(57)【要約】【課題】  誤警報を回避する。【解決手段】  活動を自律的に遂行するための移動型ロボットと、領域を監視するために定置に取り付けられたアラーム設備とを有するシステムが記載されている。本発明の１つの態様では、ロボットとアラーム設備は通信接続を介して相互に通信するように構成されている。移動型の自走式ロボットは、周辺の地図を参照して床面上で領域の少なくとも１つの部分を通るようにナビゲート走行し、自身の位置を地図中で位置推定するように構成されている。ロボットが監視されるべき領域の中へ動くと、アラーム設備によるアラームの作動が妨げられる。ロボットが監視されるべき領域から外に動くと、アラーム設備によるアラームの作動が再び可能となる。【選択図】図４【特許請求の範囲】
【請求項１】
活動を自律的に遂行するための移動型ロボット（１００）と、領域（Ｇ）を監視するために定置に取り付けられたアラーム設備（２００）とを有するシステムにおいて、
前記ロボット（１００）と前記アラーム設備（２００）は通信接続を介して相互に通信するように構成されており、
移動型の自走式の前記ロボット（１００）は周辺の地図を参照して床面上で前記領域（Ｇ）の少なくとも１つの部分を通るようにナビゲート走行し、自身の位置を前記地図中で位置推定するように構成されており、
前記ロボット（１００）が監視されるべき前記領域（Ｇ）の中へ動くと、前記アラーム設備（１００）によるアラームの作動が妨げられ、
前記ロボットが監視されるべき前記領域（Ｇ）から外に動くと、前記アラーム設備（１００）によるアラームの作動が再び可能となるシステム。
【請求項２】
前記アラーム設備（１００）は監視されるべき前記領域（Ｇ）の全体または監視されるべき前記領域（Ｇ）の部分区域（Ａ１，Ａ２，Ａ３）を監視するように構成された少なくとも１つのセンサコンポーネント（２１０，２２０，２３０）を含んでいる、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ロボット（１００）がそれぞれの前記センサコンポーネント（２１０，２２０，２３０）により監視される区域（Ａ１，Ａ２，Ａ３）の中へ動くと、少なくとも１つの前記センサコンポーネント（２１０，２２０，２３０）がアラームの作動を妨げるために不活動化または無視される、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記ロボット（１００）がそれぞれの前記センサコンポーネント（２１０，２２０，２３０）により監視される区域（Ａ１，Ａ２，Ａ３）から外に動くと、少なくとも１つの前記センサコンポーネント（２１０，２２０，２３０）がアラームの作動を再び可能にするために再び活動化または顧慮される、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
少なくとも１つの前記センサコンポーネント（２１０，２２０，２３０）はカメラ、運動報知器、光バリア、または歩行スイッチである、請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６】
前記ロボット（１００）によりナビゲーション中に活動を自律的に遂行することができ、特に床面の処理または清掃、および／または周辺もしくは周辺にある物品の点検、および／または物品の搬送、および／または空気の清浄化を遂行することができる、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７】
前記ロボット（１００）と前記アラーム設備（２００）は１つまたは複数の暗号化された通信チャネルを介して相互に通信する、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８】
前記ロボット（１００）および／または前記アラーム設備（２００）と通信することができる監視ユニット（３００）をさらに含んでいる、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９】
前記地図は前記アラーム設備（２００）、前記監視ユニット（３００）、または前記ロボット（１００）のナビゲーションモジュール（１１０）に保存される、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記地図は前記ロボット（１００）が監視されるべき前記領域（Ｇ）を走行してその間に地図を作成する前記ロボット（１００）の学習走行によって作成される、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記ロボット（１００）は監視されるべき前記領域（Ｇ）に取り付けられた前記センサコンポーネント（２１０，２２０，２３０）ならびにこれらにより監視される区域（Ａ１，Ａ２，Ａ３）を認識して作成された地図に登録し、および／または監視されるべき前記領域（Ｇ）に取り付けられた前記センサコンポーネント（２１０，２２０，２３０）ならびにこれらにより監視される区域（Ａ１，Ａ２，Ａ３）が利用者により手動で地図へ登録される、請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１２】
前記ロボットがいない少なくとも１つの区域（Ａ１，Ａ２，Ａ３）で１つのセンサコンポーネントにより未知の物体、１つまたは複数の人物、煙もしくは炎、またはその他の障害が検知されたときにアラームが作動する、請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３】
