(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄すべき経路を取得するステップａと、
前記洗浄すべき経路に基づいて、洗浄すべき領域まで飛行するステップｂと、
前記洗浄すべき領域の壁面を識別するステップｃと、
ＵＡＶに載置される洗浄装置で前記壁面を洗浄するステップｄと、を含み、
前記ステップｄは、
前記壁面の類型を取得するステップｄ１と、
前記壁面の類型に基づいて、前記壁面の類型に対応する洗浄方式を選択するステップｄ２と、
選択された前記洗浄方式に基づいて、前記ＵＡＶと前記壁面との間の距離を制御するステップｄ３と、
選択された前記洗浄方式で前記壁面を洗浄するステップｄ４と、をさらに含む
ことを特徴とするＵＡＶによる壁体洗浄方法。
【請求項２】
前記ステップａは、
総洗浄経路及び既に洗浄された経路を取得するステップａ１と、
前記総洗浄経路及び前記既に洗浄された経路に基づいて、前記洗浄すべき経路を計画するステップａ２と、をさらに含む
ことを特徴とする請求項１に記載のＵＡＶによる壁体洗浄方法。
【請求項３】
前記総洗浄経路は、前記ＵＡＶ自身の位置決めセンサにより取得され、
及び、前記総洗浄経路は、建物に設けられるグローバル位置決めシステムにより取得される
ことのうち少なくとも１つを特徴とする請求項２に記載のＵＡＶによる壁体洗浄方法。
【請求項４】
前記総洗浄経路は、建物の壁体の鉛直方向に沿う経路、及び建物の壁体の水平方向に沿う経路の少なくとも１種を含む
ことを特徴とする請求項２に記載のＵＡＶによる壁体洗浄方法。
【請求項５】
前記建物の壁体の鉛直方向に沿う経路は、前記建物の壁体の上方から下方までの鉛直経路である
ことを特徴とする請求項４に記載のＵＡＶによる壁体洗浄方法。
【請求項６】
前記ステップｂは、
洗浄禁止標識が存在するか否かを判断するステップｂ１と、
前記洗浄禁止標識が存在すれば、現在領域を洗浄禁止領域として識別するステップｂ２と、
前記洗浄禁止標識が存在しなければ、現在領域を前記洗浄すべき領域として識別するステップｂ３と、をさらに含む
ことを特徴とする請求項１に記載のＵＡＶによる壁体洗浄方法。
【請求項７】
前記洗浄禁止標識は、前記壁面に設けられるパターン、及び前記壁面に設けられる信号発生器から発せられる洗浄禁止信号の少なくとも１種を含む
ことを特徴とする請求項６に記載のＵＡＶによる壁体洗浄方法。
【請求項８】
前記パターンは禁止開始パターン及び禁止終了パターンを含み、前記禁止開始パターン及び前記禁止終了パターンは、洗浄禁止領域の対向する両エッジに設けられる
ことを特徴とする請求項７に記載のＵＡＶによる壁体洗浄方法。
【請求項９】
前記信号発生器は複数であり、かつ開始信号発生器及び終止信号発生器を含み、前記開始信号発生器及び前記終止信号発生器は、洗浄禁止領域の対向する両エッジに設けられる
ことを特徴とする請求項７に記載のＵＡＶによる壁体洗浄方法。
【請求項１０】
前記信号発生器は複数であり、前記複数の信号発生器は洗浄禁止領域の中部に設けられ、かつ前記複数の信号発生器から発せられる信号が前記洗浄禁止領域をカバーする
ことを特徴とする請求項７に記載のＵＡＶによる壁体洗浄方法。
【請求項１１】
前記ステップｃは、前記壁面と前記ＵＡＶとの間の距離を識別するステップ及び前記壁面の類型を識別するステップのうち少なくとも１つを含む
ことを特徴とする請求項１に記載のＵＡＶによる壁体洗浄方法。
【請求項１２】
前記壁面と前記ＵＡＶとの間の距離は前記ＵＡＶの壁面距離センサにより取得される
ことを特徴とする請求項１１に記載のＵＡＶによる壁体洗浄方法。
【請求項１３】
前記壁面距離センサは、超音波測距センサ、視覚測距センサ、レーザ測距センサ、赤外線測距センサ、及びレーダー測距センサの少なくとも１種を含む
ことを特徴とする請求項１２に記載のＵＡＶによる壁体洗浄方法。
【請求項１４】
前記壁面の類型は、前記ＵＡＶの壁面類型センサにより取得される
ことを特徴とする請求項１１に記載のＵＡＶによる壁体洗浄方法。
【請求項１５】
前記洗浄方式は、超音波振動洗浄方式、及び洗浄剤を吹き付けて洗浄する方式の少なくとも１種を含む
ことを特徴とする請求項１に記載のＵＡＶによる壁体洗浄方法。
【請求項１６】
前記洗浄剤を吹き付けて洗浄する方式は、往復摺動拭い、回転拭い、及び単方向ドラッグ拭いの少なくとも１種を含む
ことを特徴とする請求項１５に記載のＵＡＶによる壁体洗浄方法。
【請求項１７】
前記壁体洗浄方法は、前記壁面の洗浄を停止し、自動的に帰航経路に沿って着陸点まで帰航するステップｅをさらに含む
ことを特徴とする請求項１に記載のＵＡＶによる壁体洗浄方法。
【請求項１８】
前記ステップｅは、
前記ＵＡＶの現在の動力エネルギー残量が、現在位置から帰航するのに必要とされるエネルギー量よりも多いか否かを判断するステップｅ１と、
前記ＵＡＶの現在の動力エネルギー残量が、現在位置から帰航するのに必要とされるエネルギー量よりも多くない場合、直ちに前記壁面の洗浄を停止し、自動的に前記帰航経路に沿って戻るステップｅ２と、をさらに含む
ことを特徴とする請求項１７に記載のＵＡＶによる壁体洗浄方法。
【請求項１９】
前記ステップｅは、
前記ＵＡＶの現在の動力エネルギー残量が、現在位置から帰航するのに必要とされるエネルギー量よりも多い場合、前記洗浄装置が作業を継続することができるか否かを判断するステップｅ３と、
前記洗浄装置が作業を継続することができない場合、直ちに前記壁面の洗浄を停止し、自動的に前記帰航経路に沿って戻るステップｅ４と、をさらに含む
ことを特徴とする請求項１８に記載のＵＡＶによる壁体洗浄方法。
【請求項２０】
前記ステップｅは、
前記洗浄装置が作業を継続することができる場合、前記洗浄すべき経路を完了したか否かを判断するステップｅ５と、
前記洗浄すべき経路を完了した場合、直ちに前記壁面の洗浄を停止し、自動的に前記帰航経路に沿って戻るステップｅ６と、
前記洗浄すべき経路が未完了の場合、前記洗浄すべき経路に従って、洗浄を継続するステップｅ７と、をさらに含む
ことを特徴とする請求項１９に記載のＵＡＶによる壁体洗浄方法。
【請求項２１】
前記ＵＡＶは、前記ＵＡＶの現在の動力エネルギー残量で帰航するには不十分である情報、前記洗浄装置が作業を継続することができない情報、及び前記ＵＡＶが前記洗浄すべき経路を完了した情報、の少なくとも１種の情報を受信した場合、前記壁面の洗浄を停止する
ことを特徴とする請求項１７に記載のＵＡＶによる壁体洗浄方法。
【請求項２２】
前記洗浄装置が作業を継続することができない情報は、前記洗浄装置の動力エネルギーが不十分である情報、及び前記洗浄装置の洗浄原料が不十分である情報の少なくとも１種を含む
ことを特徴とする請求項２１に記載のＵＡＶによる壁体洗浄方法。
【請求項２３】
前記洗浄装置の動力エネルギー及び前記ＵＡＶの動力エネルギーは何れも電気エネルギーであり、かつ両者は１つの電源を共用する
ことを特徴とする請求項２２に記載のＵＡＶによる壁体洗浄方法。
【請求項２４】
前記着陸点はドックである
ことを特徴とする請求項１７に記載のＵＡＶによる壁体洗浄方法。
【請求項２５】
前記壁体洗浄方法は、前記ステップｅの後に、前記ドックが前記ＵＡＶに対して動力エネルギー及び洗浄原料のうち少なくとも１つを補給するステップｆをさらに含む
ことを特徴とする請求項２４に記載のＵＡＶによる壁体洗浄方法。
【請求項２６】
前記壁面は建物の外壁であり、前記ドックは空中又は前記建物の頂部に設けられ、
又は、前記壁面は建物の内壁であり、前記ドックは前記建物の室内の床面に設けられる
ことを特徴とする請求項２４に記載のＵＡＶによる壁体洗浄方法。
【請求項２７】
前記帰航経路は、ユーザが予め設定した経路、既に洗浄された経路、又は自動的に計画した経路である
ことを特徴とする請求項１７に記載のＵＡＶによる壁体洗浄方法。
【請求項２８】
前記自動的に計画した経路は、
動力エネルギーの消耗が最も少ない経路、帰航行程が最も短い経路、及び帰航時間が最も短い経路の少なくとも１種を含む
ことを特徴とする請求項２７に記載のＵＡＶによる壁体洗浄方法。
【請求項２９】
前記ステップｄは、超音波で振動する方式により前記壁面を洗浄するステップをさらに含み、
前記超音波で振動する壁面面積は、前記洗浄装置と前記壁面との間の距離により調整され、
又は、前記超音波で振動する壁面面積は、前記洗浄装置自身により調整される
ことを特徴とする請求項１に記載のＵＡＶによる壁体洗浄方法。
【請求項３０】
前記ステップｄは、前記壁面を洗浄すると共に、既に洗浄された前記経路を記録するステップをさらに含む
ことを特徴とする請求項１に記載のＵＡＶによる壁体洗浄方法。
【請求項３１】
前記ステップｄは、洗浄剤を吹き付けて洗浄する方式により前記壁面を洗浄するステップをさらに含み、
前記洗浄剤を吹き付けられる壁面面積は、前記洗浄装置と前記壁面との間の距離により調整され、
又は、前記洗浄剤を吹き付けられる壁面面積は、前記洗浄装置自身により調整される
ことを特徴とする請求項１に記載のＵＡＶによる壁体洗浄方法。
【請求項３２】
前記着陸点は、ユーザが予め設定した地点又は前記ＵＡＶが自動的に設定した地点である
ことを特徴とする請求項１７に記載のＵＡＶによる壁体洗浄方法。
【請求項３３】
洗浄すべき経路を記憶するためのメモリと、
ＵＡＶの現在位置情報を取得するための位置決めセンサと、
壁面の情報を取得するための壁面識別センサと、
前記洗浄すべき経路、前記壁面の情報、及び前記現在位置情報を取得するように、前記メモリ、前記位置決めセンサ、及び前記壁面識別センサと通信接続される制御部と、を備え、
前記壁面識別センサは、前記ＵＡＶと前記壁面との間の距離を測定するための壁面距離センサと、前記壁面の類型を識別するための壁面類型センサと、を備え、
前記制御部は、前記洗浄すべき経路及び前記現在位置情報に基づいて、洗浄すべき領域まで飛行する飛行制御信号を送信し、前記制御部は、前記壁面の類型に基づいて、前記壁面の類型に対応する洗浄方式を選択し、選択された前記洗浄方式に基づいて、前記ＵＡＶと前記壁面との間の距離を制御し、選択された前記洗浄方式で前記壁面を洗浄する洗浄制御信号を送信する
ことを特徴とする壁体を洗浄するためのＵＡＶ。
【請求項３４】
