WO2015041036A1 - 自律走行式床洗浄機、清掃スケジュールのデータ構造、記憶媒体、清掃スケジュールの生成方法、及びプログラム - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an autonomously traveling floor washer that autonomously travels and performs cleaning by reproducing the taught cleaning conditions and travel route.
- Patent Document 1 a washing machine that cleans a floor surface by a user's operation is known (see, for example, Patent Document 1).
- the cleaner operates the operation handle provided at the rear part of the vehicle body, the vehicle is driven and the cleaning brush or pad is rotated to clean the floor surface, and the sewage after the washing Aspirate with a squeegee.
- the self-propelled walking type floor washer disclosed in Patent Document 1 cleans the floor by user operation. Therefore, at least one worker is required for one self-propelled walking floor washer. On the other hand, the cleaning workers who clean the floors of buildings are not enough. In addition, skilled techniques are required to clean the floor surface. Therefore, when a large building or the like is cleaned by a small number of skilled cleaning workers, a washing machine that autonomously performs the cleaning work without requiring the operation of the cleaning worker is desired.
- an object of the present invention is to provide a floor washer that autonomously cleans the floor surface while faithfully reproducing the cleaning work of the skilled cleaning worker without requiring an operation by the skilled cleaning worker. It is in.
- the autonomously traveling floor washer is an autonomously traveling floor washer that autonomously travels and performs cleaning by reproducing the taught cleaning conditions and traveling route.
- the autonomously traveling floor washer includes a cleaning unit, a traveling unit, a position estimation unit, a cleaning condition teaching unit, a traveling route teaching unit, a teaching data acquisition unit, a cleaning schedule creation unit, a cleaning reproduction unit, An elapsed time determination unit.
- the cleaning unit cleans the floor according to the cleaning conditions.
- the traveling unit travels in accordance with an operator's operation or a traveling control command.
- the position estimation unit estimates position information.
- the position information is information including information on the position and posture of the traveling unit on a predetermined route on a predetermined coordinate.
- the cleaning condition teaching unit receives an input of the cleaning condition by the operator and outputs it to the cleaning unit.
- the travel route teaching unit receives an operation of moving the travel unit by the operator.
- the teaching data acquisition unit acquires teaching position information and teaching cleaning conditions at the teaching data acquisition time when the manual operation teaching mode is executed.
- the manual operation teaching mode is an operation mode for teaching a cleaning condition and a traveling route by an operator's operation in an autonomously traveling floor washer.
- the teaching position information is position information estimated by the position estimating unit in the manual operation teaching mode.
- the teaching cleaning condition is a cleaning condition taught in the cleaning condition teaching unit in the manual operation teaching mode.
- the cleaning schedule creation unit creates and stores a cleaning schedule by associating the teaching position information and the teaching cleaning conditions with the teaching data acquisition time.
- the cleaning reproduction unit reproduces traveling at a predetermined elapsed time from the start of execution of the autonomous cleaning mode based on the teaching data acquisition time, the teaching cleaning condition, and the teaching position information stored in the cleaning schedule when the autonomous cleaning mode is executed.
- a control command and reproducible cleaning conditions are calculated.
- the cleaning reproduction unit outputs the calculated reproduction traveling control command and reproduction cleaning conditions to the traveling unit and the cleaning unit, respectively.
- the autonomous cleaning mode is an operation mode in which the autonomously traveling floor washer autonomously travels and cleans without requiring an operator's operation.
- the elapsed time determination unit determines a teaching data acquisition time and a predetermined elapsed time.
- the cleaning conditions and travel route taught by the operator are reproduced as follows.
- the teaching data acquisition unit acquires the operation of the traveling unit and the cleaning unit by the operator at the teaching data acquisition time.
- the cleaning schedule creation unit creates and stores a cleaning schedule associated with teaching data acquisition time, teaching position information, and teaching cleaning conditions.
- the cleaning schedule creation unit creates and stores a cleaning schedule. Therefore, once the operation by the operator is taught to the autonomously traveling floor washer, the autonomously traveling floor washer performs the taught cleaning operation any number of times without requiring the operator's operation (teaching). Can execute autonomously.
- the teaching data (teaching cleaning condition and teaching position information) is acquired and stored at the teaching data acquisition time in the above steps (i) and (ii). And teaching data acquisition time is determined by the elapsed time determination part.
- the autonomously traveling floor washer autonomously acquires teaching data. Therefore, the operator who teaches the cleaning operation to the autonomously traveling floor washer is the same as performing the cleaning operation using a conventional manually operated floor washer without being aware of the creation and storage of the cleaning schedule. In this way, the cleaning operation (cleaning schedule) can be taught to the autonomously traveling floor washer.
- the cleaning unit may include a cleaning liquid supply unit, a floor surface cleaning unit, and a suction unit.
- the cleaning liquid supply unit supplies the cleaning liquid to the floor surface.
- the floor surface cleaning unit includes a cleaning member that is pressed against the floor surface and cleans the floor surface while rotating.
- the suction unit sucks the cleaning liquid on the floor surface.
- the supply amount of the cleaning liquid supplied from the cleaning liquid supply unit, the floor cleaning power by the floor cleaning unit, and the cleaning liquid suction by the suction unit can be arbitrarily set as cleaning conditions. Also good. Thereby, the cleaning part can perform various cleaning operations (that is, various cleaning conditions).
- the autonomously traveling floor washer may further include a display unit.
- the display unit displays cleaning conditions. Thereby, the operator who teaches the cleaning schedule to the autonomously traveling floor washer can perform the cleaning work while confirming the cleaning conditions.
- the autonomously traveling floor washer may further include a squeegee unit.
- the squeegee portion is attached so as to be able to arbitrarily set whether to contact the floor surface or leave the floor surface.
- the squeegee portion may be separated from the floor surface during back travel. Thereby, the autonomously traveling floor washer can collect liquid such as cleaning liquid on the floor surface.
- the autonomously traveling floor washer may further include a cleaning schedule correction unit.
- the cleaning schedule correction unit corrects the teaching cleaning condition, the teaching position information, and the teaching data acquisition time of the cleaning schedule. Thereby, after teaching the cleaning schedule, the cleaning schedule can be changed.
- the elapsed time from the start of execution of the autonomous cleaning mode may be determined based on the position information estimated by the position estimation unit.
- the autonomously traveling floor washer can autonomously reproduce the cleaning operation while accurately associating the timing and place of execution of the taught cleaning condition with each other when executing the autonomous cleaning mode.
- the data structure of the cleaning schedule includes a cleaning unit and a traveling unit, and autonomously travels and performs cleaning by reproducing the taught cleaning condition and traveling route.
- 4 is a data structure of a cleaning schedule used for calculating a cleaning condition and a traveling control command at a predetermined timing when autonomously traveling and cleaning are performed in the floor washing machine.
- the cleaning unit cleans the floor according to the cleaning conditions.
- the traveling unit travels in accordance with an operator's operation or a traveling control command.
- the data structure of the cleaning schedule includes an elapsed time information storage area, a cleaning condition storage area, and a position information storage area. Elapsed time information is stored in the elapsed time information storage area.
- the elapsed time information is information relating to the elapsed time since the start of the control of the cleaning unit and the traveling unit.
- the cleaning condition storage area the cleaning condition at the elapsed time represented in the elapsed time information is stored.
- position information at the elapsed time represented in the elapsed time information is stored.
- the predetermined timing is determined based on the elapsed time information stored in the elapsed time information storage area.
- the cleaning condition at the timing is stored in the cleaning condition storage area, and is calculated based on the cleaning condition associated with the elapsed time information corresponding to the timing.
- the travel control command at the timing is stored in the position information storage area, and is calculated based on the position information associated with the elapsed time information corresponding to the timing.
- the cleaning condition and the position information are stored in association with the elapsed time since the start of the control of the cleaning unit and the traveling unit. Thereby, various cleaning operations can be taught to the autonomously traveling floor washer. Further, when autonomously running and cleaning (when the autonomous cleaning mode is executed), the cleaning condition (reproduced cleaning condition) and the travel control command (reproduced travel control command) at a predetermined timing are stored in the cleaning schedule. , Based on the cleaning condition and position information associated with the elapsed time corresponding to the predetermined timing. Thereby, the autonomously traveling floor washer can autonomously reproduce various cleaning operations.
- a storage medium according to still another aspect of the present invention is a storage medium that stores a cleaning schedule having the above data structure.
- a cleaning schedule generation method is a cleaning method used in an autonomously traveling floor washer that autonomously travels and performs cleaning by reproducing the taught cleaning conditions and travel route.
- This is a schedule generation method.
- the method for generating the cleaning schedule includes the following steps. A step of causing the autonomously traveling floor washer to perform a cleaning operation based on the teaching cleaning conditions set by the operator. ⁇ Step of running the autonomously traveling floor washer based on the operator's operation. A step of estimating teaching position information including information on the position and posture of the autonomously traveling floor washer on a predetermined coordinate determined by the autonomously traveling floor washer.
- the above-described cleaning schedule generation method can easily generate a cleaning schedule in which teaching position information and teaching cleaning conditions are associated with teaching data acquisition time.
- a program according to still another aspect of the present invention is a program for causing a computer to execute the above-described cleaning schedule generation method.
- An autonomously traveling floor washer can clean the floor surface autonomously while faithfully reproducing the cleaning work of a skilled cleaning worker without requiring operation by a skilled cleaning worker.
- Diagram showing the overall configuration of the autonomously traveling floor washer Diagram showing the configuration of the travel route teaching unit Diagram showing configuration of setting unit The figure which shows the whole structure of a control part
- the figure which shows the structure of a cleaning control part Diagram showing the configuration of the travel control unit Diagram showing the configuration of the control department Flow chart showing basic operation of autonomously traveling floor washer Flow chart showing a method of teaching manual operation of an autonomously traveling floor washer by an operator
- a flowchart showing a method of creating first local map information The figure which showed the creation method of the 1st local map information typically
- the figure which showed the creation method of the 1st local map information typically
- the flowchart which shows the estimation method of the position and the advancing direction on the 2nd coordinate of a traveling part.
- the figure which shows the position estimation method typically by dead reckoning which considered the error of the rotation amount Flow chart showing how to create a cleaning schedule Diagram showing cleaning schedule units
- FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an autonomously traveling floor washer 100.
- the autonomously traveling floor washer 100 shown in FIG. 1 autonomously performs a cleaning operation by faithfully reproducing the taught cleaning conditions and traveling route.
- “Teached cleaning condition” refers to a cleaning condition for cleaning performed by the autonomously traveling floor washer 100 by a manual operation by an operator when the autonomously traveling floor washer 100 is in a manually operable state.
- the “taught travel route” refers to a route traveled by the autonomously traveling floor washer 100 by a manual operation (moving operation) by an operator.
- the autonomously traveling floor washer 100 includes a traveling unit 1, a cleaning unit 3, a control unit 5, a traveling route teaching unit 7, a setting unit 9, a front detector 11, and a rear detector 13. .
- the traveling unit 1 is a device that travels in accordance with an operator's operation or a travel control command. Further, a main wheel portion 1001, a traveling motor 1003, and an auxiliary wheel portion 1005 are provided at the left and right ends of the bottom of the traveling portion 1, respectively. The main wheel portion 1001 is attached to the output rotation shaft of the travel motor 1003. Accordingly, the main wheel portion 1001 can be rotated by the traveling motor 1003.
- the travel motor 1003 is electrically connected to the control unit 5 (described later). Accordingly, the travel motor 1003 is controlled based on a travel control command (described later) generated by the control unit 5. As a result, the main wheel portion 1001 causes the traveling portion 1 to travel according to the traveling control command.
- the auxiliary wheel portion 1005 is rotatably attached to the left and right ends of the bottom portion of the traveling portion 1 behind the main wheel portion 1001.
- the auxiliary wheel unit 1005 causes the traveling unit 1 to travel stably.
- an auxiliary wheel portion 1005 is attached. This is because the posture of the traveling unit 1 is not stable only with the main wheel portions 1001 at the left and right ends of the traveling unit 1. Therefore, even if only the main wheel portion 1001 is used, the auxiliary wheel portion 1005 is not particularly necessary when the traveling portion 1 is stable.
- assistant wheel part 1005 is attached behind the main wheel part 1001, it is not restricted to this. Considering the position of the center of gravity of the autonomously traveling floor washer 100 and the like, the auxiliary wheel portion 1005 may be attached in front of the main wheel portion 1001.
- the cleaning unit 3 is a device that cleans the floor surface F in accordance with the cleaning conditions.
- the cleaning unit 3 is mounted on the bottom of the autonomously traveling floor washer 100. Specifically, the cleaning unit 3 cleans the floor surface F in accordance with the cleaning conditions while pressing and rotating a cleaning member 3001 (described later) against the floor surface F. The details of the cleaning unit 3 will be described later.
- the control unit 5 includes a front detector 11 (described later), a rear detector 13 (described later), a travel motor 1003, an encoder 1013 (described later), a cleaning member rotating motor 3011 (described later), and a cleaning member pressing actuator 3021 (described later). , A cleaning liquid supply pump 3013 (described later), a suction motor 3015 (described later), and a squeegee part lifting actuator 3017 (described later).
- the control part 5 controls the driving
- the detailed configuration of the control unit 5 will be described later.
- the travel control command is a command for controlling the rotation speed and / or rotation amount of the travel motor 1003.
- the travel control command is expressed as a movement amount.
- the movement amount can be calculated from the difference between the target position and the current position.
- the amount of movement can be calculated from the direction and amount of rotation of the handles 7001a and 7001b of the travel route teaching unit 7 (described later).
- the cleaning conditions include the cleaning power W expressed by the number of rotations and pressing force of a cleaning member 3001 (described later), the cleaning liquid supply amount S supplied from the cleaning liquid supply unit 3003, and the suction force P by the suction unit 3005. That means.
- the traveling route teaching unit 7 has a function of accepting a moving operation of the traveling unit 1 by an operator.
- the travel route teaching unit 7 is attached to the upper rear side of the travel unit 1 via an attachment member 15. Thereby, the operator can operate the travel route teaching unit 7 to move the travel unit 1.
- the travel route teaching unit 7 is electrically connected to the control unit 5. Thereby, the operation amount of the handles 7001a and 7001b (described later) can be transmitted to the control unit 5. Details of the travel route teaching unit 7 will be described later.
- the setting unit 9 is attached to the upper rear surface of the traveling unit 1.
- the setting unit 9 is provided in the vicinity of the travel route teaching unit 7.
- the setting unit 9 is electrically connected to the control unit 5.
- the set value set in the setting unit 9 can be transmitted to the control unit 5. Details of the setting unit 9 will be described later.
- the front detector 11 is attached to the front end of the traveling unit 1.
- the front detector 11 detects an obstacle (front obstacle) existing in front of the traveling unit 1.
- the front detector 11 is connected to the control unit 5 so that signals can be transmitted and received. Thereby, the front detector 11 can transmit information on the detected obstacle to the control unit 5.
- a laser range finder LRF
- the front detector 11 for example, a laser range finder (LRF) can be used.
- LRF laser range finder
- the rear detector 13 is attached to the rear end of the traveling unit 1.
- the rear detector 13 detects an obstacle (rear obstacle) existing behind the traveling unit 1.
- the rear detector 13 is connected to the control unit 5 so that signals can be transmitted and received. Thereby, the rear detector 13 can transmit information regarding the detected obstacle to the control unit 5.
- a laser range finder LRF
- the distance between the traveling unit 1 and the rear obstacle and the direction in which the rear obstacle exists can be acquired as information about the rear obstacle.
- the cleaning unit 3 cleans the floor surface F according to the cleaning conditions.
- the cleaning unit 3 includes a cleaning member 3001, a cleaning liquid supply unit 3003, a suction unit 3005, and a squeegee unit 3007.
- the cleaning member 3001 is provided on the front side of the bottom surface of the traveling unit 1.
- the cleaning member 3001 is fixed to the fixing member 3041.
- the fixing member 3041 is connected to the output rotating shaft of the cleaning member rotating motor 3011. For this reason, when the fixing member 3041 is rotated by the cleaning member rotating motor 3011, the cleaning member 3001 is also rotated. Further, the cleaning member 3001 is connected to the cleaning member pressing actuator 3021 via the pressing member 3031.
- the cleaning member 3001 is pressed against the floor surface F by the cleaning member pressing actuator 3021.
- the cleaning member 3001 can clean the floor F while being pressed against the floor F and rotating.
- the cleaning force by the cleaning member 3001 can be adjusted by adjusting the number of rotations of the cleaning member rotating motor 3011 and the pressing force by the cleaning member pressing actuator 3021.
- a floor surface cleaning brush or the like can be used as the cleaning member 3001.
- the fixing member 3041 is provided with a cavity S1, and the cleaning liquid supplied from the cleaning liquid supply unit 3003 (described later) is supplied from the cavity S1 to the floor surface F.
- the member provided with the cleaning member 3001, the cleaning member rotating motor 3011, the cleaning member pressing actuator 3021, and the pressing member 3031 is an example of the floor surface cleaning unit in the present embodiment.
- the cleaning liquid supply unit 3003 is a hollow cylindrical member. One end of the cleaning liquid supply unit 3003 is provided at a position corresponding to the cavity S ⁇ b> 1 provided in the fixing member 3041. The other end of the cleaning liquid supply unit 3003 is connected to the outlet side of the cleaning liquid supply pump 3013 mounted inside the traveling unit 1. Further, the inlet side of the cleaning liquid supply pump 3013 is connected to the outlet of a cleaning liquid supply tank 3023 mounted inside the traveling unit 1 through a pipe member 3033. Accordingly, the cleaning liquid supply unit 3003 supplies the cleaning liquid from the cleaning liquid supply tank 3023 with the supply amount controlled by the cleaning liquid supply pump 3013.
- the cleaning liquid is supplied from one end of the cleaning liquid supply unit 3003 toward the cavity S1 provided in the fixing member 3041, passes through the cavity S1, and reaches the floor surface F.
- water can be used as the cleaning liquid supplied from the cleaning liquid supply unit 3003.
- the suction part 3005 is a hollow cylindrical member. One end of the suction part 3005 is connected to a squeegee part fixing member 3027 (described later) provided with a suction port S2. The other end of the suction unit 3005 is connected to one of the openings at the top of the collection unit 3025 mounted inside the traveling unit 1. Thereby, the suction unit 3005 sucks the cleaning liquid or the like of the floor surface F. Then, the cleaning liquid or the like sucked by the suction unit 3005 is collected by the collection unit 3025.
- a suction motor 3015 is installed in another opening provided in the upper part of the collection unit 3025. The suction motor 3015 puts the space inside the collection unit 3025 into a negative pressure state.
- the suction unit 3005 is in a negative pressure state, and the cleaning liquid and the like on the floor surface F can be sucked into the recovery unit 3025.
- the suction force P by the suction unit 3005 can be adjusted by adjusting the output of the suction motor 3015.
- the squeegee unit 3007 is fixed to the squeegee unit fixing member 3027 and is provided behind the bottom surface of the traveling unit 1.
- the squeegee unit 3007 is connected to a squeegee unit lifting / lowering actuator 3017 via a squeegee unit fixing member 3027 and can be moved up and down with respect to the floor surface F.
- the squeegee unit 3007 can arbitrarily set whether to contact the floor surface F or leave the floor surface F.
- the squeegee unit 3007 can suppress the movement of the liquid on the floor surface F to the rear of the autonomously traveling floor washer 100 as necessary.
- the squeegee unit 3007 is separated from the floor surface F when the autonomously traveling floor washer 100 travels back. Thereby, it can suppress that the liquid etc. on the floor surface F move further back of the autonomously traveling floor washer 100 during back travel. As a result, the autonomously traveling floor washer 100 can clean the floor surface F efficiently.
- the squeegee unit fixing member 3027 is provided with a suction port S2, and the cleaning liquid and dust collected by the squeegee unit 3007 are sucked by the suction force P of the suction unit 3005 and collected by the collection unit 3025.
- the cleaning unit 3 includes the cleaning member 3001, the cleaning liquid supply unit 3003, the suction unit 3005, and the squeegee unit 3007, so that the autonomously traveling floor cleaning machine 100 can clean the floor surface F or the floor surface F.
- Various cleaning operations such as collecting liquids can be performed.
- FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the travel route teaching unit 7.
- the travel route teaching unit 7 includes handles 7001a and 7001b, a housing 7003, and a travel control command calculation unit 7005.
- the handles 7001a and 7001b are attached to the left and right side surfaces of the housing 7003, respectively.
- An operator holding the handles 7001a and 7001b can apply either a force that pulls the traveling unit 1 toward the operator or a force that pushes the traveling unit 1 through the handles 7001a and 7001b.
- the traveling direction of the traveling unit 1 can be adjusted by adjusting the force applied to each of the handles 7001a and 7001b. For example, when a force that pulls the traveling unit 1 is applied to the left handle 7001a when viewed from the front direction of the traveling unit 1, the traveling unit 1 turns to the left.
- handles 7001a and 7001b are rotatably attached to the housing 7003.
- the handles 7001a and 7001b are electrically connected to a travel control command calculation unit 7005.
- the traveling control command calculation unit 7005 is connected to the control unit 5 so that signals can be transmitted and received.
- the rotation amount and the rotation direction of the handles 7001 a and 7001 b are converted into a travel control command by the travel control command calculation unit 7005 and transmitted to the control unit 5.
- the operator can operate the traveling unit 1 also by rotating the handles 7001a and 7001b.
- the operator can move the traveling unit 1 forward or backward by adjusting the rotating direction of the handles 7001a and 7001b. Further, the traveling speed of the traveling unit 1 can be adjusted by adjusting the amount of rotation of the handles 7001a and 7001b. Furthermore, if the amount of rotation of the handle 7001a is different from the amount of rotation of the handle 7001b, the traveling direction of the traveling unit 1 can be changed. Further, the handle 7001a may be an input interface for instructing the traveling speed in the traveling direction, and the handle 7001b may be an input interface for instructing the steering angle.
- FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the setting unit 9.
- the setting unit 9 includes a switching unit 9001, a manual operation storage switch 9002, a cleaning condition teaching unit 9003, a display unit 9005, a cleaning control command calculation unit 9007, a setting operation unit 9008, and a setting conversion unit 9009. Have.
- the switching unit 9001 is electrically connected to the control unit 5.
- the switching unit 9001 selects an operation mode of the autonomously traveling floor washer 100.
- the switching unit 9001 is configured by, for example, a switch and selects an operation mode by switching the switch.
- the operation modes of the autonomously traveling floor washer 100 include an autonomous cleaning mode and a manual operation mode.
- the autonomous cleaning mode is an operation mode in which the autonomously traveling floor washer 100 travels autonomously and cleans the floor surface F without requiring an operator's operation.
- the operation mode can be set to the autonomous cleaning mode by setting the switching unit 9001 to “automatic” shown in FIG.
- the manual operation mode is an operation mode in which the autonomously traveling floor washer 100 can be manually operated by an operator.
- the operation mode can be set to the manual operation mode by setting the switching unit 9001 to “manual” shown in FIG.
- the manual operation storage switch 9002 is electrically connected to the control unit 5.
- the manual operation storage switch 9002 is a switch for starting storage of manual operation of the autonomously traveling floor washer 100 by the operator. That is, when the operation mode is set to the manual operation mode by the switching unit 9001 and the manual operation storage switch 9002 is pressed, the cleaning condition for cleaning executed by the operator's manual operation and the traveling by the operator's moving operation are performed. Teaching the route to the autonomously traveling floor washer 100 is started. Accordingly, the operation modes of the autonomously traveling floor washer 100 include a manual operation teaching mode as a sub operation mode of the manual operation mode in addition to the autonomous cleaning mode and the manual operation mode.
- the manual operation teaching mode is an operation mode in which the autonomous traveling floor washer 100 is taught the cleaning condition and traveling route of the autonomous traveling floor washer 100 manually operated by the operator.
- the manual operation storage switch 9002 When the manual operation storage switch 9002 is pressed, the operation mode shifts from the manual operation mode to the manual operation teaching mode.
- the manual operation storage switch 9002 when the manual operation storage switch 9002 is pressed (again) in a state where the operation mode is set to the manual operation teaching mode, teaching of the manual operation by the operator is stopped.
- the operator can stop teaching manual operation at a desired position by pressing the manual operation storage switch 9002 at the desired position.
- the autonomously traveling floor washer 100 can create a cleaning schedule 500 desired by the operator.
- the manual operation storage switch 9002 is pressed during execution of the manual operation teaching mode, the operation mode may be switched from the manual operation teaching mode to the manual operation mode. In this case, the operator can continue to manually operate the autonomously traveling floor washer 100 even if the manual operation teaching mode is switched to the manual operation mode.
- the cleaning condition teaching unit 9003 realizes a function of receiving an input of a cleaning condition by an operator and outputting it to the cleaning unit 3.
- the cleaning condition teaching unit 9003 is connected to the control unit 5 via a cleaning control command calculation unit 9007. Thereby, the cleaning condition (teaching cleaning condition) set in the cleaning condition teaching unit 9003 is converted into a signal that can be decoded by the control unit 5 in the cleaning control command calculation unit 9007 and transmitted to the control unit 5.
- the cleaning condition teaching unit 9003 includes a cleaning condition adjusting unit 9013 and an operation switching unit 9023.
- the cleaning condition adjustment unit 9013 individually uses the cleaning force W of the floor surface F by the cleaning member 3001, the cleaning liquid supply amount S supplied from the cleaning liquid supply unit 3003, and the suction force P by the suction unit 3005 as teaching cleaning conditions.
- the cleaning condition adjustment unit 9013 is constituted by, for example, a push switch, and can set the teaching cleaning condition according to the number of times the push switch is pressed.
- the operation switching unit 9023 controls the operation and stop of the cleaning member 3001 (floor surface cleaning unit), the cleaning liquid supply unit 3003, and the suction unit 3005.
- the operation switching unit 9023 includes, for example, a push switch, and can switch between the operation and stop of the cleaning member 3001 (floor surface cleaning unit), the cleaning liquid supply unit 3003, and the suction unit 3005 by pressing the press switch.
- the display unit 9005 is connected to the control unit 5 so that signals can be transmitted and received.
- the display unit 9005 receives the cleaning conditions set in the control unit 5 from the control unit 5 and displays the received cleaning conditions and the like.
- the display unit 9005 displays the cleaning power W of the floor surface F by the cleaning member 3001, the cleaning liquid supply amount S supplied from the cleaning liquid supply unit 3003, and the suction power P by the suction unit 3005 as cleaning conditions. .
- the display unit 9005 displays the cleaning conditions and the like, so that the operator can perform the cleaning work while confirming the displayed cleaning conditions.
- the display unit 9005 displays the current operation mode (autonomous cleaning mode / manual operation mode / manual operation teaching mode), operation time, and the like.
- the display unit 9005 displays various setting procedures when various settings of the autonomously traveling floor washer 100 are performed by the setting operation unit 9008.
- the setting operation unit 9008 is connected to the control unit 5 via the setting conversion unit 9009. Accordingly, various settings set by the setting operation unit 9008 are converted into signals that can be decoded by the control unit 5 by the setting conversion unit 9009 and transmitted to the control unit 5.
- the setting operation unit 9008 performs various settings of the autonomously traveling floor washer 100 and transmits the various settings to the control unit 5.
- the setting operation unit 9008 includes, for example, a push switch. Therefore, the operator can perform various settings of the autonomously traveling floor washer 100 by operating the setting operation unit 9008 while confirming the setting procedure of various settings displayed on the display unit 9005.
- FIG. 4 is a diagram illustrating an overall configuration of the control unit 5.
- the control unit 5 is realized by a microcomputer system including a memory unit such as a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), and a ROM (Read Only Memory), a storage device, and various interfaces. Yes. All or a part of each part of the control unit 5 described below may be realized as a program that can be executed by the microcomputer system. In this case, the program may be stored in the memory unit and / or the storage device. Further, all or a part of each part of the control unit 5 may be realized as a custom IC.
- the control unit 5 mainly includes a cleaning control unit 5001, a travel control unit 5003, a control supervision unit 5005, and a storage unit 5007.
- the cleaning control unit 5001 is electrically connected to the cleaning member rotation motor 3011, the cleaning liquid supply pump 3013, and the suction motor 3015. Accordingly, the cleaning control unit 5001 controls the power (cleaning unit control amount) for controlling the rotation speed and output of these motors and pumps with respect to the cleaning member rotation motor 3011, the cleaning liquid supply pump 3013, and the suction motor 3015. Can supply.
- the cleaning control unit 5001 is electrically connected to the cleaning member pressing actuator 3021 and the squeegee unit lifting / lowering actuator 3017. Accordingly, the cleaning control unit 5001 can supply power (cleaning unit control amount) for controlling the operation amount of these actuators to the cleaning member pressing actuator 3021 and the squeegee unit lifting / lowering actuator 3017.
- the cleaning control unit 5001 is connected to the cleaning condition teaching unit 9003 via a cleaning control command calculation unit 9007 so that signals can be transmitted and received. Accordingly, the cleaning control unit 5001 can input the teaching cleaning conditions set by the cleaning condition teaching unit 9003. Thereby, the cleaning control unit 5001 can control the cleaning unit 3 based on the teaching cleaning condition. Further, the cleaning control unit 5001 is connected to the display unit 9005. Accordingly, the cleaning control unit 5001 can output the cleaning conditions and the like to the display unit 9005.
- the cleaning control unit 5001 is connected to the control control unit 5005 so that signals can be transmitted and received. Accordingly, the cleaning control unit 5001 can input reproduction cleaning conditions (described later). Moreover, the cleaning control part 5001 can control the cleaning part 3 based on reproduction cleaning conditions. Details of the cleaning control unit 5001 will be described later.
- the traveling control unit 5003 is connected to an encoder 1013 connected to the output rotation shaft of the traveling motor 1003 so that signals can be transmitted and received. As a result, the traveling control unit 5003 can input the pulse signal output from the encoder 1013.
- the traveling control unit 5003 is electrically connected to the traveling motor 1003. Accordingly, the traveling control unit 5003 can output electric power for controlling the traveling motor 1003 to the traveling motor 1003 based on the pulse signal output from the encoder 1013.
- the traveling control unit 5003 is connected to the traveling route teaching unit 7 and the control supervising unit 5005 so that signals can be transmitted and received. Accordingly, the travel control unit 5003 generates electric power for controlling the travel motor 1003 based on the travel control command based on the rotation amount and the rotation direction of the handles 7001a and 7001b of the travel route teaching unit 7 or the reproduction travel control command. 1003 can be output. Details of the traveling control unit 5003 will be described later.
- the control control unit 5005 is connected to the front detector 11, the rear detector 13, and the encoder 1013 of the traveling motor 1003 so that signals can be transmitted and received. Therefore, the control control unit 5005 is autonomous based on the information about the front obstacle obtained by the front detector 11, the information about the rear obstacle obtained by the rear detector 13, and the rotation amount of the traveling motor 1003 obtained from the encoder 1013. The position information of the traveling floor washer 100 can be estimated. A method for estimating position information in the control supervision unit 5005 will be described later.
- control control unit 5005 is connected to the cleaning control unit 5001 so that signals can be transmitted and received. Accordingly, the control control unit 5005 can receive the cleaning condition from the cleaning control unit 5001 as the taught cleaning condition when the manual operation teaching mode is executed. Further, when executing the autonomous cleaning mode, the control supervising unit 5005 can output the reproduction cleaning condition to the cleaning control unit 5001.