前記ロボット（１００）は記憶されている地図を参照してアラームが作動した区域（Ａ１，Ａ２，Ａ３）へとナビゲート走行する、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記ロボットは前記アラーム設備（２００）および／または前記センサコンポーネント（２１０，２２０，２３０）の状態に依存して活動を遂行する、請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１５】
人間が滞在していない、もしくは少数の人間しか滞在していない、監視されるべき前記領域（Ｇ）の区域（Ａ１，Ａ２，Ａ３）を検知するように構成されている、請求項１乃至請求項１４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１６】
さらに、人間が滞在していない、もしくは少数の人間しか滞在していない区域（Ａ１，Ａ２，Ａ３）へのみ、もしくはそのような区域へ優先的に、前記ロボット（１００）をナビゲート走行させるように構成されている、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記ロボット（１００）は次の区域（Ａ１，Ａ２，Ａ３）へとナビゲート走行する前に１つの区域（Ａ１，Ａ２，Ａ３）での活動を完了するように構成されている、請求項１乃至請求項１６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１８】
アラーム設備（２００）で監視される領域（Ｇ）で活動を自律的に遂行するための移動型の自走式のロボット（１００）を稼動させる方法において、前記方法は次の事項を含んでおり、すなわち、
周辺の少なくとも１つの地図が記憶されて管理され、監視される前記領域は少なくとも部分的に前記地図に含まれており、
前記ロボットは記憶されている前記地図を参照して床面上でナビゲート走行し、
前記ロボット（１００）が監視されるべき前記領域（Ｇ）の中に動くと、前記アラーム設備（１００）によるアラーム作動が妨げられ、
前記ロボットが監視されるべき前記領域（Ｇ）から外へ動くと、前記アラーム設備（１００）によるアラーム作動が再び可能となる方法。
【請求項１９】
活動を自律的に遂行するための移動型のロボット（１００）において、前記ロボット（１００）は次のものを有しており、すなわち、
前記ロボット（１００）を床面上で動かすための駆動モジュール（１３０）と、
処理プロセス中に活動を遂行するための処理モジュール（１４０）と、
周辺および／または床面に関わる情報を検出するための少なくとも１つのセンサモジュール（１２０）と、
周辺の地図を参照して前記ロボット（１００）を床面上でナビゲート走行させるように構成されたナビゲーションモジュール（１１０）と、
アラーム設備（２００）および／または監視ユニット（３００）と通信するように構成された通信モジュール（１５０）とを有しており、
前記アラーム設備（２００）は領域（Ｇ）を監視するように構成されており、前記ロボット（１００）は、
前記地図の内部の監視されるべき領域（Ｇ）を記憶し、
監視されるべき前記領域（Ｇ）の中へ移動していることを地図を参照して検知したとき、前記アラーム設備（１００）を不活動化もしくは無視するための照会を前記アラーム設備（２００）および／または前記監視ユニット（３００）へ送り、
監視されるべき前記領域（Ｇ）から外に動いていることを地図を参照して検知したとき、前記アラーム設備（１００）を活動化もしくは再び顧慮するための照会を前記アラーム設備（２００）および／または前記監視ユニット（３００）へ送るように構成されているロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動型（自走式）のロボットを稼動させる方法、特に、アラーム設備で監視される領域で移動型ロボットを稼動させる方法に関するものであり、ならびに、この方法を適用するための移動型ロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
数多くの自走式のロボットが、たとえば床面を清掃ないし処理するため、物品を運ぶため、あるいは周辺を点検するために知られており、購入して入手することができる。このような種類のロボットは、私的な分野でも産業上の分野でも利用することができる。同様に私的な分野でも産業上の分野でも、望ましくない人物の（たとえば建物や敷地への）侵入を認識するためのアラーム設備が利用される。望ましくない侵入が検知されると、通常は相応のアクションが惹起される。たとえばアラームを作動させ、保安員に警報を送り、ドアを封鎖するなどすることができる。望ましくない人物の侵入は、特に、防護されるべき領域での動きを認識するセンサによって検知される。これ以外のセンサも同じ目的のために知られており、たとえば歩行センサ、感熱センサ、カメラ、光バリアなどが知られている。
【０００３】
典型的な場合、自律的に作業をする移動型ロボットは、日常の活動で支障を起こさないために、産業上の用途では操業時間外に活動を行い、ないしは、私的な分野では所有者が不在のときに活動を行う。したがって、その使用時間はしばしばアラーム設備の使用時間と重複する。その結果、このような種類の状況では、アラーム設備がロボットの動きを記録し、ロボットを誤って侵入者として認識したときに誤警報が生じる。
【０００４】
考えられる誤警報がロボットによって作動し得ないようなシステムが知られている。ロボット自体がアラームシステムとしての役目を果たし、侵入警報、火災警報、または危険警報を作動させるからである。たとえば特許文献１には、一帯をランダムに走行するロボットが記載されており、このロボットは種々のセンサを備えており、それにより、たとえば火災や人間の侵入といった通常と異なる状況を検知することができる。そのような状態が検知されると、このことは、ケーブルまたは無線を通じて中央の監視ユニットへと伝送される。特許文献２より、煙を検知して火災警報を作動させることができる清掃用ロボットが公知である。このようなケースでは、ロボットはいわばそれ自体がアラーム設備であり、冒頭に述べた問題が生じることはない。
