(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々自律走行する第１の掃除機とこの第１の掃除機よりも外形の小さい第２の掃除機からなり、所定領域を掃除する自走式掃除機において、
前記第１の掃除機は、掃除前に前記所定領域を自律走行してその領域形態を測距する測距手段、及びその領域上に堆積した埃を検出する埃検出手段と、
前記測距手段及び埃検出手段からの出力値に基づき、前記所定領域を前記第１の掃除機が掃除担当する広い中央部の第１の領域、及び前記第２の掃除機が掃除担当する狭い隅部の第２の領域に区分するとともに、前記第１の領域に存する埃堆積領域を確定する領域確定部と、
前記第１の領域及び埃堆積領域の情報を記憶する第１の記憶部と、
前記第２の領域の情報を送出する送出部と、を備え、
前記第２の掃除機は、前記送出部から送出された前記第２の領域の情報を記憶する第２の記憶部を備えており、
前記第１の掃除機は前記第１の記憶部に記憶された情報に基づき少なくとも前記埃堆積領域を自律走行して前記第１の領域を掃除し、前記第２の掃除機は前記第２の記憶部に記憶された情報に基づき前記第２の領域の全域を自律走行して掃除することを特徴とする自走式掃除機。
【請求項２】
前記第１の掃除機は、前記所定領域上に向けて開口する吸引ノズル、及びこの吸引ノズルに連通する電動送風機を備え、その電動送風機の吸引により前記吸引ノズルから埃を吸引する吸引式掃除機であり、
前記第２の掃除機は、外方に向けて突出する回転軸、この回転軸から放射状に突設された静電ブラシ、及び前記回転軸を駆動する駆動モータを備え、その駆動モータの駆動により前記静電ブラシが回転しながら着電され埃を吸着する静電吸着式掃除機であることを特徴とする請求項１に記載の自走式掃除機。
【請求項３】
前記電動送風機は、前記第１の掃除機が自律走行して掃除する際、前記埃堆積領域以外では吸引駆動が停止され前記埃堆積領域に達すると吸引駆動されることを特徴とする請求項２に記載の自走式掃除機。
【請求項４】
前記埃検出手段は前記吸引ノズル内に配設された赤外線センサであって、この赤外線センサが前記電動送風機の吐出により前記吸引ノズル内で舞い上がった埃を検出することを特徴とする請求項２又は３に記載の自走式掃除機。
【請求項５】
前記測距手段は前記第１の掃除機の本体周囲に配設された第１の光学測距センサ及び第１の超音波測距センサであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の自走式掃除機。
【請求項６】
前記第２の掃除機の本体周囲に第２の光学測距センサ及び第２の超音波測距センサを配設し、前記第１、第２の掃除機は、各々の前記第１、第２の光学測距センサ及び第１、第２の超音波測距センサからの出力値に基づき自律走行して掃除することを特徴とする請求項５に記載の自走式掃除機。
【請求項７】
前記第１、第２の掃除機に自律走行中の位置を検出する位置検出手段をそれぞれ設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の自走式掃除機。
【請求項８】
前記第１、第２の掃除機に、前方に向けて光軸を有する第１、第２のＣＣＤカメラ、この第１、第２のＣＣＤカメラから画像データを抽出する第１、第２の抽出部、及びこの第１、第２の抽出部で抽出された前記画像データに基づき障害物の回避判定を行う第１、第２の回避判定部をそれぞれ設け、前記第１、第２の掃除機は、各々の前記第１、第２の回避判定部で障害物の回避判定を行いながら自律走行して掃除することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の自走式掃除機。
【請求項９】
前記第１、第２の抽出部が前記画像データとして輪郭データを抽出し、前記第１、第２の回避判定部が前記輪郭データと基準データとを照合して障害物の回避判定を行うことを特徴とする請求項８に記載の自走式掃除機。
【請求項１０】
前記第１、第２のＣＣＤカメラから所定範囲のピクセルデータを間欠的に抽出して数値化し、この数値変動が所定値以上達したときのみ前記第１、第２の抽出部から前記画像データを抽出することを特徴とする請求項８又は９に記載の自走式掃除機。
【請求項１１】
各々自律走行する第１の掃除機とこの第１の掃除機よりも外形の小さい第２の掃除機、及びこれら第１、第２の掃除機と通信可能な学習サーバからなり、前記学習サーバから受け取った情報に基づき前記第１、第２の掃除機が所定領域を掃除する自走式掃除機において、
前記第１の掃除機は、掃除前に前記所定領域を自律走行してその領域形態を測距する測距手段、及びその領域上に堆積した埃を検出する埃検出手段と、