- the reproducible cleaning condition is a cleaning condition for determining control amounts of the motor, the pump, and the actuator of the cleaning unit 3 when the autonomous cleaning mode is executed.
- the reproducible cleaning condition is calculated based on the teaching data acquisition time (described later) and the teaching cleaning condition (described later) stored in the cleaning schedule 500 (refer to FIGS. 17A and 17B described later) in the control control unit 5005.
- the A method for calculating the reproduction cleaning condition in the control control unit 5005 will be described later.
- control control unit 5005 is connected to the travel control unit 5003 so that signals can be transmitted and received. Therefore, the control supervision unit 5005 can transmit a reproduction travel control command when executing the autonomous cleaning mode.
- the reproduction travel control command is a command for determining a control amount of the travel motor 1003 when the autonomous cleaning mode is executed.
- the reproduction travel control command is calculated based on the teaching data acquisition time and teaching position information (described later) stored in the cleaning schedule 500 in the control supervision unit 5005. A method for calculating the reproduction travel control command in the control supervision unit 5005 will be described later.
- the storage unit 5007 is connected to the control control unit 5005 so that signals can be transmitted and received.
- the storage unit 5007 corresponds to a part or all of the storage area of the RAM, the ROM, and / or the storage device. Therefore, the storage unit 5007 can store the cleaning schedule 500 created in the control supervision unit 5005. Further, the control supervision unit 5005 can read out the cleaning schedule 500 stored in the storage unit 5007 as necessary.
- the control unit 5 may include a data writing device (not shown) for storing the cleaning schedule 500 stored in the storage unit 5007 in another storage medium.
- the control unit 5 may have a connection terminal to which a data writing device can be connected, such as a USB (Universal Serial Bus) port.
- the control part 5 can memorize
- the storage unit 5007 is connected to the setting operation unit 9008 via the setting conversion unit 9009 of the setting unit 9 so that signals can be transmitted and received. Accordingly, the storage unit 5007 can store various settings set in the setting operation unit 9008. In addition, the setting operation unit 9008 can read various settings stored in the storage unit 5007 as necessary. Various settings stored in the storage unit 5007 can be read from the cleaning control unit 5001, the travel control unit 5003, and the control control unit 5005.
- the control unit 5 further includes a cleaning schedule correction unit 5009.
- the cleaning schedule correction unit 5009 corrects the teaching cleaning conditions, the teaching position information, and the teaching data acquisition time stored in the cleaning schedule 500. Thereby, after teaching the cleaning schedule 500, processing such as changing the cleaning schedule 500 can be performed.
- the cleaning schedule correction unit 5009 may not be formed integrally with the autonomously traveling floor washer 100.
- the cleaning schedule correction unit 5009 may be provided in an information terminal or the like. In this case, an information terminal provided with the cleaning schedule correction unit 5009 can transmit and receive the cleaning schedule 500 stored in the storage unit 5007 by communicating with the autonomously traveling floor washer 100, for example.
- FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the cleaning control unit 5001.
- the cleaning control unit 5001 includes a cleaning switching unit 5011 and a cleaning unit control unit 5031.
- the cleaning switching unit 5011 has three terminals a, b, and c.
- the cleaning switching unit 5011 is connected to the switching unit 9001 so that signals can be transmitted and received. For this reason, the cleaning switching unit 5011 can select either the connection between the terminal b and the terminal a or the connection between the terminal b and the terminal c based on the signal from the switching unit 9001.
- the terminal a is connected to the cleaning condition teaching unit 9003.
- the terminal b is connected to a cleaning unit control unit 5031 (described later), a display unit 9005, and a control control unit 5005.
- the terminal c is connected to the control control unit 5005.
- the cleaning switching unit 5011 includes the terminal when the manual operation mode is selected in the switching unit 9001 (including the case where the manual operation storage switch 9002 is pressed and the operation mode shifts to the manual operation teaching mode). a and terminal b are connected.
- the cleaning switching unit 5011 connects the cleaning condition teaching unit 9003 to the cleaning unit control unit 5031, the control control unit 5005, and the display unit 9005.
- the cleaning switching unit 5011 displays the teaching cleaning conditions set by the cleaning condition teaching unit 9003 according to the cleaning unit control unit 5031, the display unit 9005, and the control supervision unit when the manual operation mode or the manual operation teaching mode is executed. 5005 can be transmitted.
- the cleaning switching unit 5011 connects the control control unit 5005 to the cleaning unit control unit 5031 and the display unit 9005. As a result, the cleaning switching unit 5011 can transmit the reproducible cleaning condition output from the control control unit 5005 to the cleaning unit control unit 5031 and the display unit 9005 when the autonomous cleaning mode is executed.
- the cleaning unit control unit 5031 is connected to the terminal b of the cleaning switching unit 5011. As a result, the cleaning unit control unit 5031 can receive the teaching cleaning condition or the reproduction cleaning condition via the cleaning switching unit 5011.
- the cleaning unit control unit 5031 is electrically connected to the cleaning member rotation motor 3011, the cleaning member pressing actuator 3021, the cleaning liquid supply pump 3013, the suction motor 3015, and the squeegee unit lifting / lowering actuator 3017. Accordingly, the cleaning unit control unit 5031 can supply driving power to these motors, pumps, and actuators. In the cleaning unit control unit 5031, the driving power supplied to the above-described motor, pump, and actuator is controlled based on the received teaching cleaning condition or reproduction cleaning condition.
- the number of rotations of the cleaning member rotating motor 3011 and the pressing force of the cleaning member pressing actuator 3021 are controlled based on the cleaning power of the floor surface F as the cleaning condition. Further, based on the cleaning liquid supply amount S as the cleaning condition, the cleaning liquid flow rate of the cleaning liquid supply pump 3013 is controlled. Furthermore, the rotation speed (and / or output) of the suction motor 3015 is controlled based on the suction force P as the cleaning condition.
- FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the travel control unit 5003.
- the travel control unit 5003 includes a travel switching unit 5013 and a motor control unit 5033.
- the travel switching unit 5013 has three terminals d, e, and f.
- the travel switching unit 5013 is connected to the switching unit 9001 so that signals can be transmitted and received. For this reason, the travel switching unit 5013 can select between connecting the terminal e and the terminal d or connecting the terminal e and the terminal f based on the signal from the switching unit 9001.
- the terminal d is connected to the travel route teaching unit 7.
- the terminal e is connected to a motor control unit 5033 (described later).
- the terminal f is connected to the control control unit 5005.
- the travel switching unit 5013 includes the terminal when the manual operation mode is selected in the switching unit 9001 (including the case where the manual operation storage switch 9002 is pressed and the operation mode shifts to the manual operation teaching mode). d and terminal e are connected.
- the travel switching unit 5013 connects the travel route teaching unit 7 and the motor control unit 5033.
- the travel switching unit 5013 sends a travel control command calculated based on the rotation amount and the rotation direction of the handles 7001a and 7001b of the travel route teaching unit 7 to the motor. Transmission to the control unit 5033 is enabled.
- the travel switching unit 5013 connects the control supervision unit 5005 to the motor control unit 5033.
- the travel switching unit 5013 can transmit the reproduced travel control command output from the control control unit 5005 to the motor control unit 5033 when the autonomous cleaning mode is executed.
- the motor control unit 5033 is connected to the terminal e of the travel switching unit 5013. As a result, the motor control unit 5033 can receive a travel control command or a reproduction travel control command calculated based on the rotation amount and rotation direction of the handles 7001a and 7001b via the travel switching unit 5013.
- the motor control unit 5033 is electrically connected to the traveling motor 1003. Accordingly, the motor control unit 5033 can output drive power to the travel motor 1003.
- the motor control unit 5033 is connected to the encoder 1013 so that signals can be transmitted and received. Therefore, the motor control unit 5033 can control the rotational speed of the traveling motor 1003 and the like based on the rotation amount / rotation direction of the handles 7001a and 7001b or the reproduction travel control command and the pulse signal from the encoder 1013.
- Information obtained based on the pulse signal from the encoder 1013 is information relating to rotation such as the rotation amount of the traveling motor 1003. Therefore, the motor control unit 5033 controls the traveling motor 1003 while feeding back the rotation amount of the traveling motor 1003.
- PI Proportional Integral
- PID Proportional Integral Differential
- the traveling motor 1003 is provided at each of the left and right ends of the bottom of the traveling unit 1.
- the motor control unit 5033 determines the traveling direction of the traveling unit 1 by independently controlling the rotational speed and the rotational direction of the two traveling motors 1003.
- FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of the control supervision unit 5005.
- the control supervision unit 5005 includes a teaching data acquisition unit 5015, a cleaning schedule creation unit 5025, a cleaning reproduction unit 5035, and a SLAM unit 5045.
- the teaching data acquisition unit 5015 can realize a function of acquiring teaching position information and teaching cleaning conditions at a teaching data acquisition time when the manual operation teaching mode is executed.
- the teaching data acquisition unit 5015 is connected to the cleaning control unit 5001 so that signals can be transmitted and received. Thereby, the teaching data acquisition unit 5015 can input the teaching cleaning condition from the cleaning control unit 5001.
- the teaching data acquisition unit 5015 is connected to the SLAM unit 5045 so that signals can be transmitted and received. Thereby, the teaching data acquisition unit 5015 can input the teaching data acquisition time and teaching position information from the SLAM unit 5045.
- the teaching data acquisition time may be acquired directly from the system clock.
- the teaching data acquisition unit 5015 is connected to the cleaning schedule creation unit 5025 so that signals can be transmitted and received. Accordingly, the teaching data acquisition unit 5015 can output the teaching cleaning condition, the teaching position information, and the teaching data acquisition time to the cleaning schedule creation unit 5025. Therefore, the teaching data acquisition unit 5015 can acquire the teaching position information and the teaching cleaning condition at the teaching data acquisition time when the manual operation teaching mode is executed.
- the cleaning schedule creation unit 5025 can realize a function of creating and storing the cleaning schedule 500 in association with the teaching position information and the teaching cleaning conditions in association with the teaching data acquisition time. Specifically, the cleaning schedule creation unit 5025 is connected to the storage unit 5007 so that signals can be transmitted and received. The cleaning schedule creation unit 5025 creates the cleaning schedule 500 by associating the teaching position information and the teaching cleaning condition input from the teaching data acquisition unit 5015 with the teaching data acquisition time. Then, the cleaning schedule creation unit 5025 stores the created cleaning schedule 500 in the storage unit 5007. The data structure of the cleaning schedule 500 created by the cleaning schedule creation unit 5025 will be described later.
- the cleaning reproduction unit 5035 is connected to the SLAM unit 5045 so that signals can be transmitted and received. For this reason, the cleaning reproduction unit 5035 can input the elapsed time from the start of execution of the autonomous cleaning mode from the SLAM unit 5045.
- the cleaning reproduction unit 5035 is connected to the storage unit 5007 so that signals can be transmitted and received. For this reason, the cleaning reproduction unit 5035 can input the cleaning schedule 500 stored in the storage unit 5007.
- the cleaning reproduction unit 5035 reproduces the cleaning condition and the reproduction at a predetermined elapsed time based on the teaching data acquisition time, the teaching cleaning condition, and the teaching position information stored in the cleaning schedule 500.
- a travel control command can be calculated. A method for calculating the reproduction cleaning condition and the reproduction travel control command in the cleaning reproduction unit 5035 will be described later.
- the cleaning reproduction unit 5035 is connected to the cleaning control unit 5001 and the travel control unit 5003 so that signals can be transmitted and received. Therefore, the cleaning reproduction unit 5035 can output the calculated reproduction cleaning condition and the reproduction travel control command to the cleaning control unit 5001 and the travel control unit 5003, respectively.
- the SLAM unit 5045 is connected to the front detector 11 and the rear detector 13 so that signals can be transmitted and received.
- the SLAM unit 5045 is connected to the encoder 1013 so that signals can be transmitted and received. For this reason, the SLAM unit 5045 obtains information (position information) related to the position on the predetermined coordinate of the autonomously traveling floor washer 100 based on the information about the obstacles ahead and behind and the rotation amount of the traveling motor 1003. presume.
- position information is estimated by a SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) method. A specific position information estimation method will be described later.
- the SLAM unit 5045 is connected to the storage unit 5007. For this reason, the SLAM unit 5045 can store map information in the storage unit 5007.
- the SLAM unit 5045 can refer to the map information and the cleaning schedule 500 stored in the storage unit 5007.
- the SLAM unit 5045 can determine the teaching data acquisition time and the elapsed time, and can output them to the teaching data acquisition unit 5015 and the cleaning reproduction unit 5035. A method for determining teaching data acquisition time and elapsed time in the SLAM unit 5045 will be described later. The configuration of the SLAM unit 5045 will be described below.
- the SLAM unit 5045 includes a position estimation unit 5145, an elapsed time determination unit 5245, and a map creation unit 5345.
- the position estimation unit 5145 realizes a function of estimating position information. Specifically, the position estimation unit 5145 is based on the map information stored in the storage unit 5007, the rotation amount of the traveling motor 1003, and local map information (described later), and the traveling unit 1 on a predetermined coordinate. Information on the position of (autonomous traveling floor washer 100), that is, position information is estimated. Note that the position information structure and the position information estimation method in the position estimation unit 5145 will be described later.
- the elapsed time determination unit 5245 determines the teaching data acquisition time and the elapsed time from the start of execution of the autonomous cleaning mode. In the present embodiment, the elapsed time determination unit 5245 determines the teaching data acquisition time using, for example, a clock function such as a microcomputer system that constitutes the control unit 5.
- the elapsed time from the start of execution of the autonomous cleaning mode is determined based on the position information estimated by the position estimation unit 5145.
- the autonomously traveling floor washer 100 determines the taught cleaning conditions taught when executing the autonomous cleaning mode. Cleaning work can be autonomously reproduced while accurately grasping the timing and place of execution.
- the method for determining the teaching data acquisition time and the elapsed time (predetermined elapsed time) in the elapsed time determination unit 5245 will be described in detail later.
- the map creation unit 5345 creates map information used when determining position information and a predetermined elapsed time based on information on the front obstacle, information on the rear obstacle, and the amount of rotation of the travel motor 1003.
- the map information is used when the position estimation unit 5145 estimates position information.
- (I) First local map information: map information representing the probability that an obstacle exists in the first area on the first coordinate. Specifically, it is expressed by a value P k corresponding to the probability that an obstacle exists in the coordinates (X k , Y k ) (k 1, 2,... M, m: integer) in the first region. Is done.
- the first local map information can be expressed as a three-dimensional value (X k , Y k , P k ).
- Environmental map information Map information representing, on the second coordinates, information related to obstacles in a predetermined area of the floor F where the cleaning work is performed.
- the environmental map information is used for estimating position information.
- Map information for restoration Map information used for restoring environmental map information when executing the autonomous cleaning mode. This map information is generated based on the first local map information or the second local map information when the manual operation teaching mode is executed. The map information for restoration is managed in association with time.
- FIG. 8A is a flowchart showing the basic operation of the autonomously traveling floor washer 100.
- the control unit 5 checks the state of the switching unit 9001 (step S1). That is, the control unit 5 confirms whether the switching unit 9001 has selected “manual” shown in FIG. 3 or “automatic” shown in FIG.
- the switching unit 9001 selects “manual”
- the control unit 5 is in a state where the autonomously traveling floor washer 100 can be manually operated by the travel route teaching unit 7 and the cleaning condition teaching unit 9003 (that is, the operation mode). Is in the manual operation mode).
- the switching unit 9001 selects “automatic”
- the control unit 5 determines that execution of the autonomous cleaning mode is selected.
- step S1 When the switching unit 9001 is set to execute the manual operation mode (when “manual operation mode” is selected in step S1), the process proceeds to step S2. On the other hand, when switching unit 9001 is set to execute the autonomous cleaning mode (when “autonomous cleaning mode” is selected in step S1), the process proceeds to step S5.
- step S2 the control unit 5 confirms whether or not the manual operation storage switch 9002 has been pressed by the operator.
- the control unit 5 determines that the manual operation storage switch 9002 is pressed (in the case of “Yes” in step S2), the operation mode shifts from the manual operation mode to the manual operation teaching mode, and the manual operation teaching is performed. It starts (step S3).
- the manual operation teaching in step S3 will be described later.
- step S4 the control unit 5 determines that the manual operation storage switch 9002 is not pressed (in the case of “No” in step S2), the control unit 5 maintains the operation mode in the manual operation mode (step S4).
- the autonomously traveling floor washer 100 can be manually operated by the operator, but the manual operation by the operator is not stored in the autonomously traveling floor washer 100. That is, unless the manual operation storage switch 9002 is pressed, manual operation by the operator is not taught.
- the operator can teach the autonomous traveling floor washer 100 from the desired traveling position.
- the autonomously traveling floor washer 100 can create a cleaning schedule 500 desired by the operator.
- step S5 the cleaning reproduction unit 5035 calculates a reproduction travel control command and reproduction cleaning conditions, which are control commands for reproducing the taught cleaning work, based on the cleaning schedule 500.
- the cleaning control unit 5001 is controlled based on the calculated reproduction cleaning condition. Then, based on the calculated reproduction travel control command, travel control unit 5003 is controlled. As a result, the autonomously traveling floor washer 100 can autonomously reproduce the taught cleaning work.
- FIG. 8B is a flowchart showing a method for teaching manual operation of an autonomously traveling floor washer by an operator.
- the teaching data acquisition unit 5015 acquires the teaching cleaning condition from the cleaning condition teaching unit 9003 and the teaching position information and teaching data acquisition time from the SLAM unit 5045 as teaching data (step S32). .
- the teaching data acquisition method in step S32 will be described in detail later.
- the cleaning schedule creation unit 5025 After acquiring the teaching data in step S32, the cleaning schedule creation unit 5025 creates the cleaning schedule 500 based on the teaching cleaning conditions, the teaching position information, and the teaching data acquisition time (step S33). Note that the cleaning schedule creation method in step S33 will be described in detail later.
- step S34 the control unit 5 determines whether or not all manual operations (cleaning work) by the operator to be taught have been completed. Whether or not the operator's cleaning work has been completed during execution of the manual operation teaching mode can be determined by whether or not the manual operation storage switch 9002 is pressed (again) during execution of the manual operation teaching mode. In addition, whether or not all the cleaning work for the operator has been completed may be determined based on the state of the operation stop execution / end button (not shown) of the setting unit 9. For example, if the button is in the operation execution state, the control unit 5 can determine that the cleaning operation is continuing. On the other hand, if the button is in the operation stop state, the control unit 5 can determine that the cleaning operation has been completed.
- step S34 When the control unit 5 determines that the cleaning work to be taught is being continued (in the case of “No” in step S34), the process returns to step S31. On the other hand, when the control unit 5 determines that all of the cleaning work to be taught has been completed (“Yes” in step S35), the teaching of the cleaning work by the operator is finished. Thus, the execution of the above steps S31 to S33 is continued until the cleaning work by the operator is completed, and the autonomously traveling floor washer 100 is taught to perform the cleaning work by the operator.
- FIG. 9 is a flowchart showing a teaching data acquisition method.
- the teaching data acquisition unit 5015 confirms an elapsed time (manual operation teaching mode elapsed time) from the start of execution of the manual operation teaching mode (step S321). Then, the teaching data acquisition unit 5015 determines whether or not the manual operation teaching mode elapsed time coincides with the teaching data acquisition time (step S322). This determination can be realized as follows, for example.
- the elapsed time determination unit 5245 generates a pulse signal (acquisition time determination pulse signal) every predetermined time using a clock function of the microcomputer system or the like, a clock of the microcomputer system, or the like.
- the teaching data acquisition unit 5015 detects an acquisition time determination pulse signal (rising or falling). When the acquisition time determination pulse signal is detected, the teaching data acquisition unit 5015 determines that the manual operation teaching mode elapsed time coincides with the teaching data acquisition time.
- step S322 If the teaching data acquisition unit 5015 determines that the manual operation teaching mode elapsed time does not match the teaching data acquisition time (in the case of “No” in step S322), the process returns to step S321. On the other hand, if the teaching data acquisition unit 5015 determines that the manual operation teaching mode elapsed time and the teaching data acquisition time coincide (“Yes” in step S322), the process proceeds to step S323. Thus, the teaching data acquisition unit 5015 can acquire teaching data at the time determined by the elapsed time determination unit 5245.
- the teaching data acquisition unit 5015 acquires teaching data. Specifically, the teaching data acquisition unit 5015 acquires teaching position information and teaching data acquisition time from the SLAM unit 5045. Further, the teaching data acquisition unit 5015 acquires the teaching cleaning condition from the cleaning condition teaching unit 9003 via the cleaning control unit 5001.
- the elapsed time determination unit 5245 generates the acquisition time determination pulse signal every predetermined time using the clock function or clock of the microcomputer system.
- the teaching data acquisition unit 5015 can acquire (calculate) the teaching data acquisition time by, for example, integrating the intervals between the acquisition time determination pulse signals by the number of generations of the acquisition time determination pulse signals.
- the elapsed time determination unit 5245 may determine not only the acquisition time determination pulse signal but also the teaching data acquisition time and output it to the teaching data acquisition unit 5015. In this case, it is not necessary for the teaching data acquisition unit 5015 to calculate the teaching data acquisition time.
- the teaching position information acquired in step S323 is estimated by the position estimation unit 5145 based on signals from the front detector 11, the rear detector 13, and the encoder 1013 at the timing when the acquisition time determination pulse signal is generated ( Calculated). Then, the SLAM unit 5045 outputs the calculated teaching position information. A method for estimating teaching position information in the position estimating unit 5145 will be described later.
- the cleaning conditions set in the cleaning condition teaching unit 9003 are set to the teaching cleaning conditions ( S, W, P).
- S in the teaching cleaning condition is the supply amount of the cleaning liquid supplied from the cleaning liquid supply unit 3003.
- W is the cleaning power of the cleaning member 3001.
- P is the suction force of the suction unit 3005.
- step S323 the teaching data acquisition unit 5015 acquires the teaching data acquisition time, teaching position information, and teaching cleaning conditions as teaching data, and then proceeds to step S324.
- step S ⁇ b> 34 the teaching data acquisition unit 5015 transmits the acquired teaching data to the cleaning schedule creation unit 5025.
- the teaching data acquisition unit 5015 can acquire the teaching cleaning condition, the teaching position information, and the teaching data acquisition time during the teaching data acquisition time, and can transmit them to the cleaning schedule creation unit 5025. Then, the teaching data acquisition time is determined by the elapsed time determination unit 5245. That is, the teaching cleaning condition and the teaching position information are autonomously acquired by the autonomously traveling floor washer 100.
- the operator of the autonomously traveling floor washer 100 performs the cleaning work using a conventional self-propelled walking type floor washer without being aware of the creation and storage of the cleaning schedule 500. Thus, cleaning work can be taught.
- step S32 for obtaining the teaching data is executed until the entire cleaning operation by the operator is completed. Accordingly, the above steps S321 to S324 are also repeatedly executed until the entire cleaning operation by the operator is completed. Thereby, the teaching data acquisition unit 5015 can repeatedly acquire teaching data and transmit it to the cleaning schedule creation unit 5025 until all cleaning operations by the operator are completed.
- FIG. 10 is a flowchart showing a method of estimating (teaching) position information.
- the travel amount of the traveling unit 1 calculated based on the pulse signal of the encoder 1013 and the information on the obstacle obtained from the front detector 11 and the rear detector 13.
- the position information of the traveling unit 1 is estimated using (map information).
- a position estimation method in the teaching data acquisition time T n (n: integer; n indicates n-th position estimation) will be described as an example.
- the SLAM unit 5045 acquires information about the front obstacle and information about the rear obstacle at the teaching data acquisition time T n from the front detector 11 and the rear detector 13 (step S3231). After execution of step S3231, the process proceeds to step S3232.
- the map creation unit 5345 creates first local map information based on the acquired information about the front obstacle and information about the rear obstacle. A specific method for creating the first local map information will be described later.
- step S3233 the SLAM unit 5045 rotates the travel motor 1003 from the teaching data acquisition time T n ⁇ 1 to the teaching data acquisition time T n based on the pulse signal (rotation amount determination pulse signal) of the encoder 1013. Calculate the amount. Then, the position estimation unit 5145 has the autonomous traveling floor washer 100 based on the rotation amount of the traveling motor 1003, the environmental map information at the teaching data acquisition time T n ⁇ 1 , and the local map information at the teaching data acquisition time T n . The position (coordinate values: (x n , y n )) on the predetermined coordinates of the (travel unit 1) and the traveling direction of the travel unit 1 on the predetermined coordinates are estimated.
- the traveling direction of the traveling unit 1 on the second coordinate is (x-axis)
- the traveling unit 1 is defined as an angle ⁇ n formed by an axis parallel to the forward direction of 1 (sometimes referred to as a “reference axis”). That is, in the present embodiment, the position estimation information at the teaching data acquisition time T n is a three-dimensional configuration including the coordinate value (x n , y n ) on the second coordinate and the traveling direction ⁇ n of the traveling unit 1. (X n , y n , ⁇ n ). In addition, the estimation method of the position of the traveling unit 1 and the traveling direction in step S3233 will be described later.
- step S3234 the map creation unit 5345 creates second local map information from the first local map information acquired in step S3232, and stores the created second local map information in the storage unit 5007 as restoration map information. To do. At this time, the map creation unit 5345 associates the restoration map information with the teaching data acquisition time T n and stores the restoration map information in the storage unit 5007.
- the second local map information is created by converting the first coordinates representing the first local map information into the second coordinates. Specifically, the first coordinate is converted to the second coordinate as follows. First, the first local map information is rotated by ⁇ n in the direction opposite to the traveling direction ⁇ n of the traveling unit 1 estimated in step S3233. That is, the first local map information is rotated by - [theta] n. Then, the first local map after the rotation process is translated so that the origin of the first local map information after the rotation process becomes the coordinate value (x n , y n ) of the traveling unit 1 estimated in step S3233. To do.
- the first local map information (X k , Y k , P k ) expressed on the first coordinates is converted into the second local map information (x k , y k , P) expressed on the second coordinates.
- k ) (x n + X k cos ( ⁇ n ) + Y k sin ( ⁇ n ), y n ⁇ X k sin ( ⁇ n ) + Y k cos ( ⁇ n ), P k ) .
- the second local map information is the plane (floor surface) on which the first local map information expressed on the first coordinates centered on the traveling unit 1 (autonomous traveling floor washer 100) is being cleaned. It is created by expanding on the second coordinates representing F). Therefore, when the plurality of second local map information created are connected, the map information of the entire plane (floor surface F) (or a part of the whole) on which the cleaning operation is performed is obtained.
- Step S3235 map creation unit 5345 updates the environment map information.
- step S3235 the environment map information used for the next position information estimation (in teaching data acquisition time T n + 1 ) is created.
- the creation of the environmental map information in step S3235 is performed, for example, on the environmental map information (environment map information used for the current position estimation) created at the time of previous position estimation (at the teaching data acquisition time T n-1 ). of (in the teaching data acquisition time T n) is performed by combining the second plus local map information.
- the created environmental map information is stored in the storage unit 5007 in association with the teaching data acquisition time T n .
- step S3235 among the environmental map information created, the next (in the teaching data acquisition time T n) need not part used for the estimation of the position information may be deleted. Moreover, the environment map information of the teaching data acquisition time T n Previously, may be deleted from the storage unit 5007. Thereby, the problem regarding the circular route which has been a problem in the map creation in the SLAM method can be solved. Further, the storage area of the storage unit 5007 is not wasted.
- the estimation of position information is terminated.
- the position information (x 0 , y 0 , ⁇ 0 ) at the teaching data acquisition time T 0 that is, the time when the manual operation teaching mode is started is ( 0 , 0 , 0).
- the traveling unit 1 exists at the origin (0, 0) on a predetermined coordinate, and the traveling direction of the traveling unit 1 is 0 ° (parallel to the x axis, that is, This means that the reference axis of the traveling unit 1 at the start of the manual operation teaching mode corresponds to the x axis of a predetermined coordinate).
- the update of the environment map information in step S3235 is performed by using the first local map information acquired in step S3232 as the environment map information.
- FIG. 12 is a flowchart showing a method for creating the first local map information.
- FIG. 13A and FIG. 13B are diagrams schematically illustrating a method of creating the first local map information.
- the first area A1 representing the range of the first local map information is divided into a predetermined number of small areas (in FIG. 13A and FIG. 13B, 8 ⁇ 8 64). Divided into small areas).
- the information regarding the obstacle obtained from the front detector 11 and the rear detector 13 includes the distance r from the traveling unit 1 (the front detector 11 or the rear detector 13) to the obstacle, and the direction in which the obstacle exists. Is expressed as (r, ⁇ ) by an angle ⁇ with respect to the traveling direction of the traveling unit 1 (corresponding to the X axis of the first coordinate).
- the information (r, ⁇ ) regarding the obstacle is converted into the coordinate value (X, Y) on the first coordinate axis (step S3232-1).
- step S3232-2 it is selected in which small area of the first area A1 the coordinate values (r cos ⁇ , r sin ⁇ ) transformed in step S3232-1 exist (step S3232-2).
- This can be selected by comparing the magnitude relationship between the coordinate values (r cos ⁇ , r sin ⁇ ) and the center coordinates (X k , Y k ) of each small region.
- the coordinate values (r cos ⁇ , r sin ⁇ ) are selected to exist in a small area represented by the coordinates (X k1 , Y k1 ) (see FIG. 13B). That is, it is assumed that an obstacle exists in the small area represented by the coordinates (X k1 , Y k1 ).
- a probability value is assigned to each of the small areas of the first area A1 (step S3232-3).
- the probability value is a value corresponding to the probability that an obstacle exists in each small area.
- the probability value is assigned to each small region as shown in FIG. 13B, for example.
- a probability value of 1.0 is assigned to coordinates (X k1 , Y k1 ) representing a small area where an obstacle is assumed to exist.
- the distance from the origin of the first coordinate to the coordinates (X k , Y k ) of each small region is calculated. The distance can be calculated from the equation (X k 2 + Y k 2 ) 0.5 .
- a probability value of 0.0 is assigned to a small region (X k2 , Y k2 ) (see FIG. 13B) in which the distance (X k 2 + Y k 2 ) 0.5 is larger than r. This corresponds to the fact that it is unclear whether an obstacle exists in a small area whose distance is larger than r.
- the probability Assign a negative value as the value.
- the negative value approaches 0 as the distance (X k 2 + Y k 2 ) 0.5 approaches r (the small area approaches the small area (X k1 , Y k1 )).
- the probability value ⁇ a assigned to the small area (X k3 , Y k3 ) close to the small area where the obstacle exists is a small area (X k4 , Y far from the small area where the obstacle exists).
- k4 ) is closer to 0 than the probability value -b assigned to it. That is, the probability value at this time represents that there is no obstacle in the small area and the length of the distance from the small area to the obstacle.
- step S3232-4 it is confirmed whether or not a probability value has been assigned to a necessary small region.
- probability values are assigned to all the necessary small areas (in the case of “Yes” in step S3232-4)
- the creation of the first local map information is terminated.
- the process returns to step S3232-1 to continue creating the first local map information.
- FIG. 14 is a flowchart illustrating an example of a method for estimating the position and the traveling direction on the second coordinate (on a predetermined coordinate) of the traveling unit 1.