【０００５】
特許文献３より、固定的に設置されたアラームシステムとロボットとが相互に通信をするシステムが公知である。定置のセンサによって異常が検知されると、移動型ロボットが相応の個所へと走行し、そこでたとえば周辺の画像を作成することができる。ロボットはその個所へ近づいていくとき、ＲＦ信号（無線周波数）の強さ、多数の無線式のセンサノード、走行した区間の見積り、ロボットの向きなどを指針とする。このケースでもロボットは、他のセンサによって異常が検知された領域を追加的に監視するアラーム設備の一部であるとみなすことができる。
【０００６】
特許文献４は、ロボットにあるアラームセンサの信号と、定置のセンサの信号とがコンピュータに送信されるシステムを記載している。コンピュータは数学モデルを用いて、および基準値との比較を用いて、ロボットが定置のセンサによって検出されたのかどうか、アラームを作動させなければならないかどうかを計算する。ここでもロボットはアラーム設備の一部である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】欧州特許第０５２２２００Ｂ１号明細書
【特許文献２】米国特許第７，２８３，０５７Ｂ２号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００９／３０３０４２Ａ１号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第５，２０２，６６１Ａ号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、移動型ロボットによって作動する誤警報を回避するための改良された方法およびシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この上記の課題は、請求項１に記載の移動型ロボットを稼動させる方法によって解決され、ならびに、請求項１８に記載の方法によって解決される。本発明のさまざまな実施例と発展例は、従属請求項の対象となっている。
【００１０】
活動を自律的に遂行するための移動型ロボットと、領域を監視するために定置に取り付けられたアラーム設備とを有するシステムが記載される。本発明の１つの態様では、ロボットとアラーム設備は通信接続を介して相互に通信するように構成されている。移動型の自走式ロボットは、周辺の地図を参照して床面上で領域の少なくとも１つの部分を通るようにナビゲート走行し、自身の位置を地図中で位置推定するように構成されている。ロボットが監視されるべき領域の中へ動くと、アラーム設備によるアラームの作動が妨げられる。ロボットが監視されるべき領域から外に動くと、アラーム設備によるアラームの作動が再び可能となる。
【００１１】
さらに、アラーム設備で監視される領域で活動を自律的に遂行するための移動型の自走式ロボットを稼動させる方法が記載される。本発明の別の態様では、本方法は、周辺の少なくとも１つの地図の記憶と管理を含んでおり、監視される領域は少なくとも部分的に地図に含まれている。ロボットは、記憶されている周辺地図を参照して床面上でナビゲート走行し、ロボットが監視されるべき領域の中に動くと、アラーム設備によるアラーム作動が妨げられる；ロボットが監視されるべき領域から外に動くと、アラーム設備によるアラーム作動が（再び）可能となる。
【００１２】
活動を自律的に遂行するための移動型ロボットも記載される。本発明の別の態様では、ロボットは次のものを有している：床面上でロボットを動かすための駆動モジュール；処理プロセス中に活動を遂行するための処理モジュール；周辺および／または床面に関わる情報を検出するための少なくとも１つのセンサモジュール；周辺の地図を参照してロボットを床面上でナビゲート走行させるように構成されたナビゲーションモジュール；アラーム設備および／または監視ユニットと通信するように構成された通信モジュール。アラーム設備は領域を監視するように構成されており、ロボットは、地図の内部の監視されるべき領域を記憶するように構成されている。さらにロボットは、監視されるべき領域の中へ移動していることを地図を参照して検知したとき、アラームを不活動化もしくは無視するためのメッセージをアラーム設備および／または監視ユニットへ送り、監視されるべき領域から外に動いていることを地図を参照して検知したとき、アラームを活動化もしくは（再び）顧慮するためのメッセージをアラーム設備および／または監視ユニットへ送るように構成されている。
【００１３】
以下の図面および以下の説明は、本発明をより良く理解するのを助けるためのものである。図面の各要素は必ずしも限定として理解されるべきものではなく、むしろ、本発明の原理を表現することに重点が置かれている。図面では、同じ符号は、同一または類似の異議をもつ同一または類似のコンポーネントまたは信号を表している。図面には次のものが示されている：
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれは、誤警報を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】床面を自律的に清掃するための自走式ロボットを一例として示す模式的な等角図である。
【図２】床面を自律的に清掃するための自走式ロボットを、複数のセンサコンポーネントを有する清掃されるべき領域のさまざまな位置で示す一例の図である。
【図３】本発明によるシステムを一例として示す図である。
【図４】本発明によるシステムの一実施形態における本発明によるロボットを一例として示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
