JP7438474B2 - 移動ロボット、方法、及びシステム - Google Patents
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Description
本出願は、2013年1月18日に出願された「Environmental Management Systems Including Mobile Robots And Methods Using Same」と題する米国仮特許出願第61/754,319号及び2013年3月5日に出願された「Environmental Management Systems Including Mobile Robots And Methods Using Same」と題する米国仮特許出願第61/772,940号及び2013年10月5日出願された「Environmental Management Systems Including Mobile Robots And Methods Using Same」と題する米国仮特許出願第14/046,940号の利益及び優先権を主張する。これらの米国仮特許出願の開示内容は、その全体が、引用することによって本明細書の一部をなすものとする。
なお、原出願の原出願(特願2015-553900)の出願当初の特許請求の範囲の記載は以下の通りである。
請求項1:
移動ロボットであって、
メモリと、無線ネットワーク回路とに接続されるプロセッサであって、前記メモリに記憶されたルーチンと、該ルーチンによって生成され、前記無線ネットワーク回路を介して受信されるコマンドとを実行する、プロセッサと、
前記プロセッサによって、家庭内の複数のアクセス可能な2次元ロケーションに達するように命じることが可能な動輪と、
前記プロセッサによって、前記家庭内で機械作業を行うように命じることが可能な少なくとも1つのモータ付きアクチュエータを含むエンドエフェクタであって、前記プロセッサは、
前記無線ネットワーク回路と通信することによって無線ローカルネットワークを監視し、該無線ローカルネットワーク上の1つ又は複数のネットワークエンティティのプレゼンス状態を検出する第1のルーチンと、
センサから信号を受信する第2のルーチンであって、該センサは、前記ネットワークエンティティのうちの1つの動作状態を検出し、該動作状態は、待機とアクティブとの間で変化可能である、第2のルーチンと、
前記第1のルーチン及び前記第2のルーチンによって検出された前記プレゼンス状態及び前記動作状態に基づいて、前記エンドエフェクタに機械作業の実行状態を変更するように命じる第3のルーチンと、
を含む、複数のルーチンを実行する、エンドエフェクタと、
を含む、移動ロボット。
請求項2:
前記第1のルーチンは、前記無線ローカルネットワーク上の移動デバイスの前記プレゼンス状態を検出し、前記第2のルーチンは、前記移動デバイス内の呼状態センサからの信号を受信し、該センサは、前記移動デバイスの前記呼状態を前記動作状態として検出し、前記呼状態は、呼準備態勢と、呼受信との間で変化可能である、請求項1に記載の移動ロボット。
請求項3:
前記エンドエフェクタは、前記移動ロボットの前記清掃ヘッドであり、前記第3のルーチンは、前記無線ローカルネットワーク上の前記移動デバイスの前記プレゼンスと、前記移動デバイスの前記動作状態としての前記呼状態とに基づいて、前記ロボットの前記清掃ヘッドに清掃状態を変更するように命じる、請求項2に記載の移動ロボット。
請求項4:
前記清掃状態の変更は、動輪アクチュエータを含む、前記移動ロボットの雑音を発生させる全てアクチュエータに、呼の完了まで停止及び/又はアイドリングするように命じることを含む、請求項3に記載の移動ロボット。
請求項5:
前記清掃状態の変更は、前記移動デバイスの前記呼状態の、通話中から終呼への変化を受けて、アクチュエータに、前記移動ロボットの前記清掃ヘッドを再始動させるように命じることを含む、請求項3に記載の移動ロボット。
請求項6:
前記清掃状態の変更は、前記無線ローカルネットワーク上の前記移動デバイスの前記プレゼンスの、有りから無しへの変化を受けて、アクチュエータに、前記移動ロボットの前記清掃ヘッドを再始動させるように命じることを含む、請求項3に記載の移動ロボット。
請求項7:
前記移動ロボットプロセッサ及び無線ネットワーク回路は、前記移動デバイスの有りから無しへの変化に関して、前記家庭を出発したこととして、約5メートル~約20メートルの最大範囲を有するローカル無線ネットワークを監視し、前記移動デバイスが出発したと判断すると、前記家庭内の清掃ミッションを再始動させる前に或る期間待機し、前記移動デバイスが前記家庭を出発したことを検証する、請求項6に記載の移動ロボット。
請求項8:
前記移動ロボットプロセッサ及び無線ネットワーク回路は、ハンドヘルド及び可搬移動デバイスの一意の識別情報に関して、約5メートル~約20メートルの最大範囲を有するローカル無線ネットワークを監視し、前記ハンドヘルド及び可搬移動デバイスが前記家庭内に存在することを判断する、請求項1に記載の移動ロボット。
請求項9:
前記第1のルーチンは、前記無線ローカルネットワーク上の移動デバイスの前記プレゼンス状態を検出し、前記第2のルーチンは、前記移動ロボット内の清掃準備態勢センサから信号を受信し、該センサは、前記移動ロボットの前記清掃準備態勢を前記動作状態として検出し、前記清掃準備態勢状態は、清掃準備態勢と、清掃アクティブとの間で変化可能である、請求項1に記載の移動ロボット。
請求項10:
前記第3のルーチンは、前記ロボットの前記清掃ヘッドに、前記無線ローカルネットワーク上の前記移動デバイスの前記プレゼンスと、前記移動ロボットの前記動作状態としての前記清掃準備態勢状態とに基づいて、清掃状態を変更するように命じる、請求項9に記載の移動ロボット。
請求項11:
前記エンドエフェクタは、前記移動ロボットの前記清掃ヘッドであり、前記清掃準備態勢は静止状態であり、前記モータ付きアクチュエータは静止状態で静止している、請求項10の移動ロボット。
請求項12:
前記移動ロボットプロセッサ及び無線ネットワーク回路は、ハンドヘルド及び可搬移動デバイスの一意の識別情報に関して、約5メートル~約20メートルの最大範囲を有するローカル無線ネットワークを監視し、前記ハンドヘルド及び可搬移動デバイスが前記家庭内に存在することを判断する、請求項1に記載の移動ロボット。
請求項13:
前記移動ロボットプロセッサ及び無線ネットワークアダプタは、ハンドヘルド及び可搬移動デバイスの一意のメディアアクセス制御アドレスに関して走査し、前記ハンドヘルド及び可搬移動デバイスが前記家庭内に存在することを判断する、請求項12に記載の移動ロボット。
請求項14:
前記移動ロボットプロセッサ及び無線ネットワーク回路は、プライベートインターネットプロトコルサブネット上のインターネットプロトコルアドレスに関して走査し、新たに走査されたインターネットプロトコルアドレスのメディアアクセス制御アドレスを、既知のハンドヘルド及び可搬移動デバイスに対応する少なくも1つの以前に記憶された一意のメディアアクセス制御アドレスと比較し、前記ハンドヘルド及び可搬移動デバイスが前記家庭に到着したことを判断する、請求項12に記載の移動ロボット。
請求項15:
前記移動ロボットプロセッサ及び無線ネットワーク回路は、ターゲットネットワークエンティティに関して、約5メートル~約20メートルの最大範囲を有するローカル無線ネットワークを監視し、新たなターゲットエンティティがプライベートインターネットプロトコルサブネット上に到着したことを判断すると、前記ターゲットネットワークエンティティをプライベートサブネットアドレス及び一意のメディアアクセス制御アドレスにおいてピングし、前記ネットワークエンティティが前記家庭に到着したことを検証する、請求項1に記載の移動ロボット。
請求項16:
位置特定センサを備える位置特定回路を更に備え、ターゲットネットワークエンティティがプライベートプロトコルサブネット上に到着したことを判断すると、前記移動ロボットプロセッサは、前記清掃状態が変化したロケーションと、清掃ミッションが終了したロケーションとを記録する、請求項1の移動ロボット。
請求項17:
前記移動ロボットは、前記清掃状態が変化した前記ロケーションに戻り、清掃ミッションの再始動を受けて、前記清掃ミッションを再開する、請求項16に記載の移動ロボット。
請求項18:
前記移動ロボットプロセッサ及び無線ネットワーク回路は、既知のネットワークエンティティの有りから無しへの変化に関して、前記家庭を出発したこととして、約5メートル~約20メートルの最大範囲を有するローカル無線ネットワークを監視し、前記ネットワークエンティティが出発したと判断すると、前記家庭内の清掃ミッションを開始する前に或る期間待機し、出発したことを検証する、請求項1に記載の移動ロボット。
請求項19:
前記清掃準備態勢は、前記移動ロボットのバッテリ充電状態を含む、請求項9に記載の移動ロボット。
請求項20:
移動ロボットであって、
メモリと、無線ネットワーク回路とに接続されるプロセッサであって、前記メモリに記憶されたルーチンと、該ルーチンによって生成され、前記無線ネットワーク回路を介して受信されるコマンドとを実行する、プロセッサと、
前記プロセッサによって、家庭内の複数のアクセス可能な2次元ロケーションに達するように命じることが可能な動輪と、
前記プロセッサによって読み取り可能な環境センサであって、前記プロセッサは、
前記動輪に前記ロボットを前記家庭で動き回らせるように命じる第1のルーチンと、
前記家庭内の複数の前記アクセス可能な2次元ロケーションにおいて環境センサ読み取り値を取得する、第2のルーチンと、
前記家庭全体にわたる前記センサ読み取り値に基づいて、専用環境センサを備えるネットワークエンティティに、前記専用環境センサの読み取り値単独で違ったふうに判断するのにも関らず、データを送信し、結果として、前記ネットワークエンティティ上のモータ付きアクチュエータが前記家庭内の機械作業を行うようにアクティブ化される第3のルーチンと、
を含む、複数のルーチンを実行する、環境センサと、
を含む、移動ロボット。
請求項21:
前記家庭内の前記複数のアクセス可能な2次元ロケーションで取得された前記センサ読み取り値は環境センサ読み取り値であり、前記環境センサは空気品質センサであり、前記ネットワークエンティティは空気清浄機である、請求項20に記載の移動ロボット。
請求項22:
前記家庭内の前記複数のアクセス可能な2次元ロケーションで取得された前記センサ読み取り値は環境センサ読み取り値であり、前記環境センサは湿度センサであり、前記ネットワークエンティティは加湿器である、請求項20に記載の移動ロボット。
請求項23:
前記家庭内の前記複数の2次元ロケーションで取得された前記センサ読み取り値は、前記家庭内のセンサ読み取り値の2次元マップを埋め、該2次元マップは、前記移動ロボットと前記ネットワークを介して通信するヒューマンマシンインタフェースデバイスに表示される、請求項20に記載の移動ロボット。
請求項24:
前記家庭内の前記複数の2次元ロケーションで取得された前記センサ読み取り値は、前記家庭内のセンサ読み取り値の3次元マップを埋め、該2次元マップは、前記移動ロボットと前記ネットワークを介して通信するヒューマンマシンインタフェースデバイスに表示される、請求項20に記載の移動ロボット。
請求項25:
移動ロボットであって、
メモリと、無線ネットワーク回路とに接続されるプロセッサであって、前記メモリに記憶されたルーチンと、該ルーチンによって生成され、前記無線ネットワーク回路を介して受信されるコマンドとを実行する、プロセッサと、
前記プロセッサによって、家庭内の複数のアクセス可能な2次元ロケーションに達するように命じることが可能な動輪と、
前記家庭内のオブジェクトからのセンサ読み取り値を観測する少なくとも1つの位置特定センサを備え、前記観測されたオブジェクトを基準にして前記移動ロボットの現在の姿勢を求める、位置特定回路であって、前記プロセッサは、
前記動輪に前記ロボットを前記家庭で動き回らせるように命じるナビゲーションルーチンと、
前記位置特定回路からの観測結果を蓄積し、前記移動ロボットのあり得るロケーションを示す2次元配列を記録する平面マッピングルーチンと、