- FIG. 15 is a diagram schematically illustrating a position estimation method by dead reckoning in consideration of an error in the rotation amount. 14 is a map created based on position information calculated based on the pulse signal of the encoder 1013 and signals of the front detector 11 and the rear detector 13. This is a method for estimating position information based on information.
- an example of the following position information estimation method is an estimation method based on Bayes' theorem (Bayes filter). Further, in the following description, the method of estimating the position and the traveling direction of the traveling unit 1 in the teaching data acquisition time T n will be described.
- step S3233-1 the position estimating unit 5145 determines the position of the traveling unit 1 at the teaching data acquisition time T n based on the rotation amount of the traveling motor 1003. And the direction of travel is estimated.
- movement amounts ( ⁇ x n , ⁇ y n , ⁇ n ) from the teaching data acquisition time T n ⁇ 1 to T n are estimated based on the pulse signal of the encoder 1013. In this way, estimating the position and the traveling direction based on the pulse signal from the encoder 1013 may be referred to as “position estimation by dead reckoning”.
- step S3233-1 considering that there is a certain amount of error when calculating the movement amount ( ⁇ x n , ⁇ y n , ⁇ n ) from the teaching data acquisition time T n-1 to T n. deep.
- the amount of rotation of the running motor 1003 defines the probability that a predetermined amount of movement in the case was R n, by associating the amount of movement and the probability takes into account the errors described above.
- a normal distribution function that is a function of the movement amount ⁇ M having a predetermined standard deviation ⁇ with the movement amount ⁇ M 1 calculated from the rotation amount R n of the traveling motor 1003 as an average value (center) is defined.
- the standard deviation ⁇ of the normal distribution function reflects the effect of slippage between the main wheel portion 1001 and the floor surface F. Therefore, the standard deviation ⁇ is changed according to the state of the floor surface F and the like. It may be possible.
- the association between the movement amount ⁇ M and the probability is performed as follows, for example. That is, as shown in FIG. 15, when the travel motor 1003 rotates by the rotation amount R n , the probability of moving to ⁇ M 1 is the maximum value Q 1 of the normal distribution function. Then, the movement amount ⁇ M 1 is associated with the maximum value Q 1 of the normal distribution function.
- the probabilities of the movement amounts ⁇ M 2 and ⁇ M 3 deviating from the movement amount ⁇ M 1 are calculated as Q 2 and Q 3 (Q 2 ⁇ Q 1 , Q 3 ⁇ Q 1 ), respectively, from the normal distribution function. . Then, the movement amount ⁇ M 2 is associated with Q 2 and the movement amount ⁇ M 3 is associated with the probability Q 3 .
- step S3233-1 corresponds to the calculation of the prior probability in the Bayes theorem.
- step S3233-1 after position estimation considering slip due to dead reckoning is executed, the process proceeds to step S3233-2.
- step S3233-2 the position estimation unit 5145, a second local map information in the stored teaching data acquisition time in the storage unit 5007 T n, and the environment map information created in the teaching data acquisition time T n-1 Are evaluated (map matching).
- the position estimation unit 5145 selects a predetermined number of movement amounts for which the value of the normal distribution function defined in step S3233-1 is equal to or greater than a predetermined value. Then, calculating for each of the selected shift amount, when moved by the movement amount that is the selected, the position and traveling direction of the second coordinate of the running portion 1, as the position of the temporary in teaching data acquisition time T n To do.
- the position information at the teaching data acquisition time T n ⁇ 1 is (x n ⁇ 1 , y n ⁇ 1 , ⁇ n ⁇ 1 ), and the movement amount is ( ⁇ x ′, ⁇ y ′, ⁇ ′).
- mapping section 5345 is, for each of the provisional position of the predetermined number, from the first local maps information in the teaching data acquisition time T n, to create a second local map information.
- the second local map information at this time can be created according to the method for converting the first local map information described in the explanation of step S3234 described above into the second local map information.
- the degree of coincidence between each of the second local map information at the temporary position and the environmental map information created at the teaching data acquisition time T n ⁇ 1 is calculated as a numerical value (map matching).
- step S3233-2 corresponds to calculating likelihood in Bayes' theorem.
- map information second local map information
- the following effects are obtained by creating map information (second local map information) at a predetermined number of temporary positions and performing map matching with the environment map information. That is, even if noise or the like enters the signal obtained from the front detector 11 and / or the rear detector 13 and the first local map information fluctuates from the actual obstacle information, the fluctuation of the first local map information is considered. Thus, the position information can be estimated.
- step S3233-3 map matching is performed between a predetermined number of second local map information and environmental map information, and then the process proceeds to step S3233-3.
- step S3233-3 the position estimation unit 5145 obtains the map matching result between the position estimation result by dead reckoning in step S3233-1 and the predetermined number of second local map information and environmental map information in step S3233-3.
- the position and traveling direction (x n , y n , ⁇ n ) (position information) of the traveling unit 1 are estimated.
- the position estimation unit 5145 calculates the product of the map matching result calculated in step S3233-2 and the normal distribution function defined in step S3233-1.
- the temporary position where the product of the map matching result and the normal distribution function becomes the maximum value is estimated as the position (x n , y n , ⁇ n ) of the traveling unit 1 at the teaching data acquisition time T n .
- step S3233-3 calculating the product of the map matching result and the normal distribution function corresponds to calculating the posterior probability in Bayes' theorem.
- FIG. 16 is a flowchart showing a method for creating the cleaning schedule 500.
- FIG. 17A is a diagram illustrating a travel schedule unit (described later).
- FIG. 17B is a diagram showing a cleaning schedule to which a cleaning schedule unit is added.
- step S331 the cleaning schedule creation unit 5025, from the teaching data acquisition unit 5015, the teaching data acquisition time T n, teaching data acquisition time T n, the teaching position data (x n, y n, ⁇ n), and teaches cleaning conditions ( S n, W n, P n ) to receive (described later) (step S331).
- step S331 after obtaining teaching data necessary for creating the cleaning schedule 500, the process proceeds to step S332.
- the cleaning schedule creation unit 5025 creates a cleaning schedule unit 500-n.
- the cleaning schedule unit 500-n is a minimum unit of the cleaning schedule 500.
- the cleaning schedule unit 500-n has a data structure as shown in FIG. 17A. That is, the cleaning schedule unit 500-n has an elapsed time information storage area 501-n, a position information storage area 503-n, and a cleaning condition storage area 505-n.
- Elapsed time information is stored in the elapsed time information storage area 501-n.
- the teaching data acquisition time T n is stored. That is, in the cleaning schedule unit 500-n, teaching data for a certain elapsed time (teaching data acquisition time T n ) is stored, not the entire cleaning operation.
- Position information is stored in the position information storage area 503-n.
- the position information storage area 503-n stores the teaching position information (x n , y n , ⁇ n ) at the teaching data acquisition time T n .
- Cleaning conditions are stored in the cleaning condition storage area 505-n.
- the cleaning condition storage area 505-n stores the teaching cleaning conditions (S n , W n , P n ) at the teaching data acquisition time T n .
- S n is the teaching data acquisition time T n, a supply amount of the cleaning liquid supplied from the cleaning liquid supply unit 3003.
- W n is the cleaning power of the floor F by the cleaning unit 3 at the teaching data acquisition time T n .
- P n is a suction force by the suction unit 3005 at the teaching data acquisition time T n .
- various cleanings can be performed for the autonomously traveling floor washer 100.
- Can teach work For example, it is possible to teach a cleaning operation such as performing cleaning while traveling slowly on a predetermined traveling route, or performing different cleaning operations while stopped on the traveling route.
- step S333 the cleaning schedule creation unit 5025, a cleaning schedule 500 that were created to teach data acquisition time T n-1, connecting the cleaning schedule unit 500-n in the teaching data acquisition time T n.
- the cleaning schedule 500 created up to T n ⁇ 1 is stored in the storage unit 5007. Accordingly, by connecting the cleaning schedule unit 500-n to the cleaning schedule 500, the cleaning schedule unit 500-n is stored in the storage unit 5007. Further, immediately after the start of teaching data acquisition, there is no teaching data in the cleaning schedule 500.
- the cleaning schedule 500 is an electronic file
- the connection of the cleaning schedule unit 500-n to the cleaning schedule 500 is performed on the next line of the cleaning schedule 500 up to the teaching data acquisition time T n-1 as shown in FIG. 17B. It is performed by adding a cleaning schedule unit 500-n at time T n.
- the cleaning schedule unit is not linked or stacked on the next line, but at the end of the cleaning schedule 500 (if the cleaning schedule 500 is an electronic file that can be used in the microcomputer system, immediately before the “end of file” identifier). May be connected without inserting a line feed.
- the cleaning schedule 500 is an electronic file that extends in the horizontal direction of the sheet of FIG. 17B.
- an appropriate connection method can be used in accordance with the use of the cleaning schedule 500 and ease of management.
- step S33 is executed until the entire cleaning operation by the operator is completed. Accordingly, the above steps S331 to S333 are also repeatedly executed until the entire cleaning operation by the operator is completed. Accordingly, the cleaning schedule creation unit 5025 can create a cleaning schedule 500 that represents all the cleaning work performed by the operator, and can store it in the storage unit 5007. As a result, once the cleaning work is taught by the operator, the entire cleaning work by the operator is stored in the storage unit 5007 as the cleaning schedule 500. Therefore, once the cleaning work is taught, if the autonomously traveling floor washer 100 is controlled based on the cleaning schedule 500, the taught cleaning work is autonomously performed any number of times (unless the cleaning schedule 500 is updated). Can be reproduced.
- FIG. 18 shows the operation of the autonomously traveling floor washer 100 that reproduces the taught cleaning work (traveling route and cleaning condition) in step S5 of FIG. 8A when the autonomous cleaning mode is executed. It explains using.
- FIG. 18 is a flowchart showing the operation of the autonomously traveling floor washer 100 when the autonomous cleaning mode is executed. Now, it is assumed that the elapsed time t n ⁇ 1 from the start of execution of the autonomous traveling mode is determined. Here, n indicates that control for the nth autonomous cleaning has been performed.
- the SLAM unit 5045 acquires information on the front obstacle and information on the rear obstacle from the front detector 11 and the rear detector 13 (step S51).
- step S51 After execution of step S51, the process proceeds to step S52.
- step S52 based on the acquired information on the front obstacle and information on the rear obstacle, the map creating unit 5345 performs the above 6-3-2.
- the first local map information is created in the same manner as described in the section.
- step S53 the SLAM unit 5045 calculates the rotation amount of the traveling motor 1003 from the elapsed time t n-1 to the current time (t n ) based on the rotation amount determination pulse signal of the encoder 1013. Then, based on the rotation amount of the traveling motor 1003, the environmental map information at the elapsed time t n ⁇ 1 , and the first local map information at the current time, the position estimating unit 5145 determines the autonomous traveling floor washer 100 (the traveling unit). position and the traveling direction (x 'n, y' on the predetermined coordinate 1) n, ⁇ 'n) to estimate.
- the method for estimating the position on the predetermined coordinate (second coordinate) and the traveling direction (x ′ n , y ′ n , ⁇ ′ n ) is the above described 6-3-3. This is similar to the method described in the section.
- step S54 the elapsed time determining unit 5245 determines the elapsed time t n from the start of execution of the autonomous cleaning mode.
- the elapsed time t n can be determined as follows, for example. First, the position information stored in the position information storage area 503-n of the cleaning schedule 500 stored in the storage unit 5007, the position of the traveling unit 1 estimated in step S53, and the traveling direction (x ′ n , y ′ n , ⁇ ′ n ).
- the elapsed time information (teaching data acquisition time) of the cleaning schedule 500 associated with the position information closest to (x ′ n , y ′ n , ⁇ ′ n ) is defined as the elapsed time t n .
- two position information close to (x ′ n , y ′ n , ⁇ ′ n ) may be extracted from the cleaning schedule 500, and a time calculated by linear interpolation of the two position information may be used as the elapsed time t n. .
- the predetermined cleaning work is accurately executed at the taught timing, and Certain cleaning operations can be reliably performed at the taught location.
- the autonomously traveling floor washer 100 can reproduce the cleaning work taught with high accuracy when the autonomous cleaning mode is executed.
- step S55 the mapping unit 5345, using the restore map information associated with the elapsed time t n and it than the previous time, to create a temporary environment map information.
- the temporary environmental map information and the environmental map information already created (created at tn-1 ) are added to create new environmental map information.
- the newly created environment map information is used for position estimation at the next elapsed time (t n + 1 ).
- Step S56 the cleaning reproducing unit 5035 calculates the reproduction driving control command and repeatability cleaning conditions at the elapsed time t n. Assume that the elapsed time t n is determined to be the teaching data acquisition time T L (closest to). In this case, the cleaning reproduction unit 5035 calculates a reproduction travel control command and reproduction cleaning conditions as follows. First, the cleaning reproduction unit 5035 reads position information (x L + 1 , y L + 1 , ⁇ L + 1 ) associated with the next teaching data acquisition time T L + 1 from the cleaning schedule 500.
- the cleaning reproduction unit 5035 a cleaning condition associated with teaching data acquisition time T L (S L, W L , P L) is read out from the cleaning schedule 500, the cleaning conditions (S L, W L, P L) Is determined as a reproduction cleaning condition at the elapsed time t n .
- step S57 the reproduction travel control command is transmitted to travel control unit 5003, and the reproduction cleaning condition is transmitted to cleaning control unit 5001.
- the reproduction travel control command is sent via the travel switching unit 5013 to the motor control unit. 5033.
- the motor control unit 5033 controls the travel motor 1003 based on the reproduction travel control command.
- the terminal b and the terminal c of the cleaning switching unit 5011 of the cleaning control unit 5001 are connected. Accordingly, the reproduced cleaning condition is transmitted to the cleaning control unit 5001 via the cleaning switching unit 5011. As a result, the cleaning control unit 5001 controls the cleaning unit 3 based on the reproduced cleaning condition.
- Step S56 after the traveling unit 1 (traveling motor 1003) and the cleaning unit 3 are controlled, it is confirmed whether or not all the cleaning operations stored in the cleaning schedule 500 have been executed. Whether or not the cleaning work stored in the cleaning schedule 500 has been completed can be confirmed by detecting an identifier (for example, an identifier indicating “end of file”) at the end of the cleaning schedule 500. That is, if the identifier is detected, it can be assumed that all the cleaning operations stored in the cleaning schedule 500 have been executed. On the other hand, if the identifier is not detected, it can be determined that the cleaning operation is continued.
- an identifier for example, an identifier indicating “end of file
- step S58 When the cleaning reproduction unit 5035 determines that the cleaning work is being continued (in the case of “No” in step S58), the process returns to step S51. On the other hand, when the cleaning reproduction unit 5035 determines that all the cleaning work stored in the cleaning schedule 500 has been executed (in the case of “Yes” in step S58), the execution of the autonomous cleaning mode is terminated. Thereby, the autonomously traveling floor washer 100 can faithfully reproduce the cleaning work stored in the cleaning schedule 500.
- the autonomously traveling floor washer 100 (an example of an autonomously traveling floor washer) autonomously travels and cleans by reproducing the taught cleaning condition (an example of the taught cleaning condition) and the taught travel route. Is an autonomously traveling floor washer.
- the autonomously traveling floor washer 100 includes a cleaning unit 3 (an example of a cleaning unit), a traveling unit 1 (an example of a traveling unit), a position estimation unit 5145 (an example of a position estimation unit), and a cleaning condition teaching unit 9003 ( An example of a cleaning condition teaching unit), a travel route teaching unit 7 (an example of a travel route teaching unit), a teaching data acquisition unit 5015 (an example of a teaching data acquisition unit), and a cleaning schedule creation unit 5025 (of a cleaning schedule creation unit). An example), a cleaning reproduction unit 5035 (an example of a cleaning reproduction unit), and an elapsed time determination unit 5245 (an example of an elapsed time determination unit).
- the cleaning unit 3 cleans the floor surface F (an example of a floor surface) according to the cleaning conditions.
- the traveling unit 1 travels according to an operator's operation or a travel control command.
- the position estimation unit 5145 estimates position information (x n , y n , ⁇ n ) (an example of position information).
- the cleaning condition teaching unit 9003 receives an input of the cleaning condition by the operator and outputs it to the cleaning unit 3.
- the travel route teaching unit 7 receives an operation of moving the travel unit 1 by the operator.
- the teaching data acquisition unit 5015 teaches teaching position information (x n , y n , ⁇ n ) (an example of teaching position information) and teaching cleaning conditions (S n , W n , P n ). (An example of teaching cleaning conditions) is acquired at teaching data acquisition time T n (an example of teaching data acquisition time).
- the cleaning schedule creation unit 5025 associates the teaching position information (x n , y n , ⁇ n ) and the teaching cleaning conditions (S n , W n , P n ) with the teaching data acquisition time T n (the cleaning schedule 500 ( Create and store an example of a cleaning schedule.
- the cleaning reproduction unit 5035 teaches the teaching data acquisition time T n stored in the cleaning schedule 500, the teaching cleaning conditions (S n , W n , P n ), and the teaching position information (x n , y n).
- a reproduction travel control command and reproduction cleaning conditions at an elapsed time t n (an example of a predetermined elapsed time) from the start of execution of the autonomous cleaning mode are calculated.
- the cleaning reproduction unit 5035 outputs the calculated reproduction traveling control command and reproduction cleaning conditions to the traveling unit 1 and the cleaning unit 3, respectively.
- the elapsed time determination unit 5245 determines the teaching data acquisition time T n and the elapsed time t n .
- the operator cleans teaching cleaning conditions and traveling routes as follows.
- (I) is the teaching data acquisition unit 5015 acquires operation of the traveling unit 1 and the cleaning unit 3 by the operator in the teaching data acquisition time T n.
- the cleaning schedule creation unit 5025 performs cleaning in which the teaching data acquisition time T n , teaching position information (x n , y n , ⁇ n ), and teaching cleaning conditions (S n , W n , P n ) are associated.
- a schedule 500 is created and stored.
- the cleaning reproduction unit 5035 stores the teaching data acquisition time T n stored in the cleaning schedule 500, teaching position information (x n , y n , ⁇ n ), and teaching cleaning conditions (S n , W n , P n). ) on the basis to calculate the reproduction cleaning conditions and reproducibility travel control command to be output at the elapsed time t n.
- the cleaning unit control unit 5031 controls the cleaning unit 3 based on the reproduction cleaning condition, and the motor control unit 5033 controls the traveling unit 1 based on the reproduction traveling control command.
- the cleaning schedule creation unit 5025 creates and stores the created cleaning schedule 500. Therefore, once the operation by the operator is taught to the autonomously traveling floor washer 100, the autonomously traveling floor washer 100 does not require the operator's operation (teaching) to perform any cleaning operation taught. Can be executed autonomously.
- the teaching data (the teachings cleaning conditions and teaching position information) is stored is acquired in the teaching data acquisition time T n ing. Then, the teaching data acquisition time T n is determined by the elapsed time determination unit 5245.
- the autonomously traveling floor washer 100 autonomously acquires teaching data. Therefore, the operator who teaches the autonomously traveling floor washer 100 to perform the cleaning operation performs the cleaning operation using a conventional manually operated floor washer without being aware of the creation and storage of the cleaning schedule 500. In the same manner as described above, the cleaning operation (cleaning schedule 500) can be taught to the autonomously traveling floor washer 100.
- the cleaning unit 3 includes a cleaning liquid supply unit 3003 (an example of a cleaning liquid supply unit), a cleaning member 3001 (an example of a floor surface cleaning unit), and a suction unit 3005 (an example of a suction unit).
- the cleaning liquid supply unit 3003 supplies the cleaning liquid to the floor surface F.
- the cleaning unit 3 includes a cleaning member 3001 (an example of a cleaning member) that cleans the floor F while being pressed against the floor F and rotating.
- the suction unit 3005 sucks cleaning liquid or the like on the floor surface F.
- the supply amount S n of the cleaning liquid supplied from the cleaning liquid supply unit 3003 (an example of the supply amount) and the cleaning power W n of the floor F by the cleaning unit 3 (an example of the cleaning power) ) And the suction force P n (an example of the suction force) of the cleaning liquid by the suction unit 3005 can be arbitrarily set as teaching cleaning conditions.
- the cleaning part 3 can perform various cleaning operations (that is, various cleaning conditions).
- the autonomously traveling floor washer 100 further includes a display unit 9005 (an example of a display unit).
- a display unit 9005 displays cleaning conditions. Thereby, the operator who teaches the cleaning schedule 500 to the autonomously traveling floor washer 100 can perform the cleaning work while confirming the cleaning conditions.
- the autonomously traveling floor washer 100 further includes a squeegee unit 3007 (an example of a squeegee unit).
- the squeegee unit 3007 is attached so as to be able to arbitrarily set whether to contact the floor surface F or to leave the floor surface F. In this case, the squeegee unit 3007 is separated from the floor surface F during back travel. Thereby, the autonomously traveling floor washer 100 can recover the liquid such as the cleaning liquid on the floor surface F.
- the autonomously traveling floor washer 100 further includes a cleaning schedule correction unit 5009 (an example of a cleaning schedule correction unit).
- the cleaning schedule correction unit 5009 corrects the teaching cleaning conditions, the teaching position information, and the teaching data acquisition time T n of the cleaning schedule 500. Thereby, after teaching the cleaning schedule 500, the cleaning schedule 500 can be changed.
- the elapsed time from the start of execution of the autonomous cleaning mode is determined based on the position information estimated by the position estimation unit 5145. Thereby, the autonomously traveling floor washer 100 can autonomously reproduce the cleaning work while accurately associating the timing and place where the taught cleaning conditions are taught with each other when executing the autonomous cleaning mode.
- the cleaning schedule 500 is used to calculate a reproduction cleaning condition and a reproduction traveling control command at an elapsed time t n (an example of a predetermined timing) when autonomously running and cleaning.
- the cleaning schedule 500 includes an elapsed time information storage area 501-n (an example of an elapsed time information storage area), a cleaning condition storage area 505-n (an example of a cleaning condition storage area), and a position information storage area 503-n (position An example of an information storage area).
- teaching data acquisition time T n (an example of elapsed time information) is stored.
- the cleaning condition storage area 505-n stores teaching cleaning conditions (S n , W n , P n ) (an example of cleaning conditions) at the teaching data acquisition time T n .
- teaching position information (x n , y n , ⁇ n ) (an example of position information) at the teaching data acquisition time T n is stored.
- the elapsed time t n is determined based on the teaching data acquisition time T n stored in the elapsed time information storage area 501-n.
- Cleaning conditions at the elapsed time t n are stored in clean condition storage area 505-n, corresponding to the elapsed time t n teaching data acquisition time T n the associated teachings cleaning condition (S n, W n , Pn ). Further, the travel control command at the elapsed time t n (reproducibility travel control command), the position information stored in the storage area 503-n, corresponding to the elapsed time t n teaching data acquisition time teaching position information associated with the T n ( x n , y n , ⁇ n ).
- the teaching cleaning condition (S n , W n , P n ) and the teaching position information (x n , y n , ⁇ n ) are set to the teaching data acquisition time T n (the cleaning unit and An example of the elapsed time since the start of the control of the traveling unit 1 is stored. Thereby, various cleaning operations can be taught to the autonomously traveling floor washer 100.
- the elapsed clean conditions (reproduction cleaning condition) at time t n and the travel control command (reproducibility travel control command) is stored in the cleaning schedule 500, corresponding to the elapsed time t n teachings It is calculated based on the teaching cleaning condition (S n , W n , P n ) and teaching position information (x n , y n , ⁇ n ) associated with the data acquisition time T n .
- the autonomously traveling floor washer can autonomously reproduce various cleaning operations.
- the method for generating the cleaning schedule 500 includes the following steps.
- a step of creating a cleaning schedule 500 by storing teaching position information and teaching cleaning conditions in association with teaching data acquisition time T n .
- the method of generating the above-described cleaning schedule, the teachings cleaning conditions as taught position data, a cleaning schedule 500 associated with the teaching data acquisition time T n can be easily produced.
- the setting state of the cleaning condition teaching unit 9003 is used as it is as the teaching cleaning conditions.
- the teaching cleaning condition may be determined based on a detection amount of a sensor or the like.
- the number of rotations of the cleaning member rotating motor 3011 and / or the pressing force of the cleaning member pressing actuator 3021 is detected by a sensor or the like, and is determined based on the detected amount.
- the cleaning power may be the cleaning power W n of the teaching cleaning condition.
- flow meter provided in such cleaning liquid supply pump 3013 detects the flow rate of the cleaning liquid, the detected flow rate may be supplied amount S n of the cleaning liquid teachings cleaning conditions.
- the rotation speed and / or output of the suction motor 3015 may be detected by a sensor or the like, and the detected rotation speed and / or output may be used as the suction force P n of the teaching cleaning condition.
- the elapsed time determining unit 5245 is, in the position information estimated in the position estimation unit 5145 Based on this, the elapsed time tn from the start of execution of the autonomous cleaning mode is determined (estimated).
- the elapsed time tn from the start of execution of the autonomous cleaning mode is determined (estimated).
- it is not limited to this. In particular, there is almost no need to consider the slip between the main wheel portion 1001 and the floor surface F, and there are no obstacles in the environment, and position information can be estimated with high accuracy even by position estimation only by dead reckoning.
- the elapsed time tn needs to be determined based on the position information estimated by the position estimation unit 5145. Absent.
- the elapsed time determination unit 5245 may determine the elapsed time t n using a clock function or a clock function provided in a microcomputer system or the like constituting the control unit 5. Thereby, the calculation for determining (estimating) the elapsed time t n can be omitted. As a result, the calculation load of the control unit 5 can be reduced, and the processing speed of the control unit 5 (autonomous traveling floor washer 100) is improved.
- the teaching data acquisition unit 5015 of the autonomously traveling floor washer 100 teaches at the teaching data acquisition time T n when executing the manual operation teaching mode. Both position information and teaching cleaning conditions were acquired. However, it is not limited to this. Teaching data acquisition unit 5015, only in the predetermined teaching data acquisition time T n, it may acquire the teaching cleaning conditions.
- Such teaching data acquisition method is, for example, an autonomously traveling floor while confirming in detail the position of the traveling unit 1 (autonomous traveling floor washer 100) on the taught traveling route when the autonomous cleaning mode is executed.
- the present invention can be applied to a case where the cleaning machine 100 is run to perform a cleaning operation. Alternatively, the present invention can be applied to a case where the cleaning conditions are not changed for a long time.
- the teaching cleaning condition is acquired only when the cleaning condition teaching unit 9003 is operated while acquiring the teaching position information at the teaching data acquisition time T n . Good.
- the teaching cleaning condition is acquired only when the cleaning condition teaching unit 9003 is operated while acquiring the teaching position information at the teaching data acquisition time T n .
- Good By acquiring such teaching data, it is possible to efficiently acquire teaching data without acquiring redundant data. As a result, the amount of data of the cleaning schedule 500 can be reduced.
- the present invention can be widely applied to an autonomously traveling floor washer that autonomously travels and performs cleaning by reproducing the taught cleaning conditions and travel route.