床面の処理との関連で説明する移動型ロボットの実施例と技術的な構成要件は、これ以外の活動または追加の活動を遂行するための移動型ロボットにも転用可能である。記載されている移動型ロボットによって遂行される活動は、たとえば床面の処理、床面または周辺の点検、物体の搬送、空気の清浄化、および／または娯楽遊戯の遂行を含むことができる。処理モジュールは、たとえば点検だけに利用する場合には必ずしも必要ではない。
【００１７】
図１は、床面を自律的に清掃するための自走式ロボット１００の模式的な等角図を一例として示している。図１は、ロボット１００の中心に原点をもつデカルト座標系も示している。このような種類の器具は、しばしば（ただし必ずではなく）円盤型に構成されている。垂直軸ｚは円盤の中心を通っている。長手方向の軸は符号ｘで表されており、横方向の軸は符号ｙで表されている。
【００１８】
ロボット１００は、たとえば電動モータ、伝動装置、ホイールなどを有することができる駆動モジュール（図示せず）を含んでいる。駆動モジュールは、たとえば、ロボットを前進方向と後退方向へ（図１の図面ではｘ軸に沿って）動かすように構成されていてよい。このようにロボットは、理論上、（ｘ軸とｙ軸によって定義される平面と平行に位置する）床面のどの点にも接近することができる。さらにロボットは、ロボットの下（および／または横）にある床面を清掃するように構成された、たとえば清掃モジュールのような処理モジュールを含んでいる。たとえば埃や汚れ粒子が回収容器に吸い込まれ、あるいは機械式に（もしくはその他の何らかの仕方で）その中へ運ばれる。このような種類のロボットは（それ自体として）公知である。
【００１９】
ロボットは私的な分野でも産業上の分野でも利用することができる。しかし私的な分野でも産業上の分野でも、たとえば建物や敷地への望ましくない人物の侵入を認識するためのアラーム設備がしばしば利用される。望ましくない侵入が検知されると、通常は相応のアクションが惹起される。たとえばアラームが作動したり、保安員に警報が送られる。望ましくない人物の侵入は、特に、防護されるべき領域での動きを認識するセンサ、たとえばカメラなどによってしばしば検知される。追加もしくは代替の機能として、監視されるべき領域での火災その他の異常を認識を含むアラーム設備もしばしば利用される。
【００２０】
典型的な場合、自律的な移動型ロボットは、日常の活動で支障を引き起こさないために、産業上の用途では操業時間外に活動を行い、ないしは私的な分野では所有者が不在のときに活動を行う。したがって、その使用時間はしばしばアラーム設備の使用時間と重複しており、アラーム設備がロボットの動きを記録して、ロボットを誤って侵入者として認識すると、誤警報が生じる場合がある。
【００２１】
図２は、本例では同時に移動型ロボット１００により処理されるべき領域でもある、アラーム設備により監視されるべき領域Ｇを一例として示している。別のケースでは、監視されるべき領域Ｇは、ロボット１００により処理されるべき領域よりも狭くてよく、あるいはこれよりも広くてよい。アラーム設備は、監視されるべき領域Ｇ全体のそれぞれ異なる区域を監視する、３つのセンサコンポーネント２１０，２２０および２３０を有している。センサコンポーネント２１０はたとえば区域Ａ１を監視し、センサコンポーネント２２０は区域Ａ２を監視し、センサコンポーネント２３０は区域Ａ３を監視する。センサコンポーネント２１０，２２０および２３０は、一例としてカメラとして図示されている。これは、領域Ｇが何に関して監視されるべきであるかに依存して、たとえば物体を光学的に認識するためのセンサであってよく、あるいは、これ以外のあらゆる種類のセンサであってよい。
【００２２】
アラーム設備は、ただ１つから多数にまで至るセンサコンポーネント２１０，２２０，２３０を、監視されるべき領域Ｇに有することができる。図２では、図示しているセンサコンポーネント２１０，２２０，２３０の各々が、領域Ｇの全体の独自の区域Ａ１，Ａ２，Ａ３を監視する。しかしながら区域Ａ１，Ａ２，Ａ３を、複数のセンサコンポーネントによって監視することもできよう。区域Ａ１，Ａ２，Ａ３は、たとえば死角を回避するために、部分的に重なり合っていてもよいであろう。
【００２３】
ロボット１００が区域Ａ１でたとえば位置Ｘにあるとき、ロボットはセンサコンポーネント２１０によって検出される。それに対してセンサコンポーネント２２０および２３０は、ロボット１００を位置Ｘでは検知することができないようにアライメントされている。ロボット１００が処理プロセス中に領域Ｇの中で前に動き、たとえば位置Ｙにくると、ロボットは区域Ａ２にいることになり、したがってセンサコンポーネント２２０によって検知される。処理プロセス中にロボット１００は、図示した例では少なくとも一度はどの区域Ａ１，Ａ２およびＡ３にも入り、それぞれのセンサコンポーネント２１０，２２０，２３０によって検知される。その際に、センサコンポーネント２１０，２２０，２３０がロボット１００を誤って意図しない侵入として認識することが起こり得る。これを受けて、たとえばアラームが作動したり、保安員に警告が送られたりする可能性がある。
【００２４】
しかしながらこの種の誤警報は望ましくない。その理由により本発明のシステムは、誤警報を回避するために、ロボット１００とアラーム設備が相互に通信および／または相互反応することを意図している。
【００２５】