時間計測された読み取り値を前記位置特定回路から蓄積し、前記移動ロボットが前記2次元配列内のあり得るロケーションの連続的な集合に対応する平面エリアを実質的にカバーするための、少なくとも1つの推定完了期間を求める、ミッション時間推測ルーチンと、
目標完了時間を前記少なくとも1つの推定完了期間と比較し、前記少なくとも1つの推定完了時間が経過するのに十分なだけ前記目標完了時間よりも前に平面エリアのカバーを開始するように前記動輪に命じ、それにより前記平面エリアが前記目標完了時間よりも前に実質的にカバーされるようにする、ミッション先行計画ルーチンと、
を含む、複数のルーチンを実行する、位置特定回路と、
を備える、移動ロボット。
請求項26:
前記ミッション先行計画ルーチンは、前記家庭の占有スケジュールに基づいて、ターゲット完了時間を識別することと、前記ロボットを自律的に発進することとを更に含む、請求項25に記載の移動ロボット。
請求項27:
前記占有スケジュールは、ユーザインタフェースディスプレイにおいて前記移動ロボットに直接入力される、請求項26に記載の移動ロボット。
請求項28:
前記占有スケジュールは、前記移動ロボットと無線通信するリモートヒューマンマシンインタフェースから前記ロボットに無線で送信される、請求項26に記載の移動ロボット。
請求項29:
前記占有スケジュールは、予め備わっているカレンダとの統合を通して、前記移動ロボットに無線で送信される、請求項26に記載の移動ロボット。
請求項30:
前記移動ロボットは、1つ又は複数の期間にわたって前記家庭の占有スケジュールを監視及び学習し、前記学習した占有スケジュールに基づいて前記目標完了時間を設定する、請求項25に記載の移動ロボット。
請求項31:
前記移動ロボットは、ある期間にわたって前記家庭の占有スケジュールを監視及び学習し、1つ又は複数の占有パターンを識別し、該1つ又は複数の学習した占有パターンに基づいて前記目標完了時間を設定する、請求項25に記載の移動ロボット。
請求項32:
移動ロボットであって、
メモリと、無線ネットワーク回路とに接続されるプロセッサであって、前記メモリに記憶されたルーチンと、該ルーチンによって生成され、前記無線ネットワーク回路を介して受信されるコマンドとを実行するプロセッサと、
前記プロセッサによって、家庭内の複数のアクセス可能な2次元ロケーションに達するように命じることが可能な動輪と、
前記プロセッサによって、環境品質の現在の読み取り値を取得するように読み取り可能な環境センサと、
前記家庭内のオブジェクトからのセンサ読み取り値を観測する少なくとも1つの位置特定センサを備え、前記観測されたオブジェクトを基準にして前記移動ロボットの現在の姿勢を求める、位置特定回路であって、前記プロセッサは、
前記動輪に前記ロボットを前記家庭で動き回らせるように命じるナビゲーションルーチンと、
前記位置特定回路からの観測結果を蓄積し、前記移動ロボットのあり得るロケーションを示す2次元配列を記録する平面マッピングルーチンと、
前記家庭内の複数の前記アクセス可能な2次元ロケーションにおける前記環境センサからの読み取り値の取得及び蓄積を行い、前記読み取り値と、前記移動ロボットのあり得るロケーションを示す前記2次元配列とに基づいて、前記メモリに3次元配列を記憶させる環境マッピングルーチンと、
前記3次元配列を複数の住宅環境制御ノードのロケーションに相関させるロケーション応答環境制御ルーチンであって、各住宅環境制御ノードは、専用環境センサと、モータ付きアクチュエータを、前記家庭内で機械作業を行うように作動させる制御チャネルとを備え、該ロケーション応答環境制御ルーチンは、前記3次元配列に示される環境マッピングロケーションに対する少なくとも1つの制御ノードのプロキシミティに基づいて、データを送信し、それにより前記少なくとも1つの環境制御ノードが、モータ付きアクチュエータに前記家庭内で機械作業を行うように命じる、ロケーション応答環境制御ルーチンと、
を含む、複数のルーチンを実行する、位置特定回路と、
を備える、移動ロボット。
Claims (19)
- メモリに接続されたプロセッサと、