前記測距手段及び埃検出手段からの出力値に基づき、前記所定領域を前記第１の掃除機が掃除担当する広い中央部の第１の領域、及び前記第２の掃除機が掃除担当する狭い隅部の第２の領域に区分するとともに、前記第１の領域に存する埃堆積領域を確定する領域確定部と、
前記第１、第２の領域及び埃堆積領域の情報を前記学習サーバに送出する送出部と、
前記学習サーバから送出された情報を記憶する第１の記憶部と、を備え、
前記第２の掃除機は、前記学習サーバから送出された情報を記憶する第２の記憶部とを備えており、
前記学習サーバは、前記送出部から送出された前記第１、第２の領域及び埃堆積領域の情報について基準パターンに対する差異を学習し、学習した前記第１の領域及び埃堆積領域の情報を前記第１の記憶部に、学習した前記第２の領域の情報を前記第２の記憶部に送出し、
前記第１の掃除機は前記第１の記憶部に記憶された情報に基づき少なくとも前記埃堆積領域を自律走行して前記第１の領域を掃除し、前記第２の掃除機は前記第２の記憶部に記憶された情報に基づき前記第２の領域の全域を自律走行して掃除することを特徴とする自走式掃除機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定領域を自律走行して掃除を行う自走式掃除機に関し、特に、複数の掃除機からなる自走式掃除機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の自走式掃除機としては、例えば特公平７−３４７９１号公報に開示されているように、駅構内等の広い領域を掃除するのに好適な大型の吸引式掃除機がある。また、特開平１１−１７８７６５号公報では、床面を収集シートで拭き取りながら自律走行する小型の拭取式掃除機が開示されており、この拭取式の自走式掃除機は、一般家庭の室内等のように狭く複雑な領域を掃除するのに好適である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前者の場合は、本体が大型であるため、壁際や入り組んだ狭いスペース、高さに制限のあるスペースといった狭く複雑な領域では、走行そのものが困難であり掃除機能が十分に発揮できない。
【０００４】
他方後者の場合は、本体が小型であるため、広い領域でも走行可能で一応は掃除を行えるものの、その掃除動作に複雑な手順と膨大な時間を要する。また、狭く複雑な領域を認識しながら自律走行し得るように、複雑な機構や動作が要求され、特にその動作精度を確保するために、高性能な位置制御用センサ群や、動作制御用センサ群は欠かせない。
【０００５】
従って、いずれの自走式掃除機をもっても、効率よく十分な掃除機能を発揮するには、そもそも掃除対象となる領域が制限されるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、あらゆる領域に対応して効率よく掃除できる自走式掃除機を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明による自走式掃除機は、各々自律走行する第１の掃除機とこの第１の掃除機よりも外形の小さい第２の掃除機からなり、所定領域を掃除する自走式掃除機において、前記第１の掃除機は、掃除前に前記所定領域を自律走行してその領域形態を測距する測距手段、及びその領域上に堆積した埃を検出する埃検出手段と、前記測距手段及び埃検出手段からの出力値に基づき、前記所定領域を前記第１の掃除機が掃除担当する広い中央部の第１の領域、及び前記第２の掃除機が掃除担当する狭い隅部の第２の領域に区分するとともに、前記第１の領域に存する埃堆積領域を確定する領域確定部と、前記第１の領域及び埃堆積領域の情報を記憶する第１の記憶部と、前記第２の領域の情報を送出する送出部と、を備え、前記第２の掃除機は、前記送出部から送出された前記第２の領域の情報を記憶する第２の記憶部を備えており、前記第１の掃除機は前記第１の記憶部に記憶された情報に基づき少なくとも前記埃堆積領域を自律走行して前記第１の領域を掃除し、前記第２の掃除機は前記第２の記憶部に記憶された情報に基づき前記第２の領域の全域を自律走行して掃除するようになっている。つまり、第１の掃除機が事前に所定領域を自律走行することにより、所定領域は第１の掃除機が掃除担当する広い中央部等の第１の領域と、第２の掃除機が掃除担当する狭い隅部等の第２の領域とに明確に区分されるとともに、第１の領域のうち特に掃除が必要な埃堆積領域が確定される。そして、第１、第２の掃除機は、各々に適した第１、第２の領域を各々が協調しながら分担して掃除し、特に第１の掃除機は、埃堆積領域以外の領域では掃除に注力することなく単に走行するのみで、埃堆積領域を重点的に掃除していく。
【０００８】