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Abstract
熟練清掃作業員の清掃作業を忠実に再現しつつ、自律的に床面を清掃する床洗浄機を提供する。自律走行式床洗浄機(100)において、位置推定部(5145)は、位置情報を推定する。教示データ取得部(5015)は、手動操作教示モードの実行時に、教示位置情報と、教示清掃条件とを、教示データ取得時間において取得する。清掃スケジュール作成部(5025)は、清掃スケジュール(500)を作成する。清掃再現部(5035)は、自律清掃モードの実行時に、清掃スケジュール(500)に基づいて、経過時間における再現走行制御指令と再現清掃条件とを算出し出力する。経過時間決定部(5245)は、教示データ取得時間と経過時間を決定する。
Description
本発明は、教示された清掃条件と走行経路とを再現することにより、自律的に走行し清掃を実行する自律走行式床洗浄機に関する。
従来、ユーザの操作により床面を清掃する洗浄機が知られている(例えば、特許文献1を参照。)。この洗浄機では、車体の後部に設けた操作ハンドル部を清掃員が運転操作しながら、車体の走行運転と洗浄用ブラシ又はパッドの回転を行って床面を洗浄し、かつ、洗浄後の汚水をスキージで吸引する。
特許文献1に開示された自走歩行式床面洗浄機は、ユーザによる操作により床面の清掃を行う。そのため、1台の自走歩行式床面洗浄機に対して、少なくとも1人の作業員を必要とする。その一方、ビルなどの床面を清掃する清掃作業員は不足気味である。また、床面の洗浄には、熟練した技術が必要である。そのため、少ない熟練清掃作業員により広いビルなどの清掃をする場合には、清掃作業員の操作を必要とせず、自律的に清掃作業を行う洗浄機が望まれる。
従って、本発明の課題は、熟練清掃作業員による操作を必要とすることなく、熟練清掃作業員の清掃作業を忠実に再現しつつ、自律的に床面を清掃する床洗浄機を提供することにある。
以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。
本発明の一見地に係る自律走行式床洗浄機は、教示された清掃条件と走行経路とを再現することにより、自律的に走行し清掃を実行する自律走行式床洗浄機である。自律走行式床洗浄機は、清掃部と、走行部と、位置推定部と、清掃条件教示部と、走行経路教示部と、教示データ取得部と、清掃スケジュール作成部と、清掃再現部と、経過時間決定部と、を備える。
清掃部は、清掃条件に従って床面を清掃する。
走行部は、操作者の操作又は走行制御指令に従って走行する。
位置推定部は、位置情報を推定する。位置情報とは、所定の座標上の、走行部の走行経路上の位置と姿勢に関する情報とを含む情報である。
清掃条件教示部は、操作者による清掃条件の入力を受け付けて、清掃部に出力する。
走行経路教示部は、操作者による走行部の移動操作を受け付ける。
教示データ取得部は、手動操作教示モードの実行時に、教示位置情報と、教示清掃条件とを、教示データ取得時間において取得する。ここで、手動操作教示モードとは、自律走行式床洗浄機において、操作者の操作による清掃条件及び走行経路を教示する動作モードのことである。また、教示位置情報とは、手動操作教示モード時に位置推定部において推定された位置情報である。さらに、教示清掃条件とは、手動操作教示モード時に清掃条件教示部において教示されている清掃条件である。
本発明の一見地に係る自律走行式床洗浄機は、教示された清掃条件と走行経路とを再現することにより、自律的に走行し清掃を実行する自律走行式床洗浄機である。自律走行式床洗浄機は、清掃部と、走行部と、位置推定部と、清掃条件教示部と、走行経路教示部と、教示データ取得部と、清掃スケジュール作成部と、清掃再現部と、経過時間決定部と、を備える。
清掃部は、清掃条件に従って床面を清掃する。
走行部は、操作者の操作又は走行制御指令に従って走行する。
位置推定部は、位置情報を推定する。位置情報とは、所定の座標上の、走行部の走行経路上の位置と姿勢に関する情報とを含む情報である。
清掃条件教示部は、操作者による清掃条件の入力を受け付けて、清掃部に出力する。
走行経路教示部は、操作者による走行部の移動操作を受け付ける。
教示データ取得部は、手動操作教示モードの実行時に、教示位置情報と、教示清掃条件とを、教示データ取得時間において取得する。ここで、手動操作教示モードとは、自律走行式床洗浄機において、操作者の操作による清掃条件及び走行経路を教示する動作モードのことである。また、教示位置情報とは、手動操作教示モード時に位置推定部において推定された位置情報である。さらに、教示清掃条件とは、手動操作教示モード時に清掃条件教示部において教示されている清掃条件である。
清掃スケジュール作成部は、教示位置情報と教示清掃条件とを、教示データ取得時間に関連付けて清掃スケジュールを作成し記憶する。
清掃再現部は、自律清掃モードの実行時に、清掃スケジュールに記憶された教示データ取得時間と教示清掃条件と教示位置情報とに基づいて、自律清掃モードの実行開始からの所定の経過時間における再現走行制御指令と再現清掃条件とを算出する。そして、清掃再現部は、算出された再現走行制御指令及び再現清掃条件をそれぞれ、走行部及び清掃部に出力する。ここで、自律清掃モードとは、自律走行式床洗浄機が、操作者の操作を必要とすることなく自律的に走行及び清掃を行う動作モードである。経過時間決定部は、教示データ取得時間と所定の経過時間を決定する。
清掃再現部は、自律清掃モードの実行時に、清掃スケジュールに記憶された教示データ取得時間と教示清掃条件と教示位置情報とに基づいて、自律清掃モードの実行開始からの所定の経過時間における再現走行制御指令と再現清掃条件とを算出する。そして、清掃再現部は、算出された再現走行制御指令及び再現清掃条件をそれぞれ、走行部及び清掃部に出力する。ここで、自律清掃モードとは、自律走行式床洗浄機が、操作者の操作を必要とすることなく自律的に走行及び清掃を行う動作モードである。経過時間決定部は、教示データ取得時間と所定の経過時間を決定する。
この自律走行式床洗浄機では、以下のようにして、操作者により教示された清掃条件と走行経路を再現する。
操作者が清掃作業を教示するとき(手動操作教示モードの実行時)、
(i)教示データ取得部が、操作者による走行部及び清掃部の操作を教示データ取得時間において取得する。
(ii)清掃スケジュール作成部が、教示データ取得時間、教示位置情報、及び教示清掃条件が関連付けられた清掃スケジュールを作成し記憶する。
自律走行式床洗浄機が自律的に清掃を行うとき(自律清掃モードの実行時)、
(iii)清掃再現部が、清掃スケジュールに記憶された教示データ取得時間、教示位置情報、及び教示清掃条件に基づいて、自律清掃モードの実行開始からの所定の経過時間において出力すべき清掃条件(再現清掃条件)及び走行制御指令(再現走行制御指令)を算出する。
(iv)再現清掃条件に基づいて清掃部を制御し、再現走行制御指令に基づき走行部を制御する。
操作者が清掃作業を教示するとき(手動操作教示モードの実行時)、
(i)教示データ取得部が、操作者による走行部及び清掃部の操作を教示データ取得時間において取得する。
(ii)清掃スケジュール作成部が、教示データ取得時間、教示位置情報、及び教示清掃条件が関連付けられた清掃スケジュールを作成し記憶する。
自律走行式床洗浄機が自律的に清掃を行うとき(自律清掃モードの実行時)、
(iii)清掃再現部が、清掃スケジュールに記憶された教示データ取得時間、教示位置情報、及び教示清掃条件に基づいて、自律清掃モードの実行開始からの所定の経過時間において出力すべき清掃条件(再現清掃条件)及び走行制御指令(再現走行制御指令)を算出する。
(iv)再現清掃条件に基づいて清掃部を制御し、再現走行制御指令に基づき走行部を制御する。
上記のステップ(ii)において、清掃スケジュール作成部は、清掃スケジュールを作成し記憶している。そのため、一度操作者による操作を自律走行式床洗浄機に教示すれば、自律走行式床洗浄機は、操作者の操作(教示)を必要とすることなく、教示された清掃作業を何度でも自律的に実行できる。
また、この自律走行式床洗浄機においては、上記のステップ(i)及び(ii)において、教示データ(教示清掃条件及び教示位置情報)は、教示データ取得時間において取得されて記憶されている。そして、教示データ取得時間は、経過時間決定部により決定される。
すなわち、手動操作教示モードの実行時において、自律走行式床洗浄機は自律的に教示データを取得する。従って、自律走行式床洗浄機に清掃作業を教示する操作者は、清掃スケジュールの作成や記憶を意識することなく、従来のマニュアル操作式床面洗浄機などを用いて清掃作業を行うのと同じようにして、自律走行式床洗浄機に清掃作業(清掃スケジュール)を教示できる。
清掃部は、洗浄液供給部と、床面洗浄部と、吸引部と、を有していてもよい。洗浄液供給部は、洗浄液を床面に供給する。床面洗浄部は、床面に押し付けられて回転しながら床面を洗浄する洗浄用部材を有する。吸引部は、床面の上の洗浄液を吸引する。
また、この場合、洗浄液供給部から供給される洗浄液の供給量と、床面洗浄部による床面の洗浄力と、吸引部による洗浄液の吸引力とは、清掃条件として任意に設定可能であってもよい。
これにより、清掃部は、多様な清掃作業(すなわち、多様な清掃条件)を実行できる。
また、この場合、洗浄液供給部から供給される洗浄液の供給量と、床面洗浄部による床面の洗浄力と、吸引部による洗浄液の吸引力とは、清掃条件として任意に設定可能であってもよい。
これにより、清掃部は、多様な清掃作業(すなわち、多様な清掃条件)を実行できる。
自律走行式床洗浄機は、さらに、表示部を備えていてもよい。表示部は、清掃条件を表示する。これにより、自律走行式床洗浄機に清掃スケジュールを教示する操作者は、清掃条件を確認しながら清掃作業を行える。
自律走行式床洗浄機は、さらに、スキージ部を備えていてもよい。スキージ部は、床面上に接触するか、又は、床面から離れるかを任意に設定可能に取り付けられている。この場合、スキージ部は、バック走行時において床面から離れていてもよい。これにより、自律走行式床洗浄機は、床面上の洗浄液などの液体を回収できる。
自律走行式床洗浄機は、清掃スケジュール修正部をさらに備えていてもよい。清掃スケジュール修正部は、清掃スケジュールの教示清掃条件と、教示位置情報と、教示データ取得時間とを修正する。これにより、清掃スケジュールを教示した後に、清掃スケジュールの変更などを行える。
自律走行式床洗浄機において、自律清掃モードの実行開始からの経過時間は、位置推定部にて推定された位置情報に基づき決定されてもよい。これにより、自律走行式床洗浄機は、自律清掃モードの実行時に、教示された教示清掃条件を実行するタイミングと場所を関連づけて正確に把握しながら、自律的に清掃作業を再現できる。
本発明の他の見地に係る清掃スケジュールのデータ構造は、清掃部と走行部とを備え、教示された清掃条件と走行経路とを再現することにより、自律的に走行し清掃を実行する自律走行式床洗浄機において、自律的に走行及び清掃を実行する際に、所定のタイミングにおける清掃条件及び走行制御指令を算出するために用いられる清掃スケジュールのデータ構造である。清掃部は、清掃条件に従って床面を清掃する。走行部は、操作者の操作又は走行制御指令に従って走行する。
清掃スケジュールのデータ構造は、経過時間情報記憶領域と、清掃条件記憶領域と、位置情報記憶領域と、から構成される。経過時間情報記憶領域には、経過時間情報が記憶されている。ここで、経過時間情報とは、清掃部及び走行部の制御を開始してからの経過時間に関する情報である。清掃条件記憶領域には、経過時間情報に表された経過時間における清掃条件が記憶される。位置情報記憶領域には、経過時間情報に表された経過時間における位置情報が記憶される。
この場合、所定のタイミングは、経過時間情報記憶領域に記憶された経過時間情報に基づき決定される。また、当該タイミングにおける清掃条件は、清掃条件記憶領域に記憶され、当該タイミングに対応する経過時間情報に関連付けられた清掃条件に基づき算出される。さらに、当該タイミングにおける走行制御指令は、位置情報記憶領域に記憶され、当該タイミングに対応する経過時間情報に関連付けられた位置情報に基づき算出される。
清掃スケジュールのデータ構造は、経過時間情報記憶領域と、清掃条件記憶領域と、位置情報記憶領域と、から構成される。経過時間情報記憶領域には、経過時間情報が記憶されている。ここで、経過時間情報とは、清掃部及び走行部の制御を開始してからの経過時間に関する情報である。清掃条件記憶領域には、経過時間情報に表された経過時間における清掃条件が記憶される。位置情報記憶領域には、経過時間情報に表された経過時間における位置情報が記憶される。
この場合、所定のタイミングは、経過時間情報記憶領域に記憶された経過時間情報に基づき決定される。また、当該タイミングにおける清掃条件は、清掃条件記憶領域に記憶され、当該タイミングに対応する経過時間情報に関連付けられた清掃条件に基づき算出される。さらに、当該タイミングにおける走行制御指令は、位置情報記憶領域に記憶され、当該タイミングに対応する経過時間情報に関連付けられた位置情報に基づき算出される。
上記のデータ構造を有する清掃スケジュールにおいては、清掃条件及び位置情報が清掃部及び走行部の制御を開始してからの経過時間に関連付けられて記憶されている。これにより、自律走行式床洗浄機に対して、多様な清掃作業を教示できる。
また、自律的に走行及び清掃を実行する際(自律清掃モードの実行時)、所定のタイミングにおける清掃条件(再現清掃条件)及び走行制御指令(再現走行制御指令)は、清掃スケジュールに記憶された、当該所定のタイミングに対応する経過時間に関連付けられた清掃条件及び位置情報に基づいて算出される。これにより、自律走行式床洗浄機は多様な清掃作業を自律的に再現できる。
また、自律的に走行及び清掃を実行する際(自律清掃モードの実行時)、所定のタイミングにおける清掃条件(再現清掃条件)及び走行制御指令(再現走行制御指令)は、清掃スケジュールに記憶された、当該所定のタイミングに対応する経過時間に関連付けられた清掃条件及び位置情報に基づいて算出される。これにより、自律走行式床洗浄機は多様な清掃作業を自律的に再現できる。
本発明のさらに他の見地に係る記憶媒体は、上記のデータ構造を有する清掃スケジュールを記憶する記憶媒体である。
本発明のさらに他の見地に係る清掃スケジュールの生成方法は、教示された清掃条件と走行経路とを再現することにより、自律的に走行し清掃を実行する自律走行式床洗浄機において用いられる清掃スケジュールの生成方法である。清掃スケジュールの生成方法は、以下のステップを含む。
◎操作者により設定された教示清掃条件に基づいて、自律走行式床洗浄機に清掃作業を実行させるステップ。
◎操作者の操作に基づいて、自律走行式床洗浄機を走行させるステップ。
◎自律走行式床洗浄機にて定めた所定の座標上の、自律走行式床洗浄機の走行経路上の位置と姿勢に関する情報とを含む教示位置情報を推定するステップ。
◎教示位置情報と清掃作業を実行中の清掃条件である教示清掃条件とを、自律走行式床洗浄機において決定された教示データ取得時間において取得するステップ。
◎教示位置情報と教示清掃条件とを、教示データ取得時間と関連付けて記憶し清掃スケジュールを作成するステップ。
◎操作者により設定された教示清掃条件に基づいて、自律走行式床洗浄機に清掃作業を実行させるステップ。
◎操作者の操作に基づいて、自律走行式床洗浄機を走行させるステップ。
◎自律走行式床洗浄機にて定めた所定の座標上の、自律走行式床洗浄機の走行経路上の位置と姿勢に関する情報とを含む教示位置情報を推定するステップ。
◎教示位置情報と清掃作業を実行中の清掃条件である教示清掃条件とを、自律走行式床洗浄機において決定された教示データ取得時間において取得するステップ。
◎教示位置情報と教示清掃条件とを、教示データ取得時間と関連付けて記憶し清掃スケジュールを作成するステップ。
上述の清掃スケジュールの生成方法により、教示位置情報と教示清掃条件とを、教示データ取得時間に関連付けた清掃スケジュールを簡単に生成できる。
本発明のさらに他の見地に係るプログラムは、上述の清掃スケジュールの生成方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
自律走行式床洗浄機は、熟練清掃作業員による操作を必要とすることなく、熟練清掃作業員の清掃作業を忠実に再現しつつ、自律的に床面を清掃できる。
1.第1実施形態
(1)自律走行式床洗浄機の全体構成
まず、本実施形態に係る自律走行式床洗浄機の全体構成について、図1を用いて説明する。図1は、自律走行式床洗浄機100の全体構成を示す図である。図1に示す自律走行式床洗浄機100は、教示された清掃条件と走行経路とを忠実に再現することにより、自律的に清掃作業を実行するものである。「教示された清掃条件」とは、自律走行式床洗浄機100が手動操作可能な状態のときに、操作者による手動操作により自律走行式床洗浄機100が実行した清掃の清掃条件のことを言う。また、「教示された走行経路」とは、操作者による手動操作(移動操作)により自律走行式床洗浄機100が走行した経路のことを言う。
自律走行式床洗浄機100は、走行部1と、清掃部3と、制御部5と、走行経路教示部7と、設定部9と、前方検出器11と、後方検出器13と、を備える。
(1)自律走行式床洗浄機の全体構成
まず、本実施形態に係る自律走行式床洗浄機の全体構成について、図1を用いて説明する。図1は、自律走行式床洗浄機100の全体構成を示す図である。図1に示す自律走行式床洗浄機100は、教示された清掃条件と走行経路とを忠実に再現することにより、自律的に清掃作業を実行するものである。「教示された清掃条件」とは、自律走行式床洗浄機100が手動操作可能な状態のときに、操作者による手動操作により自律走行式床洗浄機100が実行した清掃の清掃条件のことを言う。また、「教示された走行経路」とは、操作者による手動操作(移動操作)により自律走行式床洗浄機100が走行した経路のことを言う。
自律走行式床洗浄機100は、走行部1と、清掃部3と、制御部5と、走行経路教示部7と、設定部9と、前方検出器11と、後方検出器13と、を備える。
走行部1は、操作者の操作又は走行制御指令に従って走行する装置である。また、走行部1の底部の左右端には、それぞれ、主輪部1001、走行モータ1003、及び補助輪部1005が備えられている。
主輪部1001は、走行モータ1003の出力回転軸に取り付けられている。従って、主輪部1001は、走行モータ1003により回転可能となっている。
主輪部1001は、走行モータ1003の出力回転軸に取り付けられている。従って、主輪部1001は、走行モータ1003により回転可能となっている。
また、走行モータ1003は、制御部5(後述)に電気的に接続されている。従って、走行モータ1003は、制御部5にて生成される走行制御指令(後述)に基づき制御される。これにより、主輪部1001は、走行制御指令に従って走行部1を走行させる。
補助輪部1005は、走行部1の底部の左右端に主輪部1001よりも後方に、回転可能に取り付けられている。補助輪部1005は、走行部1を安定に走行させる。なお、本実施形態においては、補助輪部1005が取り付けられている。これは、走行部1の左右端の主輪部1001のみでは走行部1の姿勢が安定しないためである。従って、主輪部1001のみであっても走行部1が安定する場合には、補助輪部1005は特に必要ない。
また、本実施形態においては、主輪部1001よりも後方に補助輪部1005が取り付けられているが、これに限られない。自律走行式床洗浄機100の重心位置などを考慮して、補助輪部1005は主輪部1001よりも前方に取り付けられてもよい。
また、本実施形態においては、主輪部1001よりも後方に補助輪部1005が取り付けられているが、これに限られない。自律走行式床洗浄機100の重心位置などを考慮して、補助輪部1005は主輪部1001よりも前方に取り付けられてもよい。
清掃部3は、清掃条件に従って床面Fを清掃する装置である。清掃部3は、自律走行式床洗浄機100の底部に搭載されている。清掃部3は、具体的には、洗浄用部材3001(後述)を床面Fに押し付け回転させながら、清掃条件に従って床面Fを洗浄する。なお、清掃部3の詳細については後ほど説明する。
制御部5は、前方検出器11(後述)、後方検出器13(後述)、走行モータ1003、エンコーダ1013(後述)、洗浄用部材回転モータ3011(後述)、洗浄用部材押圧アクチュエータ3021(後述)、洗浄液供給ポンプ3013(後述)、吸引モータ3015(後述)、及びスキージ部昇降アクチュエータ3017(後述)と、電気的に接続されている。
これにより、制御部5は、走行部1を走行制御指令に従って制御し、清掃部3を清掃条件に従って制御する。なお、制御部5の詳細な構成については後ほど説明する。ここで、走行制御指令とは、走行モータ1003の回転速度及び/又は回転量を制御するための指令である。本実施形態においては、走行制御指令は、移動量として表現される。移動量は、例えば、現在位置と目標位置が決まっていれば、目標位置と現在位置との差から算出できる。また、走行経路教示部7(後述)のハンドル7001a、7001bの回動方向や回動量から、移動量を算出できる。また、清掃条件とは、洗浄用部材3001(後述)の回転数や押圧力で表される洗浄力W、洗浄液供給部3003から供給される洗浄液供給量S、及び吸引部3005による吸引力Pのことをいう。
これにより、制御部5は、走行部1を走行制御指令に従って制御し、清掃部3を清掃条件に従って制御する。なお、制御部5の詳細な構成については後ほど説明する。ここで、走行制御指令とは、走行モータ1003の回転速度及び/又は回転量を制御するための指令である。本実施形態においては、走行制御指令は、移動量として表現される。移動量は、例えば、現在位置と目標位置が決まっていれば、目標位置と現在位置との差から算出できる。また、走行経路教示部7(後述)のハンドル7001a、7001bの回動方向や回動量から、移動量を算出できる。また、清掃条件とは、洗浄用部材3001(後述)の回転数や押圧力で表される洗浄力W、洗浄液供給部3003から供給される洗浄液供給量S、及び吸引部3005による吸引力Pのことをいう。
走行経路教示部7は、操作者による走行部1の移動操作を受け付ける機能を有している。走行経路教示部7は、取付部材15を介して、走行部1の上方後側に取り付けられている。これにより、操作者は、走行経路教示部7を操作して走行部1を移動操作できる。また、走行経路教示部7は、制御部5に電気的に接続されている。これにより、ハンドル7001a、7001b(後述)の操作量を制御部5へ送信できる。なお、走行経路教示部7の詳細については、後ほど説明する。
設定部9は、走行部1の上方後側の表面に取り付けられている。また、設定部9は、走行経路教示部7の近傍に設けられている。これにより、操作者は、走行経路教示部7を操作して走行部1を操作しつつ、設定部9を操作できる。
また、設定部9は、制御部5に電気的に接続されている。これにより、設定部9において設定した設定値を、制御部5へ送信できる。なお、設定部9の詳細については、後ほど説明する。
また、設定部9は、制御部5に電気的に接続されている。これにより、設定部9において設定した設定値を、制御部5へ送信できる。なお、設定部9の詳細については、後ほど説明する。
前方検出器11は、走行部1の前方端に取り付けられている。前方検出器11は、走行部1の前方に存在する障害物(前方障害物)を検出する。また、前方検出器11は、制御部5に信号送受信可能に接続されている。これにより、前方検出器11は、検出された障害物に関する情報を、制御部5に送信できる。
前方検出器11としては、例えば、レーザーレンジファインダ(Laser Range Finder、LRF)を用いることができる。レーザーレンジファインダを前方検出器11として用いた場合、走行部1と前方障害物との距離と、前方障害物が存在する方向とが、前方障害物に関する情報として取得できる。
前方検出器11としては、例えば、レーザーレンジファインダ(Laser Range Finder、LRF)を用いることができる。レーザーレンジファインダを前方検出器11として用いた場合、走行部1と前方障害物との距離と、前方障害物が存在する方向とが、前方障害物に関する情報として取得できる。
後方検出器13は、走行部1の後方端に取り付けられている。後方検出器13は、走行部1の後方に存在する障害物(後方障害物)を検出する。また、後方検出器13は、制御部5に信号送受信可能に接続されている。これにより、後方検出器13は、検出された障害物に関する情報を、制御部5に送信できる。
後方検出器13としては、例えば、その検出範囲が180°以上のレーザーレンジファインダ(Laser Range Finder、LRF)を用いることができる。レーザーレンジファインダを後方検出器13として用いた場合、走行部1と後方障害物との距離と、後方障害物が存在する方向とが、後方障害物に関する情報として取得できる。
後方検出器13としては、例えば、その検出範囲が180°以上のレーザーレンジファインダ(Laser Range Finder、LRF)を用いることができる。レーザーレンジファインダを後方検出器13として用いた場合、走行部1と後方障害物との距離と、後方障害物が存在する方向とが、後方障害物に関する情報として取得できる。
(2)清掃部の構成
次に、清掃部3の構成について、図1を用いて説明する。清掃部3は、清掃条件に従って床面Fを洗浄するものである。清掃部3は、洗浄用部材3001と、洗浄液供給部3003と、吸引部3005と、スキージ部3007と、を有する。
洗浄用部材3001は、走行部1の底面の前方側に設けられている。また、洗浄用部材3001は、固定部材3041に固定されている。そして、固定部材3041は、洗浄用部材回転モータ3011の出力回転軸に接続されている。このため、固定部材3041が洗浄用部材回転モータ3011により回転することにより、洗浄用部材3001も回転する。さらに、洗浄用部材3001は、押圧部材3031を介して、洗浄用部材押圧アクチュエータ3021に接続されている。このため、洗浄用部材3001は、洗浄用部材押圧アクチュエータ3021により、床面Fに押し付けられる。
その結果、洗浄用部材3001は、床面Fに押し付けられて回転しながら床面Fを洗浄できる。そして、洗浄用部材回転モータ3011の回転数及び洗浄用部材押圧アクチュエータ3021による押圧力を調整することにより、洗浄用部材3001による洗浄力を調整できる。なお、洗浄用部材3001としては、床面洗浄用のブラシなどを用いることができる。
次に、清掃部3の構成について、図1を用いて説明する。清掃部3は、清掃条件に従って床面Fを洗浄するものである。清掃部3は、洗浄用部材3001と、洗浄液供給部3003と、吸引部3005と、スキージ部3007と、を有する。
洗浄用部材3001は、走行部1の底面の前方側に設けられている。また、洗浄用部材3001は、固定部材3041に固定されている。そして、固定部材3041は、洗浄用部材回転モータ3011の出力回転軸に接続されている。このため、固定部材3041が洗浄用部材回転モータ3011により回転することにより、洗浄用部材3001も回転する。さらに、洗浄用部材3001は、押圧部材3031を介して、洗浄用部材押圧アクチュエータ3021に接続されている。このため、洗浄用部材3001は、洗浄用部材押圧アクチュエータ3021により、床面Fに押し付けられる。
その結果、洗浄用部材3001は、床面Fに押し付けられて回転しながら床面Fを洗浄できる。そして、洗浄用部材回転モータ3011の回転数及び洗浄用部材押圧アクチュエータ3021による押圧力を調整することにより、洗浄用部材3001による洗浄力を調整できる。なお、洗浄用部材3001としては、床面洗浄用のブラシなどを用いることができる。
また、固定部材3041には空洞S1が設けられており、洗浄液供給部3003(後述)から供給された洗浄液は、空洞S1から床面Fへ供給される。
なお、洗浄用部材3001と、洗浄用部材回転モータ3011と、洗浄用部材押圧アクチュエータ3021と、押圧部材3031と、を備えた部材が、本実施形態における床面洗浄部の一例である。
洗浄液供給部3003は、中空の筒状部材である。洗浄液供給部3003の一端は、固定部材3041に設けられた空洞S1に対応する位置に設けられている。また、洗浄液供給部3003の他の一端は、走行部1の内部に搭載された、洗浄液供給ポンプ3013の出口側に接続されている。さらに、洗浄液供給ポンプ3013の入口側は、パイプ部材3033を介して、走行部1の内部に搭載された洗浄液供給タンク3023の出口に接続されている。これにより、洗浄液供給部3003は、洗浄液供給ポンプ3013により供給量を制御されて、洗浄液供給タンク3023から洗浄液を供給する。そして、洗浄液は、洗浄液供給部3003の一端から固定部材3041に設けられた空洞S1に向けて供給され、空洞S1を通過して床面Fへと到達する。
なお、洗浄液供給部3003から供給される洗浄液としては、例えば、水を用いることができる。
なお、洗浄液供給部3003から供給される洗浄液としては、例えば、水を用いることができる。
吸引部3005は中空の筒状部材である。吸引部3005の一端は、吸引口S2が設けられたスキージ部固定部材3027(後述)に接続されている。吸引部3005の他の一端は、走行部1の内部に搭載された回収部3025の上部の開口部の1つに接続されている。これにより、吸引部3005は、床面Fの洗浄液などを吸引する。そして、吸引部3005により吸引された洗浄液などは、回収部3025に回収される。
また、回収部3025の上部に設けられた他の1つの開口部に、吸引モータ3015が設置されている。吸引モータ3015は、回収部3025の空間内を負圧状態にする。その結果、吸引部3005は負圧状態となり、床面F上の洗浄液などを回収部3025へと吸引できる。そして、吸引部3005による吸引力Pは、吸引モータ3015の出力を調整することにより、調整可能である。
また、回収部3025の上部に設けられた他の1つの開口部に、吸引モータ3015が設置されている。吸引モータ3015は、回収部3025の空間内を負圧状態にする。その結果、吸引部3005は負圧状態となり、床面F上の洗浄液などを回収部3025へと吸引できる。そして、吸引部3005による吸引力Pは、吸引モータ3015の出力を調整することにより、調整可能である。
スキージ部3007は、スキージ部固定部材3027に固定されて走行部1の底面後方に設けられている。また、スキージ部3007は、スキージ部固定部材3027を介して、スキージ部昇降アクチュエータ3017に接続され、床面Fに対して昇降可能となっている。この結果、スキージ部3007は、床面F上を接触するか、床面Fから離れるかを任意に設定可能となる。この結果、スキージ部3007は、必要に応じて、床面F上の液体などを、自律走行式床洗浄機100の後方へ移動するのを抑制できる。
また、スキージ部3007は、自律走行式床洗浄機100がバック走行するときは、床面Fから離れている。これにより、バック走行時において、床面F上の液体などが自律走行式床洗浄機100のさらに後方に移動することを抑制できる。その結果、自律走行式床洗浄機100は、効率よく床面Fの洗浄を行える。
また、スキージ部3007は、自律走行式床洗浄機100がバック走行するときは、床面Fから離れている。これにより、バック走行時において、床面F上の液体などが自律走行式床洗浄機100のさらに後方に移動することを抑制できる。その結果、自律走行式床洗浄機100は、効率よく床面Fの洗浄を行える。
また、スキージ部固定部材3027には吸引口S2が設けられており、スキージ部3007により集められた洗浄液やゴミなどが、吸引部3005の吸引力Pにより吸引され回収部3025に回収される。
このように、清掃部3が洗浄用部材3001、洗浄液供給部3003、吸引部3005、スキージ部3007を有することにより、自律走行式床洗浄機100は、床面Fを洗浄したり床面Fの液体などを回収したりといった、多様な清掃作業(多様な清掃条件)を実行できる。
(3)走行経路教示部の構成
次に、走行経路教示部7の構成について、図2を用いて説明する。図2は、走行経路教示部7の構成を示す図である。走行経路教示部7は、ハンドル7001a、7001bと、筐体7003と、走行制御指令算出部7005と、を有する。
ハンドル7001a、7001bは、それぞれ、筐体7003の左右側面に取り付けられている。ハンドル7001a、7001bを把持する操作者は、ハンドル7001a、7001bを介して、走行部1を操作者の方へ引張る力、又は、走行部1を押し出す力のいずれかを加えることができる。
このように、ハンドル7001a、7001bのそれぞれにかける力を調節することにより、走行部1の走行方向を調節できる。例えば、走行部1の前方方向から見て左側のハンドル7001aに対して、走行部1を引張る力を加えれば、走行部1は左へと方向転換する。
次に、走行経路教示部7の構成について、図2を用いて説明する。図2は、走行経路教示部7の構成を示す図である。走行経路教示部7は、ハンドル7001a、7001bと、筐体7003と、走行制御指令算出部7005と、を有する。
ハンドル7001a、7001bは、それぞれ、筐体7003の左右側面に取り付けられている。ハンドル7001a、7001bを把持する操作者は、ハンドル7001a、7001bを介して、走行部1を操作者の方へ引張る力、又は、走行部1を押し出す力のいずれかを加えることができる。
このように、ハンドル7001a、7001bのそれぞれにかける力を調節することにより、走行部1の走行方向を調節できる。例えば、走行部1の前方方向から見て左側のハンドル7001aに対して、走行部1を引張る力を加えれば、走行部1は左へと方向転換する。
また、ハンドル7001a、7001bは筐体7003に回動可能に取り付けられている。また、ハンドル7001a、7001bは、走行制御指令算出部7005に電気的に接続されている。さらに、走行制御指令算出部7005は、制御部5に信号送受信可能に接続されている。これにより、ハンドル7001a、7001bの回動量及び回動方向は、走行制御指令算出部7005において走行制御指令に変換され、制御部5へ送信される。これにより、操作者は、ハンドル7001a、7001bの回動操作によっても、走行部1を操作できる。
例えば、ハンドル7001a、7001bの回動方向を調整することにより、操作者は走行部1を前進又は後進させることができる。また、ハンドル7001a、7001bの回動量を調節することにより、走行部1の走行速度を調整できる。さらに、ハンドル7001aの回動量と、ハンドル7001bの回動量を異ならせれば、走行部1の進行方向を変更できる。また、ハンドル7001aを進行方向への走行速度を指示するための入力インターフェースとし、ハンドル7001bを操舵角を指示するための入力インターフェースとしてもよい。
(4)設定部の構成
次に、設定部9の構成について、図3を用いて説明する。図3は、設定部9の構成を示す図である。設定部9は、切替部9001と、手動操作記憶スイッチ9002と、清掃条件教示部9003と、表示部9005と、清掃制御指令算出部9007と、設定操作部9008と、設定変換部9009と、を有する。
