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
【課題】掃除ロボットを操作する人がロボットの掃除方法を簡単に教示できる、操作性の良い効率的な掃除ロボットの制御を実現できる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を提供する。
【解決手段】掃除を行う掃除機の制御装置であって、前記掃除機の掃除方法に関する情報が記録された掃除方法データベース１７と、前記掃除方法の補正種別を決定する補正動作種別決定部２３と、人１６の力を検出する力検出部５３と、掃除機の作業中に、人１６の力と補正種別に応じて、掃除方法を補正する掃除動作補正部２０とを備える。
【解決手段】掃除を行う掃除機の制御装置であって、前記掃除機の掃除方法に関する情報が記録された掃除方法データベース１７と、前記掃除方法の補正種別を決定する補正動作種別決定部２３と、人１６の力を検出する力検出部５３と、掃除機の作業中に、人１６の力と補正種別に応じて、掃除方法を補正する掃除動作補正部２０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば家庭内で掃除を行う掃除機の掃除動作を生成及び教示するための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に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、家庭用又はビルなどの業務用の自動掃除ロボットが製品化されている。家庭用自動掃除ロボットとして、自動掃除ロボットのセンサからの信号により、掃除領域を確認しつつ、自動で掃除を行う掃除ロボットが開示されている（特許文献１、特許文献２を参照）。さらに、業務用としては、ビル清掃用として、光学センサ又はビジョンカメラ等を用いて、自己位置を同定し、対象とする部屋又は床面を隈なく掃除するものがある（特許文献３、特許文献４を参照）。
【０００３】
さらに、特許文献５では、人が発見した汚れ部分に、無線通信機能を持つマーカを置き、掃除ロボットマーカを捜索することにより、マーカを設置した部分のみ、迅速に掃除する方法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献６では、リモコンを用いて掃除機を遠隔制御することにより、操作性の良い掃除機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３２３２１４号公報
【特許文献２】特開２００４−１４８０９０号公報
【特許文献３】特開平０８−１０６３２３号公報
【特許文献４】特開平０８−０６３２２９号公報
【特許文献５】特開２００７−８２６３９号公報
【特許文献６】特開平４−２９５３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４においては、ロボットが自走しながら、床面を一斉に隈なく掃除を行うものであり、人間の手を介さずに掃除ができるという特徴はあるものの、使用者が食べ物などをこぼした場合など突発的に掃除をして欲しい場合の対応ができていない。
【０００７】
さらに特許文献５では、マーカを使って突発的な汚れに対応しているが、家具又は部屋の隙間などの掃除、又は、床面の材質に合った掃除、汚れの多い部分又は少ない部分を識別して掃除するなど極め細やかな掃除を行うことができない。
【０００８】
また、特許文献６では、リモコン操作により掃除機の走行方向の制御は可能だが、吸引力の制御又は拭き掃除時の力のかけ具合などを直感的に操作することができない。
【０００９】
本発明の目的は、このような課題に鑑みてなされたものであり、作業者が簡単で短時間に極め細やかな掃除動作を掃除機に教示することが可能な掃除機の制御を実現できる、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を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
【００１１】
本発明の第１態様によれば、移動体と、前記移動体に取り付けられて掃除面に接触する掃除部と、前記移動体と前記掃除部とを駆動する駆動装置とを備える掃除機の前記駆動装置を駆動制御して掃除作業を行う掃除機の制御装置であって、
前記掃除機に作用する人の力を検出する力検出手段と、
前記掃除作業における前記掃除部の吸引力及び前記掃除部の掃除位置を含む掃除動作に関する情報と前記力検出手段で検出された前記掃除機に作用する前記人の力に関する情報とをそれぞれ取得する情報取得部と、
前記情報取得部でそれぞれ取得した前記掃除動作に関する情報と前記人の力に関する情報とから前記掃除動作を補正する補正動作の種別を決定する補正動作種別決定手段と、
予め定められた前記掃除機の前記掃除作業中に、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記駆動装置を駆動制御して前記掃除動作を補正する掃除動作補正手段とを備えるとともに、
前記掃除動作に関する情報は、前記掃除機が行う前記掃除作業に応じた、前記掃除部の前記掃除位置の情報と、前記掃除部から前記掃除面にかける力情報と、前記掃除部の吸引力の強さに関する情報と、前記掃除部の速度情報と、掃除を行わない領域に関する情報である掃除不可領域情報のうちの少なくとも１つの情報を有することを特徴とする掃除機の制御装置を提供する。
【００１２】
本発明の第１３態様によれば、前記移動体と、
前記移動体に取り付けられて掃除面に接触する掃除部と、
前記移動体と前記掃除部とを駆動する駆動装置と、
前記移動体と前記掃除部とを前記駆動装置で駆動制御する第１〜３，５〜１１のいずれか１つの態様に記載の掃除機の制御装置と、
を備える掃除機を提供する。
【００１３】
本発明の第１４態様によれば、移動体と、前記移動体に取り付けられて掃除面に接触する掃除部と、前記移動体と前記掃除部とを駆動する駆動装置とを備える掃除機の前記駆動装置を駆動制御して掃除作業を行う掃除機の制御方法であって、
前記掃除機に作用する人の力を力検出手段で検出し、
前記掃除作業における前記掃除部の吸引力及び前記掃除部の掃除位置を含む掃除動作に関する情報と前記力検出手段で検出しかつ情報取得部で取得した前記掃除機に作用する前記人の力に関する情報とを用いて、前記掃除動作を補正する補正動作の種別を補正動作種別決定手段で決定し、
予め定められた前記掃除機の前記掃除作業中に、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記駆動装置を駆動制御して前記掃除動作を掃除動作補正手段で補正することを特徴とする掃除機の制御方法を提供する。
【００１４】
本発明の第１５態様によれば、移動体と、前記移動体に取り付けられて掃除面に接触する掃除部と、前記移動体と前記掃除部とを駆動する駆動装置とを備える掃除機の前記駆動装置を駆動制御して掃除作業を行う掃除機の制御プログラムであって、
前記掃除作業における前記掃除部の吸引力及び前記掃除部の掃除位置を含む掃除動作に関する情報と力検出手段で検出しかつ情報取得部で取得した前記掃除機に作用する人の力に関する情報とを用いて、前記掃除動作を補正する補正動作の種別を補正動作種別決定手段で決定するステップと、
予め定められた前記掃除機の前記掃除作業中に、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記掃除機に作用する前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記駆動装置を駆動制御して前記掃除動作を掃除動作補正手段で補正する掃除動作補正ステップとをコンピュータに実行させための掃除機の制御プログラムを提供する。
【００１５】
本発明の第１６態様によれば、移動体と、前記移動体に取り付けられて掃除面に接触する掃除部と、前記移動体と前記掃除部とを駆動する駆動装置とを備える掃除機の前記駆動装置を駆動制御して掃除作業を行う掃除機の制御用集積電子回路であって、
前記掃除作業における前記掃除部の吸引力及び前記掃除部の掃除位置を含む掃除動作に関する情報と力検出手段で検出しかつ情報取得部で取得した前記掃除機に作用する人の力に関する情報とを用いて、前記掃除動作を補正する補正動作の種別を決定する補正動作種別決定手段と、
予め定められた前記掃除機の前記掃除作業中に、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記掃除機に作用する前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記駆動装置を駆動制御して前記掃除動作を補正する掃除動作補正手段とを備えることを特徴とする掃除機の制御用集積電子回路を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