ここで、実用的な自走式掃除機を構成するために、前記第１の掃除機は、前記所定領域上に向けて開口する吸引ノズル、及びこの吸引ノズルに連通する電動送風機を備え、その電動送風機の吸引により前記吸引ノズルから埃を吸引する吸引式掃除機であり、前記第２の掃除機は、外方に向けて突出する回転軸、この回転軸から放射状に突設された静電ブラシ、及び前記回転軸を駆動する駆動モータを備え、その駆動モータの駆動により前記静電ブラシが回転しながら着電され埃を吸着する静電吸着式掃除機であることが好ましい。
【０００９】
更に、消費電力の浪費を抑止する観点から、前記電動送風機は、前記第１の掃除機が自律走行して掃除する際、前記埃堆積領域以外では吸引駆動が停止され前記埃堆積領域に達すると吸引駆動されるようになっていることが好ましい。
【００１０】
また、実用的な埃検出手段を簡単な構成で得るために、前記埃検出手段は前記吸引ノズル内に配設された赤外線センサであって、この赤外線センサが前記電動送風機の吐出により前記吸引ノズル内で舞い上がった埃を検出するようになっているとよい。
【００１１】
また、実用的な測距手段を安価な構成で得る観点から、前記測距手段は前記第１の掃除機の本体周囲に配設された第１の光学測距センサ及び第１の超音波測距センサであるとよい。
【００１２】
更に、第１、第２の掃除機が自律走行して掃除する際、その動作精度を十分に確保するために、前記第２の掃除機の本体周囲に第２の光学測距センサ及び第２の超音波測距センサを配設し、前記第１、第２の掃除機は、各々の前記第１、第２の光学測距センサ及び第１、第２の超音波測距センサからの出力値に基づき自律走行して掃除するようになっていることが好ましい。
【００１３】
また、第１、第２の掃除機が自律走行して掃除する際、各々の位置が逐次確認できればより動作精度が向上するため、前記第１、第２の掃除機に自律走行中の位置を検出する位置検出手段をそれぞれ設けるとよい。
【００１４】
また、不確定な障害物が存在する所定領域を第１、第２の掃除機が自律走行して掃除する場合、その障害物が椅子や机や厚い雑誌等走行に支障をきたすものであれば、それを回避して走行し、その反面、その障害物が紙屑や薄い雑誌等走行に支障のない程度のものであれば、それを回避することなく押し退けながらそのまま走行することで、効率的で円滑な掃除動作となる。これをなし得るために、前記第１、第２の掃除機に、前方に向けて光軸を有する第１、第２のＣＣＤカメラ、この第１、第２のＣＣＤカメラから画像データを抽出する第１、第２の抽出部、及びこの第１、第２の抽出部で抽出された前記画像データに基づき障害物の回避判定を行う第１、第２の回避判定部をそれぞれ設け、前記第１、第２の掃除機は、各々の前記第１、第２の回避判定部で障害物の回避判定を行いながら自律走行して掃除するようになっているとよい。
【００１５】
ここで、十分な回避判定が簡単に行えるように、前記第１、第２の抽出部が前記画像データとして輪郭データを抽出し、前記第１、第２の回避判定部が前記輪郭データと基準データとを照合して障害物の回避判定を行うようになっているとよい。
【００１６】
更に、第１、第２の抽出部で行われる画像データの処理を効率的に行う観点から、前記第１、第２のＣＣＤカメラから所定範囲のピクセルデータを間欠的に抽出して数値化し、この数値変動が所定値以上達したときのみ前記第１、第２の抽出部から前記画像データを抽出するようになっていることが好ましい。
【００１７】
また、上記目的をより効果的に達成するため、本発明による自走式掃除機は、各々自律走行する第１の掃除機とこの第１の掃除機よりも外形の小さい第２の掃除機、及びこれら第１、第２の掃除機と通信可能な学習サーバからなり、前記学習サーバから受け取った情報に基づき前記第１、第２の掃除機が所定領域を掃除する自走式掃除機において、前記第１の掃除機は、掃除前に前記所定領域を自律走行してその領域形態を測距する測距手段、及びその領域上に堆積した埃を検出する埃検出手段と、前記測距手段及び埃検出手段からの出力値に基づき、前記所定領域を前記第１の掃除機が掃除担当する広い中央部の第１の領域、及び前記第２の掃除機が掃除担当する狭い隅部の第２の領域に区分するとともに、前記第１の領域に存する埃堆積領域を確定する領域確定部と、前記第１、第２の領域及び埃堆積領域の情報を前記学習サーバに送出する送出部と、前記学習サーバから送出された情報を記憶する第１の記憶部と、を備え、前記第２の掃除機は、前記学習サーバから送出された情報を記憶する第２の記憶部とを備えており、前記学習サーバは、前記送出部から送出された前記第１、第２の領域及び埃堆積領域の情報について基準パターンに対する差異を学習し、学習した前記第１の領域及び埃堆積領域の情報を前記第１の記憶部に、学習した前記第２の領域の情報を前記第２の記憶部に送出し、前記第１の掃除機は前記第１の記憶部に記憶された情報に基づき少なくとも前記埃堆積領域を自律走行して前記第１の領域を掃除し、前記第２の掃除機は前記第２の記憶部に記憶された情報に基づき前記第２の領域の全域を自律走行して掃除するようになっている。つまり、第１の掃除機が事前に所定領域を自律走行することにより明確にした第１、第２の領域、及び埃堆積領域の情報について、学習サーバで基準パターンに対する差異を検証して学習し、その学習結果に基づいて、第１、第２の掃除機は、各々に適した第１、第２の領域を各々がより協調しながら分担して掃除していく。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳述する。先ず、本発明の第１実施形態を図１、２に基づき説明する。図１は本発明の自走式掃除機における仕様の一例を示す図、図２は第１実施形態の自走式掃除機の外観を模式的に示す斜視図である。