切替部9001は、制御部5に電気的に接続されている。切替部9001は、自律走行式床洗浄機100の動作モードを選択する。切替部9001は、例えば、スイッチなどにより構成されており、スイッチの切替により動作モードを選択する。
次に、設定部9の構成について、図3を用いて説明する。図3は、設定部9の構成を示す図である。設定部9は、切替部9001と、手動操作記憶スイッチ9002と、清掃条件教示部9003と、表示部9005と、清掃制御指令算出部9007と、設定操作部9008と、設定変換部9009と、を有する。
切替部9001は、制御部5に電気的に接続されている。切替部9001は、自律走行式床洗浄機100の動作モードを選択する。切替部9001は、例えば、スイッチなどにより構成されており、スイッチの切替により動作モードを選択する。
自律走行式床洗浄機100の動作モードとしては、自律清掃モードと手動操作モードとがある。自律清掃モードは、自律走行式床洗浄機100が、操作者の操作を必要とせず、自律的に走行し床面Fを洗浄する動作モードである。動作モードの自律清掃モードへの設定は、切替部9001を図3に示す「自動」に設定することにより可能となる。
一方、手動操作モードは、自律走行式床洗浄機100が操作者により手動操作可能な状態にある動作モードである。動作モードの手動操作モードへの設定は、切替部9001を図3に示す「手動」に設定することにより可能となる。
一方、手動操作モードは、自律走行式床洗浄機100が操作者により手動操作可能な状態にある動作モードである。動作モードの手動操作モードへの設定は、切替部9001を図3に示す「手動」に設定することにより可能となる。
手動操作記憶スイッチ9002は、制御部5に電気的に接続されている。手動操作記憶スイッチ9002は、操作者による自律走行式床洗浄機100の手動操作の記憶を開始するためのスイッチである。すなわち、切替部9001により動作モードが手動操作モードに設定された後手動操作記憶スイッチ9002が押されると、操作者の手動操作により実行される清掃の清掃条件、及び、操作者の移動操作による走行経路の自律走行式床洗浄機100への教示が開始される。
従って、自律走行式床洗浄機100の動作モードには、自律清掃モードと、手動操作モードに加えて、手動操作モードのサブ動作モードとしての手動操作教示モードがある。手動操作教示モードは、操作者の手動操作による自律走行式床洗浄機100の清掃条件および走行経路を、自律走行式床洗浄機100に教示する動作モードである。そして、手動操作記憶スイッチ9002が押されることにより、動作モードが手動操作モードから手動操作教示モードへと移行する。
従って、自律走行式床洗浄機100の動作モードには、自律清掃モードと、手動操作モードに加えて、手動操作モードのサブ動作モードとしての手動操作教示モードがある。手動操作教示モードは、操作者の手動操作による自律走行式床洗浄機100の清掃条件および走行経路を、自律走行式床洗浄機100に教示する動作モードである。そして、手動操作記憶スイッチ9002が押されることにより、動作モードが手動操作モードから手動操作教示モードへと移行する。
また、後述するように、動作モードが手動操作教示モードに設定された状態にて手動操作記憶スイッチ9002が(再び)押されると、操作者による手動操作の教示が停止される。これにより、操作者は、所望の位置で手動操作記憶スイッチ9002を押すことにより、所望の位置で手動操作の教示を停止できる。この結果、自律走行式床洗浄機100は、操作者が所望する清掃スケジュール500を作成できる。
なお、手動操作教示モードの実行時に手動操作記憶スイッチ9002が押された場合、動作モードが手動操作教示モードから手動操作モードに切り替わってもよい。この場合、操作者は、手動操作教示モードが手動操作モードに切り替わっても、継続して自律走行式床洗浄機100を手動操作できる。
なお、手動操作教示モードの実行時に手動操作記憶スイッチ9002が押された場合、動作モードが手動操作教示モードから手動操作モードに切り替わってもよい。この場合、操作者は、手動操作教示モードが手動操作モードに切り替わっても、継続して自律走行式床洗浄機100を手動操作できる。
清掃条件教示部9003は、操作者による清掃条件の入力を受け付けて、清掃部3に出力する機能を実現する。清掃条件教示部9003は、清掃制御指令算出部9007を介して、制御部5に接続されている。これにより、清掃条件教示部9003において設定された清掃条件(教示清掃条件)は、清掃制御指令算出部9007において制御部5が解読可能な信号に変換されて、制御部5に送信される。
また、清掃条件教示部9003は、清掃条件調整部9013と、運転切替部9023と、を有している。清掃条件調整部9013は、洗浄用部材3001による床面Fの洗浄力Wと、洗浄液供給部3003から供給される洗浄液供給量Sと、吸引部3005による吸引力Pと、を教示清掃条件として個別に設定する。清掃条件調整部9013は、例えば、押圧スイッチにより構成され、押圧スイッチの押圧回数に従って上記の教示清掃条件を設定できる。
また、清掃条件教示部9003は、清掃条件調整部9013と、運転切替部9023と、を有している。清掃条件調整部9013は、洗浄用部材3001による床面Fの洗浄力Wと、洗浄液供給部3003から供給される洗浄液供給量Sと、吸引部3005による吸引力Pと、を教示清掃条件として個別に設定する。清掃条件調整部9013は、例えば、押圧スイッチにより構成され、押圧スイッチの押圧回数に従って上記の教示清掃条件を設定できる。
運転切替部9023は、洗浄用部材3001(床面洗浄部)、洗浄液供給部3003、吸引部3005の動作及び停止を制御する。運転切替部9023は、例えば、押圧スイッチにより構成され、押圧スイッチの押圧により、洗浄用部材3001(床面洗浄部)、洗浄液供給部3003、吸引部3005の動作と停止とを切替できる。
表示部9005は、制御部5と信号送受信可能に接続されている。表示部9005は、制御部5から制御部5において設定されている清掃条件などを受信し、受信した清掃条件などを表示する。表示部9005には、清掃条件として、洗浄用部材3001による床面Fの洗浄力Wと、洗浄液供給部3003から供給される洗浄液供給量Sと、吸引部3005による吸引力Pとが表示される。このように、表示部9005が清掃条件などを表示することにより、操作者は、表示された清掃条件を確認しながら、清掃作業を行える。
その他、表示部9005は、現在の動作モード(自律清掃モード/手動操作モード/手動操作教示モード)及び、運転時間などを表示する。さらに、表示部9005は、設定操作部9008により自律走行式床洗浄機100の各種設定を行う際に、各種設定手順を表示する。
その他、表示部9005は、現在の動作モード(自律清掃モード/手動操作モード/手動操作教示モード)及び、運転時間などを表示する。さらに、表示部9005は、設定操作部9008により自律走行式床洗浄機100の各種設定を行う際に、各種設定手順を表示する。
設定操作部9008は、設定変換部9009を介して、制御部5に接続されている。従って、設定操作部9008において設定された各種設定は、設定変換部9009において制御部5において解読可能な信号に変換されて、制御部5へ送信される。
設定操作部9008は、自律走行式床洗浄機100の各種設定を行い、当該各種設定を制御部5に送信する。設定操作部9008は、例えば、押圧スイッチなどにより構成されている。従って、操作者は、表示部9005に表示された各種設定の設定手順を確認しながら、設定操作部9008を操作して、自律走行式床洗浄機100の各種設定を行える。
設定操作部9008は、自律走行式床洗浄機100の各種設定を行い、当該各種設定を制御部5に送信する。設定操作部9008は、例えば、押圧スイッチなどにより構成されている。従って、操作者は、表示部9005に表示された各種設定の設定手順を確認しながら、設定操作部9008を操作して、自律走行式床洗浄機100の各種設定を行える。
(5)制御部の構成
5-1.制御部の全体構成
次に、制御部5の全体構成について、図4を用いて説明する。図4は、制御部5の全体構成を示す図である。本実施形態において、制御部5は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)などのメモリ部、記憶装置、各種インターフェースなどを備えたマイコンシステムにより実現されている。以下に説明する制御部5の各部の全部又は一部は、当該マイコンシステムにて実行可能なプログラムとして実現されていてもよい。この場合、当該プログラムは、メモリ部及び/又は記憶装置に記憶されていてもよい。また、制御部5の各部の全部又は一部は、カスタムICとして実現されていてもよい。
5-1.制御部の全体構成
次に、制御部5の全体構成について、図4を用いて説明する。図4は、制御部5の全体構成を示す図である。本実施形態において、制御部5は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)などのメモリ部、記憶装置、各種インターフェースなどを備えたマイコンシステムにより実現されている。以下に説明する制御部5の各部の全部又は一部は、当該マイコンシステムにて実行可能なプログラムとして実現されていてもよい。この場合、当該プログラムは、メモリ部及び/又は記憶装置に記憶されていてもよい。また、制御部5の各部の全部又は一部は、カスタムICとして実現されていてもよい。
制御部5は、清掃制御部5001と、走行制御部5003と、制御統括部5005と、記憶部5007と、を主に有する。
清掃制御部5001は、洗浄用部材回転モータ3011と、洗浄液供給ポンプ3013と、吸引モータ3015と、電気的に接続されている。これにより、清掃制御部5001は、洗浄用部材回転モータ3011、洗浄液供給ポンプ3013、及び吸引モータ3015に対して、これらのモータやポンプの回転速度や出力などを制御する電力(清掃部制御量)を供給できる。また、清掃制御部5001は、洗浄用部材押圧アクチュエータ3021と、スキージ部昇降アクチュエータ3017と、電気的に接続されている。これにより、清掃制御部5001は、洗浄用部材押圧アクチュエータ3021及びスキージ部昇降アクチュエータ3017に対し、これらアクチュエータの動作量を制御する電力(清掃部制御量)を供給できる。
清掃制御部5001は、洗浄用部材回転モータ3011と、洗浄液供給ポンプ3013と、吸引モータ3015と、電気的に接続されている。これにより、清掃制御部5001は、洗浄用部材回転モータ3011、洗浄液供給ポンプ3013、及び吸引モータ3015に対して、これらのモータやポンプの回転速度や出力などを制御する電力(清掃部制御量)を供給できる。また、清掃制御部5001は、洗浄用部材押圧アクチュエータ3021と、スキージ部昇降アクチュエータ3017と、電気的に接続されている。これにより、清掃制御部5001は、洗浄用部材押圧アクチュエータ3021及びスキージ部昇降アクチュエータ3017に対し、これらアクチュエータの動作量を制御する電力(清掃部制御量)を供給できる。
また、清掃制御部5001は、清掃制御指令算出部9007を介して、清掃条件教示部9003と信号送受信可能に接続されている。これにより、清掃制御部5001は、清掃条件教示部9003にて設定された教示清掃条件を入力できる。これにより、清掃制御部5001は、教示清掃条件に基づいて、清掃部3を制御可能となる。さらに、清掃制御部5001は、表示部9005と接続されている。これにより、清掃制御部5001は、清掃条件などを、表示部9005に出力できる。
また、清掃制御部5001は、制御統括部5005と、信号送受信可能に接続されている。従って、清掃制御部5001は、再現清掃条件(後述)を入力可能となっている。また、清掃制御部5001は、再現清掃条件に基づいて、清掃部3を制御できる。なお、清掃制御部5001の詳細については、後ほど説明する。
走行制御部5003は、走行モータ1003の出力回転軸に接続されたエンコーダ1013と、信号送受信可能に接続されている。これにより、走行制御部5003は、エンコーダ1013から出力されるパルス信号を入力できる。また、走行制御部5003は、走行モータ1003と電気的に接続されている。これにより、走行制御部5003は、エンコーダ1013から出力されるパルス信号に基づいて、走行モータ1003を制御する電力を、走行モータ1003に対して出力できる。
さらに、走行制御部5003は、走行経路教示部7及び制御統括部5005と、信号送受信可能に接続されている。従って、走行制御部5003は、走行経路教示部7のハンドル7001a、7001bの回動量及び回動方向に基づく走行制御指令、又は、再現走行制御指令に基づき、走行モータ1003を制御する電力を走行モータ1003に対して出力できる。なお、走行制御部5003の詳細については、後ほど説明する。
制御統括部5005は、前方検出器11、後方検出器13、及び走行モータ1003のエンコーダ1013と、信号送受信可能に接続されている。従って、制御統括部5005は、前方検出器11により得られる前方障害物に関する情報、後方検出器13により得られる後方障害物に関する情報、及びエンコーダ1013から得られる走行モータ1003の回転量に基づき、自律走行式床洗浄機100の位置情報を推定できる。なお、制御統括部5005における位置情報の推定方法については、後述する。
また、制御統括部5005は、清掃制御部5001と信号送受信可能に接続されている。従って、制御統括部5005は、手動操作教示モードの実行時においては、清掃制御部5001から清掃条件を教示清掃条件として受信できる。また、自律清掃モードの実行時には、制御統括部5005は、清掃制御部5001に対して、再現清掃条件を出力できる。再現清掃条件とは、自律清掃モードの実行時における清掃部3のモータ、ポンプ及びアクチュエータの制御量を決定する清掃条件である。再現清掃条件は、制御統括部5005において、清掃スケジュール500(後述、図17A及び図17Bを参照。)に記憶された教示データ取得時間(後述)と教示清掃条件(後述)とに基づいて算出される。制御統括部5005における再現清掃条件の算出方法については、後述する。
さらに、制御統括部5005は、走行制御部5003と信号送受信可能に接続されている。従って、制御統括部5005は、自律清掃モードの実行時に、再現走行制御指令を送信できる。再現走行制御指令とは、自律清掃モードの実行時における走行モータ1003の制御量を決定する指令である。また、再現走行制御指令は、制御統括部5005において、清掃スケジュール500に記憶された教示データ取得時間と教示位置情報(後述)とに基づいて算出される。制御統括部5005における再現走行制御指令の算出方法については、後述する。
記憶部5007は、制御統括部5005と信号送受信可能に接続されている。制御部5がマイコンシステムにより構成されている場合、記憶部5007は、RAM、ROM、及び/又は記憶装置の記憶領域の一部又は全部に対応する。従って、記憶部5007は、制御統括部5005において作成された清掃スケジュール500を記憶できる。また、制御統括部5005は、必要に応じて、記憶部5007に記憶された清掃スケジュール500を読み出せる。
なお、制御部5は、記憶部5007に記憶された清掃スケジュール500を他の記憶媒体に記憶するためのデータ書き込み装置(図示せず)を有していてもよい。又は、制御部5は、例えば、USB(Universal Serial Bus)ポートなどの、データ書き込み装置を接続可能な接続端子を有していてもよい。これにより、制御部5は、記憶部5007に記憶された清掃スケジュール500を、他の記憶媒体に記憶できる。
記憶部5007は、設定部9の設定変換部9009を介して、設定操作部9008と信号送受信可能に接続されている。これにより、記憶部5007は、設定操作部9008において設定された各種設定を記憶できる。また、記憶部5007に記憶された各種設定を、設定操作部9008は、必要に応じて読み出せる。そして、記憶部5007に記憶された各種設定は、清掃制御部5001、走行制御部5003、及び制御統括部5005から読み出し可能となっている。
本実施形態において、制御部5は、清掃スケジュール修正部5009をさらに有する。清掃スケジュール修正部5009は、清掃スケジュール500に記憶されている教示清掃条件と、教示位置情報と、教示データ取得時間とを修正する。これにより、清掃スケジュール500を教示した後に、清掃スケジュール500の変更などの処理を行える。
なお、清掃スケジュール修正部5009は、自律走行式床洗浄機100と一体に形成されなくてもよい。例えば、清掃スケジュール修正部5009は、情報端末などに備えられていてもよい。この場合、清掃スケジュール修正部5009を備える情報端末などは、例えば、自律走行式床洗浄機100と通信することにより、記憶部5007に記憶された清掃スケジュール500を送受信できる。
なお、清掃スケジュール修正部5009は、自律走行式床洗浄機100と一体に形成されなくてもよい。例えば、清掃スケジュール修正部5009は、情報端末などに備えられていてもよい。この場合、清掃スケジュール修正部5009を備える情報端末などは、例えば、自律走行式床洗浄機100と通信することにより、記憶部5007に記憶された清掃スケジュール500を送受信できる。
5-2.清掃制御部の構成
次に、清掃制御部5001の構成について、図5を用いて説明する。図5は、清掃制御部5001の構成を示す図である。清掃制御部5001は、清掃切替部5011と、清掃部制御部5031と、を有する。
清掃切替部5011は、3つの端子a、b、及びcを有している。また、清掃切替部5011は、切替部9001と信号送受信可能に接続されている。このため、清掃切替部5011は、切替部9001からの信号に基づき、端子bと端子aとを接続するか、あるいは、端子bと端子cとを接続するかのいずれかを選択できる。
また、端子aは、清掃条件教示部9003と接続されている。端子bは、清掃部制御部5031(後述)、表示部9005、及び制御統括部5005と接続されている。端子cは、制御統括部5005と接続されている。
次に、清掃制御部5001の構成について、図5を用いて説明する。図5は、清掃制御部5001の構成を示す図である。清掃制御部5001は、清掃切替部5011と、清掃部制御部5031と、を有する。
清掃切替部5011は、3つの端子a、b、及びcを有している。また、清掃切替部5011は、切替部9001と信号送受信可能に接続されている。このため、清掃切替部5011は、切替部9001からの信号に基づき、端子bと端子aとを接続するか、あるいは、端子bと端子cとを接続するかのいずれかを選択できる。
また、端子aは、清掃条件教示部9003と接続されている。端子bは、清掃部制御部5031(後述)、表示部9005、及び制御統括部5005と接続されている。端子cは、制御統括部5005と接続されている。
これにより、清掃切替部5011は、切替部9001において手動操作モードが選択された場合(手動操作記憶スイッチ9002が押されて、動作モードが手動操作教示モードに移行した場合も含む)には、端子aと端子bとを接続する。そして、清掃切替部5011は、清掃条件教示部9003を、清掃部制御部5031、制御統括部5005、及び表示部9005に接続する。この結果、清掃切替部5011は、手動操作モード又は手動操作教示モードの実行時には、清掃条件教示部9003にて設定された教示清掃条件を、清掃部制御部5031、表示部9005、及び制御統括部5005に送信可能とする。
一方、切替部9001において自律清掃モードが選択された場合には、端子bと端子cとが接続される。そして、清掃切替部5011は、制御統括部5005を、清掃部制御部5031及び表示部9005に接続する。この結果、清掃切替部5011は、自律清掃モードの実行時には、制御統括部5005から出力される再現清掃条件を、清掃部制御部5031及び表示部9005に送信できる。
清掃部制御部5031は、清掃切替部5011の端子bに接続されている。その結果、清掃部制御部5031は、清掃切替部5011を介して、教示清掃条件又は再現清掃条件を受信できる。
また、清掃部制御部5031は、洗浄用部材回転モータ3011、洗浄用部材押圧アクチュエータ3021、洗浄液供給ポンプ3013、吸引モータ3015、及びスキージ部昇降アクチュエータ3017と、電気的に接続されている。従って、清掃部制御部5031は、これらモータ、ポンプ、及びアクチュエータに、駆動電力を供給できる。
清掃部制御部5031において、上述のモータ、ポンプ、及びアクチュエータに供給される駆動電力は、受信した教示清掃条件又は再現清掃条件に基づき制御される。
清掃部制御部5031において、上述のモータ、ポンプ、及びアクチュエータに供給される駆動電力は、受信した教示清掃条件又は再現清掃条件に基づき制御される。
例えば、本実施形態においては、清掃条件としての床面Fの洗浄力に基づいて、洗浄用部材回転モータ3011の回転数及び洗浄用部材押圧アクチュエータ3021の押圧力が制御される。また、清掃条件としての洗浄液供給量Sに基づいて、洗浄液供給ポンプ3013の洗浄液流量が制御される。さらに、清掃条件としての吸引力Pに基づいて、吸引モータ3015の回転数(及び/又は出力)が制御される。
5-3.走行制御部の構成
次に、走行制御部5003の構成について、図6を用いて説明する。図6は、走行制御部5003の構成を示す図である。走行制御部5003は、走行切替部5013と、モータ制御部5033と、を有する。
次に、走行制御部5003の構成について、図6を用いて説明する。図6は、走行制御部5003の構成を示す図である。走行制御部5003は、走行切替部5013と、モータ制御部5033と、を有する。
走行切替部5013は、3つの端子d、e、及びfを有している。また、走行切替部5013は、切替部9001と信号送受信可能に接続されている。このため、走行切替部5013は、切替部9001からの信号に基づき、端子eと端子dとを接続するか、あるいは、端子eと端子fとを接続するかのいずれかを選択できる。
また、端子dは、走行経路教示部7と接続されている。端子eは、モータ制御部5033(後述)と接続されている。そして、端子fは、制御統括部5005と接続されている。
また、端子dは、走行経路教示部7と接続されている。端子eは、モータ制御部5033(後述)と接続されている。そして、端子fは、制御統括部5005と接続されている。
これにより、走行切替部5013は、切替部9001において手動操作モードが選択された場合(手動操作記憶スイッチ9002が押されて、動作モードが手動操作教示モードに移行した場合も含む)には、端子dと端子eとを接続する。そして、走行切替部5013は、走行経路教示部7とモータ制御部5033とを接続する。この結果、走行切替部5013は、手動操作モード又は手動操作教示モードの実行時には、走行経路教示部7のハンドル7001a、7001bの回動量及び回動方向に基づいて算出される走行制御指令を、モータ制御部5033に送信可能とする。
一方、切替部9001において自律清掃モードが選択された場合には、端子eと端子fとが接続される。そして、走行切替部5013は、制御統括部5005を、モータ制御部5033に接続する。この結果、走行切替部5013は、自律清掃モードの実行時には、制御統括部5005から出力される再現走行制御指令を、モータ制御部5033に送信できる。
モータ制御部5033は、走行切替部5013の端子eに接続されている。その結果、モータ制御部5033は、走行切替部5013を介して、ハンドル7001a、7001bの回動量及び回動方向に基づいて算出される走行制御指令、又は、再現走行制御指令を受信できる。
また、モータ制御部5033は、走行モータ1003と電気的に接続されている。これにより、モータ制御部5033は、走行モータ1003に対して駆動電力を出力できる。
また、モータ制御部5033は、エンコーダ1013と信号送受信可能に接続されている。このため、モータ制御部5033は、ハンドル7001a、7001bの回動量/回動方向又は再現走行制御指令、及び、エンコーダ1013からのパルス信号に基づいて、走行モータ1003の回転速度などを制御できる。エンコーダ1013からのパルス信号に基づいて得られる情報は、走行モータ1003の回転量などの回転に関する情報である。よって、モータ制御部5033は、走行モータ1003の回転量をフィードバックしながら走行モータ1003を制御する。
また、モータ制御部5033は、エンコーダ1013と信号送受信可能に接続されている。このため、モータ制御部5033は、ハンドル7001a、7001bの回動量/回動方向又は再現走行制御指令、及び、エンコーダ1013からのパルス信号に基づいて、走行モータ1003の回転速度などを制御できる。エンコーダ1013からのパルス信号に基づいて得られる情報は、走行モータ1003の回転量などの回転に関する情報である。よって、モータ制御部5033は、走行モータ1003の回転量をフィードバックしながら走行モータ1003を制御する。
従って、モータ制御部5033としては、PI(Proportional Integral)制御理論や、PID(Proportional Integral Differential)制御理論などを用いたモータ制御装置を用いることができる。
なお、上述したように、本実施形態においては、走行部1の底部の左右端のそれぞれに、走行モータ1003が設けられている。このような場合、モータ制御部5033は、2つの走行モータ1003のそれぞれの回転速度や回転方向を独立に制御して、走行部1の進行方向を決定する。
5-4.制御統括部の構成
次に、制御統括部5005の構成について、図7を用いて説明する。図7は、制御統括部5005の構成を示す図である。制御統括部5005は、教示データ取得部5015と、清掃スケジュール作成部5025と、清掃再現部5035と、SLAM部5045と、を有する。
教示データ取得部5015は、手動操作教示モードの実行時に、教示位置情報と、教示清掃条件とを、教示データ取得時間において取得する機能を実現できる。具体的には、教示データ取得部5015は、清掃制御部5001と信号送受信可能に接続されている。これにより、教示データ取得部5015は、清掃制御部5001から教示清掃条件を入力できる。また、教示データ取得部5015は、SLAM部5045に信号送受信可能に接続されている。これにより、教示データ取得部5015は、SLAM部5045から、教示データ取得時間と教示位置情報とを入力できる。また、教示データの取得時間は、システムクロックから直接取得してもよい。さらに、教示データ取得部5015は、清掃スケジュール作成部5025に信号送受信可能に接続されている。これにより、教示データ取得部5015は、清掃スケジュール作成部5025に教示清掃条件、教示位置情報、及び教示データ取得時間を出力できる。
従って、教示データ取得部5015は、手動操作教示モードの実行時に、教示位置情報と教示清掃条件とを、教示データ取得時間において取得できる。
次に、制御統括部5005の構成について、図7を用いて説明する。図7は、制御統括部5005の構成を示す図である。制御統括部5005は、教示データ取得部5015と、清掃スケジュール作成部5025と、清掃再現部5035と、SLAM部5045と、を有する。
教示データ取得部5015は、手動操作教示モードの実行時に、教示位置情報と、教示清掃条件とを、教示データ取得時間において取得する機能を実現できる。具体的には、教示データ取得部5015は、清掃制御部5001と信号送受信可能に接続されている。これにより、教示データ取得部5015は、清掃制御部5001から教示清掃条件を入力できる。また、教示データ取得部5015は、SLAM部5045に信号送受信可能に接続されている。これにより、教示データ取得部5015は、SLAM部5045から、教示データ取得時間と教示位置情報とを入力できる。また、教示データの取得時間は、システムクロックから直接取得してもよい。さらに、教示データ取得部5015は、清掃スケジュール作成部5025に信号送受信可能に接続されている。これにより、教示データ取得部5015は、清掃スケジュール作成部5025に教示清掃条件、教示位置情報、及び教示データ取得時間を出力できる。
従って、教示データ取得部5015は、手動操作教示モードの実行時に、教示位置情報と教示清掃条件とを、教示データ取得時間において取得できる。
清掃スケジュール作成部5025は、教示位置情報と教示清掃条件とを、教示データ取得時間に関連付けて清掃スケジュール500を作成し記憶する機能を実現できる。具体的には、清掃スケジュール作成部5025は、記憶部5007と信号送受信可能に接続されている。清掃スケジュール作成部5025は、教示データ取得部5015から入力した教示位置情報と教示清掃条件とを、教示データ取得時間に関連付けて清掃スケジュール500を作成する。そして、清掃スケジュール作成部5025は、作成された清掃スケジュール500を記憶部5007に記憶する。
なお、清掃スケジュール作成部5025において作成される清掃スケジュール500のデータ構造については、後述する。
なお、清掃スケジュール作成部5025において作成される清掃スケジュール500のデータ構造については、後述する。
清掃再現部5035は、SLAM部5045と信号送受信可能に接続されている。このため、清掃再現部5035は、SLAM部5045から、自律清掃モードの実行開始からの経過時間を入力できる。また、清掃再現部5035は、記憶部5007と信号送受信可能に接続されている。このため、清掃再現部5035は、記憶部5007に記憶された清掃スケジュール500を入力できる。
この結果、清掃再現部5035は、自律清掃モードの実行時に、清掃スケジュール500に記憶された教示データ取得時間、教示清掃条件、及び教示位置情報に基づいて、所定の経過時間における再現清掃条件と再現走行制御指令とを算出できる。なお、清掃再現部5035における、再現清掃条件及び再現走行制御指令の算出方法については、後述する。
この結果、清掃再現部5035は、自律清掃モードの実行時に、清掃スケジュール500に記憶された教示データ取得時間、教示清掃条件、及び教示位置情報に基づいて、所定の経過時間における再現清掃条件と再現走行制御指令とを算出できる。なお、清掃再現部5035における、再現清掃条件及び再現走行制御指令の算出方法については、後述する。
また、清掃再現部5035は、清掃制御部5001と走行制御部5003とに、信号送受信可能に接続されている。このため、清掃再現部5035は、算出された再現清掃条件及び再現走行制御指令を、それぞれ、清掃制御部5001及び走行制御部5003に出力できる。
SLAM部5045は、前方検出器11及び後方検出器13と、信号送受信可能に接続されている。また、SLAM部5045は、エンコーダ1013と信号送受信可能に接続されている。このため、SLAM部5045は、前方及び後方にある障害物に関する情報と、走行モータ1003の回転量とに基づき、自律走行式床洗浄機100の所定の座標上の位置に関する情報(位置情報)を推定する。
SLAM部5045においては、SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)法により位置情報の推定を行っている。具体的な位置情報の推定方法は、後述する。
SLAM部5045においては、SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)法により位置情報の推定を行っている。具体的な位置情報の推定方法は、後述する。
また、SLAM部5045は、記憶部5007に接続されている。このため、SLAM部5045は、記憶部5007に地図情報を記憶できる。また、SLAM部5045は、記憶部5007に記憶された地図情報及び清掃スケジュール500を参照できる。
さらに、SLAM部5045は、教示データ取得時間及び経過時間を決定し、教示データ取得部5015及び清掃再現部5035に出力できる。なお、SLAM部5045における教示データ取得時間及び経過時間の決定方法については、後述する。
以下に、SLAM部5045の構成について説明する。
以下に、SLAM部5045の構成について説明する。
5-5.SLAM部の構成
次に、SLAM部5045の構成について、図7を用いて説明する。SLAM部5045は、位置推定部5145と、経過時間決定部5245と、地図作成部5345と、を有する。位置推定部5145は、位置情報を推定する機能を実現する。位置推定部5145は、具体的には、記憶部5007に記憶された地図情報と、走行モータ1003の回転量と、ローカルマップ情報(後述)と、に基づいて、所定の座標上の走行部1(自律走行式床洗浄機100)の位置に関する情報、すなわち、位置情報を推定する。なお、位置推定部5145における、位置情報の構造及び位置情報の推定方法については、後述する。
次に、SLAM部5045の構成について、図7を用いて説明する。SLAM部5045は、位置推定部5145と、経過時間決定部5245と、地図作成部5345と、を有する。位置推定部5145は、位置情報を推定する機能を実現する。位置推定部5145は、具体的には、記憶部5007に記憶された地図情報と、走行モータ1003の回転量と、ローカルマップ情報(後述)と、に基づいて、所定の座標上の走行部1(自律走行式床洗浄機100)の位置に関する情報、すなわち、位置情報を推定する。なお、位置推定部5145における、位置情報の構造及び位置情報の推定方法については、後述する。
経過時間決定部5245は、教示データ取得時間及び自律清掃モードの実行開始からの経過時間を決定する。本実施形態において、経過時間決定部5245は、例えば、制御部5を構成するマイコンシステムなどの時計機能を用いて、教示データ取得時間を決定する。
一方、自律清掃モードの実行開始からの経過時間は、位置推定部5145にて推定された位置情報に基づき決定される。このように、自律清掃モードの実行開始からの経過時間を、位置推定情報に基づいて決定することにより、自律走行式床洗浄機100は、自律清掃モードの実行時に、教示された教示清掃条件を実行するタイミングと場所とを正確に把握しながら、自律的に清掃作業を再現できる。
なお、経過時間決定部5245における、教示データ取得時間及び上記の経過時間(所定の経過時間)の決定方法については、後ほど詳しく説明する。
なお、経過時間決定部5245における、教示データ取得時間及び上記の経過時間(所定の経過時間)の決定方法については、後ほど詳しく説明する。
地図作成部5345は、前方の障害物に関する情報、後方の障害物に関する情報、及び走行モータ1003の回転量に基づき、位置情報及び所定の経過時間を決定する際に用いる地図情報を作成する。地図情報は、位置推定部5145において位置情報を推定する際に用いられる。
地図作成部5345において作成される地図情報には、以下の4つが存在する。
(i)第1ローカルマップ情報:第1座標上の第1領域内における、障害物が存在する確率を表す地図情報である。具体的には、第1領域内の座標(Xk,Yk)(k=1,2,・・・m、m:整数)における、障害物が存在する確率に相当する値Pkにより表現される。従って、第1ローカルマップ情報は、3次元の値(Xk,Yk,Pk)として表現できる。