前記位置決めセンサは、ＧＰＳ、ＩＭＵ、及び高度センサの少なくとも１種を含み、
前記高度センサは、気圧高度計、赤外線測距センサ、超音波測距センサ、視覚測距センサ、レーザ測距センサ、及びレーダー測距センサの少なくとも１種を含む
ことを特徴とする請求項３３に記載のＵＡＶ。
【請求項３５】
前記壁面類型センサは、さらに、前記壁面の洗浄禁止標識を識別する
ことを特徴とする請求項３３に記載のＵＡＶ。
【請求項３６】
前記メモリは、総洗浄経路及び既に洗浄された経路をさらに記憶しており、前記制御部は、前記総洗浄経路及び前記既に洗浄された経路に基づいて、前記洗浄すべき経路を取得する
ことを特徴とする請求項３３に記載のＵＡＶ。
【請求項３７】
前記総洗浄経路は、前記位置決めセンサ、
及び建物に設けられるグローバル位置決めシステムのうち少なくとも１つにより取得される
ことを特徴とする請求項３６に記載のＵＡＶ。
【請求項３８】
前記総洗浄経路は、建物の壁体の鉛直方向に沿う経路、及び建物の壁体の水平方向に沿う経路の少なくとも１種を含む
ことを特徴とする請求項３６に記載のＵＡＶ。
【請求項３９】
前記建物の壁体の鉛直方向に沿う経路は、前記建物の壁体の上方から下方までの鉛直経路である
ことを特徴とする請求項３８に記載のＵＡＶ。
【請求項４０】
前記メモリは、帰航経路をさらに記憶することに用いられ、前記制御部は、前記帰航経路に基づいて、前記ＵＡＶを着陸点まで帰航させるように制御する
ことを特徴とする請求項３３に記載のＵＡＶ。
【請求項４１】
前記帰航経路は、ユーザが予め設定した経路、既に洗浄された経路、又は自動的に計画した経路である
ことを特徴とする請求項４０に記載のＵＡＶ。
【請求項４２】
前記自動的に計画した経路は、動力エネルギーの消耗が最も少ない経路、帰航行程が最も短い経路、及び帰航時間が最も短い経路の少なくとも１種を含む
ことを特徴とする請求項４１に記載のＵＡＶ。
【請求項４３】
前記ＵＡＶは、前記壁面を洗浄する洗浄装置をさらに含む
ことを特徴とする請求項３３〜４２の何れか１項に記載のＵＡＶ。
【請求項４４】
前記洗浄装置は、洗浄剤を吹き付けるための液体噴射機構、超音波振動を生じさせるための超音波変換器、洗浄部材を回転させるための回転駆動機構、前記洗浄部材を往復摺動させるための摺動駆動機構、及び前記洗浄部材をドラッグするためのドラッグ機構の少なくとも１種を含む
ことを特徴とする請求項４３に記載のＵＡＶ。
【請求項４５】
前記超音波で振動する壁面面積は、前記超音波変換器と前記壁面との間の距離により調整され、
又は、前記超音波で振動する壁面面積は、前記超音波変換器により調整される
ことを特徴とする請求項４４に記載のＵＡＶ。
【請求項４６】
前記洗浄剤を吹き付けられる壁面面積は、前記液体噴射機構と前記壁面との間の距離により調整され、
又は、前記洗浄剤を吹き付けられる壁面面積は、前記液体噴射機構により調整される
ことを特徴とする請求項４４に記載のＵＡＶ。
【請求項４７】
前記洗浄部材は、洗浄布、及び洗浄スポンジの少なくとも１種を含む
ことを特徴とする請求項４４に記載のＵＡＶ。
【請求項４８】
前記ＵＡＶは、雲台をさらに含み、前記洗浄装置は、前記雲台により前記ＵＡＶの機体上に接続され、かつ前記洗浄装置の姿勢は、前記雲台により調整される
ことを特徴とする請求項４３に記載のＵＡＶ。
【請求項４９】
請求項４３〜４８の何れか１項に記載のＵＡＶと、
前記ＵＡＶに動力エネルギー及び洗浄原料のうち少なくとも１つを補給するためのドックと、を含む
ことを特徴とする壁体洗浄システム。
【請求項５０】
前記ＵＡＶの動力エネルギーは電気エネルギーであり、前記ドックは、前記ＵＡＶの電池を取り換えるための電池取換え装置と、前記ＵＡＶの電池を充電するための電池充電装置とを備える
ことを特徴とする請求項４９に記載の壁体洗浄システム。
【請求項５１】
前記ＵＡＶの動力エネルギーは燃料油であり、前記ドックは、前記ＵＡＶに燃料油を補給するための燃料油補給装置を備える
ことを特徴とする請求項４９に記載の壁体洗浄システム。
【請求項５２】
前記ドックは、前記ＵＡＶに前記洗浄原料を補給するための洗浄原料補給装置をさらに備える
ことを特徴とする請求項５０又は５１に記載の壁体洗浄システム。
【請求項５３】
前記壁面は建物の外壁であり、前記ドックは空中又は前記建物の頂部に設けられ、
又は、前記壁面は建物の内壁であり、前記ドックは前記建物の室内の床面に設けられる
ことを特徴とする請求項４９に記載の壁体洗浄システム。
【請求項５４】
前記ＵＡＶは複数であり、前記ドックは、同時又は順次に複数の前記ＵＡＶに対して動力エネルギー及び洗浄原料を補給し、
又は、前記ドックは複数であり、前記ＵＡＶは、そのうちの１つの前記ドックを自動的に選択し、動力エネルギー及び洗浄原料を補給する
ことを特徴とする請求項４９に記載の壁体洗浄システム。
【請求項５５】
前記ドックは、前記ＵＡＶを制御するための主制御装置と、制御信号を送信するための無線信号送信器とをさらに含み、前記ＵＡＶは、無線信号受信器をさらに含む
ことを特徴とする請求項４９に記載の壁体洗浄システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＵＡＶ（Ｕｎｍａｎｎｅｄ  Ａｅｒｉａｌ  Ｖｅｈｉｃｌｅ、無人航空機）に関し、特に、壁体を洗浄可能なＵＡＶ及びそれによる壁体洗浄方法、並びにこのＵＡＶを用いた壁体洗浄システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
都市の高層ビルディングの外壁は、一年中、風雨、日光に晒され、通常はその表面に空気中の塵が付着している。都市全体の美観のために、現代都市では、高層ビルの外壁洗浄業という新たな業種が成長してきている。このような業種に従事する人員は、通常、専門的な訓練を受けた高所作業者であり、安全ロープを用いて、上から下まで、ビルの外壁材に洗浄剤を吹付け、汚れや塵を洗浄する作業を行う。
【０００３】
高所作業者は、建物の高い所で安全ロープを用いて、上から下までの外壁洗浄を行うため、その危険性が比較的高い。危険性を低減させるために、現在、壁体を洗浄するためのロボットが現れているが、壁体を洗浄するロボットの難点は、壁体の吸着問題を解決することにある。一般的なガラス外壁は真空吸着の原理を用いることができるが、放出と移動が困難である問題も存在し、かつ普通の壁体に対しては解決方案がほとんどない。
【発明の概要】
【０００４】
これに鑑み、本発明は、建物の壁体洗浄の危険性を大幅に低減させることができ、かつ建物の壁面に吸着する必要がなく、その移動が比較的便利であり、異なる類型の壁体に適用可能なＵＡＶによる壁体洗浄方法を提供する必要がある。
【０００５】
ＵＡＶによる壁体洗浄方法であって、以下のステップを含む。
ステップａ：洗浄すべき経路を取得する。
ステップｂ：前記洗浄すべき経路に基づいて、洗浄すべき領域まで飛行する。
ステップｃ：前記洗浄すべき領域の壁面を識別する。及び、
ステップｄ：ＵＡＶに載置される洗浄装置で前記壁面を洗浄する。
【０００６】
従来の壁体洗浄方法と比べて、上述のＵＡＶによる壁体洗浄方法は、少なくとも以下の利点を有する。
（１）上述の方法は、ＵＡＶに載置される洗浄装置で壁面を洗浄し、高所作業者が作業する必要がないことにより、建物の壁体洗浄の危険性を大幅に低減させる。
（２）ＵＡＶが自由に空中にホバリングすることができ、建物の壁面に吸着する必要がないため、その移動が比較的便利であり、異なる類型の壁体に適用可能である。
（３）ＵＡＶは、洗浄すべき経路に基づいて、洗浄すべき領域を自動的に探し、洗浄領域の壁面を識別することができるため、建物の壁面洗浄の自動化程度を大幅に向上させる。
【０００７】
そのうちの一つの実施例において、前記ステップａは、さらに、以下のことを含む。
ステップａ１：総洗浄経路及び既に洗浄された経路を取得する。
ステップａ２：前記総洗浄経路及び前記既に洗浄された経路に基づいて、前記洗浄すべき経路を計画する。
【０００８】
そのうちの一つの実施例において、前記総洗浄経路は、前記ＵＡＶ自身の位置決めセンサにより取得され、
及び／又は、前記総洗浄経路は、建物に設けられるグローバル位置決めシステムにより取得される。
【０００９】
そのうちの一つの実施例において、前記総洗浄経路は、建物の壁体の鉛直方向に沿う経路、及び建物の壁体の水平方向に沿う経路の少なくとも１種を含む。
【００１０】
そのうちの一つの実施例において、前記建物の壁体の鉛直方向に沿う経路は、前記建物の壁体の上方から下方までの鉛直経路である。
【００１１】
そのうちの一つの実施例において、前記ステップｂは、さらに、以下のことを含む。
ステップｂ１：洗浄禁止標識が存在するか否かを判断する。
ステップｂ２：前記洗浄禁止標識が存在すれば、現在領域を洗浄禁止領域として識別する。
ステップｂ３：前記洗浄禁止標識が存在しなければ、現在領域を前記洗浄すべき領域として識別する。
【００１２】
そのうちの一つの実施例において、前記洗浄禁止標識は、前記壁面に設けられるパターン、及び前記壁面に設けられる信号発生器から発せられる洗浄禁止信号の少なくとも１種を含む。
【００１３】
そのうちの一つの実施例において、前記パターンは禁止開始パターン及び禁止終了パターンを含み、前記禁止開始パターン及び前記禁止終了パターンは、洗浄禁止領域の対向する両エッジに設けられる。
【００１４】
そのうちの一つの実施例において、前記信号発生器は複数であり、かつ開始信号発生器及び終止信号発生器を含み、前記開始信号発生器及び前記終止信号発生器は、洗浄禁止領域の対向する両エッジに設けられる。
【００１５】
そのうちの一つの実施例において、前記信号発生器は複数であり、前記複数の信号発生器は洗浄禁止領域の中部に設けられ、かつ前記複数の信号発生器から発せられる信号が前記禁止洗浄領域をカバーする。
【００１６】
そのうちの一つの実施例において、前記ステップｃは、前記壁面と前記ＵＡＶとの間の距離を識別するステップ及び／又は前記壁面の類型を識別するステップを含む。
【００１７】
そのうちの一つの実施例において、前記壁面の類型は、ガラス壁面及び普通の壁面の少なくとも１種を含み、
前記普通の壁面は、テクスチャーを区分可能な壁面、繰り返しテクスチャーの壁面、及びテクスチャーレス壁面の少なくとも１種を含む。
