって送信されたコマンドは、スレーブロボット清掃デバイス３０が清掃動作を遂行するように命令される昼または夜の時間を指示するデータを含む。例えば、スレーブロボットは、人間および動物の形態の障害物がスレーブロボット３０を妨害することのない夜間に特定の表面を作業するように有利に命令され得る。これは、スレーブロボットが吸引ファンおよび／または回転ブラシなどの構成要素を装備していない場合に特に有利である。この場合には、スレーブロボットは比較的静音である。朝、スレーブロボット３０がごみを寄せ集めると、マスターロボット１０が、スレーブロボット３０がごみを実際に寄せ集めた場所からごみを真空掃除することになる。
【００５９】
図７は、マスターロボット清掃デバイス１０およびスレーブロボット清掃デバイス３０が異なる種類の清掃動作を遂行する、本発明のなおさらなる実施形態を示す。この特定の実施形態では、マスターロボット１０は真空掃除機であり、その一方で、スレーブロボット３０は床洗浄機である。それゆえ、マスターロボット真空掃除機１０が、表面４０を真空掃除するために出発する際に、それは、上述されたとおりの清掃されるべき表面４０の位置を指示するコマンドを送信することによって、スレーブロボット床スイーパ３０にその清掃動作を遂行するように命令する。それゆえ、スレーブロボット床洗浄機３０は、マスターロボット真空掃除機１０に追従し、表面４０によって表現されるとおりの床を洗浄する補完清掃動作を有利に遂行するように動作させることができる。
【００６０】
図７の例示的な実施形態では、スレーブロボット床洗浄機３０の本体はマスターロボット真空掃除機１０のものと同じ形状を有する。しかし、上述されたように、知能の点で、それは有利にマスターロボット１０よりも相当に単純に作ることができる。スレーブロボット１０がロボット洗浄機の形態で具体化される場合には、その清掃部材は通例、モップなどの拭き取り構成要素を備える。
【００６１】
本発明の一実施形態では、マスターロボット清掃デバイス１０からスレーブロボット清掃デバイス３０へ送信されたコマンドは、スレーブロボット清掃デバイス３０への、清掃動作を遂行した後にその充電器（図示されていない）へ戻れとの命令を含む。
【００６２】
図８は、マスターロボット清掃デバイス１０とスレーブロボット清掃デバイス３０との間の通信が、見通し内通信を介するのではなく、一般的に「ＷｉＦｉ」と呼ばれる、無線ローカルエリアネットワーク６０（ＷＬＡＮ）などのネットワークを介して遂行される、本発明のなおさらなる実施形態を示す。それゆえ、マスターロボット１０およびスレーブロボット３０は、例えば、無線ＷｉＦｉ通信のためのホームルータなどの、いわゆるアクセスポイント（ＡＰ）３１を介してＷＬＡＮ６０に接続し、その結果、スレーブロボットが所望の清掃動作を遂行するための命令をマスターロボット清掃デバイス１０からスレーブロボット清掃デバイス３０へ送信することができる。
【００６３】
有利に、ＷＬＡＮを介して通信することによって、マスターロボット１０およびスレーブロボット３０は、建物内の異なる階上にあるが、互いに通信する能力を依然として有するなど、互いに遠く離れて位置することができる。
【００６４】
図９は、マスターロボット１０が、例えば、ＢｌｕｅｔｏｏｔｈまたはＷＬＡＮ６０を介して、スレーブロボット３０の清掃動作を制御したいと欲するユーザのモバイル端末８０（スマートフォン、タブレット、ラップトップ等など）と無線で通信するように構成されている、本発明のなおさらなる実施形態を示す。ユーザは、モバイル端末８０にダウンロードされた特定のアプリを介してマスターロボット１０と通信し得る。それゆえ、ユーザは、スレーブロボット３０によって遂行されるべき所望の清掃動作に関してマスターロボット１０に有利に命令することができ、その結果、マスターロボット１０はそれに応じてその通信インターフェースを介してコマンドをスレーブロボット１０へ送る。
【００６５】
本発明は以上において数個の実施形態を参照して主に説明された。しかし、当業者によって容易に理解されるように、添付の特許請求項によって定義されるように、以上に開示されているもの以外の実施形態も本発明の範囲内で同等にあり得る。
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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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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