(ii)第2ローカルマップ情報:第2座標(上述の所定の座標に対応)上の第2領域内における、障害物が存在する確率を表す地図情報。第2ローカルマップ情報は、第1ローカルマップ情報の第1領域内の座標(Xk,Yk)を、第2座標上の座標に変換して得られる。従って、第2ローカルマップ情報は、3次元の値(xk,yk,Pk)(k=1,2,・・・m、m:整数)として表現できる。
(iii)環境地図情報:清掃作業を行う床面Fの所定の領域内における障害物に関する情報を、第2座標上に表した地図情報。環境地図情報は、位置情報を推定するために用いられる。環境地図情報は、第2座標上の第3領域内の座標(xi,yi)(i=1,2,・・・j、j:整数)における、障害物が存在する確率に相当する値piにより表現される。従って、環境地図情報は、3次元の値(xi,yi,pi)として表現できる。なお、環境地図情報を表す第3領域は、第2ローカルマップ情報を表す第2領域と同じ大きさであってもよく、異なる大きさであってもよい。
(iv)復元用地図情報:自律清掃モードの実行時に、環境地図情報を復元するために用いられる地図情報。この地図情報は、手動操作教示モードの実行時に第1ローカルマップ情報又は第2ローカルマップ情報に基づいて生成される。また、復元用地図情報は、時間に関連付けられて管理される。
地図作成部5345において作成される地図情報には、以下の4つが存在する。
(i)第1ローカルマップ情報:第1座標上の第1領域内における、障害物が存在する確率を表す地図情報である。具体的には、第1領域内の座標(Xk,Yk)(k=1,2,・・・m、m:整数)における、障害物が存在する確率に相当する値Pkにより表現される。従って、第1ローカルマップ情報は、3次元の値(Xk,Yk,Pk)として表現できる。
(ii)第2ローカルマップ情報:第2座標(上述の所定の座標に対応)上の第2領域内における、障害物が存在する確率を表す地図情報。第2ローカルマップ情報は、第1ローカルマップ情報の第1領域内の座標(Xk,Yk)を、第2座標上の座標に変換して得られる。従って、第2ローカルマップ情報は、3次元の値(xk,yk,Pk)(k=1,2,・・・m、m:整数)として表現できる。
(iii)環境地図情報:清掃作業を行う床面Fの所定の領域内における障害物に関する情報を、第2座標上に表した地図情報。環境地図情報は、位置情報を推定するために用いられる。環境地図情報は、第2座標上の第3領域内の座標(xi,yi)(i=1,2,・・・j、j:整数)における、障害物が存在する確率に相当する値piにより表現される。従って、環境地図情報は、3次元の値(xi,yi,pi)として表現できる。なお、環境地図情報を表す第3領域は、第2ローカルマップ情報を表す第2領域と同じ大きさであってもよく、異なる大きさであってもよい。
(iv)復元用地図情報:自律清掃モードの実行時に、環境地図情報を復元するために用いられる地図情報。この地図情報は、手動操作教示モードの実行時に第1ローカルマップ情報又は第2ローカルマップ情報に基づいて生成される。また、復元用地図情報は、時間に関連付けられて管理される。
なお、地図作成部5345における、上述の各地図情報の生成方法については、後ほど詳しく説明する。
(6)自律走行式床洗浄機の動作
6-1.基本動作
次に、自律走行式床洗浄機100の動作について説明する。図8Aは、自律走行式床洗浄機100の基本的な動作を示すフローチャートである。
まず、自律走行式床洗浄機100が動作を開始すると、制御部5が、切替部9001の状態を確認する(ステップS1)。すなわち、制御部5は、切替部9001が図3に示す「手動」を選択しているか、又は、図3に示す「自動」を選択しているかを確認する。
切替部9001が「手動」を選択している場合、制御部5は、自律走行式床洗浄機100が走行経路教示部7及び清掃条件教示部9003などにより手動操作可能な状態(すなわち、動作モードが手動操作モードに設定されている状態)にあると判断する。一方、切替部9001が「自動」を選択している場合、制御部5は、自律清掃モードを実行することが選択されていると判断する。
6-1.基本動作
次に、自律走行式床洗浄機100の動作について説明する。図8Aは、自律走行式床洗浄機100の基本的な動作を示すフローチャートである。
まず、自律走行式床洗浄機100が動作を開始すると、制御部5が、切替部9001の状態を確認する(ステップS1)。すなわち、制御部5は、切替部9001が図3に示す「手動」を選択しているか、又は、図3に示す「自動」を選択しているかを確認する。
切替部9001が「手動」を選択している場合、制御部5は、自律走行式床洗浄機100が走行経路教示部7及び清掃条件教示部9003などにより手動操作可能な状態(すなわち、動作モードが手動操作モードに設定されている状態)にあると判断する。一方、切替部9001が「自動」を選択している場合、制御部5は、自律清掃モードを実行することが選択されていると判断する。
切替部9001において、手動操作モードを実行することが設定されている場合(ステップS1において「手動操作モード」が選択される場合)、ステップS2へ進む。一方、切替部9001において、自律清掃モードを実行することが設定されている場合(ステップS1において「自律清掃モード」が選択される場合)、ステップS5へ進む。
ステップS2において、制御部5は、手動操作記憶スイッチ9002が操作者により押されたかどうか確認する。手動操作記憶スイッチ9002が押されていると制御部5が判断した場合(ステップS2において「Yes」の場合)、動作モードが手動操作モードから手動操作教示モードへと移行し、手動操作の教示が開始される(ステップS3)。なお、ステップS3における手動操作の教示については、後ほど説明する。
一方、手動操作記憶スイッチ9002が押されていないと制御部5が判断した場合(ステップS2において「No」の場合)、制御部5は、動作モードを手動操作モードのまま保持する(ステップS4)。動作モードが手動操作モードのまま保持されているとき、自律走行式床洗浄機100は操作者により手動操作可能であるが、操作者による手動操作は自律走行式床洗浄機100に記憶されない。すなわち、手動操作記憶スイッチ9002が押されない限りは、操作者による手動操作は教示されない。
このように、手動操作記憶スイッチ9002が押されたときに手動操作の教示を開始することにより、操作者は、所望の走行位置から自律走行式床洗浄機100に手動操作を教示できる。その結果、自律走行式床洗浄機100は、操作者が所望する清掃スケジュール500を作成できる。
このように、手動操作記憶スイッチ9002が押されたときに手動操作の教示を開始することにより、操作者は、所望の走行位置から自律走行式床洗浄機100に手動操作を教示できる。その結果、自律走行式床洗浄機100は、操作者が所望する清掃スケジュール500を作成できる。
ステップS5において、清掃再現部5035は、清掃スケジュール500に基づき、教示された清掃作業を再現するための制御指令である、再現走行制御指令及び再現清掃条件を算出する。
そして、算出された再現清掃条件に基づき、清掃制御部5001が制御される。そして、算出された再現走行制御指令に基づき、走行制御部5003が制御される。この結果、自律走行式床洗浄機100は、教示された清掃作業を、自律的に再現できる。
以下に、上述したステップS3及びステップS5の具体的な動作について説明する。
6-2.手動操作の教示方法
まず、図8AのステップS3における操作者による自律走行式床洗浄機100の手動操作を教示する方法について、図8Bを用いて説明する。図8Bは、操作者による自律走行式床洗浄機の手動操作を教示する方法を示すフローチャートである。
動作モードが手動操作教示モードに移行後(すなわち、手動操作の教示の開始後)、操作者は、走行経路教示部7を用いて、自律走行式床洗浄機100を手動により走行させる。また、操作者は、清掃条件教示部9003を用いて清掃条件を手動設定し、自律走行式床洗浄機100に床面Fの清掃を実行させる(ステップS31)。
まず、図8AのステップS3における操作者による自律走行式床洗浄機100の手動操作を教示する方法について、図8Bを用いて説明する。図8Bは、操作者による自律走行式床洗浄機の手動操作を教示する方法を示すフローチャートである。
動作モードが手動操作教示モードに移行後(すなわち、手動操作の教示の開始後)、操作者は、走行経路教示部7を用いて、自律走行式床洗浄機100を手動により走行させる。また、操作者は、清掃条件教示部9003を用いて清掃条件を手動設定し、自律走行式床洗浄機100に床面Fの清掃を実行させる(ステップS31)。
操作者による手動操作の実行中、教示データ取得部5015が、清掃条件教示部9003から教示清掃条件を、SLAM部5045から教示位置情報及び教示データ取得時間を、教示データとして取得する(ステップS32)。なお、ステップS32における教示データの取得方法については、後ほど詳しく説明する。
ステップS32において教示データを取得後、清掃スケジュール作成部5025が、教示清掃条件、教示位置情報、及び教示データ取得時間に基づき、清掃スケジュール500を作成する(ステップS33)。なお、ステップS33における清掃スケジュールの作成方法については、後ほど詳しく説明する。
ステップS33を実行後、制御部5は、教示すべき操作者による手動操作(清掃作業)が全て終了したかどうかを判断する(ステップS34)。手動操作教示モードの実行時において操作者の清掃作業が全て終了したかどうかは、手動操作教示モードの実行中に手動操作記憶スイッチ9002が(再び)押されたかどうかにより判断できる。その他、操作者の清掃作業が全て終了したかどうかが、設定部9の運転停止実行/終了ボタン(図示せず)の状態に基づいても決定されてもよい。例えば、当該ボタンが運転実行状態であれば、制御部5は、清掃作業が続行していると判断できる。一方、当該ボタンが運転停止状態であれば、制御部5は、清掃作業が終了していると判断できる。
制御部5が、教示すべき清掃作業が継続中であると判断した場合(ステップS34において「No」の場合)、ステップS31に戻る。一方、制御部5が、教示すべき清掃作業が全て終了したと判断した場合(ステップS35において「Yes」の場合)、操作者による清掃作業の教示を終了する。
これにより、操作者による清掃作業が終了するまで上記のステップS31~S33の実行が継続され、操作者による清掃作業が自律走行式床洗浄機100に教示される。
これにより、操作者による清掃作業が終了するまで上記のステップS31~S33の実行が継続され、操作者による清掃作業が自律走行式床洗浄機100に教示される。
6-3.教示データ取得方法
次に、上記のステップS32における教示データの取得方法について、図9を用いて説明する。図9は教示データ取得方法を示すフローチャートである。
教示データの取得を開始すると、まず、教示データ取得部5015が、手動操作教示モードの実行開始からの経過時間(手動操作教示モード経過時間)を確認する(ステップS321)。そして、教示データ取得部5015は、手動操作教示モード経過時間が教示データ取得時間と一致するかどうかを判断する(ステップS322)。この判断は、例えば、以下のようにして実現できる。
次に、上記のステップS32における教示データの取得方法について、図9を用いて説明する。図9は教示データ取得方法を示すフローチャートである。
教示データの取得を開始すると、まず、教示データ取得部5015が、手動操作教示モードの実行開始からの経過時間(手動操作教示モード経過時間)を確認する(ステップS321)。そして、教示データ取得部5015は、手動操作教示モード経過時間が教示データ取得時間と一致するかどうかを判断する(ステップS322)。この判断は、例えば、以下のようにして実現できる。
まず、経過時間決定部5245が、マイコンシステムなどの時計機能やマイコンシステムのクロックなどを用いて、所定の時間毎にパルス信号(取得時間決定パルス信号)を発生させる。次に、教示データ取得部5015が、取得時間決定パルス信号(の立ち上がり又は立ち下がり)を検出する。そして、取得時間決定パルス信号を検出したとき、教示データ取得部5015は、手動操作教示モード経過時間が教示データ取得時間と一致したと判断する。
教示データ取得部5015が、手動操作教示モード経過時間と教示データ取得時間とが一致しないと判断した場合(ステップS322において「No」の場合)、ステップS321に戻る。
一方、教示データ取得部5015が手動操作教示モード経過時間と教示データ取得時間とが一致すると判断した場合(ステップS322において「Yes」の場合)、ステップS323に進む。これにより、教示データ取得部5015は、経過時間決定部5245が決定した時間において、教示データを取得できる。
一方、教示データ取得部5015が手動操作教示モード経過時間と教示データ取得時間とが一致すると判断した場合(ステップS322において「Yes」の場合)、ステップS323に進む。これにより、教示データ取得部5015は、経過時間決定部5245が決定した時間において、教示データを取得できる。
ステップS323において、教示データ取得部5015が、教示データを取得する。具体的には、教示データ取得部5015は、SLAM部5045から教示位置情報と教示データ取得時間を取得する。また、教示データ取得部5015は、清掃条件教示部9003から清掃制御部5001を介して、教示清掃条件を取得する。
上述したように、経過時間決定部5245は、マイコンシステムの時計機能又はクロックなどを用いて、取得時間決定パルス信号を所定の時間毎に発生させている。このとき、教示データ取得部5015は、例えば、取得時間決定パルス信号間の間隔を、取得時間決定パルス信号の発生数だけ積算することにより、教示データ取得時間を取得(算出)できる。
又は、経過時間決定部5245が、取得時間決定パルス信号のみでなく、教示データ取得時間も決定して、教示データ取得部5015に出力してもよい。この場合、教示データ取得部5015が、教示データ取得時間を算出する必要がなくなる。
又は、経過時間決定部5245が、取得時間決定パルス信号のみでなく、教示データ取得時間も決定して、教示データ取得部5015に出力してもよい。この場合、教示データ取得部5015が、教示データ取得時間を算出する必要がなくなる。
また、ステップS323において取得される教示位置情報は、取得時間決定パルス信号が発生したタイミングにおける、前方検出器11、後方検出器13、及びエンコーダ1013からの信号に基づき、位置推定部5145により推定(算出)される。そして、SLAM部5045が、算出された教示位置情報を出力する。
なお、位置推定部5145における、教示位置情報の推定方法については、後述する。
なお、位置推定部5145における、教示位置情報の推定方法については、後述する。
一方、教示清掃条件については、教示データ取得部5015が、取得時間決定パルス信号を受信したときに、清掃切替部5011を介して、清掃条件教示部9003において設定された清掃条件を教示清掃条件(S,W,P)として取得する。なお、教示清掃条件のSは、洗浄液供給部3003から供給される洗浄液の供給量である。Wは、洗浄用部材3001の洗浄力である。Pは、吸引部3005の吸引力である。
ステップS323において、教示データ取得部5015が、教示データ取得時間、教示位置情報、及び教示清掃条件を教示データとして取得後、ステップS324に進む。
ステップS34においては、教示データ取得部5015が、取得した上述の教示データを、清掃スケジュール作成部5025に送信する。
ステップS34においては、教示データ取得部5015が、取得した上述の教示データを、清掃スケジュール作成部5025に送信する。
このようにして、教示データ取得部5015は、教示データ取得時間において、教示清掃条件、教示位置情報、及び教示データ取得時間を取得し、清掃スケジュール作成部5025に送信できる。そして、教示データ取得時間は、経過時間決定部5245において決定されている。すなわち、教示清掃条件及び教示位置情報は、自律走行式床洗浄機100によって自律的に取得されている。これにより、自律走行式床洗浄機100の操作者は、清掃スケジュール500の作成や記憶を意識することなく、従来の自走歩行式床面洗浄機などを用いて清掃作業を行うのと同じようにして、清掃作業を教示できる。
なお、図8Bに示すように、教示データを取得するステップS32は、操作者による全清掃作業が終了するまで実行される。従って、上記のステップS321~S324も、操作者による全清掃作業が終了するまで繰り返し実行される。これにより、教示データ取得部5015は、操作者による全清掃作業が終了するまで繰り返し、教示データを取得し清掃スケジュール作成部5025に送信できる。
6-3-1.位置推定方法
ここで、SLAM部5045における位置情報の推定方法について、図10を用いて説明する。図10は、(教示)位置情報の推定方法を示すフローチャートである。図10を用いて説明する位置情報の推定方法においては、エンコーダ1013のパルス信号に基づいて算出される走行部1の移動量と、前方検出器11及び後方検出器13から得られる障害物に関する情報(地図情報)を用いて、走行部1の位置情報の推定を行っている。
以下においては、教示データ取得時間Tn(n:整数。nはn番目の位置推定であることを示す)における位置推定方法を例に取って説明する。
ここで、SLAM部5045における位置情報の推定方法について、図10を用いて説明する。図10は、(教示)位置情報の推定方法を示すフローチャートである。図10を用いて説明する位置情報の推定方法においては、エンコーダ1013のパルス信号に基づいて算出される走行部1の移動量と、前方検出器11及び後方検出器13から得られる障害物に関する情報(地図情報)を用いて、走行部1の位置情報の推定を行っている。
以下においては、教示データ取得時間Tn(n:整数。nはn番目の位置推定であることを示す)における位置推定方法を例に取って説明する。
まず、SLAM部5045が、前方検出器11及び後方検出器13から、教示データ取得時間Tnにおける、前方の障害物に関する情報及び後方の障害物に関する情報を取得する(ステップS3231)。
ステップS3231の実行後、ステップS3232に進む。ステップS3232においては、取得した前方の障害物に関する情報及び後方の障害物に関する情報に基づいて、地図作成部5345が第1ローカルマップ情報を作成する。なお、具体的な第1ローカルマップ情報の作成方法については、後述する。
ステップS3231の実行後、ステップS3232に進む。ステップS3232においては、取得した前方の障害物に関する情報及び後方の障害物に関する情報に基づいて、地図作成部5345が第1ローカルマップ情報を作成する。なお、具体的な第1ローカルマップ情報の作成方法については、後述する。
ステップS3232の実行後、ステップS3233に進む。ステップS3233においては、SLAM部5045が、エンコーダ1013のパルス信号(回転量決定パルス信号)に基づいて、教示データ取得時間Tn-1から教示データ取得時間Tnまでの間の走行モータ1003の回転量を算出する。そして、位置推定部5145が、走行モータ1003の回転量、教示データ取得時間Tn-1における環境地図情報、及び教示データ取得時間Tnにおけるローカルマップ情報に基づいて、自律走行式床洗浄機100(走行部1)の所定の座標上における位置(座標値:(xn,yn))と、所定の座標上における走行部1の進行方向を推定する。
ここで、教示データ取得時間Tnにおける、第2座標(所定の座標)上における走行部1の進行方向は、図11に示すように、第2座標の水平軸(x軸)と、走行部1の前方方向と平行な軸(「基準軸」と呼ぶこともある)とがなす角度θnとして定義される。
すなわち、本実施形態における、教示データ取得時間Tnにおける位置推定情報は、第2座標上の座標値(xn,yn)と走行部1の進行方向θnとにより構成される、3次元の値(xn,yn,θn)である。
なお、ステップS3233における走行部1の位置及び進行方向の推定方法については、後述する。
すなわち、本実施形態における、教示データ取得時間Tnにおける位置推定情報は、第2座標上の座標値(xn,yn)と走行部1の進行方向θnとにより構成される、3次元の値(xn,yn,θn)である。
なお、ステップS3233における走行部1の位置及び進行方向の推定方法については、後述する。
ステップS3233の実行後、ステップS3234に進む。
ステップS3234においては、地図作成部5345が、ステップS3232において取得した第1ローカルマップ情報から第2ローカルマップ情報を作成し、作成された第2ローカルマップ情報を復元用地図情報として記憶部5007に記憶する。この時、地図作成部5345は、復元用地図情報と教示データ取得時間Tnを関連付けて、復元用地図情報を記憶部5007に記憶する。
ステップS3234においては、地図作成部5345が、ステップS3232において取得した第1ローカルマップ情報から第2ローカルマップ情報を作成し、作成された第2ローカルマップ情報を復元用地図情報として記憶部5007に記憶する。この時、地図作成部5345は、復元用地図情報と教示データ取得時間Tnを関連付けて、復元用地図情報を記憶部5007に記憶する。
このように、復元用地図情報に教示データ取得時間Tnを関連付けることにより、教示データ取得時間Tnにおける自律走行式床洗浄機100の周囲の障害物の情報を、記憶部5007に記憶できる。
なお、第2ローカルマップ情報は、第1ローカルマップ情報を表現する第1座標を第2座標に変換することにより作成される。具体的には、以下のようにして、第1座標を第2座標に変換する。
まず、第1ローカルマップ情報を、ステップS3233において推定された走行部1の進行方向θnとは逆方向にθnだけ回転する。すなわち、第1ローカルマップ情報を-θnだけ回転する。そして、回転処理後の第1ローカルマップ情報の原点が、ステップS3233において推定された走行部1の座標値(xn,yn)となるように、回転処理後の第1ローカルマップを平行移動する。
この処理により、第1座標上に表現された第1ローカルマップ情報(Xk,Yk,Pk)は、第2座標上に表現された第2ローカルマップ情報(xk,yk,Pk)=(xn+Xkcos(-θn)+Yksin(-θn),yn-Xksin(-θn)+Ykcos(-θn),Pk)に変換される。
従って、第2ローカルマップ情報は、走行部1(自律走行式床洗浄機100)を中心とした第1座標上に表現された第1ローカルマップ情報を、清掃作業を行っている平面(床面F)を表す第2座標上に展開することにより作成されている。よって、作成された複数の第2ローカルマップ情報を連結すると、清掃作業を行っている平面(床面F)全体(あるいは、全体の内の一部)の地図情報となる。
まず、第1ローカルマップ情報を、ステップS3233において推定された走行部1の進行方向θnとは逆方向にθnだけ回転する。すなわち、第1ローカルマップ情報を-θnだけ回転する。そして、回転処理後の第1ローカルマップ情報の原点が、ステップS3233において推定された走行部1の座標値(xn,yn)となるように、回転処理後の第1ローカルマップを平行移動する。
この処理により、第1座標上に表現された第1ローカルマップ情報(Xk,Yk,Pk)は、第2座標上に表現された第2ローカルマップ情報(xk,yk,Pk)=(xn+Xkcos(-θn)+Yksin(-θn),yn-Xksin(-θn)+Ykcos(-θn),Pk)に変換される。
従って、第2ローカルマップ情報は、走行部1(自律走行式床洗浄機100)を中心とした第1座標上に表現された第1ローカルマップ情報を、清掃作業を行っている平面(床面F)を表す第2座標上に展開することにより作成されている。よって、作成された複数の第2ローカルマップ情報を連結すると、清掃作業を行っている平面(床面F)全体(あるいは、全体の内の一部)の地図情報となる。
ステップS3234を実行後、ステップS3235に進む。ステップS3235においては、地図作成部5345が、環境地図情報を更新する。ステップS3235においては、次の(教示データ取得時間Tn+1における)位置情報推定に用いる環境地図情報が作成される。ステップS3235における環境地図情報の作成は、例えば、前の(教示データ取得時間Tn-1における)位置推定時に作成された環境地図情報(今回の位置推定に用いられた環境地図情報)に、今回の(教示データ取得時間Tnにおける)第2ローカルマップ情報を足し合わせることにより行われる。そして、作成された環境地図情報は、教示データ取得時間Tnと関連付けられて、記憶部5007に記憶される。
なお、ステップS3235において、作成された環境地図情報のうち、次の(教示データ取得時間Tnにおける)位置情報の推定に用いる必要のない部分は削除されてもよい。また、教示データ取得時間Tn以前の環境地図情報は、記憶部5007から削除されてもよい。これにより、SLAM法における地図作成において課題となっていた、環状経路に関する問題を解決できる。また、記憶部5007の記憶領域を無駄に使用することがなくなる。
ステップS3235にて環境地図情報を更新後、位置情報の推定を終了する。
なお、上述した位置情報の推定方法において、教示データ取得時間T0、すなわち、手動操作教示モードを開始した時間における位置情報(x0,y0,θ0)は、(0,0,0)であるとする。これは、手動操作教示モードの開始時においては、走行部1は、所定の座標上の原点(0,0)に存在し、走行部1の進行方向は0°(x軸に平行、すなわち、手動操作教示モードの開始時の走行部1の基準軸が、所定の座標のx軸に対応する)であるとすることを意味している。
そして、教示データ取得時間T0において、ステップS3235における環境地図情報の更新は、ステップS3232において取得された第1ローカルマップ情報を、環境地図情報とすることにより行われる。
なお、上述した位置情報の推定方法において、教示データ取得時間T0、すなわち、手動操作教示モードを開始した時間における位置情報(x0,y0,θ0)は、(0,0,0)であるとする。これは、手動操作教示モードの開始時においては、走行部1は、所定の座標上の原点(0,0)に存在し、走行部1の進行方向は0°(x軸に平行、すなわち、手動操作教示モードの開始時の走行部1の基準軸が、所定の座標のx軸に対応する)であるとすることを意味している。
そして、教示データ取得時間T0において、ステップS3235における環境地図情報の更新は、ステップS3232において取得された第1ローカルマップ情報を、環境地図情報とすることにより行われる。
6-3-2.第1ローカルマップ情報の作成方法
ここで、前方検出器11及び後方検出器13から得られた、前方の障害物に関する情報及び後方の障害物に関する情報から第1ローカルマップ情報の作成方法について、図12~図13Bを用いて説明する。図12は、第1ローカルマップ情報の作成方法を示すフローチャートである。図13A及び図13Bは、第1ローカルマップ情報の作成方法を模式的に示した図である。ここで、図13Aに示すように、第1ローカルマップ情報の範囲を表す第1領域A1は、所定数の小領域に分割されているとする(図13A及び図13Bでは、8×8の64個の小領域に分割)。そして、それぞれの小領域の中心の座標(Xk,Yk)(k=1,2,・・・,64)が定められているとする。また、前方検出器11及び後方検出器13から得られた障害物に関する情報は、走行部1(前方検出器11又は後方検出器13)から障害物までの距離rと、障害物が存在する方向の走行部1の進行方向(第1座標のX軸に対応)に対する角度φにより、(r,φ)として表現されるとする。
ここで、前方検出器11及び後方検出器13から得られた、前方の障害物に関する情報及び後方の障害物に関する情報から第1ローカルマップ情報の作成方法について、図12~図13Bを用いて説明する。図12は、第1ローカルマップ情報の作成方法を示すフローチャートである。図13A及び図13Bは、第1ローカルマップ情報の作成方法を模式的に示した図である。ここで、図13Aに示すように、第1ローカルマップ情報の範囲を表す第1領域A1は、所定数の小領域に分割されているとする(図13A及び図13Bでは、8×8の64個の小領域に分割)。そして、それぞれの小領域の中心の座標(Xk,Yk)(k=1,2,・・・,64)が定められているとする。また、前方検出器11及び後方検出器13から得られた障害物に関する情報は、走行部1(前方検出器11又は後方検出器13)から障害物までの距離rと、障害物が存在する方向の走行部1の進行方向(第1座標のX軸に対応)に対する角度φにより、(r,φ)として表現されるとする。
まず、障害物に関する情報(r,φ)を、第1座標軸上の座標値(X,Y)に変換する(ステップS3232-1)。この座標変換は、X=rcosφとし、Y=rsinφとすることにより可能である。
次に、ステップS3232-1において座標変換した座標値(rcosφ,rsinφ)が、第1領域A1のどの小領域内に存在するかを選択する(ステップS3232-2)。これは、座標値(rcosφ,rsinφ)とそれぞれの小領域の中心座標(Xk,Yk)との大小関係を比較することにより選択できる。今、座標値(rcosφ,rsinφ)が、座標(Xk1,Yk1)(図13Bを参照)にて表させる小領域内に存在すると選択されたとする。すなわち、座標(Xk1,Yk1)にて表される小領域に障害物が存在するとする。
そして、第1領域A1の小領域のそれぞれに、確率値を割り当てる(ステップS3232-3)。ここで、確率値とは、各小領域に障害物が存在する確率に相当する値である。この時、各小領域への確率値の割り当ては、例えば、図13Bに示すようにして行う。
まず、障害物が存在するとされた小領域を表す座標(Xk1,Yk1)には、確率値1.0を割り当てる。次に、第1座標の原点から各小領域の座標(Xk,Yk)までの距離を算出する。当該距離は、(Xk 2+Yk 2)0.5の式から算出できる。
まず、障害物が存在するとされた小領域を表す座標(Xk1,Yk1)には、確率値1.0を割り当てる。次に、第1座標の原点から各小領域の座標(Xk,Yk)までの距離を算出する。当該距離は、(Xk 2+Yk 2)0.5の式から算出できる。
そして、距離(Xk
2+Yk
2)0.5がrよりも大きい小領域(Xk2,Yk2)(図13Bを参照)に対しては、確率値0.0を割り当てる。これは、距離がrよりも大きい小領域に、障害物が存在するかどうかは不明であることに対応する。
一方、距離(Xk 2+Yk 2)0.5がrよりも小さい小領域(Xk3,Yk3)及び小領域(Xk4,Yk4)(図13Bを参照)に対しては、確率値として負の値を割り当てる。そして、当該負の値は、距離(Xk 2+Yk 2)0.5がrに近づく(小領域が小領域(Xk1,Yk1)に近づく)につれて、0に近づく。図13Bの例においては、障害物が存在する小領域に近い小領域(Xk3,Yk3)に割り当てられる確率値-aは、障害物が存在する小領域から遠い小領域(Xk4,Yk4)に割り当てられる確率値-bよりも0に近い。つまり、この時の確率値は、小領域に障害物が存在しないことと、小領域から障害物までの距離の長短とを表している。
一方、距離(Xk 2+Yk 2)0.5がrよりも小さい小領域(Xk3,Yk3)及び小領域(Xk4,Yk4)(図13Bを参照)に対しては、確率値として負の値を割り当てる。そして、当該負の値は、距離(Xk 2+Yk 2)0.5がrに近づく(小領域が小領域(Xk1,Yk1)に近づく)につれて、0に近づく。図13Bの例においては、障害物が存在する小領域に近い小領域(Xk3,Yk3)に割り当てられる確率値-aは、障害物が存在する小領域から遠い小領域(Xk4,Yk4)に割り当てられる確率値-bよりも0に近い。つまり、この時の確率値は、小領域に障害物が存在しないことと、小領域から障害物までの距離の長短とを表している。
次に、必要な小領域に対して確率値を割り当てたかどうかを確認する(ステップS3232-4)。必要な小領域の全てに対して確率値を割り当てた場合(ステップS3232-4において「Yes」の場合)、第1ローカルマップ情報の作成を終了する。
一方、必要な小領域の全てに対して確率値を割り当てていない場合(ステップS3232-4において「No」の場合)、ステップS3232-1に戻り、第1ローカルマップ情報の作成を継続する。
一方、必要な小領域の全てに対して確率値を割り当てていない場合(ステップS3232-4において「No」の場合)、ステップS3232-1に戻り、第1ローカルマップ情報の作成を継続する。
6-3-3.走行部の位置及び進行方向の推定方法
次に、図10に示したフローチャートのステップS3233における、走行部1の所定の座標(第2座標)上の位置及び進行方向の推定方法の一例について、図14及び図15を用いて説明する。図14は、走行部1の第2座標上(所定の座標上)の位置及び進行方向の推定方法の一例を示すフローチャートである。図15は、回転量の誤差を考慮したデッドレコニングにより位置推定方法を模式的に示す図である。
図14に示す走行部1の位置及び進行方向の推定方法は、エンコーダ1013のパルス信号に基づいて算出される位置情報と、前方検出器11及び後方検出器13の信号に基づいて作成される地図情報とに基づいて、位置情報を推定する方法である。また、以下の位置情報の推定方法の一例は、ベイズの定理(ベイズフィルタ)に基づいた推定方法である。
また、以下の説明においては、教示データ取得時間Tnにおける走行部1の位置及び進行方向の推定方法について説明する。
次に、図10に示したフローチャートのステップS3233における、走行部1の所定の座標(第2座標)上の位置及び進行方向の推定方法の一例について、図14及び図15を用いて説明する。図14は、走行部1の第2座標上(所定の座標上)の位置及び進行方向の推定方法の一例を示すフローチャートである。図15は、回転量の誤差を考慮したデッドレコニングにより位置推定方法を模式的に示す図である。
図14に示す走行部1の位置及び進行方向の推定方法は、エンコーダ1013のパルス信号に基づいて算出される位置情報と、前方検出器11及び後方検出器13の信号に基づいて作成される地図情報とに基づいて、位置情報を推定する方法である。また、以下の位置情報の推定方法の一例は、ベイズの定理(ベイズフィルタ)に基づいた推定方法である。
また、以下の説明においては、教示データ取得時間Tnにおける走行部1の位置及び進行方向の推定方法について説明する。
走行部1の位置及び進行方向の推定を開始すると、まず、ステップS3233-1において、位置推定部5145が、走行モータ1003の回転量に基づいて、教示データ取得時間Tnにおける走行部1の位置及び進行方向を推定する。本実施形態では、教示データ取得時間Tn-1からTnまでの移動量(Δxn,Δyn,Δθn)を、エンコーダ1013のパルス信号に基づいて推定する。
このように、エンコーダ1013からのパルス信号に基づいて、位置及び進行方向を推定することを、「デッドレコニングによる位置推定」と呼ぶこともある。
このように、エンコーダ1013からのパルス信号に基づいて、位置及び進行方向を推定することを、「デッドレコニングによる位置推定」と呼ぶこともある。