【００１９】
本実施形態の自走式掃除機は、図１、２に示すように、各々自律走行する第１の掃除機１、及びこの第１の掃除機１に対して外形の小さい第２の掃除機２からなり、所定領域を掃除するものである。ここで、第１の掃除機１はサイクロン方式の吸引式掃除機であって、本体の前側に突設され下方に向けて開口する吸引ノズル３１と、この吸引ノズル３１に吸引ホース３２及びダストカップ３３を介して連通する吸引／吐出が可能な電動送風機３４を備えており、その電動送風機３４が制御部１０（以下、「第１の制御部」と記すことがある）からの指令により吸引駆動され、これにより吸引ノズル３１から埃を吸引して掃除がなされる。
【００２０】
また、その本体の両側には第１の制御部１０からの指令により駆動する二対の駆動車輪３５（図２では手前側のみ図示）を備え、本体の周囲には全周３６０゜のうちの８方向（４５゜ピッチ）の周辺を測距する８組の測距手段１１（図２では前側及び手前側のみ図示）を備えている。これら測距手段１１は第１の制御部１０に接続されており、本実施形態では安価な構成を目的として、超音波測距センサ（以下、「第１の超音波測距センサ」と記すことがある）、及びこの第１の超音波測距センサの出力値を補正するための光学測距センサ（以下、「第１の光学測距センサ」と記すことがある）からなる。
【００２１】
また、吸引ノズル３１内には赤外線センサ１２が配設されており、この赤外線センサ１２は、第１の制御部１０からの指令により吐出駆動された電動送風機３４の吐出によって吸引ノズル３１内で舞い上がった埃の度合いを検出、すなわち所定領域上に堆積した埃を検出する埃検出手段としての役割を果たす。
【００２２】
また、詳細は後述するが、第１の制御部１０は、不図示の領域確定部、第１の記憶部及び送出部を有しており、領域確定部は、第１の掃除機１が掃除前に所定領域を自律走行することにより得られる測距手段１１（第１の超音波測距センサ及び第１の光学測距センサ）、及び赤外線センサ１２（埃検出手段）からの出力値に基づき、その所定領域を第１の掃除機１が走行可能な第１の領域、及び第２の掃除機２が走行可能な第２の領域に区分するとともに、その第１の領域に存する埃堆積領域を確定するものである。また、第１の記憶部は、領域確定部で確定された第１の領域及び埃堆積領域の情報を記憶し、送出部は、第２の領域の情報を第２の掃除機２に送出するものである。
【００２３】
他方、第２の掃除機２は静電吸着式掃除機であって、本体の前方に向けて突出する回転軸４１と、この回転軸４１から放射状に突設されたナイロン製の静電ブラシ４２と、回転軸４１を駆動する駆動モータ４３を備えており、その駆動モータ４３が制御部２０（以下、「第２の制御部」と記すことがある）からの指令により駆動され、これにより静電ブラシ４２が回転しながら着電され、埃を吸着するとともに掃き出して掃除がなされる。
【００２４】
また、その本体の両側には第２の制御部２０からの指令により駆動する一対の駆動車輪４４（図２では手前側のみ図示）、及び前側には従動車輪４５を備え、本体の周囲には前方１８０゜のうちの３方向（９０゜ピッチ）の周辺を測距する超音波測距センサ（以下、「第２の超音波測距センサ」と記すことがある）、及び、この第２の超音波測距センサの出力値を補正するための光学測距センサ（以下、「第２の光学測距センサ」と記すことがある）からなる３組の測距センサ２１（図２では前側及び手前側のみ図示）を備えている。これら測距センサ２１は第２の制御部２０に接続されている。
【００２５】
また、詳細は後述するが、第２の制御部２０は、不図示の第２の記憶部を有しており、この第２の記憶部は、第１の掃除機１の送出部から送出された第２の領域の情報を受け取り記憶するものである。
【００２６】
なお、図１に示すように、第１の掃除機１には、その他ジャイロ、加速度センサ、ＣＣＤカメラ、及び臭いセンサが、他方第２の掃除機２には、その他ジャイロ、加速度センサ、及びＣＣＤカメラがそれぞれ搭載されているが、これらについては後述する第２〜４実施形態で詳細を説明する。
【００２７】