【００１８】
そのうちの一つの実施例において、前記壁面と前記ＵＡＶとの間の距離は前記ＵＡＶの壁面距離センサにより取得される。
【００１９】
そのうちの一つの実施例において、前記壁面距離センサは、超音波測距センサ、視覚測距センサ、レーザ測距センサ、赤外線測距センサ、及びレーダー測距センサの少なくとも１種を含む。
【００２０】
そのうちの一つの実施例において、前記壁面の類型は、前記ＵＡＶの壁面類型センサにより取得される。
【００２１】
そのうちの一つの実施例において、前記壁面類型センサは、超音波センサ、レーザセンサ、及び視覚センサの少なくとも１種を含む。
【００２２】
そのうちの一つの実施例において、前記ステップｄは、さらに、以下のことを含む。
ステップｄ１：前記壁面の類型を取得する。
ステップｄ２：前記壁面の類型に基づいて、前記壁面の類型に対応する洗浄方式を選択する。
ステップｄ３：選択された前記洗浄方式に基づいて、前記ＵＡＶと前記壁面との間の距離を制御する。
ステップｄ４：選択された前記洗浄方式で前記壁面を洗浄する。
【００２３】
そのうちの一つの実施例において、前記洗浄方式は、超音波振動洗浄方式、及び洗浄剤を吹き付けて洗浄する方式の少なくとも１種を含む。
【００２４】
そのうちの一つの実施例において、前記洗浄剤を吹き付けて洗浄する方式は、往復摺動拭い、回転拭い、及び単方向ドラッグ拭いの少なくとも１種を含む。
【００２５】
そのうちの一つの実施例において、前記方法は、前記壁面の洗浄を停止し、自動的に帰航経路に沿って着陸点まで帰航するステップｅをさらに含む。
【００２６】
そのうちの一つの実施例において、前記ステップｅは、さらに、以下のステップを含む。
ステップｅ１：前記ＵＡＶの現在の動力エネルギー残量が、現在位置から帰航するのに必要とされるエネルギー量よりも多いか否かを判断する。
ステップｅ２：前記ＵＡＶの現在の動力エネルギー残量が、現在位置から帰航するのに必要とされるエネルギー量よりも多くない場合、直ちに前記壁面の洗浄を停止し、自動的に帰航経路に沿って戻る。
【００２７】
そのうちの一つの実施例において、前記ステップｅは、さらに、以下のステップを含む。
ステップｅ３：前記ＵＡＶの現在の動力エネルギー残量が、現在位置から帰航するのに必要とされるエネルギー量よりも多い場合、前記洗浄装置が作業を継続することができるか否かを判断する。
ステップｅ４：前記洗浄装置が作業を継続することができない場合、直ちに前記壁面の洗浄を停止し、自動的に帰航経路に沿って戻る。
そのうちの一つの実施例において、前記ステップｅは、さらに、以下のステップを含む。
ステップｅ５：前記洗浄装置が作業を継続することができる場合、前記洗浄すべき経路を完了したか否かを判断する。
ステップｅ６：前記洗浄すべき経路を完了した場合、直ちに前記壁面の洗浄を停止し、自動的に帰航経路に沿って戻る。
ステップｅ７：前記洗浄すべき経路が未完了の場合、前記洗浄すべき経路に従って、洗浄を継続する。
【００２８】
そのうちの一つの実施例において、前記ＵＡＶは、前記ＵＡＶの現在の動力エネルギー残量で帰航するには不十分である情報、前記洗浄装置が作業を継続することができない情報、及び前記ＵＡＶが前記洗浄すべき経路を完了した情報、の少なくとも１種の情報を受信した場合、前記壁面の洗浄を停止する。
【００２９】
そのうちの一つの実施例において、前記洗浄装置が作業を継続することができない情報は、前記洗浄装置の動力エネルギーが不十分である情報、及び前記洗浄装置の洗浄原料が不十分である情報の少なくとも１種を含む。
【００３０】
そのうちの一つの実施例において、前記洗浄装置の動力エネルギー及び前記ＵＡＶの動力エネルギーは何れも電気エネルギーであり、かつ両者は１つの電源を共用する。
【００３１】
そのうちの一つの実施例において、前記洗浄装置の洗浄原料は洗浄剤又は水である。
【００３２】
そのうちの一つの実施例において、前記ＵＡＶの動力エネルギーは電気エネルギー又は燃料油である。
【００３３】
そのうちの一つの実施例において、前記着陸点はドックである。
【００３４】
そのうちの一つの実施例において、前記方法は、前記ステップｅの後に、前記ドックが前記ＵＡＶに対して動力エネルギー及び／又は洗浄原料を補給するステップｆをさらに含む。
【００３５】
そのうちの一つの実施例において、前記壁面は建物の外壁であり、前記ドックは空中又は前記建物の頂部に設けられ、
又は、前記壁面は建物の内壁であり、前記ドックは前記建物の室内の床面に設けられる。
そのうちの一つの実施例において、前記帰航経路は、ユーザが予め設定した経路、既に洗浄された経路又は自動的に計画した経路である。
【００３６】
そのうちの一つの実施例において、前記自動的に計画した経路は、以下の少なくとも１種を含む。
動力エネルギーの消耗が最も少ない経路、帰航行程が最も短い経路、及び帰航時間が最も短い経路。
【００３７】
そのうちの一つの実施例において、前記ステップｄは、超音波で振動する方式により前記壁面を洗浄するステップをさらに含む。
【００３８】
そのうちの一つの実施例において、前記超音波で振動する壁面面積は、前記洗浄装置と前記壁面との間の距離により調整され、
又は、前記超音波で振動する壁面面積は、前記洗浄装置自身により調整される。
【００３９】
そのうちの一つの実施例において、前記ステップｄは、前記壁面を洗浄すると共に、前記既に洗浄された経路を記録するステップをさらに含む。
【００４０】
そのうちの一つの実施例において、前記ステップｄは、洗浄剤を吹き付けて洗浄する方式により前記壁面を洗浄するステップをさらに含む。
【００４１】
そのうちの一つの実施例において、前記洗浄剤を吹き付けられる壁面面積は、前記洗浄装置と前記壁面との間の距離により調整され、
又は、前記洗浄剤を吹き付けられる壁面面積は、前記洗浄装置自身により調整される。
【００４２】
そのうちの一つの実施例において、前記着陸点は、ユーザが予め設定した地点、又は前記ＵＡＶが自動的に設定した地点である。
【００４３】
壁体を洗浄するためのＵＡＶであって、
洗浄すべき経路を記憶するためのメモリと、
ＵＡＶの現在位置情報を取得するための位置決めセンサと、
壁面の情報を取得するための壁面識別センサと、
前記洗浄すべき経路、前記壁面の情報、及び前記現在位置情報を取得するように、前記メモリ、前記位置決めセンサ、前記壁面識別センサ、及び制御器が通信接続される前記制御器と、を含み、
前記制御器は、前記洗浄すべき経路、前記現在位置情報に基づいて、洗浄すべき領域まで飛行する飛行制御信号を送信し、前記制御器は、前記壁面の情報に基づいて、前記壁面を洗浄する洗浄制御信号を送信する。
【００４４】
前記ＵＡＶは、少なくとも以下の利点を有する。
（１）前記ＵＡＶに載置される洗浄装置は壁面を洗浄可能であり、高所作業者が作業する必要がないことにより、建物の壁体洗浄の危険性を大幅に低減させる。
（２）ＵＡＶが自由に空中にホバリングすることができ、建物の壁面に吸着する必要がないため、その移動が比較的便利であり、異なる類型の壁体に適用可能である。
（３）ＵＡＶは、自身の位置決めセンサ及びメモリにおける洗浄すべき経路に基づいて、洗浄すべき領域を自動的に探し、かつ自身の壁面識別センサに基づいて洗浄領域の壁面を識別することができるため、建物の壁面洗浄の自動化程度を大幅に向上させる。
【００４５】
そのうちの一つの実施例において、前記位置決めセンサは、ＧＰＳ、ＩＭＵ、及び高度計センサの少なくとも１種を含み、
前記高度センサは、気圧高度計、赤外線測距センサ、超音波測距センサ、視覚測距センサ、レーザ測距センサ、及びレーダー測距センサの少なくとも１種を含む。
【００４６】
そのうちの一つの実施例において、前記壁面識別センサは、前記ＵＡＶと前記壁面との間の距離を測定するための壁面距離センサを含む。
【００４７】
そのうちの一つの実施例において、前記壁面距離センサは、超音波測距センサ、視覚測距センサ、レーザ測距センサ、赤外線測距センサ、及びレーダー測距センサの少なくとも１種を含む。
【００４８】
そのうちの一つの実施例において、前記壁面識別センサは、前記壁面の類型を識別するための壁面類型センサを含む。
【００４９】
そのうちの一つの実施例において、前記壁面類型センサは超音波センサ、レーザセンサ、及び視覚センサの少なくとも１種を含む。
【００５０】
そのうちの一つの実施例において、前記壁面の類型は、ガラス壁面及び普通の壁面の少なくとも１種を含み、
前記普通の壁面は、テクスチャーを区分可能な壁面、繰り返しテクスチャーの壁面、及びテクスチャーレス壁面の少なくとも１種を含む。
【００５１】
そのうちの一つの実施例において、前記壁面類型センサは、前記壁面の洗浄禁止標識を識別するための禁止標識識別センサを含む。
【００５２】
そのうちの一つの実施例において、前記禁止標識識別センサは、信号受信器、及び視覚センサの少なくとも１種を含む。
【００５３】
そのうちの一つの実施例において、前記メモリは、総洗浄経路及び既に洗浄された経路をさらに記憶しており、前記制御器は、前記総洗浄経路及び前記既に洗浄された経路に基づいて、前記洗浄すべき経路を取得する。
【００５４】
そのうちの一つの実施例において、前記総洗浄経路は、前記位置決めセンサにより取得され、
及び／又は、前記総洗浄経路は、建物に設けられるグローバル位置決めシステムにより取得される。
【００５５】
そのうちの一つの実施例において、前記総洗浄経路は、建物の壁体の鉛直方向に沿う経路、及び建物の壁体の水平方向に沿う経路の少なくとも１種を含む。
【００５６】
そのうちの一つの実施例において、前記建物の壁体の鉛直方向に沿う経路は、前記建物の壁体の上方から下方までの鉛直経路である。
【００５７】
そのうちの一つの実施例において、前記メモリは、帰航経路をさらに記憶することに用いられ、前記制御器は、前記帰航経路に基づいて、前記ＵＡＶを着陸点まで帰航させるように制御する。
【００５８】
そのうちの一つの実施例において、前記帰航経路は、ユーザが予め設定した経路、既に洗浄された経路、又は自動的に計画した経路である。
【００５９】
そのうちの一つの実施例において、前記自動的に計画した経路は、動力エネルギーの消耗が最も少ない経路、帰航行程が最も短い経路、及び帰航時間が最も短い経路の少なくとも１種を含む。