本発明によるシステムでは、清掃されるべき領域の地図を作成することができ、それと同時に、ロボット１００の相応の位置をこの地図中で判定することができる。このような種類の方法は公知であり、ＳＬＡＭ法と呼ばれる（英語：Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ  Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｍａｐｐｉｎｇ、ドイツ語：同時の位置推定と地図作成。たとえばＤｕｒｒａｎｔ−Ｗｈｙｔｅ  ａｎｄ  Ｔ．Ｂａｉｌｅｙ著「Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ  Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｍａｐｐｉｎｇ（ＳＬＡＭ）：Ｐａｒｔ  Ｉ  Ｔｈｅ  Ｅｓｓｅｎｔｉａｌ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｕｓ，」、ＩＥＥＥ  Ｒｏｂｏｔｉｃｓ  ａｎｄ  Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ  Ｍａｇａｚｉｎｅ，Ｂｄ．１３，Ｎｒ．２，９９−１１０頁、２００６年６月を参照）。このようにして的確なナビゲーションが可能となる。地図および地図中のロボット１００の位置は、１つまたは複数のセンサによって判定することができる。
【００２６】
ロボット１００によって作成される地図は恒常的に記憶され、以後の清掃プロセスのために再び利用することができるので、一方では、周辺を繰り返して探索する必要がなく、他方では、アラーム設備のセンサコンポーネント２１０，２２０，２３０の位置を地図に保存しておくことができる。センサコンポーネント２１０，２２０，２３０の位置は、たとえば相応のセンサによってロボット１００で認識することができる。しかしながら、たとえばどのセンサコンポーネントが処理プロセスの過程でそのつどロボット１００に反応するか関する情報を、アラーム設備がロボット１００に送ることも可能である。そのために、たとえばロボットが領域Ｇの全体を走行し、センサコンポーネント２１０，２２０，２３０ならびにそれぞれ監視される区域Ａ１，Ａ２，Ａ３を地図に登録する、ロボット１００の学習段階が意図されていてよい。その際には、関連する領域Ｇを漏れなく走行することが重要になる場合がある。たとえば少なからぬセンサは反射に基づいて、連続する区域をカバーしていないからである。さらに別の選択肢は、センサコンポーネント２１０，２２０，２３０の位置を手動でユーザー入力を通じて地図に登録することにある。
【００２７】
これに加えてロボット１００は、学習段階中に、または処理プロセスのたびごとに、地図をベースとする情報を判定して再び利用することができる。たとえば著しく汚れた区域を地図にマーキングしておき、以後の清掃プロセスのときに特別に取り扱うことができる。
【００２８】
地図はたとえば利用者に提供することもできる。このようにして、たとえば判定された区域Ａ１，Ａ２，Ａ３が正しく登録されているかどうかをチェックすることができる。利用者により欠けている区域を追加登録したり、誤って登録された区域を訂正することもできる。たとえば部屋の名称のようなユーザー固有の情報を引き継ぐこともできる。
【００２９】
センサコンポーネント２１０，２２０，２３０ならびにこれらによって監視される区域Ａ１，Ａ２，Ａ３が地図に登録されていれば、たとえばアラーム設備へのロボットの的確な照会により、ロボット１００の動きによって作動するセンサコンポーネントを的確に無視したり、ロボット１００による作動前にセンサコンポーネントを不活動化することができる。ロボット１００がたとえば位置Ｘから位置Ｘ'を経由して位置Ｙに動くと、ロボットは地図を参照して、位置Ｘ'のところで区域Ａ１からＡ２に変わることを確認する。そしてロボットは、まだ区域Ａ２へと移る前に、センサコンポーネント２２０が不活動化または無視されるという照会をアラーム設備へ送信することができる。それと同時に、ロボットが区域Ａ１から離れるとき、センサコンポーネント２１０を、それが以前に不活動化または無視されていたときには、再び活動化または顧慮することができる。
【００３０】
ロボット１００が相応の区域Ａ１，Ａ２，Ａ３に入る前からすでに、相応のセンサコンポーネント２１０，２２０，２３０を不活動化または無視することができる。しかしながらセンサコンポーネント２１０，２２０，２３０は、ロボットがすでに相応の監視される区域Ａ１，Ａ２，Ａ３の中にあり、検知されているときに初めて不活動化または無視することもできる。そのようなケースでは、まずアラーム設備は、希望されるアラームと、ロボット１００により作動する誤警報との間で区別をするために、ロボット１００の実際の位置と、センサコンポーネント２１０，２２０，２３０により検知された位置とが一致しているかどうかの照会をロボット１００に送ることができる。
【００３１】
図３に示すように、本発明によるシステムは、ロボット１００およびアラーム設備２００に追加して、追加の外部ユニットを有することもできる。これは、たとえば監視ユニット３００であってよい。監視ユニット３００は、たとえばロボット１００からその最新位置および／または領域Ｇを通る算出されたルートに関する情報を受信するだけでなく、アラーム設備２００からもそのつど反応しているセンサコンポーネント２１０，２２０、２３０に関する情報を受信して、これを管理することができる。そして監視ユニット３００は、ロボット１００に代わって、コンポーネントの不活動化または無視についてのアラーム設備２００への照会の送信を担うことができる。あるいはこの機能は、アラーム設備２００またはロボット１００自身によっても同様に担うことができ、監視ユニット３００は、いわばアラーム設備２００またはロボット１００に内蔵されていてよい。相応の登録事項を含む地図も、ロボット１００、アラーム設備２００、または存在している場合には監視ユニット３００に保存されていてよい。監視ユニット３００は、本発明のシステムにおいては任意選択である。
【００３２】