このような構成のもと、第１、第２の掃除機１、２による実際の動作について以下に説明する。先ず、実際の掃除動作の前に、第１の掃除機１が第１の制御部１０の指令により所定領域を隈なく自律走行し、測距手段１１でその領域形態を測距するとともに、赤外線センサ１２でその領域上に堆積した埃を検出する。次いで、領域確定部で、これら測距手段１１及び赤外線センサ１２からの出力値に基づき、その所定領域を前記第１、第２の領域に区分するとともに、前記埃堆積領域を確定する。その後、第１の記憶部に第１の領域及び埃堆積領域の情報を記憶し、これとともに送出部から第２の領域の情報を送出する。他方、第２の掃除機２は、送出部から送出された第２の領域の情報を前記第２の記憶部で受け取り記憶する。これで、掃除動作前の事前動作が完了する。
【００２８】
そして、第１の掃除機１は、第１の記憶部に記憶された情報に基づき、少なくとも埃堆積領域を自律走行して第１の領域を掃除し、第２の掃除機２は、第２の記憶部に記憶された情報に基づき、第２の領域の全域を自律走行して掃除する。ここで、第１、第２の掃除機１、２は、動作精度を十分に確保すべく、各々の第１、第２の制御部１０、２０で、第１、第２の記憶部に記憶された情報と、第１、第２の光学測距センサ及び第１、第２の超音波測距センサからの出力値とを逐次照合しながら自律走行するようになっている。また、第１の掃除機１の消費電力の浪費を抑止すべく、第１の制御部１０からの指令により、埃堆積領域以外では電動送風機３４の吸引駆動が停止され、埃堆積領域に達すると吸引駆動されるようになっている。
【００２９】
このように、掃除の対象となる所定領域が不確定であったとしても、第１の掃除機１が事前に所定領域を自律走行することにより、第１、第２の掃除機１、２各々が掃除担当する第１、第２の領域が明確にされ、第１、第２の掃除機１、２は、その明確にされた各々に適した第１、第２の領域を各々が協調しながら分担して掃除していくので、あらゆる所定領域に対応して効率よく掃除できることになる。しかも、第１の掃除機１は埃堆積領域を重点的に掃除することが可能となり、不要な走行も殆どなく効率的な掃除が行える。
【００３０】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と重複する説明は適宜省略し、後述する第３〜５実施形態においても同様とする。本実施形態の特徴は、第１実施形態の第１、第２の掃除機１、２が自律走行して掃除する際、その動作精度の向上を図った点にある。つまり本実施形態では、図１に示すように、第１、第２の掃除機１、２にそれぞれ設けたジャイロ及び加速度センサを、自律走行中の位置を検出する位置検出手段として活用する。これにより、第１、第２の掃除機１、２が自律走行して掃除する際、各々の位置が逐次確認でき、動作精度が向上する。
【００３１】
次に、本発明の第３実施形態について図３、４に基づき説明する。図３は第３実施形態の自走式掃除機における画像処理の動作を示すフローチャート、図４はその自走式掃除機における形状認識の動作を示すフローチャートである。本実施形態の特徴は、不確定な障害物が存在する所定領域を第１実施形態の第１、第２の掃除機１、２が自律走行して掃除する場合に、効率的で円滑な掃除動作が行えるよう図った点にある。つまり本実施形態では、第１、第２の掃除機１、２にそれぞれ設けたＣＣＤカメラ（図１参照）を活用する。
【００３２】
具体的には、第１の掃除機１に、前方に向けて光軸を有するＣＣＤカメラ（以下、「第１のＣＣＤカメラ」と記すことがある）を配設するとともに、第１の制御部１０（図２参照）に、その第１のＣＣＤカメラから画像データを抽出する抽出部（以下、「第１の抽出部」と記すことがある）、及びこの第１の抽出部で抽出された画像データに基づき障害物の回避判定を行う回避判定部（以下、「第１の回避判定部」と記すことがある）を設けている。他方、第２の掃除機２にも同様に、第２のＣＣＤカメラを配設するとともに、第２の制御部２０（図２参照）にも同様に、その第２のＣＣＤカメラに対応する第２の抽出部及び第２の回避判定部を設けている。
【００３３】
これにより、例え所定領域上に不確定な障害物が存在しても、第１、第２の掃除機１、２は、各々の前記第１、第２の回避判定部で、その障害物が椅子や机や厚い雑誌等走行に支障をきたすものであれば、それを回避して走行し、その反面その障害物が紙屑や薄い雑誌等走行に支障のない程度のものであれば、それを回避することなく押し退けながらそのまま走行するというように、障害物の形態に応じた回避判定を行いながら自律走行して掃除するので、効率的で円滑な掃除動作が得られる。
【００３４】