前記プロセッサによって、生活構造物内の複数のアクセス可能なロケーションに達するように命令可能な駆動システムと
を備える移動ロボットであって、
前記プロセッサは、前記駆動システムに前記移動ロボットを前記生活構造物で動き回らせるように命令するナビゲーションルーチンと、前記生活構造物の占有スケジュールに基づいて目標完了時間を識別し、該生活構造物の該占有スケジュールに基づいて該移動ロボットを自律的に発進させるミッション先行計画ルーチンとを含む複数のルーチンを実行し、
前記移動ロボットは、1つ又は複数の期間にわたって前記生活構造物の前記占有スケジュールを学習し、該学習した占有スケジュールに基づいて前記目標完了時間を設定し、前記目標完了時間に基づいて前記移動ロボットを自律的に発進させる、
移動ロボット。 - 前記ミッション先行計画ルーチンは、前記生活構造物が占有されていないことを前記占有スケジュールが示す場合には、前記目標完了時間を識別することと、前記移動ロボットを自律的に発進させることとを含む、請求項1に記載の移動ロボット。
- 前記占有スケジュールは、前記移動ロボットと無線通信するリモートヒューマンマシンインタフェースから該移動ロボットに無線で送信される、請求項1に記載の移動ロボット。
- 前記占有スケジュールは、予め備わっているカレンダと統合されて、前記移動ロボットに無線で送信される、請求項1に記載の移動ロボット。
- 前記移動ロボットは移動清掃ロボットであり、
前記移動ロボットは、ビジョンに基づく同時位置特定マッピング(VSLAM)を使用して前記生活構造物の漸次改良型マップを構築し、
前記移動ロボットは、前記生活構造物の前記漸次改良型マップと、前記移動ロボットによってカバーされる前記漸次改良型マップ内のエリアとの比較を表したものをユーザデバイス上に表示すること、及び/又は、1つ以上の特定の物理的アイテムを前記漸次改良型マップ内に位置付けるとともに表すことを行うように構成される、請求項1に記載の移動ロボット。 - 前記移動ロボットは前記生活構造物内の選択されたゾーンをパトロールするように構成され、前記移動ロボットは、カメラを備え、該カメラからの画像をリモート端末に送信するように構成され、前記カメラが前記生活構造物における占有の判断に用いられる、請求項1に記載の移動ロボット。
- 前記移動ロボットは位置特定回路を備え、
前記複数のルーチンは、前記位置特定回路からの観測結果を蓄積し、前記移動ロボットのアクセス可能な2次元ロケーションを表す2次元配列を記録する平面マッピングルーチンと、時間計測された読み取り値を前記位置特定回路から蓄積し、前記移動ロボットが平面エリアをカバーするための少なくとも1つの推定完了期間を求める、ミッション時間推定ルーチンとを含み、
前記ミッション先行計画ルーチンは前記目標完了時間及び前記少なくとも1つの推定完了期間に基づき、
前記ミッション先行計画ルーチンは前記目標完了時間を前記少なくとも1つの推定完了期間と比較し、前記少なくとも1つの推定完了期間が経過するのに十分なだけ前記目標完了時間よりも前に前記平面エリアのカバーを開始するように前記駆動システムに命令し、それにより前記平面エリアが前記目標完了時間よりも前に実質的にカバーされるようにする、請求項1に記載の移動ロボット。 - 少なくとも1つのプロセッサによって以下の動作を実行する、非一時的コンピュータ可読記憶媒体に記憶された複数のルーチンを実行することを含む移動清掃ロボットを動作させる方法であって、
前記動作は、前記移動清掃ロボットの駆動システムに、前記移動清掃ロボットを、生活構造物内の複数のアクセス可能なロケーションに達するように前記生活構造物で動き回らせる命令を生成することと、前記生活構造物の占有スケジュールに基づいて目標完了時間を識別することと、前記目標完了時間に基づいて前記移動清掃ロボットを自律的に発進させる命令を生成することとを含む、方法であって、
前記動作は、
1つ又は複数の期間にわたって前記生活構造物の前記占有スケジュールを学習することと、