ただし、主輪部1001と床面Fとの間の「すべり」などの影響により、走行モータ1003の回転量と、主輪部1001の回転により走行部1が進む距離との間に誤差が生じることがよくある。従って、ステップS3233-1においては、教示データ取得時間Tn-1からTnまでの移動量(Δxn,Δyn,Δθn)を算出する際に、ある程度の誤差があることを考慮しておく。
本実施形態においては、走行モータ1003の回転量がRnであった場合に所定の移動量となる確率を定義し、当該移動量と当該確率とを関連付けることにより、上述の誤差を考慮する。具体的には、走行モータ1003の回転量Rnから算出される移動量ΔM1を平均値(中心)とし、所定の標準偏差σを有する、移動量ΔMの関数である正規分布関数を定義する。なお、正規分布関数の標準偏差σは、主輪部1001と床面Fとのすべりなどの影響を反映したものである、従って、標準偏差σは、床面Fの状態などに応じて、変更可能となっていてもよい。
移動量ΔMと確率との関連付けは、例えば、次のようにして行う。すなわち、図15に示すように、走行モータ1003が回転量Rnだけ回転したときに、ΔM1まで移動する確率を正規分布関数の最大値Q1とする。そして、移動量ΔM1と正規分布関数の最大値Q1とを関連付けておく。そして、移動量ΔM1からはずれる移動量ΔM2及びΔM3となる確率については、正規分布関数から、それぞれ、Q2及びQ3(Q2<Q1、Q3<Q1)と算出される。そして、移動量ΔM2をQ2に、移動量ΔM3を確率Q3に関連付ける。
このように、デッドレコニングによる位置推定において、ある程度の誤差を考慮しておくことにより、主輪部1001と床面Fとの間にすべりなどが生じても、精度良く走行部1の位置及び進行方向を推定できる。なお、上記のステップS3233-1は、ベイズの定理において、事前確率を算出することに対応する。
ステップS3233-1においてデッドレコニングによるすべりを考慮した位置推定を実行した後、ステップS3233-2に進む。ステップS3233-2においては、位置推定部5145が、記憶部5007に記憶された教示データ取得時間Tnにおける第2ローカルマップ情報と、教示データ取得時間Tn-1において作成された環境地図情報とが、どの程度一致しているかを評価(マップマッチング)する。
具体的には、まず、位置推定部5145が、ステップS3233-1において定義した正規分布関数の値が所定の値以上となる移動量を所定の数だけ選択する。そして、選択した移動量のそれぞれに対して、当該選択した移動量だけ移動したときの、走行部1の第2座標上の位置及び進行方向を、教示データ取得時間Tnにおける仮の位置として算出する。具体的には、教示データ取得時間Tn-1における位置情報を(xn-1,yn-1,θn-1)とし、移動量を(Δx’,Δy’,Δθ’)とした場合、仮の位置は、(xn-1+Δx’,yn-1+Δy’,θn-1+Δθ’)と算出される。
次に、地図作成部5345が、所定の数の仮の位置のそれぞれに対して、教示データ取得時間Tnにおける第1ローカルマップ情報から、第2ローカルマップ情報を作成する。なお、この時の第2ローカルマップ情報は、上述のステップS3234の説明のときに説明した第1ローカルマップ情報を第2ローカルマップ情報に変換する方法に従って作成できる。
そして、仮の位置における第2ローカルマップ情報のそれぞれと、教示データ取得時間Tn-1において作成された環境地図情報との一致の度合いを数値として算出する(マップマッチング)。なお、ステップS3233-2は、ベイズの定理において、尤度を算出することに対応する。
このように、所定の数の仮の位置における地図情報(第2ローカルマップ情報)を作成し、環境地図情報とマップマッチングを行うことにより、次のような効果がある。すなわち、前方検出器11及び/又は後方検出器13から得られる信号にノイズなどが入り、第1ローカルマップ情報が実際の障害物情報からゆらいでいても、当該第1ローカルマップ情報のゆらぎを考慮して、位置情報を推定できる。
次に、地図作成部5345が、所定の数の仮の位置のそれぞれに対して、教示データ取得時間Tnにおける第1ローカルマップ情報から、第2ローカルマップ情報を作成する。なお、この時の第2ローカルマップ情報は、上述のステップS3234の説明のときに説明した第1ローカルマップ情報を第2ローカルマップ情報に変換する方法に従って作成できる。
そして、仮の位置における第2ローカルマップ情報のそれぞれと、教示データ取得時間Tn-1において作成された環境地図情報との一致の度合いを数値として算出する(マップマッチング)。なお、ステップS3233-2は、ベイズの定理において、尤度を算出することに対応する。
このように、所定の数の仮の位置における地図情報(第2ローカルマップ情報)を作成し、環境地図情報とマップマッチングを行うことにより、次のような効果がある。すなわち、前方検出器11及び/又は後方検出器13から得られる信号にノイズなどが入り、第1ローカルマップ情報が実際の障害物情報からゆらいでいても、当該第1ローカルマップ情報のゆらぎを考慮して、位置情報を推定できる。
ステップS3233-2において、所定の数の第2ローカルマップ情報と環境地図情報とのマップマッチングを行った後、ステップS3233-3に進む。
ステップS3233-3においては、位置推定部5145が、ステップS3233-1におけるデッドレコニングによる位置推定結果と、ステップS3233-2における所定の数の第2ローカルマップ情報と環境地図情報とのマップマッチング結果に基づいて、教示データ取得時間Tnにおける、走行部1の位置と進行方向(xn,yn,θn)(位置情報)を推定する。
具体的には、まず、位置推定部5145が、ステップS3233-2において算出したマップマッチング結果と、ステップS3233-1において定義した正規分布関数との積を計算する。そして、当該マップマッチング結果と正規分布関数との積が最大値となる仮の位置を、教示データ取得時間Tnにおける走行部1の位置(xn,yn,θn)と推定する。
ステップS3233-3においては、位置推定部5145が、ステップS3233-1におけるデッドレコニングによる位置推定結果と、ステップS3233-2における所定の数の第2ローカルマップ情報と環境地図情報とのマップマッチング結果に基づいて、教示データ取得時間Tnにおける、走行部1の位置と進行方向(xn,yn,θn)(位置情報)を推定する。
具体的には、まず、位置推定部5145が、ステップS3233-2において算出したマップマッチング結果と、ステップS3233-1において定義した正規分布関数との積を計算する。そして、当該マップマッチング結果と正規分布関数との積が最大値となる仮の位置を、教示データ取得時間Tnにおける走行部1の位置(xn,yn,θn)と推定する。
このように、マップマッチング結果(尤度)とデッドレコニングによる位置推定結果(事前確率)との積を算出し、当該積の値が最大となる仮の位置を実際の走行部1の位置と推定することにより、デッドレコニングによる位置推定に誤差があり、かつ/又は、前方検出器11及び後方検出器13の信号のノイズにより各地図情報に誤差(ゆらぎ)が生じた場合であっても、精度良く走行部1の位置を推定できる。
なお、上述のステップS3233-3において、マップマッチング結果と正規分布関数との積を算出することは、ベイズの定理においては、事後確率を算出することに対応する。
なお、上述のステップS3233-3において、マップマッチング結果と正規分布関数との積を算出することは、ベイズの定理においては、事後確率を算出することに対応する。
6-4.清掃スケジュール作成方法
次に、図8Bに示したフローチャートのステップS33の清掃スケジュール500の作成方法について、図16~図17Bを用いて説明する。図16は、清掃スケジュール500の作成方法を示すフローチャートである。図17Aは、走行スケジュール単位(後述)を示す図である。図17Bは、清掃スケジュール単位を追加した清掃スケジュールを示す図である。
まず、清掃スケジュール作成部5025が、教示データ取得部5015から、教示データ取得時間Tnにおいて、教示データ取得時間Tn、教示位置情報(xn,yn,θn)、及び教示清掃条件(Sn,Wn,Pn)(後述)を受信する(ステップS331)。ステップS331において、清掃スケジュール500の作成に必要な教示データを取得後、ステップS332へ進む。
次に、図8Bに示したフローチャートのステップS33の清掃スケジュール500の作成方法について、図16~図17Bを用いて説明する。図16は、清掃スケジュール500の作成方法を示すフローチャートである。図17Aは、走行スケジュール単位(後述)を示す図である。図17Bは、清掃スケジュール単位を追加した清掃スケジュールを示す図である。
まず、清掃スケジュール作成部5025が、教示データ取得部5015から、教示データ取得時間Tnにおいて、教示データ取得時間Tn、教示位置情報(xn,yn,θn)、及び教示清掃条件(Sn,Wn,Pn)(後述)を受信する(ステップS331)。ステップS331において、清掃スケジュール500の作成に必要な教示データを取得後、ステップS332へ進む。
ステップS332においては、清掃スケジュール作成部5025が、清掃スケジュール単位500-nを作成する。清掃スケジュール単位500-nとは、清掃スケジュール500の最小単位をいう。清掃スケジュール単位500-nは、図17Aに示すようなデータ構造を有している。すなわち、清掃スケジュール単位500-nは、経過時間情報記憶領域501-nと、位置情報記憶領域503-nと、清掃条件記憶領域505-nと、を有する。
経過時間情報記憶領域501-nには、経過時間情報が記憶される。ステップS33において清掃スケジュール500を作成する際は、経過時間情報記憶領域には、教示データ取得時間Tnが記憶される。すなわち、清掃スケジュール単位500-nには、清掃作業全体ではなく、ある経過時間(教示データ取得時間Tn)における、教示データが記憶される。
位置情報記憶領域503-nには、位置情報が記憶される。ステップS33において清掃スケジュール500を作成する際は、位置情報記憶領域503-nには、教示データ取得時間Tnにおける教示位置情報(xn,yn,θn)が記憶される。
位置情報記憶領域503-nには、位置情報が記憶される。ステップS33において清掃スケジュール500を作成する際は、位置情報記憶領域503-nには、教示データ取得時間Tnにおける教示位置情報(xn,yn,θn)が記憶される。
清掃条件記憶領域505-nには、清掃条件が記憶される。ステップS33において清掃スケジュール500を作成する際は、清掃条件記憶領域505-nには、教示データ取得時間Tnにおける教示清掃条件(Sn,Wn,Pn)が記憶される。ここで、Snは、教示データ取得時間Tnにおける、洗浄液供給部3003から供給される洗浄液の供給量である。Wnは、教示データ取得時間Tnにおける、清掃部3による床面Fの洗浄力である。Pnは、教示データ取得時間Tnにおける、吸引部3005による吸引力である。
このように、教示位置情報及び教示清掃条件を時間(教示データ取得時間Tn)に関連付けて清掃スケジュール単位500-nを作成することにより、自律走行式床洗浄機100に対して、多様な清掃作業を教示できる。例えば、ある所定の走行経路においてはゆっくりと走行しながら清掃を行ったり、走行経路上で停止した状態で異なる清掃作業を行ったり、といった清掃作業を教示できる。
ステップS332において清掃スケジュール単位500-nを作成後、ステップS333に進む。ステップS333においては、清掃スケジュール作成部5025が、教示データ取得時間Tn-1までに作成された清掃スケジュール500に、教示データ取得時間Tnにおける清掃スケジュール単位500-nを連結する。
この時、Tn-1までに作成された清掃スケジュール500は、記憶部5007に記憶されている。従って、清掃スケジュール単位500-nを清掃スケジュール500に連結することにより、清掃スケジュール単位500-nは記憶部5007に記憶されることになる。また、教示データの取得開始直後において、清掃スケジュール500には教示データが存在しない。しかし、清掃スケジュール500が電子ファイルの場合には、教示データが空であっても、清掃スケジュール500に、例えば、「エンド・オブ・ファイル」の識別子が記録されていれば、清掃スケジュール500の末尾は判断できるので、取得した清掃スケジュール単位500-n(この場合、n=0)を清掃スケジュール500に連結できる。
この時、Tn-1までに作成された清掃スケジュール500は、記憶部5007に記憶されている。従って、清掃スケジュール単位500-nを清掃スケジュール500に連結することにより、清掃スケジュール単位500-nは記憶部5007に記憶されることになる。また、教示データの取得開始直後において、清掃スケジュール500には教示データが存在しない。しかし、清掃スケジュール500が電子ファイルの場合には、教示データが空であっても、清掃スケジュール500に、例えば、「エンド・オブ・ファイル」の識別子が記録されていれば、清掃スケジュール500の末尾は判断できるので、取得した清掃スケジュール単位500-n(この場合、n=0)を清掃スケジュール500に連結できる。
なお、本実施形態において、清掃スケジュール500への清掃スケジュール単位500-nの連結は、図17Bに示すように、教示データ取得時間Tn-1までの清掃スケジュール500の次行に、教示データ取得時間Tnにおける清掃スケジュール単位500-nを追加することにより実行されている。しかし、これに限られない。例えば、最新の教示データ取得時間における清掃スケジュール単位が1行目となるように連結してもよい。すなわち、図17Bに示した清掃スケジュール500とは逆に、教示データ取得時間が早い順に清掃スケジュール単位を積み上げるようにして、清掃スケジュール500を作成してもよい。
又は、清掃スケジュール単位を、次行に連結あるいは積み上げるのではなく、清掃スケジュール500の終端(清掃スケジュール500がマイコンシステムにおいて使用可能な電子ファイルであれば、「エンド・オブ・ファイル」識別子の直前)に、改行を挿入することなく連結してもよい。この場合、清掃スケジュール500は、図17Bの紙面の横方向に伸びるような電子ファイルとなる。
その他、清掃スケジュール500の利用や管理のしやすさなどに応じて、適切な連結方法を用いることができる。
又は、清掃スケジュール単位を、次行に連結あるいは積み上げるのではなく、清掃スケジュール500の終端(清掃スケジュール500がマイコンシステムにおいて使用可能な電子ファイルであれば、「エンド・オブ・ファイル」識別子の直前)に、改行を挿入することなく連結してもよい。この場合、清掃スケジュール500は、図17Bの紙面の横方向に伸びるような電子ファイルとなる。
その他、清掃スケジュール500の利用や管理のしやすさなどに応じて、適切な連結方法を用いることができる。
図8Bに示すように、ステップS33は、操作者による全清掃作業が終了するまで実行される。従って、上述のステップS331~S333までのステップも操作者による全清掃作業が終了するまで繰り返し実行される。これにより、清掃スケジュール作成部5025は、操作者による全清掃作業を表現した清掃スケジュール500を作成し、記憶部5007に記憶できる。その結果、操作者により清掃作業を一度教示すると、操作者による全清掃作業は清掃スケジュール500として記憶部5007に記憶される。従って、清掃作業が一度教示されれば、清掃スケジュール500に基づいて自律走行式床洗浄機100を制御すれば、教示された清掃作業を(清掃スケジュール500を更新しない限り)何度でも自律的に再現できる。
6-5.自律清掃方法
次に、図8AのステップS5における、教示された清掃作業(走行経路及び清掃条件)を再現する、自律清掃モードの実行時における自律走行式床洗浄機100の動作について、図18を用いて説明する。図18は、自律清掃モードの実行時の自律走行式床洗浄機100の動作を示すフローチャートである。今、自律走行モードの実行開始からの経過時間tn-1までが決定されているとする。ここで、nは、n番目の自律清掃のための制御が行われたことを示す。
まず、SLAM部5045が、前方検出器11及び後方検出器13から、前方の障害物に関する情報及び後方の障害物に関する情報を取得する(ステップS51)。
次に、図8AのステップS5における、教示された清掃作業(走行経路及び清掃条件)を再現する、自律清掃モードの実行時における自律走行式床洗浄機100の動作について、図18を用いて説明する。図18は、自律清掃モードの実行時の自律走行式床洗浄機100の動作を示すフローチャートである。今、自律走行モードの実行開始からの経過時間tn-1までが決定されているとする。ここで、nは、n番目の自律清掃のための制御が行われたことを示す。
まず、SLAM部5045が、前方検出器11及び後方検出器13から、前方の障害物に関する情報及び後方の障害物に関する情報を取得する(ステップS51)。
ステップS51の実行後、ステップS52に進む。ステップS52において、取得した前方の障害物に関する情報及び後方の障害物に関する情報に基づいて、地図作成部5345が、上述の6-3-2.節において説明したのと同様にして、第1ローカルマップ情報を作成する。
ステップS52の実行後、ステップS53に進む。ステップS53において、SLAM部5045が、エンコーダ1013の回転量決定パルス信号に基づいて、経過時間tn-1から現時点(tn)までの走行モータ1003の回転量を算出する。そして、位置推定部5145が、走行モータ1003の回転量、経過時間tn-1における環境地図情報、及び現時点における第1ローカルマップ情報に基づいて、現時点における自律走行式床洗浄機100(走行部1)の所定の座標上における位置及び進行方向(x’n,y’n,θ’n)を推定する。所定の座標(第2座標)上における位置及び進行方向(x’n,y’n,θ’n)の推定方法は、上述の6-3-3.節において説明した方法と同様である。
ステップS53の実行後、ステップS54に進む。ステップS54において、経過時間決定部5245が、自律清掃モードの実行開始からの経過時間tnを決定する。経過時間tnは、例えば、次のようにして決定できる。まず、記憶部5007に記憶されている清掃スケジュール500の位置情報記憶領域503-nに記憶されている位置情報と、ステップS53にて推定された走行部1の位置及び進行方向(x’n,y’n,θ’n)とを比較する。そして、(x’n,y’n,θ’n)に最も近い位置情報に関連付けられている清掃スケジュール500の経過時間情報(教示データ取得時間)を、経過時間tnとする。
又は、(x’n,y’n,θ’n)に近い2つの位置情報を清掃スケジュール500から抽出し、2つの位置情報の線形補間により算出される時間を、経過時間tnとしてもよい。
又は、(x’n,y’n,θ’n)に近い2つの位置情報を清掃スケジュール500から抽出し、2つの位置情報の線形補間により算出される時間を、経過時間tnとしてもよい。
このように、自律清掃モードの実行時からの経過時間tnを、位置情報と清掃スケジュール500に基づいて決定することにより、所定の清掃作業を、教示されたタイミングにおいて正確に実行するとともに、当該所定の清掃作業を、教示された場所において確実に実行できる。その結果、自律走行式床洗浄機100は、自律清掃モードの実行時に、精度良く教示された清掃作業を再現できる。
ステップS54において経過時間tnを決定後、ステップS55に進む。ステップS55において、地図作成部5345が、経過時間tn及びそれより先の時間と関連付けられている復元用地図情報を用いて、仮の環境地図情報を作成する。この仮の環境地図情報とすでに作成された(tn-1において作成された)環境地図情報とを足し合わせて、新たな環境地図情報を作成する。このようにして新たに作成された環境地図情報は、次の経過時間(tn+1)における位置推定のために用いられる。
ステップS55を実行後、ステップS56に進む。ステップS56においては、清掃再現部5035が、経過時間tnにおける再現走行制御指令及び再現清掃条件を算出する。
今、経過時間tnが、教示データ取得時間TL(に最も近い)であると決定されたとする。この場合、次のようにして、清掃再現部5035は、再現走行制御指令及び再現清掃条件を算出する。
まず、清掃再現部5035は、次の教示データ取得時間TL+1に関連付けられた位置情報(xL+1,yL+1,θL+1)を、清掃スケジュール500から読み出す。そして、清掃再現部5035は、経過時間tnにおける再現走行制御指令ΔMrを、ΔMr=(xL+1-x’n,yL+1-y’n,θL+1-θ’n)と算出する。
今、経過時間tnが、教示データ取得時間TL(に最も近い)であると決定されたとする。この場合、次のようにして、清掃再現部5035は、再現走行制御指令及び再現清掃条件を算出する。
まず、清掃再現部5035は、次の教示データ取得時間TL+1に関連付けられた位置情報(xL+1,yL+1,θL+1)を、清掃スケジュール500から読み出す。そして、清掃再現部5035は、経過時間tnにおける再現走行制御指令ΔMrを、ΔMr=(xL+1-x’n,yL+1-y’n,θL+1-θ’n)と算出する。
そして、清掃再現部5035は、教示データ取得時間TLに関連付けられた清掃条件(SL,WL,PL)を清掃スケジュール500から読み出し、当該清掃条件(SL,WL,PL)を、経過時間tnにおける再現清掃条件として決定する。
ステップS56を実行後、ステップS57に進む。ステップS57においては、再現走行制御指令が、走行制御部5003に送信され、再現清掃条件が、清掃制御部5001に送信される。そして、自律清掃モードの実行時は、走行制御部5003の走行切替部5013の端子eと端子fとが接続されているため、再現走行制御指令は、走行切替部5013を介して、モータ制御部5033に送信される。この結果、モータ制御部5033は、再現走行制御指令に基づいて、走行モータ1003を制御する。
また、自律清掃モードの実行時は、清掃制御部5001の清掃切替部5011の端子bと端子cとが接続されている。従って、再現清掃条件は、清掃切替部5011を介して、清掃制御部5001に送信される。この結果、清掃制御部5001は、再現清掃条件に基づいて、清掃部3を制御する。
ステップS56において走行部1(走行モータ1003)及び清掃部3の制御を行った後、清掃スケジュール500に記憶された清掃作業が全て実行したかどうかを確認する。清掃スケジュール500に記憶された清掃作業が全て終了したかどうかは、清掃スケジュール500の末尾にある識別子(例えば、「エンド・オブ・ファイル」を示す識別子など)を検出することにより、確認できる。すなわち、当該識別子を検出すれば、清掃スケジュール500に記憶された清掃作業は全て実行されたとすることができる。一方、当該識別子を検出しなければ、清掃作業は継続されると判断できる。
清掃再現部5035が、清掃作業が継続中であると判断した場合(ステップS58において「No」の場合)、ステップS51に戻る。一方、清掃再現部5035が、清掃スケジュール500に記憶された清掃作業が全て実行されたと判断した場合(ステップS58において「Yes」の場合)、自律清掃モードの実行を終了する。
これにより、自律走行式床洗浄機100は、清掃スケジュール500に記憶された清掃作業を忠実に再現できる。
これにより、自律走行式床洗浄機100は、清掃スケジュール500に記憶された清掃作業を忠実に再現できる。
(7)本実施形態の効果
以下に、本実施形態の効果について述べる。
自律走行式床洗浄機100(自律走行式床洗浄機の一例)は、教示清掃条件(教示された清掃条件の一例)と教示された走行経路とを再現することにより、自律的に走行し清掃を実行する自律走行式床洗浄機である。自律走行式床洗浄機100は、清掃部3(清掃部の一例)と、走行部1(走行部の一例)と、位置推定部5145(位置推定部の一例)と、清掃条件教示部9003(清掃条件教示部の一例)と、走行経路教示部7(走行経路教示部の一例)と、教示データ取得部5015(教示データ取得部の一例)と、清掃スケジュール作成部5025(清掃スケジュール作成部の一例)と、清掃再現部5035(清掃再現部の一例)と、経過時間決定部5245(経過時間決定部の一例)と、を備える。
清掃部3は、清掃条件に従って床面F(床面の一例)を清掃する。
走行部1は、操作者の操作又は走行制御指令に従って走行する。
位置推定部5145は、位置情報(xn,yn,θn)(位置情報の一例)を推定する。
清掃条件教示部9003は、操作者による清掃条件の入力を受け付けて、清掃部3に出力する。
走行経路教示部7は、操作者による走行部1の移動操作を受け付ける。
教示データ取得部5015は、手動操作教示モードの実行時に、教示位置情報(xn,yn,θn)(教示位置情報の一例)と、教示清掃条件(Sn,Wn,Pn)(教示清掃条件の一例)とを、教示データ取得時間Tn(教示データ取得時間の一例)において取得する。
以下に、本実施形態の効果について述べる。
自律走行式床洗浄機100(自律走行式床洗浄機の一例)は、教示清掃条件(教示された清掃条件の一例)と教示された走行経路とを再現することにより、自律的に走行し清掃を実行する自律走行式床洗浄機である。自律走行式床洗浄機100は、清掃部3(清掃部の一例)と、走行部1(走行部の一例)と、位置推定部5145(位置推定部の一例)と、清掃条件教示部9003(清掃条件教示部の一例)と、走行経路教示部7(走行経路教示部の一例)と、教示データ取得部5015(教示データ取得部の一例)と、清掃スケジュール作成部5025(清掃スケジュール作成部の一例)と、清掃再現部5035(清掃再現部の一例)と、経過時間決定部5245(経過時間決定部の一例)と、を備える。
清掃部3は、清掃条件に従って床面F(床面の一例)を清掃する。
走行部1は、操作者の操作又は走行制御指令に従って走行する。
位置推定部5145は、位置情報(xn,yn,θn)(位置情報の一例)を推定する。
清掃条件教示部9003は、操作者による清掃条件の入力を受け付けて、清掃部3に出力する。
走行経路教示部7は、操作者による走行部1の移動操作を受け付ける。
教示データ取得部5015は、手動操作教示モードの実行時に、教示位置情報(xn,yn,θn)(教示位置情報の一例)と、教示清掃条件(Sn,Wn,Pn)(教示清掃条件の一例)とを、教示データ取得時間Tn(教示データ取得時間の一例)において取得する。
清掃スケジュール作成部5025は、教示位置情報(xn,yn,θn)と教示清掃条件(Sn,Wn,Pn)とを、教示データ取得時間Tnに関連付けて清掃スケジュール500(清掃スケジュールの一例)を作成し記憶する。
清掃再現部5035は、自律清掃モードの実行時に、清掃スケジュール500に記憶された教示データ取得時間Tnと教示清掃条件(Sn,Wn,Pn)と教示位置情報(xn,yn,θn)とに基づいて、自律清掃モードの実行開始からの経過時間tn(所定の経過時間の一例)における再現走行制御指令と再現清掃条件とを算出する。そして、清掃再現部5035は、算出された再現走行制御指令及び再現清掃条件をそれぞれ、走行部1及び清掃部3に出力する。
経過時間決定部5245は、教示データ取得時間Tnと経過時間tnを決定する。
清掃再現部5035は、自律清掃モードの実行時に、清掃スケジュール500に記憶された教示データ取得時間Tnと教示清掃条件(Sn,Wn,Pn)と教示位置情報(xn,yn,θn)とに基づいて、自律清掃モードの実行開始からの経過時間tn(所定の経過時間の一例)における再現走行制御指令と再現清掃条件とを算出する。そして、清掃再現部5035は、算出された再現走行制御指令及び再現清掃条件をそれぞれ、走行部1及び清掃部3に出力する。
経過時間決定部5245は、教示データ取得時間Tnと経過時間tnを決定する。
この自律走行式床洗浄機100では、以下のようにして、操作者により教示清掃条件と走行経路を再現する。
操作者が清掃作業を教示するとき(手動操作教示モードの実行時)、
(i)教示データ取得部5015が、操作者による走行部1及び清掃部3の操作を教示データ取得時間Tnにおいて取得する。
(ii)清掃スケジュール作成部5025が、教示データ取得時間Tn、教示位置情報(xn,yn,θn)、及び教示清掃条件(Sn,Wn,Pn)が関連付けられた清掃スケジュール500を作成し記憶する。
自律走行式床洗浄機100が自律的に清掃を行うとき(自律清掃モードの実行時)、
(iii)清掃再現部5035が、清掃スケジュール500に記憶された教示データ取得時間Tn、教示位置情報(xn,yn,θn)、及び教示清掃条件(Sn,Wn,Pn)に基づいて、経過時間tnにおいて出力すべき再現清掃条件及び再現走行制御指令を算出する。
(iv)清掃部制御部5031が再現清掃条件に基づいて清掃部3を制御し、モータ制御部5033が再現走行制御指令に基づき走行部1を制御する。
操作者が清掃作業を教示するとき(手動操作教示モードの実行時)、
(i)教示データ取得部5015が、操作者による走行部1及び清掃部3の操作を教示データ取得時間Tnにおいて取得する。
(ii)清掃スケジュール作成部5025が、教示データ取得時間Tn、教示位置情報(xn,yn,θn)、及び教示清掃条件(Sn,Wn,Pn)が関連付けられた清掃スケジュール500を作成し記憶する。
自律走行式床洗浄機100が自律的に清掃を行うとき(自律清掃モードの実行時)、
(iii)清掃再現部5035が、清掃スケジュール500に記憶された教示データ取得時間Tn、教示位置情報(xn,yn,θn)、及び教示清掃条件(Sn,Wn,Pn)に基づいて、経過時間tnにおいて出力すべき再現清掃条件及び再現走行制御指令を算出する。
(iv)清掃部制御部5031が再現清掃条件に基づいて清掃部3を制御し、モータ制御部5033が再現走行制御指令に基づき走行部1を制御する。
上記のステップ(ii)において、清掃スケジュール作成部5025は、作成した清掃スケジュール500を作成し記憶している。そのため、一度操作者による操作を自律走行式床洗浄機100に教示すれば、自律走行式床洗浄機100は、操作者の操作(教示)を必要とすることなく、教示された清掃作業を何度でも自律的に実行できる。
また、この自律走行式床洗浄機100においては、上記のステップ(i)及び(ii)において、教示データ(教示清掃条件及び教示位置情報)は、教示データ取得時間Tnにおいて取得されて記憶されている。そして、教示データ取得時間Tnは、経過時間決定部5245により決定される。
すなわち、手動操作教示モードの実行時において、自律走行式床洗浄機100は自律的に教示データを取得する。従って、自律走行式床洗浄機100に清掃作業を教示する操作者は、清掃スケジュール500の作成や記憶を意識することなく、従来のマニュアル操作式床面洗浄機などを用いて清掃作業を行うのと同じようにして、自律走行式床洗浄機100に清掃作業(清掃スケジュール500)を教示できる。
清掃部3は、洗浄液供給部3003(洗浄液供給部の一例)と、洗浄用部材3001(床面洗浄部の一例)と、吸引部3005(吸引部の一例)と、を有している。洗浄液供給部3003は、洗浄液を床面Fに供給する。清掃部3は、床面Fに押し付けられて回転しながら床面Fを洗浄する洗浄用部材3001(洗浄用部材の一例)を有する。吸引部3005は、床面Fの上の洗浄液などを吸引する。
また、この場合、手動操作教示モードにおいて、洗浄液供給部3003から供給される洗浄液の供給量Sn(供給量の一例)と、清掃部3による床面Fの洗浄力Wn(洗浄力の一例)と、吸引部3005による洗浄液の吸引力Pn(吸引力の一例)とは、教示清掃条件として任意に設定可能である。
これにより、清掃部3は、多様な清掃作業(すなわち、多様な清掃条件)を実行できる。
また、この場合、手動操作教示モードにおいて、洗浄液供給部3003から供給される洗浄液の供給量Sn(供給量の一例)と、清掃部3による床面Fの洗浄力Wn(洗浄力の一例)と、吸引部3005による洗浄液の吸引力Pn(吸引力の一例)とは、教示清掃条件として任意に設定可能である。
これにより、清掃部3は、多様な清掃作業(すなわち、多様な清掃条件)を実行できる。
自律走行式床洗浄機100は、さらに、表示部9005(表示部の一例)を備えている。表示部9005は、清掃条件を表示する。これにより、自律走行式床洗浄機100に清掃スケジュール500を教示する操作者は、清掃条件を確認しながら清掃作業を行える。
自律走行式床洗浄機100は、さらに、スキージ部3007(スキージ部の一例)を備えている。スキージ部3007は、床面F上に接触するか、又は、床面Fから離れるかを任意に設定可能に取り付けられている。この場合、スキージ部3007は、バック走行時において床面Fから離れている。これにより、自律走行式床洗浄機100は、床面F上の洗浄液などの液体を回収できる。
自律走行式床洗浄機100は、清掃スケジュール修正部5009(清掃スケジュール修正部の一例)をさらに備えている。清掃スケジュール修正部5009は、清掃スケジュール500の教示清掃条件と、教示位置情報と、教示データ取得時間Tnとを修正する。これにより、清掃スケジュール500を教示した後に、清掃スケジュール500の変更などを行える。
自律走行式床洗浄機100において、自律清掃モードの実行開始からの経過時間は、位置推定部5145にて推定された位置情報に基づき決定されている。これにより、自律走行式床洗浄機100は、自律清掃モードの実行時に、教示された教示清掃条件を実行するタイミングと場所を関連づけて正確に把握しながら、自律的に清掃作業を再現できる。
清掃スケジュール500は、自律的に走行及び清掃を実行する際に、経過時間tn(所定のタイミングの一例)における再現清掃条件及び再現走行制御指令を算出するために用いられる。
清掃スケジュール500は、経過時間情報記憶領域501-n(経過時間情報記憶領域の一例)と、清掃条件記憶領域505-n(清掃条件記憶領域の一例)と、位置情報記憶領域503-n(位置情報記憶領域の一例)と、から構成されるデータ構造を有する。経過時間情報記憶領域501-nには、教示データ取得時間Tn(経過時間情報の一例)が記憶されている。清掃条件記憶領域505-nには、教示データ取得時間Tnにおける教示清掃条件(Sn,Wn,Pn)(清掃条件の一例)が記憶される。位置情報記憶領域503-nには、教示データ取得時間Tnにおける教示位置情報(xn,yn,θn)(位置情報の一例)が記憶される。
また、経過時間tnは、経過時間情報記憶領域501-nに記憶された教示データ取得時間Tnに基づき決定される。経過時間tnにおける清掃条件(再現清掃条件)は、清掃条件記憶領域505-nに記憶され、経過時間tnに対応する教示データ取得時間Tnに関連付けられた教示清掃条件(Sn,Wn,Pn)に基づき算出される。さらに、経過時間tnにおける走行制御指令(再現走行制御指令)は、位置情報記憶領域503-nに記憶され、経過時間tnに対応する教示データ取得時間Tnに関連付けられた教示位置情報(xn,yn,θn)に基づき算出される。