以上述べたように、本発明の掃除機の制御装置、掃除機によれば、補正動作種別決定手段と、情報取得部と、力検出手段と、掃除動作補正手段とを有することにより、前記掃除部の吸引力及び前記掃除部の掃除位置を含む掃除動作に関する情報と前記力検出手段で検出された前記掃除機に作用する前記人の力に関する情報とを利用して、人の力に応じて、掃除動作を簡単に補正することができる掃除機の制御が可能となる。
【００１７】
また、本発明の掃除機の制御方法、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によれば、補正動作種別決定手段と、掃除動作補正手段とを有することにより、前記掃除部の吸引力及び前記掃除部の掃除位置を含む掃除動作に関する情報と前記力検出手段で検出された前記掃除機に作用する前記人の力に関する情報とを利用して、力検出手段で検出されかつ前記情報取得部で取得された人の力に応じて、掃除動作を簡単に補正することができる掃除機の制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】本発明の実施の形態における掃除ロボットの構成の概要を示す斜視図
【図１Ｂ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの構成の概要を示す底面図
【図１Ｃ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの構成の概要を示す平面図
【図２】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す斜視図
【図３】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの一例である掃除ロボットを構成する制御装置と制御対象であるロボット本体との詳細構成を示す図
【図４】前記実施の形態における前記掃除ロボットの制御装置中の掃除方法データベースの動作情報の一覧表を説明する図
【図５】前記掃除方法データベースのフラグに関する情報を説明する図
【図６】前記実施の形態における前記掃除ロボットの制御装置の補正パラメータのフラグに関する情報を説明する図
【図７】本発明の前記実施の形態における前記制御装置の制御部の構成を示すブロック図
【図８】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの掃除経路に関する図
【図９】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの制御装置の掃除方法種別決定部の閾値に関する一覧表を示す図
【図１０】前記実施の形態における前記掃除ロボットの制御装置の掃除不可領域データベース情報の一覧表を説明する図
【図１１】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの掃除経路に関する図
【図１２Ａ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す斜視図
【図１２Ｂ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す平面図
【図１２Ｃ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す平面図
【図１２Ｄ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す平面図
【図１３】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作盤を示す図
【図１４】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの制御装置の掃除方法種別決定部の動作ステップを示すフローチャート
【図１５Ａ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す斜視図
【図１５Ｂ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す斜視図
【図１５Ｃ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す斜視図
【図１６Ａ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの動作状態を示す斜視図
【図１６Ｂ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの動作状態を示す平面図
【図１６Ｃ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの動作状態を示す平面図
【図１７】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの制御装置の掃除方法種別決定部の動作ステップを示すフローチャート
【図１８Ａ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの制御装置の操作状態を示す斜視図
【図１８Ｂ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの制御装置の操作状態を示す斜視図
【図１９】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの制御装置において、人がかける力と吸引力の対応を変換表形式で示す図
【図２０Ａ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す平面図
【図２０Ｂ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を説明するときの吸引ノズルの拡大平面図であり、
【図２１】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの周辺装置の表示部を説明する図
【図２２】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの動作状態を示す斜視図
【図２３】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの動作状態を示す斜視図
【図２４】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの制御装置の掃除動作補正部と補正動作種別決定部と動作選択部と掃除方法記憶部と衝突検出部と掃除方法データベースと制御パラメータ管理部の動作ステップを示すフローチャート
【図２５】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの制御装置の制御部の動作ステップを示すフローチャート
【図２６】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す図
【図２７Ａ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す斜視図
【図２７Ｂ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す斜視図
【図２７Ｃ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す斜視図
【図２８Ａ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す斜視図
【図２８Ｂ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す斜視図
【図２８Ｃ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す斜視図
【図２９Ａ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す斜視図
【図２９Ｂ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す平面図
【図２９Ｃ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す平面図
【図２９Ｄ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す平面図
【図３０Ａ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの動作状態を示す斜視図
【図３０Ｂ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの動作状態を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
以下、図面を参照して本発明における実施形態を詳細に説明する前に、本発明の種々の態様について説明する。
【００２１】