ここで本実施形態では、実際に第１、第２の抽出部で行われる画像データの処理を効率的に行うよう図っている。つまり、全ての画像データを連続的に処理していくのではなく、異常があったときのみ画像データの処理を行うようにしている。具体的には、図３に示すように、ステップ＃５で間欠的に画像を取り込み、ステップ＃１０でその画像をフィルタ処理して所定範囲（１００ポイント程度）のピクセルデータを抽出するとともに数値化する。次いで、ステップ＃１５でその数値と前回抽出した数値とを比較して変動量を判定し、ステップ＃２０でその変動量が所定値内であるか否かを組み合わせ認識する。そして、その変動量が所定値内であればＴｒｕｅ（０：ゼロ）としてリターンし、所定値以上であればＦａｌｓｅ（０以外）としてリターンする（ステップ＃２５）。これにより、Ｔｒｕｅ又はＦａｌｓｅがキー信号となり、このキー信号の発信に基づき第１、第２の抽出部から回避判定に用いる画像データの抽出処理が行われるようにできる。
【００３５】
更に本実施形態では、十分な回避判定を簡単に行えるように図っている。具体的には、前記キー信号の発信に基づき、図４に示すように、ステップ＃５０で第１、第２の抽出部から障害物の画像データを抽出して取り込み、ステップ＃５５でその画像データをフィルタ処理して外形、すなわち輪郭データを抽出し、ステップ＃６０でその輪郭データを特徴形状として認識する。次いで、ステップ＃６５でその輪郭データと予め設定記憶されている丸、三角、四角といった基準データとを照合して組み合わせ認識し、ステップ＃７０で前記第１、第２の光学測距センサ及び第１、第２の超音波測距センサからの出力値に基づく障害物までの距離を参照しつつ、Ｔｒｕｅ又はＦａｌｓｅの回避判定を行う。そして、障害物が回避必要なものと判定されればＴｒｕｅとしてリターンし、回避不要なものと判定されればＦａｌｓｅとしてリターンする（ステップ＃７５）。これにより、多大なメモリ容量と時間を要する画像データ全域にわたる処理を行わなくとも、十分な回避判定が行える。
【００３６】
次に、本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態の特徴は、第１実施形態の第１、第２の掃除機１、２が自律走行する際に、掃除と併せて効率的に空気清浄も行えるよう図った点にある。つまり本実施形態では、第１の掃除機１に設けたガスセンサ（図１参照）を活用する。
【００３７】
具体的には、第１の掃除機１に本体周辺の空気の清浄度合いを検知するガスセンサを配設するとともに、このガスセンサを第１の制御部１０（図２参照）に接続している。ここでガスセンサとしては、アルミナ基板、このアルミナ基板上に蒸着され空気の清浄度合いによって電気抵抗が変化する酸化スズ体、アルミナ基板を加熱するヒータ、及び酸化スズ体に電流を供給する電池からなる一般的なものが適用される。
【００３８】
更に、第１の掃除機１には、吸引ノズル３１（図２参照）とは別に、電動送風機３４に電磁弁を介して連通し上方に向けて開口する空気吸引開口が設けられている。これにより、第１の掃除機１は、自律走行して掃除しながら、ガスセンサからの出力値に応じて第１の制御部１０からの指令により電磁弁が開閉され、効率的な空気清浄を行えるようになる。
【００３９】
次に、本発明の第５実施形態について図５に基づき説明する。図５は第５実施形態の自走式掃除機のシステムネットワーク構成を示す図である。本実施形態の特徴は、第１実施形態の自走式掃除機としてシステムネットワークを構築し、あらゆる所定領域に対応して効率よくより効果的に掃除し得るように図った点にある。
【００４０】
本実施形態におけるシステムネットワークは、図５に示すように、大きくは、第１、第２の掃除機１、２、及びこれら第１、第２の掃除機１、２と通信可能な学習サーバ５０からなり、具体的には、第１、第２の掃除機１、２と無線接続されたゴミ廃却及び給電用の掃除機側ターミナル５１、この掃除機側ターミナル５１に接続された掃除機側モデム５２、この掃除機側モデム５２に接続された学習サーバ側モデム５３、この学習サーバ側モデム５３と学習サーバ５０に接続されたダイヤルアップサーバ５４、及び学習サーバ５０とインターネットに接続されたＷＥＢサーバ５５から構成される。
【００４１】
ここで、第１、第２の掃除機１、２に関して、第１の実施形態と異なる点を説明する。第１に、前記送出部から送出する送出対象と送出先が異なる。つまり、本実施形態では、その送出対象は、第１の掃除機１が掃除前に自律走行することにより明確にされた第１、第２の領域及び埃堆積領域の情報であり、その送出先は、掃除機側ターミナル５１、すなわち学習サーバ５０である。第２に、前記第１、第２に記憶部に記憶される記憶対象が異なり、本実施形態では、その記憶対象は学習サーバ５０、すなわち掃除機側ターミナル５１から送出された情報である。
【００４２】
また、学習サーバ５０の処理動作について、以下に説明する。学習サーバ５０は、学習するために基準となる標準的な基準パターンを設定記憶しており、送出部から送出された第１、第２の領域及び埃堆積領域の情報についてその基準パターンに対する差異を学習し、学習した第１の領域及び埃堆積領域の情報を第１の記憶部に、他方学習した第２の領域の情報を第２の記憶部に送出するようになっている。