【００６０】
そのうちの一つの実施例において、前記ＵＡＶは、前記壁面を洗浄するための洗浄装置をさらに含む。
【００６１】
そのうちの一つの実施例において、前記洗浄装置は、洗浄剤を吹き付けるための液体噴射機構、超音波振動を生じさせるための超音波変換器、洗浄部材を回転させるための回転駆動機構、前記洗浄部材を往復摺動させるための摺動駆動機構、及び前記洗浄部材をドラッグするためのドラッグ機構の少なくとも１種を含む。
【００６２】
そのうちの一つの実施例において、前記超音波で振動される壁面面積は、前記超音波変換器と前記壁面との間の距離により調整され、
又は、前記超音波で振動される壁面面積は、前記超音波変換器により調整される。
【００６３】
そのうちの一つの実施例において、前記洗浄剤を吹き付けられる壁面面積は、前記液体噴射機構と前記壁面との間の距離により調整され、
又は、前記洗浄剤を吹き付けられる壁面面積は、前記液体噴射機構により調整される。
【００６４】
そのうちの一つの実施例において、前記洗浄部材は、洗浄布、及び洗浄スポンジの少なくとも１種を含む。
【００６５】
そのうちの一つの実施例において、前記ＵＡＶは雲台をさらに含み、前記洗浄装置は、前記雲台により前記ＵＡＶの機体上に接続され、かつ前記洗浄装置の姿勢は、前記雲台により調整される。
【００６６】
壁体洗浄システムであって、
上述のＵＡＶと、
前記ＵＡＶに動力エネルギー及び／又は洗浄原料を補給するためのドックと、を含む。
そのうちの一つの実施例において、前記ＵＡＶの動力エネルギーは電気エネルギーであり、前記ドックは、前記ＵＡＶの電池を取り換えるための電池取換え装置と、前記ＵＡＶの電池を充電するための電池充電装置とを含む。
【００６７】
そのうちの一つの実施例において、前記ＵＡＶの動力エネルギーは燃料油であり、前記ドックは、前記ＵＡＶに燃料油を補給するための燃料油補給装置を含む。
【００６８】
そのうちの一つの実施例において、前記ドックは、前記ＵＡＶに前記洗浄原料を補給するための洗浄原料補給装置をさらに含む。
【００６９】
そのうちの一つの実施例において、前記壁面は建物の外壁であり、前記ドックは空中又は前記建物の頂部に設けられ、
又は、前記壁面は建物の内壁であり、前記ドックは前記建物の室内の床面に設けられる。
【００７０】
そのうちの一つの実施例において、前記ＵＡＶは複数であり、前記ドックは、同時又は順次に複数の前記ＵＡＶに対して動力エネルギー及び洗浄原料を補給可能であり、
又は、前記ドックは複数であり、前記ＵＡＶは、そのうちの１つのドックを自動的に選択し、動力エネルギー及び洗浄原料を補給可能である。
【００７１】
そのうちの一つの実施例において、前記ドックは、前記ＵＡＶを制御するための主制御装置と、制御信号を送信するための無線信号送信器とをさらに含み、前記ＵＡＶは、無線信号受信器をさらに含む。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施形態に係るＵＡＶによる壁体洗浄方法のフローチャートである。
【図２】図１に示すＵＡＶによる壁体洗浄方法のステップＳ１１の具体的なフローチャートである。
【図３】図１に示すＵＡＶによる壁体洗浄方法のステップＳ１１における総洗浄経路を取得する概略図である。
【図４】図４（ａ）は、図１に示すＵＡＶによる壁体洗浄方法のステップＳ１１における総洗浄経路の１つの実施例の概略図である。図４（ｂ）は、図１に示すＵＡＶによる壁体洗浄方法のステップＳ１１における総洗浄経路のもう一つの実施例の概略図である。
【図５】図１に示すＵＡＶによる壁体洗浄方法のステップＳ１２における具体的なフローチャートである。
【図６】図１に示すＵＡＶによる壁体洗浄方法のステップＳ１２における洗浄禁止標識の１つの実施例の概略図である。
【図７】図１に示すＵＡＶによる壁体洗浄方法のステップＳ１２における洗浄禁止標識のもう一つの実施例の概略図である。
【図８】図１に示すＵＡＶによる壁体洗浄方法のステップＳ１４における具体的なフローチャートである。
【図９】図１に示すＵＡＶによる壁体洗浄方法のステップＳ１５における具体的なフローチャートである。
【図１０】本発明の実施形態に係る壁体洗浄システムの構造概略図である。
【図１１】図１０に示す壁体洗浄システムのＵＡＶの回路原理図である。
【図１２】図１０に示す壁体洗浄システムのドックの回路原理図である。
【図１３】図１１に示すＵＡＶの洗浄装置の液体噴射機構の構造原理図である。
【図１４】図１１に示すＵＡＶの洗浄装置の摺動駆動機構の構造原理図である。
【図１５】図１１に示すＵＡＶの洗浄装置の回転駆動機構の構造原理図である。
【図１６】図１１に示すＵＡＶの洗浄装置のドラッグ機構の構造原理図である。
【図１７】図１１に示すＵＡＶの構造概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００７３】
以下は、本発明の実施例における図を参照しながら、本発明の実施例における技術案について明瞭、完全に説明しているが、説明される実施例は、明らかに、本発明の実施例の一部に過ぎず、全ての実施例ではない。本発明の実施例に基づき、当業者が創造性のある労働を必要とせずに得られるすべての他の実施例は、何れも本発明が保護する範囲に属する。
【００７４】
なお、アセンブリが他のアセンブリに「固定」されると称される場合、他のアセンブリの上に直接あってもよく、又は介在するアセンブリが存在してもよい。アセンブリが他のアセンブリに「接続」されると見なされる場合、他のアセンブリに直接接続してもよく、又は同時に介在するアセンブリが存在する可能性があってもよい。本文に用いられる「垂直な」、「水平な」、「左」、「右」という技術用語及び類似する表現方式は、説明するために過ぎない。
【００７５】
特に定義されることがない場合は、本文に用いられる全ての技術及び科学技術用語は、本発明の技術分野に属する技術者が一般的に理解している意味と同一である。本文では、本発明の明細書に用いられた技術用語は、具体的な実施例を説明するに過ぎず、本発明を制限することを目的としない。本文に用いられた「及び／又は」という技術用語には、関連する挙げられた項目の１つ以上の任意の組み合わせ及び全ての組み合わせが含まれる。
【００７６】
本発明の実施形態は、ＵＡＶによる壁体洗浄方法を開示し、前記方法は、ＵＡＶに載置される洗浄装置により建物の壁面を洗浄し、その後、ドック（ｄｏｃｋ）により前記ＵＡＶを補給する。
【００７７】
そのうちの幾つかの実施例において、洗浄装置は、ＵＡＶの本体に集積されてもよく、別に製造された後、組み立てられてもよい。
【００７８】
そのうちの幾つかの実施例において、前記壁面は、建物の外壁面であってもよく、建物の内壁面であってもよく、例えば、幾つかの塔類の建築については、その内室の高さが比較的高く、同様に、上述の洗浄方法で建物の内壁面を洗浄することができる。
【００７９】
そのうちの幾つかの実施例において、前記ドックは、建物の屋根に設けられてもよく、例えば、建物の外壁面を洗浄する場合、前記ＵＡＶが屋根から下へ洗浄するのを便利に行うように、ドックは建物の屋根に設けられてもよく、又は空中にホバリングされてもよい。
【００８０】
前記ドックは、建物の室内の床面に設けられてもよく、例えば、幾つかの塔類の建物の内壁面を洗浄する場合、ドックは建物の室内の床面に設けられてもよい。
【００８１】
そのうちの幾つかの実施例において、前記ＵＡＶは、洗浄すべき経路に基づいて洗浄すべき領域まで飛行し、かつ洗浄すべき領域の壁面を洗浄する。
【００８２】
前記洗浄すべき経路は、リアルタイムに計画されてもよく、予め設定されてもよい。前記洗浄すべき経路は、総洗浄経路及び記録された既に洗浄された経路に基づいて算出される。
【００８３】
そのうちの幾つかの実施例において、前記ＵＡＶの総洗浄経路は、建物の鉛直方向から階層化し、洗浄を行うものであってもよく、例えば、前記ＵＡＶの総洗浄経路は、建物の上方から下方までの複数の平行間隔で設けられる鉛直経路である。前記ＵＡＶの総洗浄経路は、建物の壁体の水平方向に沿って階層化し、洗浄を行うものであってもよく、例えば、前記ＵＡＶの総洗浄経路は、建物の左方から右方までの複数の平行間隔で設けられる水平経路である。
【００８４】
そのうちの幾つかの実施例において、前記ＵＡＶの洗浄方式は、洗浄剤を吹き付ける洗浄方式であってもよく、超音波で振動する洗浄方式であってもよい。
【００８５】
そのうちの幾つかの実施例において、前記ＵＡＶに載置される洗浄装置が一回洗浄する面積は、前記洗浄装置と前記壁面との間の距離又は前記洗浄装置自身により調整可能である。
【００８６】
そのうちの幾つかの実施例において、前記洗浄剤を吹付ける洗浄方式は多種であることが可能となり、例えば、往復摺動拭い、回転拭い，単方向ドラッグ拭い等である。往復摺動拭いとは、洗浄部材を壁面に往復拭うように動かすことであり、例えば、上下往復拭い、左右往復拭いである。回転拭いとは、洗浄部材の回転を動かすことにより、洗浄部材が壁面を拭うことである。単方向ドラッグ拭いとは、洗浄部材を壁面にドラッグさせるように動かし、壁面を拭うことであり、例えば、前記壁面に沿って上から下へドラッグする、又は前記壁面に沿って下から上へドラッグする。
【００８７】
そのうちの幾つかの実施例において、前記壁面のどの領域が洗浄する必要がない領域であるかを標識するように、前記壁面には洗浄禁止標識が設けられており、前記ＵＡＶは、前記洗浄禁止標識を感知した直後、洗浄する必要がある他の領域に飛行する。
【００８８】
前記洗浄禁止標識は、前記壁面に貼り付けられる実体標識であってもよく、例えば、前記洗浄禁止標識は前記壁面に設けられるパターンである。前記洗浄禁止標識は、前記壁面をカバーする仮想標識であってもよく、例えば、前記洗浄禁止標識は、前記壁面に設けられる信号発生器から発せられる洗浄禁止信号である。
【００８９】
そのうちの幾つかの実施例において、前記壁面の類型は多種であることが可能となり、例えばガラス壁面、普通の壁面等である。前記普通の壁面は、テクスチャーを区分可能な壁面、繰り返しテクスチャーの壁面、テクスチャーレス壁面等である。
【００９０】