清掃スケジュール500は、経過時間情報記憶領域501-n(経過時間情報記憶領域の一例)と、清掃条件記憶領域505-n(清掃条件記憶領域の一例)と、位置情報記憶領域503-n(位置情報記憶領域の一例)と、から構成されるデータ構造を有する。経過時間情報記憶領域501-nには、教示データ取得時間Tn(経過時間情報の一例)が記憶されている。清掃条件記憶領域505-nには、教示データ取得時間Tnにおける教示清掃条件(Sn,Wn,Pn)(清掃条件の一例)が記憶される。位置情報記憶領域503-nには、教示データ取得時間Tnにおける教示位置情報(xn,yn,θn)(位置情報の一例)が記憶される。
また、経過時間tnは、経過時間情報記憶領域501-nに記憶された教示データ取得時間Tnに基づき決定される。経過時間tnにおける清掃条件(再現清掃条件)は、清掃条件記憶領域505-nに記憶され、経過時間tnに対応する教示データ取得時間Tnに関連付けられた教示清掃条件(Sn,Wn,Pn)に基づき算出される。さらに、経過時間tnにおける走行制御指令(再現走行制御指令)は、位置情報記憶領域503-nに記憶され、経過時間tnに対応する教示データ取得時間Tnに関連付けられた教示位置情報(xn,yn,θn)に基づき算出される。
上記のデータ構造を有する清掃スケジュール500においては、教示清掃条件(Sn,Wn,Pn)及び教示位置情報(xn,yn,θn)が教示データ取得時間Tn(清掃部及び走行部1の制御を開始してからの経過時間の一例)に関連付けられて記憶されている。これにより、自律走行式床洗浄機100に対して、多様な清掃作業を教示できる。
また、自律清掃モードの実行時には、経過時間tnにおける清掃条件(再現清掃条件)及び走行制御指令(再現走行制御指令)は、清掃スケジュール500に記憶された、当該経過時間tnに対応する教示データ取得時間Tnに関連付けられた教示清掃条件(Sn,Wn,Pn)及び教示位置情報(xn,yn,θn)に基づいて算出される。これにより、自律走行式床洗浄機は多様な清掃作業を自律的に再現できる。
また、自律清掃モードの実行時には、経過時間tnにおける清掃条件(再現清掃条件)及び走行制御指令(再現走行制御指令)は、清掃スケジュール500に記憶された、当該経過時間tnに対応する教示データ取得時間Tnに関連付けられた教示清掃条件(Sn,Wn,Pn)及び教示位置情報(xn,yn,θn)に基づいて算出される。これにより、自律走行式床洗浄機は多様な清掃作業を自律的に再現できる。
清掃スケジュール500の生成方法は、以下のステップを含む。
◎操作者により設定された教示清掃条件に基づいて、自律走行式床洗浄機100に清掃作業を実行させるステップ。
◎操作者の操作に基づいて、自律走行式床洗浄機100を走行させるステップ。
◎自律走行式床洗浄機100にて定めた所定の座標上の、自律走行式床洗浄機100の走行経路上の位置と姿勢に関する情報とを含む教示位置情報(xn,yn,θn)を推定するステップ。
◎教示位置情報と清掃作業を実行中の清掃条件である教示清掃条件とを、自律走行式床洗浄機100において決定された教示データ取得時間Tnにおいて取得するステップ。
◎教示位置情報と教示清掃条件とを、教示データ取得時間Tnと関連付けて記憶し清掃スケジュール500を作成するステップ。
◎操作者により設定された教示清掃条件に基づいて、自律走行式床洗浄機100に清掃作業を実行させるステップ。
◎操作者の操作に基づいて、自律走行式床洗浄機100を走行させるステップ。
◎自律走行式床洗浄機100にて定めた所定の座標上の、自律走行式床洗浄機100の走行経路上の位置と姿勢に関する情報とを含む教示位置情報(xn,yn,θn)を推定するステップ。
◎教示位置情報と清掃作業を実行中の清掃条件である教示清掃条件とを、自律走行式床洗浄機100において決定された教示データ取得時間Tnにおいて取得するステップ。
◎教示位置情報と教示清掃条件とを、教示データ取得時間Tnと関連付けて記憶し清掃スケジュール500を作成するステップ。
上述の清掃スケジュールの生成方法により、教示位置情報と教示清掃条件とを、教示データ取得時間Tnに関連付けた清掃スケジュール500を簡単に生成できる。
(8)他の実施形態
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
(A)教示清掃条件の取得について
第1実施形態の自律走行式床洗浄機100において、教示清掃条件として、清掃条件教示部9003の設定状態がそのまま使用されていた。しかし、これに限られない。教示清掃条件は、センサなどの検出量に基づいて決定されてもよい。
第1実施形態の自律走行式床洗浄機100において、教示清掃条件として、清掃条件教示部9003の設定状態がそのまま使用されていた。しかし、これに限られない。教示清掃条件は、センサなどの検出量に基づいて決定されてもよい。
例えば、手動操作教示モードの実行時において、洗浄用部材回転モータ3011の回転数、及び/又は、洗浄用部材押圧アクチュエータ3021の押圧力をセンサなどにより検出して、当該検出量に基づいて決定される洗浄力を、教示清掃条件の洗浄力Wnとしてもよい。また、洗浄液供給ポンプ3013などに備えられた流量計により洗浄液の流量を検出し、検出された流量を、教示清掃条件の洗浄液の供給量Snとしてもよい。さらに、吸引モータ3015の回転数及び/又は出力をセンサなどにより検出し、検出された回転数及び/又は出力を、教示清掃条件の吸引力Pnとしてもよい。
このように、センサなどで検出される検出量を教示清掃条件とすることにより、実際の回転数や押圧力、流量などに基づいた教示データが取得できる。
このように、センサなどで検出される検出量を教示清掃条件とすることにより、実際の回転数や押圧力、流量などに基づいた教示データが取得できる。
(B)自律清掃モードの実行時における経過時間tnの決定方法について
第1実施形態の自律走行式床洗浄機100において、経過時間決定部5245は、位置推定部5145において推定された位置情報に基づいて、自律清掃モードの実行開始からの経過時間tnを決定(推定)していた。しかし、これに限られない。特に、主輪部1001と床面Fとのすべりなどをほとんど考慮する必要が無く、また環境に障害物が一切無く、デッドレコニングによる位置推定のみであっても、精度良く位置情報を推定できる場合など、エンコーダ1013又は前方検出器11及び後方検出器13の情報のみで精度良く位置の推定が可能な場合、位置推定部5145において推定された位置情報に基づいて、経過時間tnを決定する必要はない。
この場合、経過時間決定部5245は、制御部5を構成するマイコンシステムなどに備わる時計機能やクロック機能などを用いて、経過時間tnを決定してもよい。これにより、経過時間tnを決定(推定)するための計算を省ける。その結果、制御部5の計算負荷を減少でき、制御部5(自律走行式床洗浄機100)の処理速度が向上する。
第1実施形態の自律走行式床洗浄機100において、経過時間決定部5245は、位置推定部5145において推定された位置情報に基づいて、自律清掃モードの実行開始からの経過時間tnを決定(推定)していた。しかし、これに限られない。特に、主輪部1001と床面Fとのすべりなどをほとんど考慮する必要が無く、また環境に障害物が一切無く、デッドレコニングによる位置推定のみであっても、精度良く位置情報を推定できる場合など、エンコーダ1013又は前方検出器11及び後方検出器13の情報のみで精度良く位置の推定が可能な場合、位置推定部5145において推定された位置情報に基づいて、経過時間tnを決定する必要はない。
この場合、経過時間決定部5245は、制御部5を構成するマイコンシステムなどに備わる時計機能やクロック機能などを用いて、経過時間tnを決定してもよい。これにより、経過時間tnを決定(推定)するための計算を省ける。その結果、制御部5の計算負荷を減少でき、制御部5(自律走行式床洗浄機100)の処理速度が向上する。
(C)教示位置情報及び教示清掃条件の取得について
第1実施形態において、自律走行式床洗浄機100の教示データ取得部5015は、手動操作教示モードの実行時に、教示データ取得時間Tnにおいて教示位置情報と教示清掃条件の両方を取得していた。しかし、これに限られない。教示データ取得部5015は、所定の教示データ取得時間Tnにおいてのみ、教示清掃条件を取得してもよい。
このような教示データの取得方法は、例えば、自律清掃モード実行時に、教示された走行経路上の走行部1(自律走行式床洗浄機100)の位置について詳細に確認しながら、自律走行式床洗浄機100を走行させて清掃作業を行う場合などに適用できる。又は、清掃条件を長い間変化させることがない場合などにも適用できる。
第1実施形態において、自律走行式床洗浄機100の教示データ取得部5015は、手動操作教示モードの実行時に、教示データ取得時間Tnにおいて教示位置情報と教示清掃条件の両方を取得していた。しかし、これに限られない。教示データ取得部5015は、所定の教示データ取得時間Tnにおいてのみ、教示清掃条件を取得してもよい。
このような教示データの取得方法は、例えば、自律清掃モード実行時に、教示された走行経路上の走行部1(自律走行式床洗浄機100)の位置について詳細に確認しながら、自律走行式床洗浄機100を走行させて清掃作業を行う場合などに適用できる。又は、清掃条件を長い間変化させることがない場合などにも適用できる。
このような教示データの取得方法においては、例えば、教示データ取得時間Tnにおいて教示位置情報を取得しつつ、清掃条件教示部9003のキー操作があったときにのみ教示清掃条件を取得してもよい。このような教示データの取得を行うことにより、冗長なデータを取得することなく、効率よく教示データを取得できる。その結果、清掃スケジュール500のデータの量を減少できる。
本発明は、教示された清掃条件と走行経路とを再現することにより、自律的に走行し清掃を実行する自律走行式床洗浄機に、広く適用できる。
100 自律走行式床洗浄機
1 走行部
1001 主輪部
1003 走行モータ
1013 エンコーダ
1005 補助輪部
3 清掃部
3001 洗浄用部材
3011 洗浄用部材回転モータ
3021 洗浄用部材押圧アクチュエータ
3031 押圧部材
3041 固定部材
3003 洗浄液供給部
3013 洗浄液供給ポンプ
3023 洗浄液供給タンク
3033 パイプ部材
3005 吸引部
3015 吸引モータ
3025 回収部
3007 スキージ部
3017 スキージ部昇降アクチュエータ
3027 スキージ部固定部材
5 制御部
5001 清掃制御部
5011 清掃切替部
5031 清掃部制御部
5003 走行制御部
5013 走行切替部
5033 モータ制御部
5005 制御統括部
5015 教示データ取得部
5025 清掃スケジュール作成部
5035 清掃再現部
5045 SLAM部
5145 位置推定部
5245 経過時間決定部
5345 地図作成部
5007 記憶部
5009 清掃スケジュール修正部
7 走行経路教示部
7001a、7001b ハンドル
7003 筐体
7005 走行制御指令算出部
9 設定部
9001 切替部
9002 手動操作記憶スイッチ
9003 清掃条件教示部
9013 清掃条件調整部
9023 運転切替部
9005 表示部
9007 清掃制御指令算出部
9008 設定操作部
9009 設定変換部
11 前方検出器
13 後方検出器
500 清掃スケジュール
501-n 経過時間情報記憶領域
503-n 位置情報記憶領域
505-n 清掃条件記憶領域
A1 第1領域
F 床面
S1 空洞
S2 吸引口
1 走行部
1001 主輪部
1003 走行モータ
1013 エンコーダ
1005 補助輪部
3 清掃部
3001 洗浄用部材
3011 洗浄用部材回転モータ
3021 洗浄用部材押圧アクチュエータ
3031 押圧部材
3041 固定部材
3003 洗浄液供給部
3013 洗浄液供給ポンプ
3023 洗浄液供給タンク
3033 パイプ部材
3005 吸引部
3015 吸引モータ
3025 回収部
3007 スキージ部
3017 スキージ部昇降アクチュエータ
3027 スキージ部固定部材
5 制御部
5001 清掃制御部
5011 清掃切替部
5031 清掃部制御部
5003 走行制御部
5013 走行切替部
5033 モータ制御部
5005 制御統括部
5015 教示データ取得部
5025 清掃スケジュール作成部
5035 清掃再現部
5045 SLAM部
5145 位置推定部
5245 経過時間決定部
5345 地図作成部
5007 記憶部
5009 清掃スケジュール修正部
7 走行経路教示部
7001a、7001b ハンドル
7003 筐体
7005 走行制御指令算出部
9 設定部
9001 切替部
9002 手動操作記憶スイッチ
9003 清掃条件教示部
9013 清掃条件調整部
9023 運転切替部
9005 表示部
9007 清掃制御指令算出部
9008 設定操作部
9009 設定変換部
11 前方検出器
13 後方検出器
500 清掃スケジュール
501-n 経過時間情報記憶領域
503-n 位置情報記憶領域
505-n 清掃条件記憶領域
A1 第1領域
F 床面
S1 空洞
S2 吸引口
Claims (10)
- 教示された清掃条件と走行経路とを再現することにより、自律的に走行し清掃を実行する自律走行式床洗浄機であって、
清掃条件に従って床面を清掃する清掃部と、
操作者の操作又は走行制御指令に従って走行する走行部と、
所定の座標上の、前記走行部の前記走行経路上の位置と姿勢に関する情報とを含む位置情報を推定する位置推定部と、
前記操作者による前記清掃条件の入力を受け付けて、前記清掃部に出力する清掃条件教示部と、
前記操作者による前記走行部の移動操作を受け付ける走行経路教示部と、
前記操作者の操作による前記清掃条件及び前記走行経路を教示する手動操作教示モードの実行時に、前記位置推定部において推定された前記位置情報である教示位置情報と、前記清掃条件教示部において教示されている前記清掃条件である教示清掃条件とを、教示データ取得時間において取得する教示データ取得部と、
前記教示位置情報と前記教示清掃条件とを、前記教示データ取得時間に関連付けて清掃スケジュールを作成し記憶する清掃スケジュール作成部と、
自律的に走行及び清掃を行う自律清掃モードの実行時に、前記清掃スケジュールに記憶された前記教示データ取得時間と前記教示清掃条件と前記教示位置情報とに基づいて、前記自律清掃モードの実行開始からの所定の経過時間における再現清掃条件と再現走行制御指令とを算出し、それぞれ、前記清掃部及び前記走行部に出力する清掃再現部と、
前記教示データ取得時間と前記所定の経過時間を決定する経過時間決定部と、
を備える自律走行式床洗浄機。 - 前記清掃部は、洗浄液を前記床面に供給する洗浄液供給部と、前記床面に押し付けられて回転しながら前記床面を洗浄する洗浄用部材を有する床面洗浄部と、前記床面の上の前記洗浄液を吸引する吸引部と、を有し、
前記洗浄液供給部から供給される前記洗浄液の供給量と、前記床面洗浄部による前記床面の洗浄力と、前記吸引部による前記洗浄液の吸引力とは、前記清掃条件として任意に設定可能である、請求項1に記載の自律走行式床洗浄機。 - 前記清掃条件を表示する表示部をさらに備える、請求項1又は2に記載の自律走行式床洗浄機。
- 前記床面上に接触するか、又は、前記床面から離れるかを任意に設定可能に取り付けられたスキージ部をさらに備え、
前記スキージ部は、バック走行時において前記床面から離れている、請求項1~3のいずれかに記載の自律走行式床洗浄機。 - 前記清掃スケジュールの前記教示清掃条件と、前記教示位置情報と、前記教示データ取得時間とを修正する清掃スケジュール修正部をさらに備える、請求項1~4のいずれかに記載の自律走行式床洗浄機。
- 前記自律清掃モードの実行開始からの前記経過時間は、前記位置推定部にて推定された前記位置情報に基づき決定される、請求項1~5のいずれかに記載の自律走行式床洗浄機。
- 清掃条件に従って床面を清掃する掃除部と、操作者の操作又は走行制御指令に従って走行する走行部とを備え、教示された清掃条件と走行経路とを再現することにより、自律的に走行し清掃を実行する自律走行式床洗浄機において、自律的に走行及び清掃を実行する際に、所定のタイミングにおける前記清掃条件及び前記走行制御指令を算出するために用いられる清掃スケジュールのデータ構造であって、
前記清掃部及び前記走行部の制御を開始してからの経過時間に関する情報である経過時間情報を記憶する、経過時間情報記憶領域と、
前記経過時間情報に表された前記経過時間における前記清掃条件を記憶する清掃条件記憶領域と、
前記経過時間情報に表された前記経過時間における所定の座標上の前記走行部及び前記清掃部の前記走行経路上の位置と姿勢とに関する情報を含む位置情報を記憶する位置情報記憶領域と、
から構成され、前記タイミングは、前記経過時間情報記憶領域に記憶された前記経過時間情報に基づき決定され、前記タイミングにおける前記清掃条件は、前記清掃条件記憶領域に記憶され、前記タイミングに対応する前記経過時間情報に関連付けられた前記清掃条件に基づき算出され、前記タイミングにおける前記走行制御指令は、前記位置情報記憶領域に記憶され、前記タイミングに対応する前記経過時間情報に関連付けられた前記位置情報に基づき算出される。
清掃スケジュールのデータ構造。 - 請求項7に記載のデータ構造を有する清掃スケジュールを記憶する記憶媒体。
- 操作者に教示された清掃条件と走行経路とを再現することにより、自律的に走行し清掃を実行する自律走行式床洗浄機において用いられる清掃スケジュールの生成方法であって、
操作者による操作に基づいて、前記自律走行式床洗浄機に清掃作業を実行させるステップと、
前記操作者による操作に基づいて、前記自律走行式床洗浄機を走行させるステップと、
前記自律走行式床洗浄機にて定めた所定の座標上の、前記自律走行式床洗浄機の前記走行経路上の位置と姿勢に関する情報とを含む教示位置情報を推定するステップと、
前記教示位置情報と前記清掃作業を実行中の前記清掃条件である教示清掃条件とを、前記自律走行式床洗浄機において決定された教示データ取得時間において取得するステップと、
前記教示位置情報と前記教示清掃条件とを、前記教示データ取得時間と関連付けて記憶し前記清掃スケジュールを作成するステップと、
を含む清掃スケジュールの生成方法。 - 請求項9に記載の清掃スケジュールの生成方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3108789A1 (de) * | 2015-06-24 | 2016-12-28 | Vorwerk & Co. Interholding GmbH | Unterstützung einer oberflächenreinigung |
WO2017173553A1 (en) * | 2016-04-08 | 2017-10-12 | A&K Robotics Inc. | Autoscrubber convertible between manual and autonomous operation |
JP2019522301A (ja) * | 2016-05-11 | 2019-08-08 | ブレーン コーポレーションBrain Corporation | 経路を自律走行するようにロボットを訓練するためのシステムおよび方法 |
CN110786790A (zh) * | 2018-08-03 | 2020-02-14 | 添可智能科技有限公司 | 清洁设备和清洁方法 |
US11317776B2 (en) | 2017-02-17 | 2022-05-03 | Ecovacs Robotics Co., Ltd. | Cleaning robot |
US11432698B2 (en) | 2015-08-18 | 2022-09-06 | Nilfisk A/S | Mobile robotic cleaner |
Families Citing this family (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6136543B2 (ja) * | 2013-05-01 | 2017-05-31 | 村田機械株式会社 | 自律移動体 |
DE102014111217A1 (de) * | 2014-08-06 | 2016-02-11 | Vorwerk & Co. Interholding Gmbh | Bodenreinigungsgerät zur Trocken- und Feuchtreinigung sowie Verfahren zum Betrieb eines selbstfahrenden Bodenreinigungsgerätes |
ITUB20153349A1 (it) * | 2015-09-02 | 2017-03-02 | Ip Cleaning S P A | Macchina di trattamento di superfici |
JP6708828B2 (ja) * | 2016-03-28 | 2020-06-10 | 国立大学法人豊橋技術科学大学 | 自律走行装置及びその開始位置判定プログラム |
US11089925B2 (en) | 2016-03-31 | 2021-08-17 | Husqvarna Ab | Industrial automated vacuum cleaner and method for automated servicing of construction tools |
US10241514B2 (en) * | 2016-05-11 | 2019-03-26 | Brain Corporation | Systems and methods for initializing a robot to autonomously travel a trained route |
US9987752B2 (en) | 2016-06-10 | 2018-06-05 | Brain Corporation | Systems and methods for automatic detection of spills |
US9968234B2 (en) * | 2016-06-15 | 2018-05-15 | Hobot Technology Inc. | Automatic cleaning machine |
US10282849B2 (en) | 2016-06-17 | 2019-05-07 | Brain Corporation | Systems and methods for predictive/reconstructive visual object tracker |
US10016896B2 (en) | 2016-06-30 | 2018-07-10 | Brain Corporation | Systems and methods for robotic behavior around moving bodies |
JP6711405B2 (ja) * | 2016-08-31 | 2020-06-17 | 村田機械株式会社 | 自律走行式床洗浄機 |
US10274325B2 (en) | 2016-11-01 | 2019-04-30 | Brain Corporation | Systems and methods for robotic mapping |
US10723018B2 (en) | 2016-11-28 | 2020-07-28 | Brain Corporation | Systems and methods for remote operating and/or monitoring of a robot |
US10852730B2 (en) | 2017-02-08 | 2020-12-01 | Brain Corporation | Systems and methods for robotic mobile platforms |
US10293485B2 (en) | 2017-03-30 | 2019-05-21 | Brain Corporation | Systems and methods for robotic path planning |
JP2018187035A (ja) * | 2017-05-01 | 2018-11-29 | リ・プロダクツ株式会社 | 床面洗浄機、及び床面洗浄方法 |
EP3629869B1 (en) | 2017-06-02 | 2023-08-16 | Aktiebolaget Electrolux | Method of detecting a difference in level of a surface in front of a robotic cleaning device |
JP2019047848A (ja) * | 2017-09-07 | 2019-03-28 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 自律走行掃除機、および、累積床面確率更新方法 |
WO2019063066A1 (en) * | 2017-09-26 | 2019-04-04 | Aktiebolaget Electrolux | CONTROL FOR MOVING A ROBOTIC CLEANING DEVICE |
JP7100450B2 (ja) * | 2017-12-26 | 2022-07-13 | アマノ株式会社 | 操作装置、情報作成方法、プログラムおよび自律走行作業装置 |
CA3088155A1 (en) * | 2018-01-10 | 2019-07-18 | Simbe Robotics, Inc | Method for detecting and responding to spills and hazards |
JP7516002B2 (ja) * | 2018-09-04 | 2024-07-16 | 東芝ライフスタイル株式会社 | 電気掃除装置 |
JP7324022B2 (ja) * | 2019-03-22 | 2023-08-09 | アマノ株式会社 | 自律走行作業装置 |
JP2020156962A (ja) * | 2019-03-28 | 2020-10-01 | 日立グローバルライフソリューションズ株式会社 | 電気掃除機 |
CN111359921B (zh) * | 2019-10-09 | 2022-04-22 | 添可智能科技有限公司 | 清洗机、清洁设备及其信息显示方法及存储介质 |
DE102020114179A1 (de) * | 2020-05-27 | 2021-12-02 | Alfred Kärcher SE & Co. KG | Bodenreinigungssystem |
WO2021252913A1 (en) * | 2020-06-12 | 2021-12-16 | Sharkninja Operating Llc | Method of surface type detection and robotic cleaner configured to carry out the same |
CA3236454A1 (en) * | 2021-11-03 | 2023-05-11 | Mark Pfingsten | Torque assisted surface maintenance machine |
DE102021130326A1 (de) | 2021-11-19 | 2023-05-25 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zum Reinigen eines Bodens sowie Reinigungsmaschine |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08326025A (ja) * | 1995-05-31 | 1996-12-10 | Tokico Ltd | 清掃ロボット |
JP3568833B2 (ja) | 1999-08-27 | 2004-09-22 | アマノ株式会社 | 自走歩行式床面洗浄機 |
JP2011212467A (ja) * | 2004-02-16 | 2011-10-27 | Kaercher North America Inc | 床の清掃および処理装置 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6057409A (ja) * | 1983-09-08 | 1985-04-03 | Kobe Steel Ltd | 学習制御方法 |
FR2648071B1 (fr) * | 1989-06-07 | 1995-05-19 | Onet | Procede et appareil autonomes de nettoyage automatique de sol par execution de missions programmees |
US5634237A (en) * | 1995-03-29 | 1997-06-03 | Paranjpe; Ajit P. | Self-guided, self-propelled, convertible cleaning apparatus |
US20120096671A1 (en) | 2010-10-26 | 2012-04-26 | Karcher North America, Inc. | Floor cleaning apparatus employing a combined sweeper and vaccum assembly |
US7533435B2 (en) | 2003-05-14 | 2009-05-19 | Karcher North America, Inc. | Floor treatment apparatus |
US20060064844A1 (en) | 2003-05-14 | 2006-03-30 | Venard Daniel C | Floating deck for use with a floor cleaning apparatus |
JP2010017428A (ja) * | 2008-07-12 | 2010-01-28 | Nishi Nihon Kosoku Doro Maintenance Kansai Kk | 床面清掃ロボット |
JP2011030888A (ja) * | 2009-08-04 | 2011-02-17 | Panasonic Corp | 掃除機の制御装置及び制御方法、掃除機、掃除機の制御プログラム、及び、掃除機の制御用集積電子回路 |
-
2013
- 2013-09-18 JP JP2013193320A patent/JP6227948B2/ja active Active
-
2014
- 2014-09-01 WO PCT/JP2014/072918 patent/WO2015041036A1/ja active Application Filing
- 2014-09-01 EP EP14845943.1A patent/EP3047782B1/en active Active
- 2014-09-01 US US15/022,310 patent/US9931010B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08326025A (ja) * | 1995-05-31 | 1996-12-10 | Tokico Ltd | 清掃ロボット |
JP3568833B2 (ja) | 1999-08-27 | 2004-09-22 | アマノ株式会社 | 自走歩行式床面洗浄機 |
JP2011212467A (ja) * | 2004-02-16 | 2011-10-27 | Kaercher North America Inc | 床の清掃および処理装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
See also references of EP3047782A4 |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3108789A1 (de) * | 2015-06-24 | 2016-12-28 | Vorwerk & Co. Interholding GmbH | Unterstützung einer oberflächenreinigung |
US11432698B2 (en) | 2015-08-18 | 2022-09-06 | Nilfisk A/S | Mobile robotic cleaner |
WO2017173553A1 (en) * | 2016-04-08 | 2017-10-12 | A&K Robotics Inc. | Autoscrubber convertible between manual and autonomous operation |
US10824143B2 (en) | 2016-04-08 | 2020-11-03 | A&K Robotics Inc. | Autoscrubber convertible between manual and autonomous operation |
US11378953B2 (en) | 2016-04-08 | 2022-07-05 | A&K Robotics Inc. | Autoscrubber convertible between manual and autonomous operation |
JP2019522301A (ja) * | 2016-05-11 | 2019-08-08 | ブレーン コーポレーションBrain Corporation | 経路を自律走行するようにロボットを訓練するためのシステムおよび方法 |
EP3454705A4 (en) * | 2016-05-11 | 2019-12-11 | Brain Corporation | SYSTEMS AND METHOD FOR TRAINING A ROBOT TO AUTONOMOUSLY DRIVE A ROUTE |
US11467602B2 (en) | 2016-05-11 | 2022-10-11 | Brain Corporation | Systems and methods for training a robot to autonomously travel a route |
US11317776B2 (en) | 2017-02-17 | 2022-05-03 | Ecovacs Robotics Co., Ltd. | Cleaning robot |
US11877708B2 (en) | 2017-02-17 | 2024-01-23 | Ecovacs Robotics Co., Ltd. | Cleaning robot |
CN110786790A (zh) * | 2018-08-03 | 2020-02-14 | 添可智能科技有限公司 | 清洁设备和清洁方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015058131A (ja) | 2015-03-30 |
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