本発明の第１態様によれば、移動体と、前記移動体に取り付けられて掃除面に接触する掃除部と、前記移動体と前記掃除部とを駆動する駆動装置とを備える掃除機の前記駆動装置を駆動制御して掃除作業を行う掃除機の制御装置であって、
前記掃除機に作用する人の力を検出する力検出手段と、
前記掃除作業における前記掃除部の吸引力及び前記掃除部の掃除位置を含む掃除動作に関する情報と前記力検出手段で検出された前記掃除機に作用する前記人の力に関する情報とをそれぞれ取得する情報取得部と、
前記情報取得部でそれぞれ取得した前記掃除動作に関する情報と前記人の力に関する情報とから前記掃除動作を補正する補正動作の種別を決定する補正動作種別決定手段と、
予め定められた前記掃除機の前記掃除作業中に、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記駆動装置を駆動制御して前記掃除動作を補正する掃除動作補正手段とを備えるとともに、
前記掃除動作に関する情報は、前記掃除機が行う前記掃除作業に応じた、前記掃除部の前記掃除位置の情報と、前記掃除部から前記掃除面にかける力情報と、前記掃除部の吸引力の強さに関する情報と、前記掃除部の速度情報と、掃除を行わない領域に関する情報である掃除不可領域情報のうちの少なくとも１つの情報を有することを特徴とする掃除機の制御装置を提供する。
【００２２】
このような構成により、前記掃除動作に関する情報と人の力に関する情報とに応じて、掃除機の掃除動作を補正することができる。また、このような構成により、前記掃除機が行う掃除作業に応じて、それぞれの時間での、位置情報と、前記掃除機がかける力情報と、吸引力の強さに関する情報と、速度情報と、掃除をしてほしくない領域に関する情報のうちの少なくとも１つの情報を補正することができる。
【００２３】
本発明の第２態様によれば、前記掃除動作に関する情報は、前記掃除機が行う前記掃除作業に応じた、前記掃除部から前記掃除面にかける力情報と、前記掃除部の吸引力の強さに関する情報とを少なくとも有し、
前記掃除動作補正手段は、前記掃除動作に関する情報に基づいて、予め設定された力を前記掃除機から前記掃除面に作用させて前記掃除動作を行なう力制御モードを前記掃除機が移動可能なｘｙｚ軸方向のそれぞれの軸別に設定して前記掃除動作を前記掃除機で行っている最中に、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力に応じて、補正動作前の前記掃除動作に関する情報のうちの前記設定された力の大きさ又は方向を補正することを特徴とする第１の態様に記載の掃除機の制御装置を提供する。
【００２４】
このような構成により、前記掃除動作に関する情報に基づいて、予め設定された力を前記掃除機から前記掃除面に作用させて前記掃除動作を行なう力制御モードを前記掃除機が移動可能なｘｙｚ軸方向のそれぞれの軸別に設定して前記掃除動作を前記掃除機で行っている最中に、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力に応じて、補正動作前の前記掃除動作に関する情報のうちの前記設定された力の大きさ又は方向を補正することができる。
【００２５】
本発明の第３態様によれば、前記掃除動作に関する情報は、前記掃除機が行う前記掃除作業に応じた、前記掃除部の前記掃除位置の情報と、前記掃除部の速度情報と、掃除を行わない領域に関する情報である掃除不可領域情報とを有し、
前記掃除動作補正手段は、前記掃除動作に関する情報に基づいて、前記掃除機の位置を制御する位置制御モードで動作している最中に、駆動停止している前記掃除機に対して前記人から前記掃除機に加わる力に応じて前記掃除機が作動するインピーダンス制御モードを前記掃除機が移動可能なｘｙｚ軸方向のそれぞれの軸別に設定して前記掃除作業を動作させている最中に、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力に応じて、前記インピーダンス制御での前記掃除動作に関する情報の前記掃除動作を補正するように前記駆動装置を駆動制御することを特徴とする第１の態様に記載の掃除機の制御装置を提供する。
【００２６】
このような構成により、前記掃除動作に関する情報に基づいて、前記掃除機の位置を制御する位置制御モードで動作している最中に、駆動停止している前記掃除機に対して前記人から前記掃除機に加わる力に応じて前記掃除機が作動するインピーダンス制御モードを前記掃除機が移動可能なｘｙｚ軸方向のそれぞれの軸別に設定して前記掃除作業を動作させている最中に、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力に応じて、前記インピーダンス制御での前記掃除動作に関する情報の前記掃除動作を補正することができる。
【００２７】
本発明の第４態様によれば、前記掃除機に加わる力を検出する衝突検出手段をさらに備え、
前記衝突検出手段で検出した前記力が閾値以上である場合に、前記掃除動作補正手段は、補正前の動作に戻すことを特徴とする第１〜３のいずれか１つの態様に記載の掃除機の制御装置を提供する。
【００２８】
本発明の第５態様によれば、前記補正動作種別決定手段は、前記掃除機の位置の前記掃除面に平行な方向の移動量を検出するとともに、
前記補正動作種別決定手段は、前記掃除面に垂直な方向の力成分が第１の閾値以下であり、かつ前記掃除面に平行な方向の力成分が第２の閾値以上である場合に、前記補正動作種別決定手段により検出された前記掃除機の前記位置の前記掃除面に平行な方向の移動量が第３閾値以上である場合に、前記補正動作の種別として、掃除面の位置の移動の種別であると決定し、
さらに、前記掃除動作補正手段は、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記掃除面に平行な方向に前記掃除機の前記位置を補正するように前記駆動装置を駆動制御することを特徴とする第１の態様に記載の掃除機の制御装置を提供する。
【００２９】
本発明の第６態様によれば、前記補正動作種別決定手段は、前記掃除機の位置の前記掃除面に平行な方向の移動量を検出するとともに、
前記補正動作種別決定手段は、前記掃除面に垂直な方向の力成分が第１の閾値以上であり、かつ前記掃除面に平行な方向の力成分が第２の閾値以上である場合に、前記補正動作種別決定手段により検出された前記掃除機の前記位置の前記掃除面に平行な方向の移動量が第３閾値以上である場合に、前記補正動作の種別として、掃除面の位置の移動の種別であると決定し、
さらに、前記掃除動作補正手段は、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記掃除面に平行な方向に前記掃除機の前記位置を補正するように前記駆動装置を駆動制御することを特徴とする第１の態様に記載の掃除機の制御装置を提供する。
【００３０】
本発明の第７態様によれば、前記補正動作種別決定手段は、前記掃除機の位置の前記掃除面に垂直な方向の移動量を検出するとともに、
前記補正動作種別決定手段は、前記掃除面に垂直な方向の力成分が第１の閾値以上であり、かつ、前記補正動作種別決定手段で検出された前記掃除機の前記位置の前記掃除面に垂直な方向の移動量が第４の閾値より大きい場合に、前記補正動作の種別として、掃除面垂直方向の位置の移動の種別であると決定し、
さらに、前記掃除動作補正手段は、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記掃除面に垂直な方向に前記掃除機の前記位置を補正するように前記駆動装置を駆動制御することを特徴とする第１の態様に記載の掃除機の制御装置を提供する。
【００３１】
本発明の第８態様によれば、前記補正動作種別決定手段は、前記掃除機の位置の前記掃除面に垂直な方向の移動量を検出するとともに、
前記補正動作種別決定手段は、前記掃除面に垂直な方向の力成分が第１の閾値以上であり、かつ、前記補正動作種別決定手段で検出された前記掃除機の前記位置の前記掃除面に垂直な方向の移動量が第４の閾値以下であり、かつ、前記掃除作業が拭き掃除である場合に、前記補正動作の種別として、力のかけ具合の補正の種別であると決定し、
さらに、前記掃除動作補正手段は、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記掃除面に垂直な方向への前記掃除機のかかる力を補正するように前記駆動装置を駆動制御することを特徴とする第１の態様に記載の掃除機の制御装置を提供する。
【００３２】
本発明の第９態様によれば、前記補正動作種別決定手段は、前記掃除機の位置の前記掃除面に垂直な方向の移動量を検出するとともに、
前記補正動作種別決定手段は、前記掃除面に垂直な方向の力成分が第１の閾値以上であり、かつ、前記補正動作種別決定手段で検出された前記掃除機の前記位置の前記掃除面に垂直な方向の移動量が第４の閾値以下であり、かつ、前記掃除作業が吸引掃除である場合に、前記補正動作の種別として、吸引力の補正の種別であると決定し、