そのうちの幾つかの実施例において、前記ＵＡＶが洗浄作業を完了した後、自動的に帰航経路に沿って着陸点まで帰航する。着陸点は、ユーザが予め設定した地点であってもよく、例えば、着陸点は、ユーザが事前に設定したデフォルト位置、例えばドック等であってもよく、又は、ユーザが現在の環境に基づいて一時的に設定する位置であってもよい。
【００９１】
前記着陸点は、前記ＵＡＶが自動的に設定した地点であってもよい。例えば、前記着陸点は、前記ＵＡＶが現在の環境に基づいて自動的に選択する着陸位置であってもよい。
【００９２】
上述のＵＡＶによる壁体洗浄方法によれば、本発明の実施形態は、さらに、上述の方法を実施可能なＵＡＶを提供する。前記ＵＡＶは、洗浄すべき経路及び帰航経路を記憶するためのメモリと、ＵＡＶの現在位置情報を取得するための位置決めセンサと、壁面の情報を取得するための壁面識別センサと、ＵＡＶの飛行経路及び前記洗浄装置の作業状態を制御する制御器とを含む。
【００９３】
そのうちの幾つかの実施例において、前記ＵＡＶは、雲台により洗浄装置を載置する。前記雲台により前記洗浄装置の姿勢を調整することができる。
【００９４】
そのうちの幾つかの実施例において、前記ＵＡＶは、前記洗浄装置を直接的に載置し、前記洗浄装置の姿勢は前記ＵＡＶの姿勢により調整される。
【００９５】
そのうちの幾つかの実施例において、前記洗浄装置は、洗浄剤を吹き付けるための液体噴射機構、超音波振動を生じさせるための超音波変換器、洗浄部材を回転させるための回転駆動機構、前記洗浄部材を往復摺動させるための摺動駆動機構、及び前記洗浄部材をドラッグするためのドラッグ機構の少なくとも１種を含む。
【００９６】
そのうちの幾つかの実施例において、前記壁面識別センサは、壁面距離センサ、壁面類型センサ、及び禁止標識識別センサの少なくとも１種を含む。前記壁面距離センサは、前記ＵＡＶと前記壁面との間の距離を感知することに用いられる。前記壁面類型センサは前記壁面の類型を識別することに用いられる。前記禁止標識識別センサは、前記壁面の洗浄禁止標識を識別することに用いられる。
【００９７】
上述のＵＡＶによれば、本発明の実施形態は、さらに、壁体洗浄システムを提供する。前記壁体洗浄システムは、前記ＵＡＶ及びドックを含み、前記ドックは、前記ＵＡＶに動力エネルギー及び／又は洗浄原料を補給することに用いられる。
【００９８】
そのうちの幾つかの実施例において、ドックは建物の外部に設けられてもよく、例えば、前記壁面は建物の外壁面であり、前記ドックは空中又は前記建物の頂部に設けられる。ドックは建物の内部に設けられてもよく、例えば、前記壁面は建物の内壁面であり、前記ドックは前記建物の室内の床面に設けられる。
【００９９】
そのうちの幾つかの実施例において、１つの前記ドックは、同時又は順次に複数の前記ＵＡＶに動力エネルギー及び洗浄原料を補給することができる。前記ドックが複数である場合、１つの前記ＵＡＶは、そのうちの１つの前記ドックを選択し、動力エネルギー及び洗浄原料を補給することができる。
【０１００】
そのうちの幾つかの実施例において、前記ＵＡＶの動力エネルギーは、洗浄装置と１つのエネルギー装置を共用してもよく、それぞれ異なるエネルギーを用いてもよい。
【０１０１】
以下は、図面を参照しながら、本発明の幾つかの実施形態を詳細に説明する。
【０１０２】
図１を参照すると、本発明の実施形態のＵＡＶによる壁体洗浄方法は、以下のステップＳ１１〜Ｓ１５を含む。
【０１０３】
ステップＳ１１：洗浄すべき経路を取得する。
【０１０４】
前記ステップＳ１１は、異なる方式より取得することができ、例えば、図２に示すように、具体的に、本実施例において、ステップＳ１１は、ステップＳ１１１及びＳ１１２をさらに含む。
【０１０５】
ステップＳ１１１：総洗浄経路及び既に洗浄された経路を取得する。
【０１０６】
異なる方式により総洗浄経路を取得することができ、そのうちの一つの実施例において、総洗浄経路は、ＵＡＶ自身の位置決めセンサにより取得され、例えば、ＵＡＶは、総洗浄経路を計画する前に、建物の洗浄すべき領域の周りを１回飛行し、ＵＡＶ自身の位置決めセンサにより、全ての洗浄すべき領域の位置情報が知ることができることにより、総洗浄経路が取得される。
【０１０７】
具体的に、図３に示すように、ＵＡＶは、ビルの頂部のドックから離陸した後、自身の位置決めセンサ（例えばＧＰＳ）に基づいて、予め記録された飛行軌跡（図示した点線に示す）に従って、超音波センサ、カメラ及び加速度計の重力方向により、垂直な壁面を識別することができることにより、総洗浄経路を取得する。
【０１０８】
もう一つの実施例において、総洗浄経路は、建物に設けられるグローバル位置決めシステムにより取得される。例えば、建物上の全ての洗浄すべき領域にグローバル位置決めシステムが設けられ、グローバル位置決めシステムにより合計洗浄径路が知られ、かつグローバル位置決めシステムにより前記ＵＡＶにアップロードされる。
【０１０９】
もう一つの実施例において、総洗浄経路は、前記ＵＡＶ自身の位置決めセンサと建物上のグローバル位置決めシステムとの組み合わせにより知ることができる。
【０１１０】
総洗浄経路は、建物の実際の環境に応じて計画されてもよく、例えば、総洗浄経路は、建物の壁体の鉛直方向に沿う経路、及び建物の壁体の水平方向に沿う経路の少なくとも１種を含むことができる。
【０１１１】
具体的に、図４（ａ）に示すように、建物の壁体の鉛直方向に沿う経路は、建物の壁体の上方から下方までの鉛直経路であることが可能となる。図４（ｂ）に示すように、建物の壁体の水平方向に沿う経路は、建物の壁体の左側から右側までの水平経路であることが可能となる。
【０１１２】
ステップＳ１１２：総洗浄経路及び既に洗浄された経路に基づいて、洗浄すべき経路を計画する。
【０１１３】
洗浄すべき経路は、リアルタイムに更新されてもよく、例えば、ＵＡＶは、前記建物のコーナーまで洗浄した場合、動力エネルギーを省くように、帰航に必要とされる動力エネルギー量が最も少ない洗浄経路を適時に選択することができる。
【０１１４】
洗浄すべき経路は、予め設定した時間をおいて更新されてもよく、例えば、ＵＡＶはドックに帰航した場合、前記洗浄すべき経路の更新を開始する。
【０１１５】
ステップＳ１２：洗浄すべき経路に基づいて、洗浄すべき領域まで飛行する。
【０１１６】
洗浄すべき経路の異なる状況に基づいて、異なる方式を用いて、ＵＡＶを洗浄すべき領域まで飛行させるように制御する。例えば、洗浄すべき経路には、少数の洗浄禁止領域、例えば居住用家屋のベランダ、窓等が存在する場合、洗浄禁止領域を自動的に識別することにより、ＵＡＶを洗浄すべき領域まで飛行させるように制御することができる。
【０１１７】
例えば、図５に示すように、具体的に、本実施例において、洗浄すべき経路には、少数の洗浄禁止領域が存在する場合、ステップＳ１２は、ステップＳ１２１〜Ｓ１２３をさらに含む。
【０１１８】
ステップＳ１２１：洗浄禁止標識が存在するか否かを判断する。
【０１１９】
実際の状況に応じて洗浄禁止標識を設計することができ、例えば、洗浄禁止標識は、壁面に設けられるパターン、及び壁面に設けられる信号発生器から発せられる洗浄禁止信号の少なくとも１種を含む。
【０１２０】
異なる方式を用いて前記パターンを設けることができ、例えば、そのうちの一つの実施例において、パターンは、禁止開始パターン及び禁止終了パターンを含み、禁止開始パターン及び禁止終了パターンは、洗浄禁止領域の対向する両エッジに位置する。ＵＡＶは禁止開始パターンを感知した後、洗浄作業を停止し、禁止終了パターンを感知した際に、洗浄作業を継続することにより、洗浄禁止領域を避ける。
【０１２１】
具体的に、図６に示すように、幾つかの外壁が特別な原因で、洗浄する必要がない場合、洗浄する必要がない壁体の上方には、「Ｓｔｏｐ」フラグという禁止開始パターン及び「Ｃｏｎｔｉｎｕｅ」フラグという禁止終了パターンを貼り付けることができる。
【０１２２】
異なる方式を用いて前記信号発生器を設けることができ、例えば、そのうちの一つの実施例において、信号発生器は複数であり、かつ開始信号発生器及び終止信号発生器を含み、開始信号発生器及び終止信号発生器は洗浄禁止領域の対向する両エッジに設けられる。ＵＡＶは、開始信号発生器から発せられる信号を感知した場合、洗浄作業を停止し、終止信号発生器から発せられる信号を検知した際に、洗浄作業を継続することにより、洗浄禁止領域を避ける。
【０１２３】
もう一つの実施例において、信号発生器は複数であり、複数の信号発生器は、洗浄禁止領域の中部に設けられ、複数の信号発生器から発せられる信号は、洗浄禁止領域をカバーする。ＵＡＶは、開始信号発生器から発せられる信号を感知した場合、洗浄作業を停止し、信号発生器から発せられる信号が消失した際に、洗浄作業を継続することにより、洗浄禁止領域を避ける。
【０１２４】
具体的に、図７に示すように、建物内部に短距離の信号発生器が取り付けられ、無人機は、信号発生器から発せられる信号を受信する場合、信号発生器から発せられる信号が消失するまで、洗浄作業を停止する。信号発生器から発せられる信号でカバーされる領域は、洗浄禁止領域である。
【０１２５】
ステップＳ１２２：洗浄禁止標識が存在すれば、現在領域を洗浄禁止領域として識別する。
【０１２６】
ＵＡＶは現在領域を洗浄禁止領域として識別した場合、ＵＡＶは、該現在領域に対する洗浄を停止する。
【０１２７】
ステップＳ１２３：洗浄禁止標識が存在しなければ、現在領域を前記洗浄すべき領域として識別する。
【０１２８】
ＵＡＶは、現在領域を洗浄すべき領域として識別した場合、ＵＡＶは、現在領域を洗浄することができる。
【０１２９】
ステップＳ１３：洗浄すべき領域の壁面を識別する。
【０１３０】
ステップＳ１３は、壁面とＵＡＶとの間の距離を識別するステップと、壁面の類型を識別するステップとを含むことができる。
【０１３１】
壁面とＵＡＶとの間の距離は、ＵＡＶの壁面距離センサにより取得されてもよく、例えば、壁面距離センサは、超音波測距センサ、視覚測距センサ、レーザ測距センサ、赤外線測距センサ、レーダー測距センサ等であることが可能である。
【０１３２】
ステップＳ１４：ＵＡＶに載置される洗浄装置で壁面を洗浄する。
【０１３３】