図４は、ロボット１００と、アラーム設備２００と、監視ユニット３００とを有する本発明のシステムを同じく一例として示しており、床面を自律的に処理する（たとえば清掃する）ための本発明によるロボット１００の相応の構造が、ブロック図に一例として図示されている。
【００３３】
すでに上で言及した駆動モジュール１３０と処理モジュール１４０が示されている。これら両方のモジュール１３０および１４０は、制御・ナビゲーションモジュール１１０（ナビゲーション・アンド・コントロール・モジュール）によってコントロールされる。ナビゲーションモジュール１１０は、ロボットを清掃プロセス中に周辺の地図を参照しながら床面上でナビゲート走行するように構成されている。地図は、制御・ナビゲーションモジュール１１０の記憶装置、アラーム設備２００、または監視ユニット３００に、地図データ（マップデータ）の形態で保存されていてよい。地図がたとえばアラーム設備２００または監視ユニット３００に保存されているとき、ナビゲーションモジュール１１０は、通信モジュール１５０を介してこれにアクセスすることができる。
【００３４】
通信モジュール１５０を介して、ロボット１００は地図データをアラーム設備２００および／または監視ユニット３００から呼び出すことができるだけではない。アラーム設備２００および／または監視ユニット３００との通信とインタラクションの全体を、通信モジュール１５０を介して呼び出すこともでき、そのようにして、アラーム設備２００のコンポーネント２１０，２２０，２３０の不活動化または無視についての照会も、通信モジュール１５０を介して送信することができる。
【００３５】
ロボット１００とアラーム設備２００および／または監視ユニット３００との間の通信は安全性のクリティカルなポイントであるため、安全な通信インターフェースを使用しなければならない。送信されるデータをたとえば暗号化することができる。そのために、たとえばＳＳＬ暗号化（セキュア・ソケット・レイヤ暗号化）が考えられる。ハードウェアに記憶されている読取可能でないキーや認証によっても、非対称に暗号化された接続を成立させることができる。さらに、たとえばプレイバック攻撃を回避するために、メッセージＩＤを検証として利用することができる。プレイバックアタックとは、いずれかの区域Ａ１，Ａ２，Ａ３でアラーム設備２００を不活動化させようとして、後の時点であらためて再生されるロボット１００の記録されたメッセージによる攻撃をいう。暗号化されたメッセージに含まれるメッセージＩＤは、何らかのシーケンスにしたがうようにできなければならない。誤って発信されたＩＤが、たとえばアラームを作動させることがある。上記およびその他のさまざまな暗号化方式は一般に周知であり、したがって詳しく説明することはしない。
【００３６】
さらにロボット１００は、周辺の構造に関わる情報および／または床面の特性に関わる情報を検出するためのセンサモジュール１２０を含んでいる。この目的のためにセンサモジュール１２０は、周辺の地図を作成するベースとすることができ、ロボットの位置を地図中で位置推定することができる情報を検出するように構成された、１つまたは複数のセンサユニットを有することができる。この目的のために適したセンサは、たとえばレーザ・レンジ・スキャナ、カメラ、三角測量センサ、障害物との衝突を認識するための接触センサなどである。地図を作成し、それと同時に地図の内部でロボットの位置判定をするために、すでに説明した通り、ＳＬＡＭ方式を採用することができる。センサモジュール１２０により、たとえばアラーム設備２００のセンサコンポーネント２１０，２２０，２３０を認識ないし検知することができ、引き続いて、これを地図へ相応に登録することができる。
【００３７】
センサユニットは、たとえば清掃されるべき領域で異常が発生した場合に、これを認識するために利用することもできる。ここでの異常はたとえば未知の物体、人物、煙や火などであり得る。このように、ロボット１００をアラーム設備２００の移動部品として利用することができ、たとえば、未知の物体や運動をたとえば光学センサによって自ら認識することができる。あるいは、たとえばセンサモジュール１２０が熱画像カメラまたはこれに類似する機能をもつセンサを含んでいることも考えられる。センサのうちの１つが作動すると、このことがアラーム設備に伝送されて、アラーム設備が相応のアクションを開始することができる。
【００３８】
センサモジュール１２０の接触センサはたとえば衝突を検知することができ、駆動ユニットの負荷電流を測定するための電流センサを通じて、たとえばロボットが（たとえば絨毯の房に）引っかかっていることを認識することができる。別のセンサユニットは、たとえば駆動輪が空転することによって、ロボットが挟まって動けないことを検知することができる。たとえば床の汚れの度合いを判定するように構成された、さらに別のセンサユニットが設けられていてよい。検出された環境情報は、それぞれの情報に割り当てられた地図上のロボットの位置とともに、制御・ナビゲーションモジュール１１０へ伝送することができる。
【００３９】
たとえば、アラーム設備がアクティブであるか否かに関する情報がロボット１００に提供されれば、たとえば種々の清掃モードを具体化することができる。たとえば無制限の清掃モードは、アラーム設備２００がアクティブであり、したがって清掃されるべき領域に人がいないと推定される場合に限り実行することができる。アラーム設備がアクティブでないとき、すなわち、領域Ｇに人がまだいると推定されるときには、たとえば領域Ｇで人の行き来の少ない区域だけが清掃される制限付きの清掃モードだけを実行することができる。人の行き来の少ない区域は、たとえば既存のセンサコンポーネント２１０，２２０，２３０を用いて認識することができる。このことは、たとえばアラーム設備２００のスイッチが入っておらず、ないしは「高」に切り換わっていない場合にも可能であってよい。そのような区域を、さらに、保存されている地図に記録しておくことができる。