さらに、前記掃除動作補正手段は、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記掃除面に垂直な方向への前記吸引力を補正するように前記駆動装置を駆動制御することを特徴とする第１の態様に記載の掃除機の制御装置を提供する。
【００３３】
本発明の第１０態様によれば、前記補正動作種別決定手段は、前記掃除機の位置の前記掃除面に平行な方向の移動量を検出するとともに、
前記補正動作種別決定手段は、前記掃除面に垂直な方向の力成分が第１閾値未満であり、かつ、前記掃除面に平行な方向の力成分が第２閾値以上である場合に、前記補正動作種別決定手段により検出された前記掃除機の前記位置の前記掃除面に平行な方向の移動量が第３閾値未満である場合に、前記補正動作の種別として、速度の補正の種別であると決定し、
さらに、前記掃除動作補正手段は、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記掃除面に平行な方向に前記掃除機の前記位置の速度を補正するように前記駆動装置を駆動制御することを特徴とする第１の態様に記載の掃除機の制御装置を提供する。
【００３４】
本発明の第１１態様によれば、前記補正動作種別決定手段は、前記掃除機の位置の前記掃除面に平行な方向の移動量を検出するとともに、
前記補正動作種別決定手段は、前記人の手により前記掃除機にかかる力が前記掃除面に平行であり、かつ、前記補正動作種別決定手段により検出されたある一定時間の前記掃除面に平行な方向の移動量が閾値以上の場合には、前記補正動作の種別として、掃除不可領域の設定の種別であると決定し、
さらに、前記掃除動作補正手段は、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記掃除機の前記位置を移動させることで、前記掃除不可領域を設定することを特徴とする第１の態様に記載の掃除機の制御装置を提供する。
【００３５】
このような構成により、前記掃除不可領域を簡単に設定することができて、掃除をして欲しくない領域については、掃除機による掃除動作を不要とすることができる。
【００３６】
本発明の第１２態様によれば、前記補正動作種別決定手段で決定した前記補正動作の種別に基づき、前記補正動作の種別に関する情報を表示する表示手段をさらに備えることを特徴とする第１〜１１のいずれか１つの態様に記載の掃除機の制御装置を提供する。
【００３７】
このような構成により、補正動作の種別に関する情報を表示することができる。
【００３８】
本発明の第１３態様によれば、前記移動体と、
前記移動体に取り付けられて掃除面に接触する掃除部と、
前記移動体と前記掃除部とを駆動する駆動装置と、
前記移動体と前記掃除部とを前記駆動装置で駆動制御する第１〜３，５〜１１のいずれか１つの態様に記載の掃除機の制御装置と、
を備える掃除機を提供する。
【００３９】
本発明の第１４態様によれば、移動体と、前記移動体に取り付けられて掃除面に接触する掃除部と、前記移動体と前記掃除部とを駆動する駆動装置とを備える掃除機の前記駆動装置を駆動制御して掃除作業を行う掃除機の制御方法であって、
前記掃除機に作用する人の力を力検出手段で検出し、
前記掃除作業における前記掃除部の吸引力及び前記掃除部の掃除位置を含む掃除動作に関する情報と前記力検出手段で検出しかつ情報取得部で取得した前記掃除機に作用する前記人の力に関する情報とを用いて、前記掃除動作を補正する補正動作の種別を補正動作種別決定手段で決定し、
予め定められた前記掃除機の前記掃除作業中に、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記駆動装置を駆動制御して前記掃除動作を掃除動作補正手段で補正することを特徴とする掃除機の制御方法を提供する。
【００４０】
このような構成により、掃除機の掃除動作に関する情報と掃除機に作用する前記人の力に関する情報とに基づき、前記掃除動作の補正種別を決定し、人の力を検出し、前記掃除機の作業中に、前記人の力と前記補正種別に応じて、前記掃除動作を提供することができる。
【００４１】
本発明の第１６態様によれば、移動体と、前記移動体に取り付けられて掃除面に接触する掃除部と、前記移動体と前記掃除部とを駆動する駆動装置とを備える掃除機の前記駆動装置を駆動制御して掃除作業を行う掃除機の制御プログラムであって、
前記掃除作業における前記掃除部の吸引力及び前記掃除部の掃除位置を含む掃除動作に関する情報と力検出手段で検出しかつ情報取得部で取得した前記掃除機に作用する人の力に関する情報とを用いて、前記掃除動作を補正する補正動作の種別を補正動作種別決定手段で決定するステップと、
予め定められた前記掃除機の前記掃除作業中に、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記掃除機に作用する前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記駆動装置を駆動制御して前記掃除動作を掃除動作補正手段で補正する掃除動作補正ステップとをコンピュータに実行させための掃除機の制御プログラムを提供する。
【００４２】
このような構成により、掃除動作に関する情報と力検出手段で検出しかつ情報取得部で取得した前記掃除機に作用する人の力に関する情報とを用いて、前記掃除動作を補正する補正動作の種別を補正動作種別決定手段で決定するステップと、前記人の力と前記補正動作の種別とに応じて、前記駆動装置を駆動制御して前記掃除動作を掃除動作補正手段で補正する掃除動作補正ステップとを有するプログラムを提供することができる。
【００４３】
本発明の第１７態様によれば、移動体と、前記移動体に取り付けられて掃除面に接触する掃除部と、前記移動体と前記掃除部とを駆動する駆動装置とを備える掃除機の前記駆動装置を駆動制御して掃除作業を行う掃除機の制御用集積電子回路であって、
前記掃除作業における前記掃除部の吸引力及び前記掃除部の掃除位置を含む掃除動作に関する情報と力検出手段で検出しかつ情報取得部で取得した前記掃除機に作用する人の力に関する情報とを用いて、前記掃除動作を補正する補正動作の種別を決定する補正動作種別決定手段と、
予め定められた前記掃除機の前記掃除作業中に、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記掃除機に作用する前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記駆動装置を駆動制御して前記掃除動作を補正する掃除動作補正手段とを備えることを特徴とする掃除機の制御用集積電子回路を提供する。
【００４４】
このような構成により、掃除を行う掃除機を制御する集積電子回路であって、前記掃除機の掃除動作に関する情報が記録された掃除動作の情報と力検出手段で検出しかつ情報取得部で取得した前記掃除機に作用する人の力に関する情報とに基づき、前記掃除動作の補正種別を決定する補正動作種別決定手段と、前記掃除機の作業中に、人の力を検出する力検出手段で検出しかつ情報取得部で取得した前記人の力と前記補正種別とに応じて、前記掃除動作を補正する掃除動作補正手段とを有することを特徴とする掃除機の制御用集積電子回路を提供することができる。
【００４５】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００４６】
まず、本発明の前記実施形態における掃除機の一例としての掃除ロボット１の構成について説明する。
【００４７】
図１Ａ（図１Ｂは図１Ａの掃除ロボット１を底面から見た図、図１Ｃは図１Ａの掃除ロボット１を上方から見た図）は、本発明の前記実施形態における掃除ロボット１の概要を示す図である。図１Ａにおいて、掃除ロボット１は、床面１０上に置かれており、ロボット本体５と、ロボット本体５内に内蔵されかつロボット本体５を駆動制御する制御装置とで構成されている。ロボット本体５は、移動体の一例としての胴体部１９と、胴体部１９の底面に取り付けられて掃除面に接触する掃除部８，１８と、胴体部１９と掃除部８，１８とを駆動する駆動装置６５，６７，６９とを備えて構成され、駆動装置６５，６７，６９を前記制御装置で駆動制御して、掃除したい場所、例えば家庭内などで掃除作業を行うものである。
【００４８】