壁面を洗浄する方式は多種であり、例えば、超音波振動で洗浄する方式、洗浄剤を吹き付けて洗浄する方式等である。超音波振動で洗浄する方式を用いる場合、洗浄装置は、超音波振動を生じさせるための超音波変換器を含む。洗浄剤を吹き付けて洗浄する方式を用いる場合、洗浄装置は、洗浄剤を吹き付けるための液体噴射機構を含む。
【０１３４】
超音波振動で洗浄することは、超音波変換器により壁面に向かって超音波を発生し、超音波で壁面の塵を振動することである。
【０１３５】
そのうち、超音波で振動する壁面面積は、異なる方式により制御可能であり、例えば、そのうちの一つの実施例において、超音波で振動する壁面面積は、洗浄装置と壁面との間の距離により調整される。例えば、超音波変換器が発生した超音波が、扇形を呈して送られる場合、超音波変換器と壁面との間の距離が長いほど、超音波で振動する壁面面積は大きくなり、逆に、超音波で振動する壁面面積は小さくなる。
【０１３６】
もう一つの実施例において、超音波で振動する壁面面積は、洗浄装置自身により調整される。例えば、超音波変換器の超音波の出口の大きさを調整できる場合、超音波の出口が大きいほど、超音波で振動する壁面面積は大きくなり、逆に、超音波で振動する壁面面積は小さくなる。
【０１３７】
洗浄剤を吹き付けて洗浄する方式は、壁面に向かって洗浄剤を吹付けた後、洗浄部材で壁面の汚れを落とすことである。
【０１３８】
そのうち、洗浄剤を吹き付けられる壁面面積は、異なる方式で制御可能であり、例えば、そのうちの一つの実施例において、洗浄剤を吹き付けられる壁面面積は、洗浄装置と壁面との間の距離により調整される。例えば、液体噴射機構は、洗浄剤を扇形で噴出した場合、洗浄装置と壁面との間の距離が長いほど、洗浄剤を吹き付けられる壁面面積は大きくなり、逆に、洗浄剤を吹き付けられる壁面面積は小さくなる。
【０１３９】
もう一つの実施例において、洗浄剤を吹き付けられる壁面面積は、洗浄装置自身により調整される。例えば、液体噴射機構の液体噴出口の大きさを調整できる場合、液体噴射機構の液体噴出口が大きいほど、洗浄剤を吹き付けられる壁面面積は大きくなり、逆に、洗浄剤を吹き付けられる壁面面積は小さくなる。
【０１４０】
洗浄剤を吹き付けて洗浄する方式は多種であることが可能となり、例えば、往復摺動拭い、回転拭い、単方向ドラッグ拭いである。
【０１４１】
回転拭いとは、洗浄部材を駆動軸の周りに回転させるように駆動し、洗浄部材に壁面を叩かせることにより、壁面の汚れを落とすことである。
【０１４２】
往復摺動拭いとは、洗浄部材を洗浄剤が吹付された壁面に往復摺動させるように駆動することにより、壁面の汚れを落とすことである。
【０１４３】
単方向ドラッグ拭いとは、壁面に沿って洗浄部材をドラッグすることにより、洗浄部材が壁面の汚れを落とすことである。
【０１４４】
異なる方式を用いてステップＳ１４を実現することができ、例えば、図８に示すように、本実施例において、ステップＳ１４は、ステップＳ１４１〜Ｓ１４４をさらに含む。
【０１４５】
ステップＳ１４１：壁面の類型を取得する。
【０１４６】
壁面の類型は、ＵＡＶ自身のセンサにより知ることもでき、又はユーザが予め設定した情報から知ることもできる。
【０１４７】
ステップＳ１４２：壁面の類型に基づいて、壁面の類型に対応する洗浄方式を選択する。
【０１４８】
異なる壁面の類型に対して、異なる洗浄方式を用いる。例えば、壁面に浮く塵に対して、超音波で振動する方式により洗浄を行うことができ、壁面に固着する汚れに対して、洗浄剤を吹き付ける方式により洗浄を行うことができる。
【０１４９】
ステップＳ１４３：選択された洗浄方式に基づいて、ＵＡＶと壁面との間の距離を制御する。
【０１５０】
異なる洗浄方式に対して、ＵＡＶと壁面との間の距離を選択的に制御することができる。例えば、超音波で振動する方式により洗浄を行う場合、ＵＡＶと壁面との間の距離は、第一予定距離に制御され、洗浄剤を吹き付ける方式により洗浄を行う場合、ＵＡＶと壁面との間の距離は、第二予定距離に制御され、第二予定距離は、第一予定距離と同一ではない。
【０１５１】
また、異なる洗浄面積に対して、ＵＡＶと壁面との間の距離を選択的に制御してもよく、具体的な制御方式は、ステップＳ１３に記載されており、ここでは詳細に繰り返して説明しない。
【０１５２】
ステップＳ１４４：選択された洗浄方式で壁面を洗浄する。
【０１５３】
選択された洗浄方式に基づいて、壁面に対して一度洗浄又は繰り返し複数回の洗浄を行うことができる。
【０１５４】
なお、ステップＳ１４は、壁面を洗浄すると共に、既に洗浄された経路を記録することにより、既に洗浄された経路をリアルタイムに更新するステップをさらに含む。
【０１５５】
さらに、方法は、前記壁面の洗浄を停止し、自動的に帰航経路に沿って着陸点まで帰航するステップＳ１５をさらに含む。
【０１５６】
帰航経路は、ユーザが予め設定した経路であってもよく、例えば、ユーザが現在の環境状況に応じて予め設定した経路である。帰航経路は既に洗浄された経路であってもよく、即ち、洗浄時に飛行した経路に沿って戻る。帰航経路は、自動的に計画した経路であってもよく、例えば、自動的に計画した経路は、動力エネルギーの消耗が最も少ない経路、帰航行程が最も短い経路、帰航時間が最も短い経路等であってもよい。
【０１５７】
着陸点は、ユーザが予め設定した地点であり、例えば、着陸点は、ＵＡＶに動力エネルギー及び／又は洗浄原料を補給するためのドックである。又は、着陸点は、ＵＡＶが自動的に選択した地点である。
【０１５８】
また、洗浄すべき壁面の位置に基づいてドックの位置を設けることができ、例えば、壁面が建物の外壁である場合、ドックは、空中又は建物の頂部に設けられる。壁面が建物の内壁である場合、ドックは建物の室内の床面に設けられる。
【０１５９】
ＵＡＶは、ＵＡＶの現在の動力エネルギー残量で帰航するには不十分である情報、洗浄装置が作業を継続することができない情報、及びＵＡＶが洗浄すべき経路を完了した情報、の少なくとも１種の情報を受信した場合、前記壁面の洗浄を停止する。
【０１６０】
そのうち、洗浄装置が作業を継続することができない情報は、洗浄装置の動力エネルギーが不十分である情報、及び洗浄装置の洗浄原料が不十分である情報、の少なくとも１種を含む。洗浄装置の洗浄原料は洗浄剤、水等であることが可能となる。
【０１６１】
ＵＡＶの動力エネルギーは電気エネルギー又は燃料油であることが可能となる。そのうちの一つの実施例において、洗浄装置の動力エネルギー及びＵＡＶの動力エネルギーは何れも電気エネルギーであり、かつ両者は１つの電源を共用する。
【０１６２】
異なる飛行環境に基づいてステップＳ１５の具体的な実施形態を設計することができ、例えば、図９に示すように、具体的に、本実施形態において、ステップＳ１５は、以下のステップＳ１５１〜Ｓ１５７をさらに含む。
【０１６３】
ステップＳ１５１：ＵＡＶの現在の動力エネルギー残量が、現在位置から帰航するのに必要とされるエネルギー量よりも多いか否かを判断する。
【０１６４】
具体的に、本実施例において、ＵＡＶが電動ＵＡＶである場合、ＵＡＶの電池の現在電力残量が、現在位置から帰航するのに必要とされる電力量よりも多いか否かを判断する。
【０１６５】
もう一つの実施例において、ＵＡＶが燃料油ＵＡＶである場合、ＵＡＶの油タンク内の現在油残量が、現在位置から帰航するのに必要とされる油量よりも多いか否かを判断する。
【０１６６】
ステップＳ１５２：ＵＡＶの現在の動力エネルギー残量が、現在位置から帰航するのに必要とされるエネルギー量よりも多くない場合、直ちに前記壁面の洗浄を停止し、自動的に帰航経路に沿って戻る。
【０１６７】
具体的に、本実施例において、ＵＡＶの電池の現在電力残量が、現在位置から帰航するのに必要とされる電力量よりも多くない場合、直ちに前記壁面の洗浄を停止し、自動的に帰航経路に沿って戻る。
【０１６８】
もう一つの実施例において、ＵＡＶの油タンク内の現在油残量が、現在位置から帰航するのに必要とされる油量よりも多くない場合、直ちに前記壁面の洗浄を停止し、自動的に帰航経路に沿って戻る。
【０１６９】
ステップＳ１５３：ＵＡＶの現在の動力エネルギー残量が現在位置から帰航するのに必要とされるエネルギー量よりも多い場合、洗浄装置が作業を継続することができるか否かを判断する。
【０１７０】
具体的に、本実施例において、ＵＡＶの電池の現在電力残量が、現在位置から帰航するのに必要とされる電力量よりも多い場合、洗浄装置の動力エネルギー及び洗浄原料が十分であるか否かを判断する。
【０１７１】
もう一つの実施例において、ＵＡＶの油タンク内の現在油残量が、現在位置から帰航するのに必要とされる油量よりも多い場合、洗浄装置の動力エネルギー及び洗浄原料が十分であるか否かを判断する。
【０１７２】
ステップＳ１５４：洗浄装置が作業を継続することができない場合、直ちに前記壁面の洗浄を停止し、自動的に帰航経路に沿って戻る。
【０１７３】
具体的に、本実施例において、洗浄装置に必要とされる動力エネルギー及び洗浄原料が不十分である場合、直ちに前記壁面の洗浄を停止し、自動的に帰航経路に沿って戻る。
【０１７４】
ステップＳ１５５：洗浄装置が作業を継続することができる場合、洗浄すべき経路を完了したか否かを判断する。
【０１７５】
具体的に、本実施例において、洗浄装置に必要とされる動力エネルギー及び洗浄原料が十分である場合、洗浄すべき経路を完了したか否かを判断する。
【０１７６】
ステップＳ１５６：洗浄すべき経路を完了した場合、直ちに前記壁面の洗浄を停止し、自動的に帰航経路に沿って戻る。
【０１７７】
具体的に、本実施例において、ＵＡＶは、洗浄すべき経路及び現在位置の情報に基づいて、現在位置が洗浄すべき経路の末端位置に位置するか否かを判断する。現在位置が、洗浄すべき経路の末端位置に位置する場合、直ちに前記壁面の洗浄を停止し、自動的に帰航経路に沿って帰航する。
【０１７８】
ステップＳ１５７：洗浄すべき経路が未完了の場合、洗浄すべき経路に従って、洗浄を継続する。
【０１７９】
具体的に、本実施例において、現在位置が、洗浄すべき経路の末端位置に位置しない場合、洗浄すべき経路に従って、洗浄すべき経路の末端位置に到達するまで洗浄を継続する。
【０１８０】
なお、図１に示すように、前記着陸点がドックである場合、前記方法は、ステップＳ１５の後に、ＵＡＶに対して動力エネルギー及び／又は洗浄原料を補給するステップＳ１６をさらに含む。