【００４０】
ロボット１００がアラーム設備２００から、アラーム設備のスイッチが入ったという情報を受けると、ロボット１００は処理プロセスをそのまま始めることができ、または、設定可能なタイマーが満了してから始めることができる。さらにロボット１００は、アラーム設備２００からその不活動化に関する情報を受けとると、開始された処理プロセスを中断し、または別の処理モードへと切り換えることができる。
【００４１】
さらに、ロボット１００がアラーム設備２００により特定の区域に送り込まれることも考えられる。たとえばアラーム設備２００が区域Ａ１で異常を検知したとき、ロボット１００を警報ゾーンへ送り込むことができ、そこでたとえば周辺の撮影を行う。たとえば画像やビデオを撮影することができる。これらを警備員に伝送することができ、それによって警備員は事前に警報ゾーンの画像を作成することができる。その場合、地図の恒常的な保存が好ましい。ロボット１００による迅速かつ確実な接近が可能になるからである。
【００４２】
ロボット１００そのものが自身の位置および当該位置で反応しているアラームセンサに関する情報を集めて管理するシステムでは、さまざまな利点がもたらされる。たとえばロボット１００は、アラーム設備２００がセットアップされるときに利用することができる。たとえば、できる限り少ない数のセンサコンポーネント２１０，２２０，２３０により、領域Ｇの全体を各区域Ａ１，Ａ２，Ａ３の希望どおりの重なり合いでカバーされることを確保することができる。このときロボット１００は、カバー状態の地図を自動的に作成することができる。この地図を引き続いて人の手でチェックすることができる。さらにロボット１００は、予定されている将来の動きを自身で知っているので、アラーム設備２００に相応の照会を送信することで、各区域ないしセンサコンポーネントを予測的に不活動化させることができる。
【００４３】
しかしながら、アラーム設備２００がロボット１００の位置を管理するとともに、ロボットに対して反応する区域を管理することからも利点はもたらされる。そのようにして、アラーム設備２００は安全性関連のシステムに関する管轄権をいつでも保有する。アラーム設備２００は、ロボット１００によって得られた情報を一貫性に関してチェックすることができ、それにより、たとえば電子式の侵入の試みに対して先手を打つことができる。
【００４４】
電子式の侵入の試みが行われるのは、たとえば、アラーム設備２００と通信し、その際にロボット１００であるかのように装う機器を侵入者が使用している場合である。そのようにして侵入者は、任意のコンポーネント２１０，２２０，２３０のスイッチをオフにしようと試みる。アラーム設備２００は、得られた照会を論理的な一貫性に関してチェックすれば、これに対処することができる。たとえば特定の規則が守られていないときには、照会が行われないようにすることができる。たとえば、特定の区域Ａ１，Ａ２，Ａ３でのロボット１００の最低滞在時間を要求することができる。あるいは、相並んで位置する特定の最大数のセンサコンポーネント２１０，２２０，２３０だけが、同時に不活動化可能であってもよい。このような種類の論理検査は、ロボット位置の情報によって、およびセンサコンポーネント２１０，２２０，２３０の登録されている監視区域Ａ１，Ａ２，Ａ３を含む地図によって、大幅に簡素化することができる。
【００４５】
監視ユニットがシステムに設けられていれば、ロボット１００またはアラーム設備２００に代えて、監視ユニット３００によってその役割を担うこともできる。
【００４６】
誤警報を確実に回避するために、ロボット１００に対して反応しない追加のセンサをアラーム設備２００のために利用することもできる。たとえば人間とロボット１００の間の物理的な差異を利用することができる。たとえば物体の温度を計測することができ、人間の体温に十分に近い温度のときにだけアラームを作動させるセンサを使用することができる。しかしながら、たとえばロボット１００の形状を認識することができるセンサを適用することもできる。
【００４７】
次に、床面を自律的に処理するための本発明によるロボット１００の機能、ないし本発明によるシステムの機能について、３通りの事例を用いて詳しく説明する。
【００４８】
第１の例：ある会社が、１つまたは複数の清掃用ロボット１００を自社の生産工場の清掃のために利用する。この工場はアラーム設備２００によって防護されている。アラーム設備２００は複数のセンサコンポーネント２１０，２２０，２３０を含んでおり、工場は複数の区域Ａ１，Ａ２，Ａ３に区分されている。清掃されるべき面の初回の探索の後、ロボット１００は地図を有しており、その中で自身を位置推定することができる。アラーム設備２００はロボット１００と通信をするためのモジュールを有している。このインターフェースを介して、ロボット１００はアラーム設備２００にログオンし、これと通信することができる。その際に、センサコンポーネント２１０，２２０，２３０の位置に関する情報、およびその検出領域Ａ１，Ａ２，Ａ３に関する情報も交換することができ、これがロボット１００により地図に登録される。
【００４９】
ロボットは地図情報を参照して、自身の清掃ストラテジーを区域Ａ１，Ａ２，Ａ３に合わせて適合化し、異なる区域間の移行を最低限に抑えることができる。ロボット１００がいつ別のセンサコンポーネントの区域に入るにしても、相応の区域へ入る前に、ロボット１００によりアラーム設備２００との通信が開始される。このときアラーム設備２００には、ロボット１００が当該区域に入っているという情報が伝送される。そしてアラーム設備２００は、相応のセンサコンポーネントの最新のアラーム状態を記憶し、これを必要な場合に不活動化または無視する。その完了後にアラーム設備２００は、その区域が走行可能であることを通知するメッセージをロボット１００に送る。ロボットは境界の手前でこの応答を待っており、肯定の応答があったときに初めて走行を続行する。