胴体部１９には、吸引ポンプ１３と、掃除部８（の一例としての吸引ノズル）を駆動する駆動装置の一例としての吸引ポンプ１３のモータ６７と、吸引した塵を溜める塵袋３と、胴体部１９の底面でかつ掃除部８の周囲に胴体部１９の中心に対して大略均等角度間隔で配置され胴体部１９を移動させるための３つの車輪６と、３つの車輪６を正逆回転駆動する車輪用駆動装置の一例としての３つのモータ６５と、ボタンなどが配置された操作盤２６Ａなどのデータ入力ＩＦ２６と、表示手段の一例としての表示部１４とを備えるように構成されている。８はロボット本体５の底面の取付部に着脱可能に取り付けられた掃除部の一例としての吸引ノズル、１１は吸引ノズル８内に回転可能に収納されて吸引ノズル８内の回転ブラシ用モータ６９により回転駆動されて床面１０の塵をかき上げる回転ブラシ、１８はロボット本体１に吸引ノズル８に代えて取付部に着脱可能に取り付け可能な掃除部の別の例としての、床面１０の汚れをふき取るモップである。吸引ノズル８と吸引ポンプ１３と塵袋３とはロボット本体５の内側に内蔵された図示しない吸引ホースで連結されている。吸引ノズル８内の回転ブラシ用モータ６９は、掃除部８の一例としての吸引ノズル８を駆動する駆動装置の一例として機能する。３０は胴体部１９の上部（例えば、上面の中央部）に配置されて掃除作業者の手１６で把持可能な把手である。図１Ｃに示すように、把手３０は、その長手方向が吸引ノズル８（又はモップ１８）の長手方向と平行となるように配置されて、吸引ノズル８（又はモップ１８）の長手方向が、胴体部１９の上方からでも、掃除作業者に直感的に理解できるようにしている。掃除ロボット１は、床面１０の塵などを吸引ノズル８で吸引する掃除作業、床面若しくは壁若しくは机、若しくは、車の外面などの汚れをモップ１８でふき取る作業、又は、鏡若しくは靴など力を入れてモップ１８で磨く作業を行う掃除ロボットである。
【００４９】
掃除ロボット１の操作手順の概要を説明する。
【００５０】
まず、図２において、人の手１６が掃除ロボット１のロボット本体５の上部に配置されているデータ入力ＩＦ２６（例えば図１３の操作盤２６Ａの電源ボタン２６ａの「ＯＮ」を押すなど）により電源を入れる。
【００５１】
次に、塵などを吸引する場合は、ロボット本体５の胴体部１９の底面の取付部に吸引ノズル８を人の手１６で取り付けるとともに、拭き掃除又は磨く作業行う場合は、ロボット本体５の胴体部１９の底面の取付部にモップ１８を人の手１６で取り付ける。人の手１６で吸引ノズル８又はモップ１８を胴体部１９の底面の取付部に取り付ける際には、ボタンなどのデータ入力ＩＦ２６からのデータ入力（例えば図１３の操作盤２６Ａの、係止部を開閉（係止解除及び係止）させるための開閉ボタン２６ｂの「開」を押すなど）により、胴体部１９の底面の取付部の係止部の係止解除の指示を、掃除ロボット１の後述する制御部２２へ指令を出し、係止部の係止解除を行なう。その後、吸引ノズル８若しくはモップ１８を取付部に取り付け、データ入力ＩＦ２６からのデータ入力（例えば図１３の操作盤２６Ａの、係止部での係止を行わせるための開閉ボタン２６ｂの「閉」を押すなど）により、取付部の係止部で吸引ノズル８若しくはモップ１８に対する係止を行なう指示を制御部２２へ指令を出して、係止部で係止を行なうことにより、取付部に吸引ノズル８若しくはモップ１８を着脱可能に取り付けてかつ脱落防止のために係止部で係止する。
【００５２】
次に、ロボット本体５の上部に配置されているデータ入力ＩＦ２６（例えば図１３の操作盤２６Ａの掃除スイッチ２６ｃのスタートボタンなど）を人の手１６で押すことにより、ロボット本体５が作動し、後述する動作選択部２９で最適な掃除動作（例えば吸引若しくは拭き掃除動作）を選択して、その選択された掃除動作に基づく掃除作業（例えば、吸引若しくは拭き掃除作業）を開始させる。
【００５３】
拭き掃除動作の際には、図１６Ａ、図１６Ｂ（図１６Ａを上方から見た図）に示すように、３個の車輪６のそれぞれの駆動により、ロボット本体５の胴体部１９が床面１０の掃除面（ｘｙ平面）を例えば螺旋を描くような軌跡で自走しながらモップ１８が前記螺旋を描くような軌跡で拭き掃除動作を行う。また、吸引の掃除動作の際には、図１６Ｃに示すように、３個の車輪６のそれぞれの駆動によりロボット本体５の胴体部１９が床面１０の掃除面を左右方向沿いに自走しながら、自走方向と同じ左右方向で吸引掃除を行う。
【００５４】
なお、データ入力ＩＦ２６は、ロボット本体５の上面に固定したが、遠隔操作が可能なリモコンでも良い。
【００５５】
次に、人（掃除作業者）は掃除面の汚れ具合を確認し、ロボット本体５の把手３０を人の手１６で直接把持して、掃除動作を補正したい方向（例えば、汚れ具合のひどい領域に向けて、ロボット本体５の吸引ノズル８又はモップ１８を移動させるように移動方向を変えたい方向）に力をかけることで、例えば、図１２Ａのように、ロボット本体５の動作を補正する。すなわち、図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように、胴体部１９の前後方向沿いに胴体部１９を例えばジグザグ方向に実線で示すように移動させて吸引ノズル８又はモップ１８で掃除動作を行なっているとする。このとき、図１２Ｃに示すように、例えば点線のジグザグ方向で示すように胴体部１９を左方向にずれた位置でジグザグ方向に移動させるように、ロボット本体５の把手３０に人の手１６により、矢印で示すように力をかけて、ロボット本体５の吸引ノズル８又はモップ１８を左方向に移動させる。このようにすることで、図１２Ｄに示すように、吸引ノズル８又はモップ１８が、図１２Ｃでの胴体部１９の前後方向沿いの中心軸沿いの位置に対して、左側の領域において、吸引ノズル８又はモップ１８による掃除動作を例えばジグザグ方向に実線で示すように行なうことができる。
【００５６】
図３は、掃除ロボット１を構成する制御装置の構成要素を詳細に示す図であり、制御装置本体部４５と、動作を生成する動作生成装置１２と、制御対象であるロボット本体５と、制御対象である胴体部１９と、周辺装置４７との詳細構成を示す図である。掃除ロボット１の制御装置は、制御装置本体部４５と、動作生成装置１２と、周辺装置４７とで大略構成されている。
【００５７】
制御装置本体部４５及び動作生成装置１２及び周辺装置４７は、それぞれ、一般的なパーソナルコンピュータにより構成される。
【００５８】
制御装置本体部４５は、動作生成装置１２の掃除動作補正手段の一例としての掃除動作補正部２０と補正動作種別決定手段の一例としての補正動作種別決定部２３と周辺装置４７のデータ入力ＩＦ２６とにそれぞれ接続された制御パラメータ管理手段の一例としての制御パラメータ管理部２１と、制御パラメータ管理部２１と周辺装置４７の入出力ＩＦ２４とに接続されたインピーダンス制御手段の一例としての制御部２２と、掃除動作補正部２０に接続された衝突検出手段の一例としての衝突検出部３１を備えるように構成される。
【００５９】
動作生成装置１２は、掃除方法データベース１７と、掃除不可領域データベース２８と、補正種別決定方法設定部２７と、掃除動作補正部２０と、補正動作種別決定部２３と、掃除方法記憶部１５と、動作選択部２９と、情報取得部１００とを備えるように構成される。掃除方法記憶部１５は、掃除方法データベース１７と掃除不可領域データベース２８と掃除動作補正部２０とに接続されている。掃除方法データベース１７と掃除不可領域データベース２８とは、それぞれ、掃除方法記憶部１５と掃除動作補正部２０と動作選択部２９とに接続されている。掃除動作補正部２０は、掃除方法データベース１７と掃除不可領域データベース２８と掃除方法記憶部１５と制御装置本体部４５の制御パラメータ管理部２１と補正動作種別決定部２３と周辺装置４７のデータ入力ＩＦ２６とが接続されている。補正動作種別決定部２３は、掃除動作補正部２０と補正種別決定方法設定部２７と周辺装置４７のデータ入力ＩＦ２６と制御装置本体部４５の制御パラメータ管理部２１と表示部１４とに接続されている。動作選択部２９は、掃除方法データベース１７と掃除不可領域データベース２８とデータ入力ＩＦ２６と接続されている。補正種別決定方法設定部２７は、データ入力ＩＦ２６と補正動作種別決定部２３と接続されている。
情報取得部１００は、補正動作種別決定部２３と、掃除方法データベース１７と掃除不可領域データベース２８と、制御部２２の力検出部５３と接続されている。よって、情報取得部１００は、掃除作業における掃除部８，１８の吸引力及び掃除部８，１８の掃除位置を含む掃除動作に関する情報と、力検出部５３で検出されたロボット本体５に作用する人の力に関する情報とをそれぞれ取得可能としている。情報取得部１００で取得した情報は、補正動作種別決定手段２３に入力され、情報取得部１００でそれぞれ取得した掃除動作に関する情報と人の力に関する情報とから、後述するように、掃除動作を補正する補正動作の種別を補正動作種別決定手段２３で決定することができる。
【００６０】
周辺装置４７は、補正動作種別決定部２３と掃除動作補正部２０と制御装置本体部４５の制御パラメータ管理部２１と表示部１４と動作選択部２９とに接続されたデータ入力ＩＦ２６と、それぞれの車輪６のモータ６５のそれぞれのエンコーダ６４と吸引ポンプ１３のエンコーダ６６と回転ブラシ１１のモータ６９のエンコーダ６８とからそれぞれの角度情報が入力されるとともに制御部２２とモータドライバ２５とに接続された入出力ＩＦ２４と、それぞれの車輪６のモータ６５と吸引ポンプ１３のモータ６７と回転ブラシ１１のモータ６９と入出力ＩＦ２４とにそれぞれ接続されたモータドライバ２５と、補正動作種別決定部２３に接続された表示部１４とを備えるように構成される。
【００６１】
入出力ＩＦ２４は、パーソナルコンピュータのＰＣＩバスなどの拡張スロットに接続された、例えばＤ／Ａボードと、Ａ／Ｄボードと、カウンタボードとなどを備えるように構成されている。