【０１８１】
具体的に、実施例において、ＵＡＶの電池の電力量が不十分である場合、ドックはＵＡＶの電池を取り換え、取り換えた電池を充電する。洗浄剤が不十分である場合、ドックはＵＡＶに洗浄剤を補給する。
【０１８２】
従来の壁体洗浄方法と比べて、上述のＵＡＶによる壁体洗浄方法は、少なくとも以下の利点を有する。
（１）上述の方法は、ＵＡＶに載置される洗浄装置で壁面を洗浄し、高所作業者が作業する必要がないことにより、建物の壁体洗浄の危険性を大幅に低減させる。
（２）ＵＡＶが自由に空中にホバリングすることができ、建物の壁面に吸着する必要がないため、その移動が比較的便利であり、異なる類型の壁体に適用可能である。
（３）ＵＡＶは、洗浄すべき経路に基づいて、洗浄すべき領域を自動的に探し、洗浄領域の壁面を識別することができるため、建物の壁面を洗浄する自動化程度を大幅に向上させる。
【０１８３】
上述のＵＡＶによる壁体洗浄方法によれば、本発明は、壁体洗浄システムをさらに提供する。
【０１８４】
図１０を参照すると、本実施形態の壁体洗浄システム１０は、壁体を洗浄するためのＵＡＶ１００と、ＵＡＶ１００に動力エネルギー及び／又は洗浄原料を補給するためのドック２００とを含む。
【０１８５】
図１１を参照すると、具体的に、本実施例において、ＵＡＶ１００は、メモリ１１０、位置決めセンサ１２０、壁面識別センサ１３０、及び制御器１４０を含む。
【０１８６】
メモリ１１０は洗浄すべき経路を記憶することに用いられる。メモリ１１０はハードディスク、フラッシュメモリカード等の記憶装置であることが可能となる。
【０１８７】
位置決めセンサ１２０はＵＡＶ１００の現在位置情報を取得することに用いられる。例えば、位置決めセンサ１２０は、ＧＰＳ、ＩＭＵ（Ｉｎｅｒｔｉａｌ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｕｎｉｔ、慣性測定ユニット）、及び高度計の少なくとも１種を含む。ＧＰＳは、三次元空間内のＵＡＶ１００の位置座標を取得することに用いられる。ＩＭＵは、ＵＡＶ１００の三軸姿勢角及び加速度を取得することに用いられる。高度センサは、ＵＡＶ１００の絶対高度又は相対高度を取得することに用いられる。例えば、前記高度センサは、気圧高度計、赤外線測距センサ、超音波測距センサ、視覚測距センサ、レーザ測距センサ、及びレーダー測距センサの少なくとも１種を含む。
【０１８８】
壁面識別センサ１３０は、壁面の情報を取得することに用いられる。例えば、壁面識別センサ１３０は、壁面距離センサ、壁面類型センサ、及び禁止標識識別センサの少なくとも１種を含む。
【０１８９】
壁面距離センサは、ＵＡＶ１００と壁面との間の距離を測定することに用いられる。例えば、壁面距離センサは、超音波測距センサ、視覚測距センサ、レーザ測距センサ、赤外線測距センサ、及びレーダー測距センサの少なくとも１種を含む。
【０１９０】
壁面類型センサは、壁面の類型を識別することに用いられる。例えば、壁面類型センサは、超音波センサ、レーザセンサ、及び視覚センサの少なくとも１種を含む。
【０１９１】
同一の建物は、異なる類型の壁を有する可能性があるため、壁面の類型は、ガラス壁面及び普通の壁面に分けられてもよい。普通の壁面は、テクスチャーを区分可能な壁面、繰り返しテクスチャーの壁面、テクスチャーレス壁面に分けられてもよい。異なる類型の壁については、要求する洗浄タスクが異なり（例えば、異なる洗浄試薬を用いる等）、壁面類型センサで壁面の類型を識別する必要がある。
【０１９２】
例えば、ガラス壁は、光を反射可能であり、超音波を安定に反射する等の利点を有しており、ＵＡＶ１００の走査回転ヨー角（＜３０°）を満たす場合、超音波センサで感知した距離数値が安定化し、両眼カメラにより得られた奥行きマップのシーンが複雑であり（ガラス鏡面で遠方風景を反射する）、又はＵＡＶ１００自身の影を識別可能であり、予め設定した壁面類型情報（例えば、ガラス壁面の有無）と持続した検出統計とを組み合わせて、ガラス壁面を確実に識別可能である。
【０１９３】
普通の外壁は、テクスチャーを区分可能な壁面、繰り返しテクスチャーの壁面及びテクスチャーレス壁面に分けることができるため、テクスチャーを区分可能な壁面について、両眼カメラにより取得された画像において、壁面平面が整合され、繰り返しテクスチャーの壁面及びテクスチャーレス壁面については、超音波センサの超音波情報を組み合わせて、識別される。
【０１９４】
禁止標識識別センサは、壁面の洗浄禁止標識を識別することに用いられる。例えば、禁止標識識別センサは、信号受信器、及び視覚センサの少なくとも１種を含む。
【０１９５】
制御器１４０は、洗浄すべき経路、壁面の情報、及び現在位置情報を取得するように、メモリ１１０、位置決めセンサ１２０、壁面識別センサ１３０、及び制御器１４０が通信接続される。例えば、制御器１４０は、制御チップ、制御回路板等であることが可能となる。
【０１９６】
そのうち、制御器１４０は、洗浄すべき経路、及び現在位置情報に基づいて、洗浄すべき領域まで飛行する飛行制御信号を送信する。制御器１４０は、壁面の情報に基づいて、壁面を洗浄する洗浄制御信号を送信する。
【０１９７】
さらに、メモリ１１０は、総洗浄経路及び既に洗浄された経路をさらに記憶しており、制御器１４０は総洗浄経路及び既に洗浄された経路に基づいて、洗浄すべき経路を算出する。
【０１９８】
既に洗浄された経路は、ＵＡＶ１００が洗浄作業を開始することに従って、リアルタイムに記録可能であり、かつ総洗浄経路と比べて、洗浄すべき経路が取得される。
【０１９９】
さらに、異なる方式により総洗浄経路を取得することができ、そのうちの一つの実施例において、総洗浄経路は、ＵＡＶ１００自身の位置決めセンサ１２０により取得されてもよく、例えば、ＵＡＶ１００は、総洗浄経路を計画する前に、建物の洗浄すべき領域の周りを１回飛行し、ＵＡＶ１００自身の位置決めセンサ１２０により、全ての洗浄すべき領域の位置情報を知ることにより、総洗浄経路が取得される。
【０２００】
もう一つの実施例において、総洗浄経路は、建物に設けられるグローバル位置決めシステムにより取得される。例えば、建物上の全ての洗浄すべき領域にはグローバル位置決めシステムが設けられ、グローバル位置決めシステムにより合計洗浄径路が知られ、かつグローバル位置決めシステムにより前記ＵＡＶ１００にアップロードされる。
【０２０１】
もう一つの実施例において、総洗浄経路は、前記ＵＡＶ１００自身の位置決めセンサ１２０と建物上のグローバル位置決めシステムとの組み合わせにより知ることができる。
【０２０２】
総洗浄経路は、建物の実際の環境に応じて計画されてもよく、例えば、総洗浄経路は、建物の壁体の鉛直方向に沿う経路、及び建物の壁体の水平方向に沿う経路の少なくとも１種を含むことができる。
【０２０３】
例えば、建物の壁体の鉛直方向に沿う経路は、建物の壁体の上方から下方までの鉛直経路であることが可能となり、建物の壁体の水平方向に沿う経路は、建物の壁体の左側から右側までの水平経路であることが可能となる。
【０２０４】
さらに、メモリ１１０は、帰航経路をさらに記憶することに用いられ、制御器１４０は帰航経路に基づいて、ＵＡＶ１００を着陸点まで帰航させるように制御する。
【０２０５】
帰航経路は、ユーザが予め設定した経路であってもよく、例えば、ユーザが予め設定したドック２００に着陸した経路である。帰航経路は既に洗浄された経路であってもよく、即ち、走行した洗浄経路に沿って原路に従って戻る。帰航経路は、ＵＡＶ１００が自動的に計画した経路であってもよい。例えば、自動的に計画した経路は、動力エネルギーの消耗が最も少ない経路、帰航行程が最も短い経路、及び帰航時間が最も短い経路の少なくとも１種を含む。
【０２０６】
さらに、ＵＡＶ１００は、壁面を洗浄するための洗浄装置１５０をさらに集積化することができる。もちろん、本発明において、ＵＡＶ１００は、洗浄装置１５０とそれぞれ単独に設計されてもよい。
【０２０７】
図１３〜図１６を参照すると、洗浄装置１５０は、洗浄剤を吹き付けるための液体噴射機構１９１、超音波振動を生じさせるための超音波変換器、洗浄部材１９５を往復摺動させるように動かすための摺動駆動機構１９２、洗浄部材１９５を回転させるように動かすための回転駆動機構１９３、及び洗浄部材１９５をドラッグするためのドラッグ機構１９４の少なくとも１種を含む。
【０２０８】
液体噴射機構１９１の具体的な構造は多種であることが可能となり、例えば、図１３に示すように、液体噴射機構１９１は、洗浄剤を収容する容器１９１ａ、洗浄剤を噴出するノズル１９１ｂ、及び気圧を入力する空気管１９１ｃを含む。液体噴射機構１９１に霧化構造を用いることもでき、ここでは詳細に繰り返して説明しない。
【０２０９】
超音波変換器は各種類型の構造であることが可能となり、例えば、ＭＥＭＳ超音波変換器であることが可能となり、その具体的な構造については、ここでは詳細に繰り返して説明しない。
【０２１０】
実際の必要に応じて、摺動駆動機構１９２の具体的な構造を設計することができ、例えば、図１４に示すように、ベルト車１９２ａでベルト１９２ｂを往復回転させるように動かすことができ、洗浄部材１９５はベルト１９２ｂ上に固定されると共に、ベルト１９２ｂに従って往復移動可能である。
【０２１１】
実際の必要に応じて、回転駆動機構１９３の具体的な構造を設計することができ、例えば、図１５に示すように、モータ１９３ａで回転円板１９３ｂの回転を駆動することができ、洗浄部材１９５は、回転円板１９３ｂ上に固定されると共に、回転円板１９３ｂを伴って回転し、又は回転円板１９３ｂの軸心を中心として揺動可能である。
【０２１２】
実際の必要に応じて、ドラッグ機構１９４の具体的な構造を設計することができ、例えば、図１６に示すように、ドラッグ機構１９４は、ＵＡＶ１００の機体上に接続されるドラッグホルダであってもよく、洗浄部材１９５はドラッグホルダ上に固定されると共に、ドラッグホルダを伴って移動する。そのうち、ドラッグホルダは、壁面に対する傾斜角度を調整することができる。
【０２１３】
洗浄部材１９５は、洗浄布、洗浄スポンジ等の一般的な拭い部材であることが可能となる。
【０２１４】