【００４３】
このようなシステムネットワーク構成により、第１の掃除機１が事前に所定領域を自律走行することにより、明確にした第１、第２の領域、及び埃堆積領域の情報について、学習サーバ５０で検証して学習し、その学習結果に基づいて、第１、第２の掃除機１、２は、各々に適した第１、第２の領域を各々がより協調しながら分担して掃除していくので、あらゆる領域に対応して効率よくより効果的に掃除できることになる。また、このネットワークは、実際に掃除をするための活用以外に、第１、第２の掃除機１、２から各種センサ類の異常やバッテリの電力残量等を受信して、第１、第２の掃除機１、２が行動不能状態にあることやバッテリ切れになるおそれがあることを、ＷＥＢサーバ５５により表示装置に表示させて、ユーザに報知することにも活用できる。
【００４４】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。例えば、上記の実施形態を市場要求に見合うよう適宜組み合わせても勿論構わない。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、各々自律走行する第１の掃除機とこの第１の掃除機よりも外形の小さい第２の掃除機からなり、所定領域を掃除する自走式掃除機において、前記第１の掃除機は、掃除前に前記所定領域を自律走行してその領域形態を測距する測距手段、及びその領域上に堆積した埃を検出する埃検出手段と、前記測距手段及び埃検出手段からの出力値に基づき、前記所定領域を前記第１の掃除機が掃除担当する広い中央部の第１の領域、及び前記第２の掃除機が掃除担当する狭い隅部の第２の領域に区分するとともに、前記第１の領域に存する埃堆積領域を確定する領域確定部と、前記第１の領域及び埃堆積領域の情報を記憶する第１の記憶部と、前記第２の領域の情報を送出する送出部と、を備え、前記第２の掃除機は、前記送出部から送出された前記第２の領域の情報を記憶する第２の記憶部を備えており、前記第１の掃除機は前記第１の記憶部に記憶された情報に基づき少なくとも前記埃堆積領域を自律走行して前記第１の領域を掃除し、前記第２の掃除機は前記第２の記憶部に記憶された情報に基づき前記第２の領域の全域を自律走行して掃除するようになっている。従って、第１の掃除機が事前に所定領域を自律走行することにより、第１、第２の掃除機各々が掃除担当する第１、第２の領域が明確にされ、第１、第２の掃除機は、その明確にされた各々に適した第１、第２の領域を各々が協調しながら分担して掃除していくので、あらゆる領域に対応して効率よく掃除できるといえる。しかも、第１の領域のうち特に掃除が必要な埃堆積領域も明確にされるため、第１の掃除機は埃堆積領域を重点的に掃除することが可能となり、不要な走行も殆どなく効率的な掃除が行える。
【００４６】
ここで、前記第１の掃除機は、前記所定領域上に向けて開口する吸引ノズル、及びこの吸引ノズルに連通する電動送風機を備え、その電動送風機の吸引により前記吸引ノズルから埃を吸引する吸引式掃除機であり、前記第２の掃除機は、外方に向けて突出する回転軸、この回転軸から放射状に突設された静電ブラシ、及び前記回転軸を駆動する駆動モータを備え、その駆動モータの駆動により前記静電ブラシが回転しながら着電され埃を吸着する静電吸着式掃除機であると、業務用／家庭用を問わず実用的な自走式掃除機となる。
【００４７】
更に、前記電動送風機は、前記第１の掃除機が自律走行して掃除する際、前記埃堆積領域以外では吸引駆動が停止され前記埃堆積領域に達すると吸引駆動されるようになっていると、消費電力の浪費を抑えることが可能となる。
【００４８】
また、前記埃検出手段は前記吸引ノズル内に配設された赤外線センサであって、この赤外線センサが前記電動送風機の吐出により前記吸引ノズル内で舞い上がった埃を検出するようになっていると、簡単な構成で実用的な埃検出手段を得ることが可能となる。
【００４９】
また、前記測距手段は前記第１の掃除機の本体周囲に配設された第１の光学測距センサ及び第１の超音波測距センサであると、安価な構成で実用的な測距手段を得ることができる。
【００５０】
更に、前記第２の掃除機の本体周囲に第２の光学測距センサ及び第２の超音波測距センサを配設し、前記第１、第２の掃除機は、各々の前記第１、第２の光学測距センサ及び第１、第２の超音波測距センサからの出力値に基づき自律走行して掃除するようになっていると、第１、第２の掃除機が自律走行して掃除する際、その動作精度を十分に確保することが可能となる。
【００５１】
また、前記第１、第２の掃除機に自律走行中の位置を検出する位置検出手段をそれぞれ設けると、第１、第２の掃除機が自律走行して掃除する際、各々の位置が逐次確認でき、より動作精度が向上する。