【００６２】
ロボット本体５の胴体部１９の動作を制御する動作生成装置１２と、制御装置本体部４５と、周辺装置４７とが、それぞれの動作を実行することにより、ロボット本体５の胴体部１９の各車輪６のモータ６５のエンコーダ６４より出力される各車輪６の位置情報（回転角度情報）が入出力ＩＦ２４を通じて制御装置本体部４５に取り込まれ、制御装置本体部４５は、取り込まれた各角度情報に基づき、胴体部１９の各車輪６のモータ６５の制御指令値を算出する。また、吸引ポンプ１３のモータ６７のエンコーダ６６より出力される吸引力が入出力ＩＦ２４を通じて制御装置本体部４５に取り込まれ、制御装置本体部４５は、取り込まれた吸引力に基づき、吸引ポンプ１３のモータ６７の制御指令値を算出する。さらに、回転ブラシ１１のモータ６９のエンコーダ６８より出力される回転力が入出力ＩＦ２４を通じて制御装置本体部４５に取り込まれ、制御装置本体部４５は、取り込まれた回転力に基づき、回転ブラシ１１のモータ６９の制御指令値を算出する。
【００６３】
算出された３個の車輪６のそれぞれの制御指令値は、制御部２２から入出力ＩＦ２４を通じてモータドライバ２５に与えられ、モータドライバ２５から送られた各制御指令値に従って、各車輪６のモータ６５がそれぞれ独立して駆動される。
【００６４】
また、算出された吸引ポンプ１３のモータ６７の制御指令値は、入出力ＩＦ２４を通じてモータドライバ２５に与えられ、モータドライバ２５から送られた制御指令値に従って、吸引ポンプ１３のモータ６７が駆動される。
【００６５】
また、算出された回転ブラシ１１のモータ６９の制御指令値は、入出力ＩＦ２４を通じてモータドライバ２５に与えられ、モータドライバ２５から送られた制御指令値に従って、回転ブラシ１１のモータ６９が駆動される。
【００６６】
４６は胴体座標系であり、あらかじめ記憶されている作業経路（例えば図８に示す掃除領域（掃除面）ＲＡ内の掃除ロボット１の作業経路）の開始点Ｏｓからの胴体部１９の相対的な位置関係を示す。４１は掃除部８，１８の胴体座標系４６対する相対的な位置関係が固定された座標系である。
【００６７】
作業経路の開始点Ｏｓから見た胴体座標系４６の原点位置Ｏｄ（ｘ、ｙ）を胴体位置とする。さらに、胴体座標系４６から見た掃除部８，１８の座標系４１の原点位置Ｏｅ（ｘ、ｙ、ｚ）をロボット本体５の掃除位置（掃除部８，１８の位置）(言い換えれば、掃除部８，１８の掃除位置)とし、掃除部８，１８の掃除位置ベクトルをベクトルｒ＝［ｘ、ｙ、ｚ］Ｔと定義する。
【００６８】
掃除部８，１８の掃除位置を制御する場合には、掃除位置ベクトルｒを、後述する目標軌道生成部５５で生成された掃除位置の目標ベクトルｒｄに追従させることになる。
【００６９】
２６はデータ入力ＩＦ（インターフェース）であり、人（掃除作業者）がボタン又はキーボード又はマウス又はマイクなどの入力装置を使用して、掃除作業の開始、又は、終了などの指令を掃除ロボット１に入力するインターフェースである。
【００７０】
表示部１４は、例えば胴体部１９の上面に設置されたディスプレイ装置であり、後述する掃除動作又は補正するパラメータの種別などを表示部１４に表示する。
【００７１】
掃除方法データベース１７は、ロボット本体５の胴体部１９の、ある時間における位置など掃除時の動作に関する情報（掃除動作に関する情報）を記憶して保持している。ここで、掃除動作に関する情報とは、前記掃除ロボット１が行う前記掃除作業に応じた、前記掃除部８，１８の前記掃除位置の情報と、前記掃除部８，１８から掃除面にかける力情報と、前記掃除部８，１８の掃除の方向に関する情報と、前記掃除部８，１８の吸引力の強さに関する情報と、前記掃除部８，１８の速度情報と、掃除を行わない領域ＲＢ（図１１に図示）に関する情報である掃除不可領域情報のうちの少なくとも１つの情報を含むものである。
【００７２】
掃除方法データベース１７の詳細について説明する。
【００７３】
掃除方法データベース１７は、例えば、図４に示した掃除ロボット１の動作に関する情報で、掃除作業を識別する作業ＩＤ番号と、その作業内の個々の動作を識別する動作ＩＤ番号と、その動作における胴体部１９の位置に関する情報と、掃除部８，１８の掃除位置に関する情報(掃除部８，１８の前記掃除位置の情報)と、ロボット本体５が掃除面にかける力に関する情報と、吸引力の強さに関する情報と、掃除部８，１８の掃除位置と力と吸引力とのパラメータのうちのいずれの情報が有効か否かを示すフラグ（有効性を示すフラグ）に関する情報と、各動作が作用する時間に関する情報と、後述する掃除動作補正部２０で掃除方法データベース１７の動作情報を補正する際の補正すべきパラメータの種別に関する情報と、現在動作中かどうか、を示す進捗情報とを保持するように構成される。
【００７４】
掃除方法データベース１７の掃除作業を識別する作業ＩＤ番号は、複数種類の掃除作業がある場合に、互いに識別するために、それぞれの掃除作業に対して付された作業ＩＤ番号を表す情報である。
【００７５】
掃除方法データベース１７の掃除作業内の個々の動作を識別する動作ＩＤ番号は、１つの掃除作業が複数の掃除動作で構成されている場合に、１つの掃除作業内の個々の掃除動作を互いに識別するために、それぞれの掃除動作に対して付された動作ＩＤ番号を表す情報である。
【００７６】
掃除方法データベース１７の胴体部１９の位置に関する情報は、床面１０をＸＹ平面とするときの前述した胴体部１９の胴体位置の情報を表し、すなわち、作業経路の開始点Ｏｓから見た胴体座標系４６の原点位置Ｏｄ（ｘ、ｙ）とし、例えば図８に示す掃除ロボット１の作業経路を表すことができる。具体的には、図８のように、掃除ロボット１が掃除面をジグザグに走行して掃除動作を行なう場合の作業経路においては、胴体部１９の第１移動方向変更点（ｘ１、ｙ１）、第２移動方向変更点（ｘ２、ｙ２）、第３移動方向変更点（ｘ３、ｙ３）、第４移動方向変更点（ｘ４、ｙ４）などを記憶する。
【００７７】
掃除方法データベース１７の胴体部１９の位置に関する情報は、掃除方法データベース１７内に、予め設定しておくか、若しくは、掃除ロボット１に画像認識装置の一例としてカメラ（図示せず）を搭載して、カメラで撮像した画像を画像認識処理部で画像認識処理して、画像認識により障害物を検知するか、又は、掃除ロボット１に超音波センサなどの障害物感知センサ（図示せず）を搭載し、障害物感知センサで障害物を検知し、検知された障害物を避けるように掃除ロボット１の走行方向の経路（例えば図８の経路）を掃除方法記憶部２７で生成して、時間と共に、掃除方法記憶部２７に記憶する。
【００７８】
掃除方法データベース１７の掃除部８，１８の掃除位置に関する情報は、原点位置Ｏｄ（ｘ、ｙ）からの相対位置座標として、原点位置Ｏｅから（ｘ、ｙ、ｚ）と表す。
【００７９】
掃除方法データベース１７に記憶されているロボット本体５がかける力に関する情報は、ロボット本体５が作業をする際に対象となる物体にかける力の情報を示し、ロボット本体５のｘ、ｙ、ｚ方向にかける力をそれぞれｆｘ、ｆｙ、ｆｚとする。掃除方法データベース１７では、（ｆｘ、ｆｙ、ｆｚ）と表す。例えばｆｚ＝５[Ｎ]である場合は、ｚ軸方向に５Ｎの力をかけて作業することを表し、床面１０を拭き掃除する際に、床面１０の垂直方向に力をかけて擦る場合などに使用するパラメータである。
【００８０】
掃除方法データベース１７の吸引力に関する情報は、ロボット本体５の掃除部８で吸引作業をする際の吸引する力を示す。ロボット本体５の掃除部８でのｘ、ｙ、ｚ方向の吸引力をそれぞれｐｘ、ｐｙ、ｐｚとする。掃除方法データベース１７では、（ｐｘ、ｐｙ、ｐｚ）と表す。例えばｐの値が大きくなるにつれて吸引力が大きくなり、例えば、絨毯などの場合は吸引力が大きく設定（例えば「５」の値に設定）され、畳又は床などの場合は吸引力が小さく設定（例えば「２」の値に設定）される。
【００８１】
掃除方法データベース１７の、掃除部８，１８の掃除位置と力と吸引力とのパラメータのうちのいずれの情報が有効か否かを示すフラグ（有効性を示すフラグ）に関する情報、すなわち、図４の掃除方法データベース１７のフラグの情報は、各動作ＩＤが示す掃除部８，１８の掃除位置と力と吸引力とのうちのいずれの情報が有効かを示す値であり、具体的には、図５で示した３２ビットの数値で表す。図５において、それぞれのビットで位置、力、吸引力のそれぞれの値が有効の場合は「１」とし、無効の場合は「０」とする。例えば、０ビット目は位置のｘ座標の値が有効の場合は「１」とし、無効の場合は「０」とする。１ビット目は位置のｙ座標の値が有効の場合は「１」とし、無効の場合は「０」とする。２ビット目は位置のｚ座標の値が有効の場合は「１」とし、無効の場合は「０」とし３ビット目〜５ビット目は力のそれぞれの成分ｆｘ、ｆｙ、ｆｚが有効か無効かを表す。６〜８ビット目は吸引力のそれぞれの成分ｐｘ、ｐｙ、ｐｚが有効か無効かを示す。また、フラグは将来の拡張用に多め（３２ビット）に用意しているため、この例では、９ビット目から３１ビット目は使用しないので、「０」を入れておくが、９ビット目のみ、格納できる変数としても良い。図５では、０ビット目から１ビット目が「１」となり、５ビット目が「１」となっているので、動作情報のうち、位置のｘ、ｙ情報と力のｆｚ情報のみが有効であることを示し、動作情報のうち、位置のｚ、及び、力のｆｚ以外の値、及び、吸引力のそれぞれに、どういう値が記憶されていても無効であるとする。