洗浄装置１５０による１回洗浄される面積は、洗浄装置１５０と壁面との間の距離により調整可能である。超音波変換器で超音波振動を発生する場合、超音波で振動される壁面面積は、超音波変換器と壁面との間の距離により調整される。例えば、超音波変換器により発生した超音波が扇形を呈して送られる場合、超音波変換器と壁面との間の距離が長いほど、超音波で振動する壁面面積は大きくなり、逆に、超音波で振動する壁面面積は小さくなる。
【０２１５】
液体噴射機構１９１で洗浄剤を吹き付けられる場合、洗浄剤を散布される壁面面積は、液体噴射機構１９１と壁面との間の距離により調整される。例えば、液体噴射機構１９１は洗浄剤を扇形で噴出した場合、洗浄装置１５０と壁面との間の距離が長いほど、洗浄剤を吹き付けられる壁面面積は大きくなり、逆に、洗浄剤を吹き付けられる壁面面積は小さくなる。
【０２１６】
もう一つの実施例において、超音波で振動する壁面面積は、超音波変換器自身により調整される。例えば、超音波変換器の超音波の出口の大きさを調整できる場合、超音波の出口が大きいほど、超音波で振動する壁面面積は大きくなり、逆に、超音波で振動する壁面面積は小さくなる。
【０２１７】
洗浄剤を吹き付けられる壁面面積は、液体噴射機構１９１自身により調整される。例えば、液体噴射機構１９１の液体噴出口を調整できる場合、液体噴射機構１９１の液体噴出口が大きいほど、洗浄剤を吹き付けられる壁面面積は大きくなり、逆に、洗浄剤を吹き付けられる壁面面積は小さくなる。
【０２１８】
さらに、図１７に示すように、ＵＡＶ１００は、さらに雲台１６０を含み、洗浄装置１５０は、雲台１６０によりＵＡＶ１００の機体上に接続され、かつ洗浄装置１５０の姿勢は、雲台１６０により調整される。
【０２１９】
なお、雲台１６０は省略されてもよく、この時、洗浄装置１５０はＵＡＶ１００の機体と直接的に固定し接続され、ＵＡＶ１００の姿勢により洗浄装置１５０の姿勢を調整する。
【０２２０】
異なる必要に応じて、ドック２００の具体的な構造を設計することができ、例えば、図１２に示すように、本実施例において、ＵＡＶ１００の動力エネルギーは電気エネルギーであり、ドック２００はＵＡＶ１００の電池を取り換えるための電池取り換え装置２１０と、ＵＡＶ１００の電池を充電するための電池充電装置２２０とを含む。
【０２２１】
他の実施例において、ＵＡＶ１００の動力エネルギーは燃料油であり、ドック２００はＵＡＶ１００に燃料油を補給するための燃料油補給装置を含む。
【０２２２】
さらに、ドック２００は、ＵＡＶ１００に洗浄原料を補給するための洗浄原料補給装置２３０をさらに含む。
【０２２３】
洗浄すべき壁面の所在の位置に基づいて、ドック２００の位置を設けることができる。例えば、そのうちの一つの実施例において、壁面は建物の外壁であり、ドック２００は空中又は建物の頂部に設けられる。
【０２２４】
もう一つの実施例において、壁面は建物の内壁であり、ドック２００は建物の室内の床面に設けられる。
【０２２５】
ＵＡＶ１００とドック２００との配合方式はＵＡＶ１００の数又はドック２００の数の違いに基づいて設計されてもよい。例えば、そのうちの一つの実施例において、ＵＡＶ１００は複数であり、ドック２００は、同時又は順次に複数のＵＡＶ１００に動力エネルギー及び洗浄原料を補給可能である。即ち、複数のＵＡＶ１００は１つのドック２００を共用して補給することができ、ドック２００により複数のＵＡＶ１００に対して順次に補給を行うことができ、又は、ドック２００により複数のＵＡＶ１００に対して同時に補給を行うことができる。
【０２２６】
もう一つの実施例において、ドック２００は複数であり、ＵＡＶ１００は、そのうちの１つのドック２００を自動的に選択し、動力エネルギー及び洗浄原料を補給可能である。例えば、複数のドック２００をそれぞれ異なる位置に設けることができ、ＵＡＶ１００は、最も短い帰航行程のドック２００を選択し、補給を行うことができる。
【０２２７】
もう一つの実施例において、ＵＡＶ１００は複数であり、ドック２００は複数であり、上述の２種類の方式を同時に組み合わせて補給を行うことができ、具体的な配合方式は、上述のように記載されており、ここでは詳細に繰り返して説明しない。
【０２２８】
さらに、図１２に示すように、ＵＡＶ１００を便利に制御するために、特に、複数のＵＡＶ１００を同時に制御する場合、ドック２００は、ＵＡＶ１００を制御するための主制御装置２４０と、制御信号を送信するための無線信号送信器２５０とをさらに含み、前記ＵＡＶ１００は無線信号受信器１７０を含む。例えば、全てのＵＡＶ１００を同時にドック２００に呼び戻す必要がある場合、ユーザは、コントロールコマンドを前記主制御装置２４０に入力することができ、前記主制御装置２４０は、無線信号送信器２５０により制御信号を全てのＵＡＶ１００に送信することで、全てのＵＡＶ１００をドック２００まで帰航するように同時に制御し、即ち、全てのＵＡＶ１００を同時に回収する機能を実現可能である。
【０２２９】
さらに、主制御装置２４０は、電池取り換え装置２１０、電池充電装置２２０、及び洗浄原料補給装置２３０をさらに制御することに用いられる。
【０２３０】
以下、図１０を参照しながら、上述の壁体洗浄システム１０を具体的に説明する。
【０２３１】
まず、ＵＡＶ１００は、総洗浄経路ＡＦ及び既に洗浄された経路ＡＢを取得することにより、洗浄すべき経路ＢＦを取得する。
【０２３２】
次に、ＵＡＶ１００は、洗浄すべき経路ＢＦに基づいてＢ点まで飛行し、ＵＡＶ１００の壁面識別センサ１３０は、壁面の類型を識別し、壁面の類型に基づいて相応の洗浄方式を選択し、ＵＡＶ１００と壁面との間の距離を制御し、壁面に対する洗浄を開始する。
【０２３３】
次に、ＵＡＶ１００はＣ点まで洗浄した場合、ＵＡＶ１００の壁面識別センサ１３０は洗浄禁止信号を識別し、洗浄作業を停止し、ＵＡＶ１００がＤ点まで飛行した際に、ＣＤ区間は、洗浄禁止作業領域である。
【０２３４】
そして、ＵＡＶ１００は、Ｄ点からＥ点まで洗浄作業を継続し、ＵＡＶ１００の電池の電力量が不十分となる。
【０２３５】
最後に、ＵＡＶ１００は、Ｅ点から自動的に帰航経路に沿ってドック２００に戻り、補給を行う。
【０２３６】
上述の壁体洗浄システムは、少なくとも以下の利点を有する。
（１）上述の壁体洗浄システム１０は、ＵＡＶ１００に載置される洗浄装置１５０で壁面を洗浄し、高所作業者が作業する必要がないことにより、建物の壁体洗浄の危険性を大幅に低減させる。
（２）ＵＡＶ１００が自由に空中にホバリングすることができ、建物の壁面に吸着する必要がないため、その移動が比較的便利であり、異なる類型の壁体に適用可能である。
（３）ＵＡＶ１００は、自身位置決めセンサ１２０及びメモリ１１０における洗浄すべき経路に基づいて、洗浄すべき領域を自動的に探し、かつ自身の壁面識別センサ１３０に基づいて洗浄領域の壁面を識別することができるため、建物の壁面を洗浄する自動化程度を大幅に向上させる。
【０２３７】
本発明に提供された幾つかの実施例において、開示された関連装置及び方法は、他の方式によっても実現することができると理解されるはずである。例えば、以上で説明した装置実施例は模式的なものに過ぎず、例えば、前記モジュール又はユニットの区画は、論理機能の区画に過ぎず、実際に実現する際には別の区画方式があってもよく、例えば、複数のユニット又はアセンブリを、組み合わせたり、別のシステムに集積してもよく、又は一部の特徴を無視したり、実行しなくてもよい。また、示したか或いは検討した互いの接続又は直接の接続又は通信接続は、若干のインターフェースを介して実現してもよく、装置又はユニットの間接的な接続又は通信接続は、電気的、機械的或いは他の形式であってもよい。
【０２３８】
前記分離部材として説明されたユニットは、物理的に分割したものであってもなくてもよく、ユニットとして示される部材は、物理ユニットであってもなくてもよく、即ち１つの場所に位置してもよく、複数のネットワークユニットに分布してもよい。実際の必要に応じてそのうちの一部又は全てのユニットを選択して本実施例方案の目的を実現することができる。
【０２３９】
また、本発明の各実施例における各機能ユニットは、１つの処理ユニットに集積してもよく、各ユニットが独立に物理的に存在してもよく、２つ以上のユニットを１つのユニットに集積してもよい。上述の集積したユニットは、ハードウェアの形式により実現してもよく、ソフトウェア機能ユニットの形式により実現してもよい。
【０２４０】
前記集積したユニットを、ソフトウェア機能ユニットの形式により実現し且つ独立した製品として販売又は使用する場合、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶することができる。このような理解に基づき、本発明の技術案は、本質的に、言い換えるなら、従来技術に貢献する部分或は該技術案の全て又は一部は、ソフトウェア製品の形式で体現することができ、該コンピュータソフトウェア製品は、１つの記憶媒体に記憶されており、コンピュータプロセッサ（Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）に本発明の各実施例に記載の方法の全て又は一部のステップを実行させるための若干の指令を含む。また、前述した記憶媒体は、ＵＳＢメモリ、ポータブルハードディスク、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ、Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ、Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、磁気ディスク又は光ディスク等の各種のプログラムコードを記憶可能な媒体を含む。
【０２４１】
以上で説明したのは、本発明の実施例に過ぎず、それにより本発明の特許範囲が制限されるわけではなく、本発明の明細書及び図面の内容を利用してなした等価構成又は等価フロー変換、或いは他の関連の技術分野に直接又は間接的に用いるものであれば、何れも同一の理由により本発明の特許保護範囲内に含まれる。
【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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