【００５０】
詳しくは説明しない理由により、ロボット１００がある時点で特定の区域を通行するべきではないとき、アラーム設備２００は否定の応答をロボット１００に送ることもできる。それによりロボット１００は自身の計画を変更し、後の時点で初めて当該区域を走行するか、または清掃をしないように設定される。
【００５１】
１つのアラームゾーン区域から再び離れるとき、ロボット１００は再び相応の情報をアラーム設備２００に送り、当該区域のアラーム状態を再び確立できるようにする。
【００５２】
第２の例：清掃用ロボット１００が清掃されるべき家屋を探索し、その際に地図を作成して、その中で自身の位置推定をすることができる。家屋に設置されているアラーム設備２００は通信モジュール１５０を有しており、これによってロボット１００との安全な暗号化された接続を構築することができる。これに加えてシステムは専用のソフトウェアを有しており、これを用いて、アラーム設備２００とロボット１００との間の連携のもとで地図を作成し、アラーム区域を検査することができる。
【００５３】
以後の処理プロセスのとき、ロボット１００はそのルート中に定期的に、自身の位置座標と次の経路点とをアラーム設備２００へ伝送しなければならない。このようにしてアラーム設備２００は、センサコンポーネントがいつ反応したとしても、ロボット１００の位置と予定の経路を、作動したアラームと照合することができる。相応の一致があれば、アラーム設備２００は十分な確実性をもって、ロボット１００がアラームの誘発者であり、それ以上のアクションを開始しなくてもよいと想定することができる。一致が成立していないときには、たとえばアラームを作動させることができ、および／または担当者に情報を伝えることができる。
【００５４】
第３の例：ある会社が社屋をアラーム設備２００で防護している。さらにこの会社は、地図を作成し、この地図を用いてナビゲート走行することができるロボット１００を有している。アラーム設備２００とロボット１００は相互に通信することができる。このことは直接的に、または追加モジュールを用いて、具体化されていてよい。
【００５５】
アラームが作動すると、アラーム設備２００はロボット１００を１つの位置に派遣することができ、この位置を起点としてロボット１００は、作動したセンサ周辺の地域を観察することができる。ロボット１００は、たとえば画像、ビデオ、または追加のセンサデータを記録することができる。そしてこれらのデータをアラーム設備２００に送信して、警備員に追加の情報を提供することができる。このときロボット１００は、原因者とのインタラクションをする役目も果たすことができる。たとえば侵入者に対し、その区域または建物から離れるように要求することができる。コードを入力するようにという要請を出力することもできる。たとえば誤って侵入者であると認識された有資格者は、コードの入力によってアラームをオフにすることができる。
【００５６】
特に、１つの領域Ｇで複数のロボット１００が使用されるとき、これらのロボット１００は、考えられる侵入者が逃亡するのを防ぐようにコーディネートすることができる。
【００５７】
このような方法は、当然ながら、たとえば火災警報のような他の種類のアラームでも適用することができ、それは、実際に火災が生じているのか、それとも誤警報が作動したのかを確認するためである。特に火災警報のための適用では、たとえば煙センサやガスセンサといった別個の特別なセンサを利用することができる。運動とは異なる方式で人間を検知することができる、相応のセンサが具体化されていてもよい。たとえば怪我人を認識することができる。このようにして、火災発生時に消防隊によりよい情報を提供することができる。ロボットはその者とコンタクトをとり、その者に意識があるかどうか確認することもできる。
【００５８】
床面の処理との関連で説明してきた移動型ロボットの実施例と技術的な構成要件は、これ以外の活動を遂行するための移動型ロボットにも転用可能である。自律的な自走式ロボットが担うことができるあらゆる活動が考えられる。このような活動は、たとえば床面や周辺の点検、物品の搬送、空気の清浄化、および／または娯楽遊戯の遂行などを含むことができる。記載されている処理モジュール１４０は、床の処理とは異なる活動または追加の活動を行うロボットでは相応に構成される。少なからぬケースにおいて、たとえば室内、床面、物品の単なる監視や点検の場合などでは、処理モジュール１４０は必要ない。
【００５９】
本発明を一例としての実施形態を用いて説明してきたが、本発明は、ここでの開示の基本思想と権利保護範囲の枠内において、追加的に改良することができる。したがって本件出願は、その基本的な原理を適用した上での本発明の数多くの態様、利用可能性、または適合化をカバーするものである。さらに本件出願は、ここでの開示からのこのような種類の逸脱であって、本発明が依拠する従来技術の公知もしくは通常の実務内容であるような逸脱をカバーするように構想されている。本発明は上に述べた具体的事項に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲にしたがって改良することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１００…ロボット
１１０…制御・ナビゲーションモジュール
１２０…センサモジュール
１３０…駆動モジュール
１４０…処理モジュール
１５０…通信モジュール
２００…アラーム設備
３００…監視ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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