【００８２】
掃除方法データベース１７の各動作が作用する時間に関する情報、すなわち、図４の掃除方法データベース１７の時間は、各動作を掃除ロボット１が実行するために必要な時間であり、この動作ＩＤに記憶された動作を、ここで記憶された時間をかけて掃除ロボット１が動作することを表す。この時間は、絶対時刻ではなく、前の動作からの相対時間を表す。すなわち、動作ＩＤが示す胴体部１９の位置及び掃除部８，１８の掃除位置に、胴体部１９及び掃除部８，１８がそれぞれ移動するまでの時間を表す。
【００８３】
掃除方法データベース１７の、掃除動作補正部２０で掃除方法データベース１７の動作情報を補正する際の補正すべきパラメータの種別に関する情報、すなわち、図４の補正パラメータフラグは、後述する補正動作種別決定部２３で決定した種別に応じて、どのパラメータを補正するかを表す情報である。具体的には、図６に示した３２ビットの数値で表す。図６において、それぞれのビットで位置、力、吸引力のそれぞれの値の補正が可能な場合は「１」とし、補正が不可能な場合は「０」とする。例えば、０ビット目は位置のｘ座標の値の補正が可能な場合は「１」とし、不可能な場合は「０」とする。１ビット目は位置のｙ座標の値の補正が可能な場合は「１」とし、不可能な場合は「０」とする。２ビット目は位置のｚ座標の値の補正が可能な場合は「１」とし、不可能な場合は「０」とする。同様に、３ビット目〜５ビット目は力の補正可能性を表し、６ビット目〜８ビット目は吸引力のそれぞれの成分が補正可能性を表す。また、フラグは将来の拡張用に多め（３２ビット）に用意しているため、この例では、９ビット目から３１ビット目は使用しないので、「０」を入れておくが、９ビット目のみ、格納できる変数としても良い。
【００８４】
掃除方法データベース１７の、現在動作中かどうか、を示す進捗情報は、掃除ロボット１の現在動作中の動作であるかどうか、を示す情報で、動作中の場合は「１」を記録するとともに、動作中でない場合は「０」を記録する。具体的には、人（掃除作業者）は、データ入力ＩＦ２６を介して作業したい掃除作業を選択して、選択された情報がデータ入力ＩＦ２６から動作選択部２９に入力される。選択した作業のうちの一番目の掃除動作が掃除ロボット１で開始されると、動作選択部２９により、その作業を構成する複数の動作のうち、現在動作中の動作について「１」を掃除方法データベース１７に記憶するとともに、動作していない動作について「０」を掃除方法データベース１７に記憶する。なお、動作中か否かの情報は、制御部２２から指令した動作が終了したことの通知を、掃除動作補正部２０を介して掃除方法記憶部１５に入力し、掃除方法記憶部１５にて掃除方法データベース１７に記憶する。
【００８５】
図３の動作選択部２９は、掃除方法データベース１７の作業一覧（例えば、図１３の掃除スイッチ２６ｃの中央に表示された「拭く」及び「吸引」というような作業表示）から最適な掃除作業を人がデータ入力ＩＦ２６を介して選択するとき、選択された作業のうち、現在、動作している動作ＩＤの進捗情報に「１」を設定して掃除方法データベース１７に記憶し、その他の動作については「０」を設定して掃除方法データベース１７に記憶する。
【００８６】
掃除不可領域データベース２８は、掃除ロボット１で掃除をしない領域に関する情報を記憶しており、具体的な情報については、図１０に示す。図１０において、掃除不可領域の位置（ｘ、ｙ）は、人（掃除作業者）が、掃除ロボット１により掃除をしてほしくない領域を表す。例えば、図１１の掃除可能面Ｒのうち、斜線の領域を掃除不可領域ＲＢとした場合は、その領域ＲＢを表すのに必要な座標（この例では、矩形領域の４個の角の座標（ｘｃ１，ｙｃ１）、（ｘｃ２，ｙｃ２）、（ｘｃ３，ｙｃ３）、（ｘｃ４，ｙｃ４）を記憶する。なお、それぞれの座標は、掃除を行う掃除領域ＲＡの作業経路のうち、掃除を開始する座標Ｏｓからの相対座標で表す。これらの掃除不可領域ＲＢを表す座標は、後述する掃除動作補正部２０で生成され、掃除不可領域データベース２８に記憶される。
【００８７】
補正動作種別決定部２３は、後述する掃除動作補正部２０にて、人がその手１６によりロボット本体５（把手３０）に力をかけることにより掃除動作の補正を行うことが可能な補正の種別を決定する。例えば、図１２Ｃのように、人がその手１６によりロボット本体５に横方向から力をかけると、ロボット本体５の掃除面に対する平行な方向（例えば、掃除面が水平方向沿いの場合には水平方向を意味する。以下の説明では、説明を簡単にするため、単に「水平方向」と称する。）の位置を移動することで、掃除領域ＲＡを平行移動させることができる。この場合の補正動作の種別は、「掃除面の位置の移動」である。図２７Ａに示すように掃除ロボット１で床面１０を拭き掃除中に、図２７Ｂに示すように、人がその手１６により掃除ロボット１の把手３０の上方からロボット本体５に下向きの力をかけると、後述する掃除動作補正部２０によって、図２７Ｃのように掃除時の力のかけ具合を強めに設定することができる。この場合の補正動作の種別は、「力のかけ具合」である。このように、補正動作種別決定部２３は、人の手によるロボット本体５への力のかけ具合と掃除部８，１８の掃除位置などから、掃除動作の補正の種別を決定することができる。なお、詳細については後述する。
【００８８】
掃除動作補正部２０は、掃除方法データベース１７に記憶された位置と時間との情報に基づいて掃除ロボット１が掃除動作中に、人が手１６により把手３０に力をかけることにより、掃除方法データベース１７の掃除動作情報を補正する機能を持っている。詳細については、後述する。
【００８９】
掃除方法記憶部１５は、掃除動作補正部２０により補正した動作情報を掃除方法データベース１７若しくは掃除不可領域データベース２８に記憶する。
【００９０】
次に、衝突検出部３１の詳細について説明する。
【００９１】
衝突検出部３１は、例えば接触センサー又は力センサなどのように人又は障害物にロボット本体５が接触した際にロボット本体５に作用する力を検出する。図３０Ａに示すように、掃除ロボット１のロボット本体５の胴体部１９の側面に衝突検出部３１が複数個（例えば、所定間隔毎に）配置されている。衝突検出部３１で検出した力が閾値（例えば５（Ｎ））以上であると、衝突検出部３１で判断する場合には、掃除動作補正部２０に、検出した力を衝突検出部３１から出力する。具体的には、図３０Ａのように、人（例えば、人の手１６）が胴体部１９の側面に接触した場合、又は、図３０Ｂのように、ロボット本体５（胴体部１９）が壁１０Ｗなどに衝突した場合の力を衝突検出部３１で検出する。
【００９２】
次に、制御パラメータ管理部２１の詳細について説明する。
【００９３】
制御パラメータ管理部２１は、掃除動作補正部２０の動作補正指示に基づいて、掃除ロボット１のインピーダンス制御モードと、ハイブリッドインピーダンス制御モードと、力制御モードと、力ハイブリッドインピーダンス制御モードと、高剛性の位置制御モードとを切り替える設定、及び、それぞれの制御モード時の機械インピーダンス設定値の設定、及び、それぞれの制御モードで制御部２２のインピーダンス計算部５１で出力する掃除位置の目標補正出力ｒｄΔの設定、及び、制御部２２の目標軌道設定部５５への動作情報の設定を行う。
【００９４】
さらに、制御パラメータ管理部２１は、掃除情報データベース１７に記憶されている胴体部１９の位置（作業経路の開始点Ｏｓから見た胴体座標系４６の原点位置Ｏｄ（ｘ、ｙ））から、掃除不可領域データベース２８の掃除不可領域ＲＢを除いた掃除領域ＲＡでの掃除経路を生成する。また、制御部２２から掃除ロボット１の掃除部８，１８の掃除位置又は力の情報などの情報を制御パラメータ管理部２１で受けて、制御パラメータ管理部２１から掃除動作補正部２０へそれらの情報の通知を行う。
【００９５】
位置制御モードは、後述する目標軌道生成部５５の位置の目標ベクトル指令に基づいて、ロボット本体５が作動するモードである。
【００９６】
インピーダンス制御モードは、人などからロボット本体５に加わる力に応じて、ロボット本体５が作動するモードである。
【００９７】
ハイブリッドインピーダンス制御モードは、位置制御モードでロボット本体５が動作している最中に、人などからロボット本体５に加わる力に応じて、ロボット本体５が作動するモード（インピーダンス制御モード）であり、位置制御モードとインピーダンス制御モードを同時に行うモードである。例えば、掃除面の塵などを吸引する掃除作業中に、図１２Ｂのように、人の手１６でロボット本体５の把手３０を直接持って、又は、人の手１６で胴体部１９の側面を直接押して、ロボット本体５の掃除領域ＲＡを平行移動させるなどの補正を行うモードである。