【００５２】
また、前記第１、第２の掃除機に、前方に向けて光軸を有する第１、第２のＣＣＤカメラ、この第１、第２のＣＣＤカメラから画像データを抽出する第１、第２の抽出部、及びこの第１、第２の抽出部で抽出された前記画像データに基づき障害物の回避判定を行う第１、第２の回避判定部をそれぞれ設け、前記第１、第２の掃除機は、各々の前記第１、第２の回避判定部で障害物の回避判定を行いながら自律走行して掃除するようになっていると、不確定な障害物が存在する所定領域を第１、第２の掃除機が自律走行して掃除する場合、その障害物の形態に応じた回避判定ができるため、効率的で円滑な掃除動作を行うことが可能となる。
【００５３】
ここで、前記第１、第２の抽出部が前記画像データとして輪郭データを抽出し、前記第１、第２の回避判定部が前記輪郭データと基準データとを照合して障害物の回避判定を行うようになっていると、簡単に十分な回避判定が行える。
【００５４】
更に、前記第１、第２のＣＣＤカメラから所定範囲のピクセルデータを間欠的に抽出して数値化し、この数値変動が所定値以上達したときのみ前記第１、第２の抽出部から前記画像データを抽出するようになっていると、異常があったときのみ第１、第２の抽出部で行われる画像データの処理を行うことができ、効率的となる。
【００５５】
また、各々自律走行する第１の掃除機とこの第１の掃除機よりも外形の小さい第２の掃除機、及びこれら第１、第２の掃除機と通信可能な学習サーバからなり、前記学習サーバから受け取った情報に基づき前記第１、第２の掃除機が所定領域を掃除する自走式掃除機において、前記第１の掃除機は、掃除前に前記所定領域を自律走行してその領域形態を測距する測距手段、及びその領域上に堆積した埃を検出する埃検出手段と、前記測距手段及び埃検出手段からの出力値に基づき、前記所定領域を前記第１の掃除機が掃除担当する広い中央部の第１の領域、及び前記第２の掃除機が掃除担当する狭い隅部の第２の領域に区分するとともに、前記第１の領域に存する埃堆積領域を確定する領域確定部と、前記第１、第２の領域及び埃堆積領域の情報を前記学習サーバに送出する送出部と、前記学習サーバから送出された情報を記憶する第１の記憶部と、を備え、前記第２の掃除機は、前記学習サーバから送出された情報を記憶する第２の記憶部とを備えており、前記学習サーバは、前記送出部から送出された前記第１、第２の領域及び埃堆積領域の情報について基準パターンに対する差異を学習し、学習した前記第１の領域及び埃堆積領域の情報を前記第１の記憶部に、学習した前記第２の領域の情報を前記第２の記憶部に送出し、前記第１の掃除機は前記第１の記憶部に記憶された情報に基づき少なくとも前記埃堆積領域を自律走行して前記第１の領域を掃除し、前記第２の掃除機は前記第２の記憶部に記憶された情報に基づき前記第２の領域の全域を自律走行して掃除するようになっている。従って、第１の掃除機が事前に所定領域を自律走行することにより明確にした第１、第２の領域、及び埃堆積領域の情報について、学習サーバで基準パターンに対する差異を検証して学習し、その学習結果に基づいて、第１、第２の掃除機は、各々に適した第１、第２の領域を各々がより協調しながら分担して掃除していくので、あらゆる領域に対応して効率よくより効果的に掃除できるといえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】    本発明の自走式掃除機における仕様の一例を示す図。
【図２】    第１実施形態の自走式掃除機の外観を模式的に示す斜視図。
【図３】    第３実施形態の自走式掃除機における画像処理の動作を示すフローチャート。
【図４】    第３実施形態の自走式掃除機における形状認識の動作を示すフローチャート。
【図５】    第５実施形態の自走式掃除機のシステムネットワーク構成を示す図。
【符号の説明】
１    第１の掃除機
２    第２の掃除機
１０    第１の制御部
１１    測距手段（第１の超音波測距センサ、光学測距センサ）
１２    赤外線センサ（埃検出手段）
２０    第２の制御部
３１    吸引ノズル
３２    吸引ホース
３３    ダストカップ
３４    電動送風機
３５    駆動車輪
４１    回転軸
４２    静電ブラシ
４３    駆動モータ
４４    駆動車輪
４５    従動車輪
５０    学習サーバ
５１    掃除機側ターミナル
５２    掃除機側モデム
５３    学習サーバ側モデム
５４    ダイヤルアップサーバ
５５    ＷＥＢサーバ
【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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