前記学習した占有スケジュールに基づいて前記目標完了時間を設定することを更に含む、方法。 - 前記動作は、前記生活構造物が占有されていないことを前記占有スケジュールが示す場合には、前記目標完了時間を識別することと、前記移動清掃ロボットを自律的に発進させる命令を生成することとを更に含む、請求項8に記載の方法。
- 前記動作は、ユーザインタフェースディスプレイにおける入力として前記占有スケジュールを受信することを更に含む、請求項8に記載の方法。
- 前記動作は、前記占有スケジュールをリモートヒューマンマシンインタフェースから無線で受信することを更に含む、請求項8に記載の方法。
- 前記動作は、前記占有スケジュールを予め備わっているカレンダと統合して、前記占有スケジュールを無線で受信することを更に含む、請求項8に記載の方法。
- 前記動作は、ビジョンに基づく同時位置特定マッピング(VSLAM)を使用して前記生活構造物の漸次改良型マップを構築することを更に含み、
前記動作は、前記生活構造物の前記漸次改良型マップと、前記移動清掃ロボットによってカバーされる前記漸次改良型マップ内のエリアとの比較を表したものを表示すること、及び/又は、1つ以上の特定の物理的アイテム及びそれらのそれぞれのロケーションを前記漸次改良型マップ内に表すこととを更に含む、請求項8に記載の方法。 - 前記動作は、前記移動清掃ロボットに、前記生活構造物内の選択されたゾーンをパトロールさせる命令を生成することを更に含む、請求項8に記載の方法。
- 前記移動清掃ロボットは、カメラを備え、前記動作は、前記カメラからの画像をリモート端末において受信することを更に含み、前記カメラが前記生活構造物における占有の判断に用いられる、請求項8に記載の方法。
- 前記動作は、
前記移動清掃ロボットの位置特定回路からの観測結果を蓄積し、該移動清掃ロボットのアクセス可能な2次元ロケーションを表す2次元配列を記録することと、
時間計測された読み取り値を前記位置特定回路から蓄積し、前記移動清掃ロボットが平面エリアをカバーするための少なくとも1つの推定完了期間を求めることと
を更に含み、
前記移動清掃ロボットを発進させる前記命令を前記生成することは、前記目標完了時間及び前記少なくとも1つの推定完了期間に基づき、
前記動作は、
前記目標完了時間を前記少なくとも1つの推定完了期間と比較することと、
前記駆動システムに、前記少なくとも1つの推定完了期間が経過するのに十分なだけ前記目標完了時間よりも前に前記平面エリアのカバーを開始させる命令を生成し、それにより前記平面エリアが前記目標完了時間よりも前に実質的にカバーされるようにすることと
を更に含む、請求項8に記載の方法。 - 複数のルーチンが記憶された非一時的メモリと、
前記非一時的メモリに接続され、前記複数のルーチンを実行するように構成された少なくとも1つのプロセッサと
を備えるシステムであって、
前記複数のルーチンは、移動ロボットが清掃動作を完了するのに要する目標完了時間を識別することを含むミッション先行計画ルーチンを含み、
前記識別することは、生活構造物の占有スケジュールに基づき、
前記移動ロボットは、目標完了時間と、駆動システムに前記移動ロボットを前記生活構造物内の複数のアクセス可能なロケーションに達するように前記生活構造物で動き回らせるように命令するナビゲーションルーチンとに基づいて自律的に発進され、
前記ミッション先行計画ルーチンは、前記生活構造物が占有されていないことを前記占有スケジュールが示す場合には、前記目標完了時間を識別することと、前記移動ロボットを自律的に発進させる命令を生成することとを含み、
前記移動ロボットは、1つ又は複数の期間にわたって前記生活構造物の前記占有スケジュールを学習し、該学習した占有スケジュールに基づいて前記目標完了時間を設定する、
システム。 - 前記占有スケジュールは、ユーザインタフェースディスプレイにおいて直接入力される、請求項17に記載のシステム。
- 前記複数のルーチンのうちの少なくとも1つは、1つ又は複数の期間にわたって前記生活構造物の前記占有スケジュールを監視及び学習する、請求項17に記載のシステム。
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