【００９８】
力制御モードは、制御部２２へ予め与えられた力でロボット本体５が掃除面に対して吸引ノズル８又はモップ１８を押し付けながら掃除動作する制御モードで、例えば、掃除面に対してロボット本体５が、ある力をかけて汚れをふき取る掃除動作をする際に、ロボット本体５の掃除面成分に使用する制御モードである。
【００９９】
力ハイブリッドインピーダンス制御モードは、３軸の方向別にハイブリッドインピーダンス制御モードかインピーダンス制御モードかを切り替え、さらに、指定した力を作用させて動作する力制御モードで動作させる制御モードである。なお、力制御モードが設定された方向にインピーダンス制御モードを設定することはできない（力制御モードとインピーダンス制御モードは排他的な関係）。
【０１００】
これらの制御モードは、掃除動作の際に、ロボット本体５の方向別に、それぞれ、以下のように、適切な制御モードを設定して動作させる。
【０１０１】
例えば、掃除ロボット１が、図２２のように床面１０の掃除面に平行に円状に動作しながら、掃除面に垂直下向きに指定した力をかけて、拭き掃除をする場合には、力ハイブリッドインピーダンス制御モードを設定する。具体的には、（ｘ、ｙ、ｚ）の３軸のそれぞれに、以下の制御モードを設定する。すなわち、（ｘ、ｙ）成分がハイブリッドインピーダンス制御モードで動作し、ｚ軸成分が力制御モードで動作する力ハイブリッドインピーダンス制御モードである。このように床面１０と平行な方向は、ハイブリッドインピーダンス制御モードとすることで、位置制御モードで動作している最中に、人などからロボット本体５に加わる力に応じて、ロボット本体５を移動させることができる。また、ｚ軸成分を力制御モードに設定することで、指定された力で押し付けながら拭き掃除動作することができるようになる。
【０１０２】
同様に、ロボット本体５が、図２３のように掃除面に平行に円状に動作しながら、掃除面の塵を吸引して掃除する場合においても、力ハイブリッドインピーダンス制御モードを設定する。具体的には、（ｘ、ｙ）成分をハイブリッドインピーダンス制御モードで動作させ、ｚ軸成分を力制御モードで動作させる。
【０１０３】
高剛性位置制御モードは、掃除作業中の位置制御モードを、さらに高剛性にしたモードで、かつ、車輪制御部４８でのゲインを大きくすることで実現し、人の手１６により力をロボット本体５（把手３０）にかけると、ロボット本体５を容易に移動させないようにすることができ、掃除部８，１８の掃除位置の変化量により、人の手１６がかけた力を力検出手段の一例としての力検出部５３で検出することができる。力検出部５３については、後述する。
【０１０４】
機械インピーダンス設定値の設定パラメータとしては、慣性Ｍ、粘性Ｄ、剛性Ｋがある。機械インピーダンス設定値の各パラメータの設定は、補正値を使って、以下の評価式に基づいて行う。
【０１０５】
【数１】
【０１０６】
【数２】
【０１０７】
【数３】
前記式（１）〜（３）中のＫＭ、ＫＤ、ＫＫはゲインであり、それぞれ、ある定数値である。
【０１０８】
制御パラメータ管理部２１は、前記式（１）〜（３）に基づいて計算した機械インピーダンスパラメータの慣性Ｍ、粘性Ｄ、剛性Ｋを制御部２２へそれぞれ出力する。
【０１０９】
前記式（１）〜（３）により、例えば、図１２Ｃのように、人が掃除面の領域を移動させるように補正させたい場合に、ｘ軸及びｙ軸以外の位置成分（例えば、ｚ軸の位置成分）が簡単に動くと、前記補正作業を行うことが困難になる。そこで、ｘ軸及びｙ軸以外の位置成分（例えば、ｚ軸の位置成分）についてのみ、制御パラメータ管理部２１で、上述の補正値を高く（具体的には約１０倍だけ高く）設定することで、粘性Ｄ及び剛性Ｋが大きくなるように設定されることになり、ロボット本体５の動きに抵抗感又は硬さが生じ、ｘ軸及びｙ軸以外の位置成分（例えば、ｚ軸の位置成分）について動きにくくなる。
【０１１０】
又は、別の方法として、後述するインピーダンス計算部５１から出力される掃除位置の目標補正出力ｒｄΔの各成分のうち、ｘ軸及びｙ軸以外の値を、制御パラメータ管理部２１で、全て０にする方法がある。これによって、ｘ軸及びｙ軸以外は、人の手１６の力で移動できなくなるため、誤操作を防ぐことができる。
【０１１１】
さらに、掃除動作補正部２０に、掃除部８，１８の掃除位置と、人のかけた力の情報（ロボット本体５（把手３０）に作用する人の力に関する情報)とを制御パラメータ管理部２１から通知する必要がある。そのため、制御部２２から掃除部８，１８の掃除位置及び力の情報を制御パラメータ管理部２１が受けて、動作選択部２９と、掃除方法記憶部１５と、掃除動作補正部２０とへ制御パラメータ管理部２１から通知を行う。また、制御パラメータ管理部２１は、掃除動作補正部２０から入力された、位置と時間となどの動作情報を制御部２２へ通知する。
【０１１２】
図７は制御部２２のブロック図を示す。制御部２２は、制御パラメータ管理部２１で設定された制御モードで動作し、さらに制御モードに応じて、慣性Ｍと粘性Ｄと剛性Ｋとの設定値に基づき設定された車輪６の機械インピーダンス設定値に、車輪６の機械インピーダンスの値を制御する。さらに、制御部２２は、吸引を行う掃除の場合には、指定された吸引力で吸引しながら、回転ブラシ１１を回転させる制御を行う。さらに、制御部２２は、拭き掃除の場合には、指定された力で掃除面を押し付ける制御を行う。さらに、制御部２２は、胴体部１９の底部に配置されたそれぞれの車輪６を制御して、胴体部１９を指定された位置に移動する制御を行う。
【０１１３】
次に、制御部２２の詳細について、図７により説明する。
【０１１４】
制御部２２は、ロボット本体５の胴体部１９の３個の車輪６のモータ６５のそれぞれの駆動を制御する車輪制御部４８と、吸引ポンプ１３のモータ６７の駆動を制御する吸引ポンプ制御部２と、回転ブラシ１１のモータ６９の駆動を制御する回転ブラシ制御部９とを備えるように構成される。
【０１１５】
制御部２２は、インピーダンス計算部５１と、力検出手段の一例としての力検出部５３と、目標軌道生成部５５とを備えて構成している。
【０１１６】
目標軌道生成部５５は、制御パラメータ管理部２１からの掃除動作の入力を受けて、目標とする掃除ロボット１の掃除動作を実現するための、掃除位置の目標ベクトルｒｄと、力ベクトルｆｄと、それぞれの方向別にどのパラメータが有効かを示すフラグ（有効性を示すフラグ）とが出力される。目標とするロボット本体５の動作は、目的とする掃除作業に応じて、掃除動作補正部２０から、制御パラメータ管理部２１を介して、それぞれの時間（ｔ＝０、ｔ＝ｔ１、ｔ＝ｔ２、・・・）でのポイントごとの掃除位置（ｒｄ０、ｒｄ１、ｒｄ２、・・・）の情報と、力（ｆｄ０、ｆｄ１、ｆｄ２、・・・）の情報と、吸引力（ｐｄ０、ｐｄ１、ｐｄ２、・・・）の情報とが目標軌道生成部５５に与えられる。
【０１１７】
目標軌道生成部５５は、多項式補間を使用し、各ポイント間の掃除位置と力と吸引力とを補間し、掃除位置の目標ベクトルｒｄ及び力ベクトルｆｄ及び吸引力ｐｄを生成する。
【０１１８】
力検出部５３は、力検出手段の一例として機能し、人などとロボット本体５との接触によってロボット本体５に加わる外力Ｆextを検出する。この例では、把手３０に配置されて、把手３０に加わる外力Ｆextを検出できるようにしている。力検出部５３の具体的な例としては、ひずみゲージを利用した各軸方向の力の３成分を検出する力学センサーであり、車輪６側からの信号と力検出部５３の力の信号とがインピーダンス計算部５１に入力される。
【０１１９】
インピーダンス計算部５１は、車輪６の機械インピーダンス設定値に、車輪６の機械インピーダンスの値の制御を実現する機能を果たす部分であって、制御パラメータ管理部２１において設定された車輪６の機械インピーダンスパラメータの慣性Ｍと粘性Ｄと剛性Ｋと力検出部５３により計算されたロボット本体５に加わる外力Ｆｅｘｔとから、掃除位置の目標補正出力ｒｄΔを出力する。
【０１２０】
インピーダンス制御モードが指定された際には、インピーダンス計算部５１から掃除位置の目標補正出力ｒｄΔを出力する。力ハイブリッドインピーダンス制御モードに切り替えられた際には、フラグ（有効性を示すフラグ）で有効と指定された力成分が存在する場合には、制御パラメータ管理部２１で設定されたインピーダンスパラメータである慣性Ｍと粘性Ｄと剛性Ｋと、力検出部５３が検出した外力Ｆｅｘｔと、目標軌道生成部５５から出力されるｆｄとに基づいて、前記ロボット本体５の車輪６の機械インピーダンスの値がロボット本体５の車輪６の機械インピーダンス設定値に近づくようにする制御を実現するための掃除位置の目標補正出力ｒｄΔを、以下の式（４）によりインピーダンス計算部５１で計算し、インピーダンス計算部５１から車輪制御部４８に出力する。
【０１２１】
掃除位置の目標補正出力ｒｄΔは、目標軌道生成部５５から出力する掃除位置の目標ベクトルｒｄに、車輪制御部４８で加算され、掃除位置の補正目標ベクトルｒｄｍが生成される。例えば、ｚ軸方向のみ、力をかけて掃除し、その他の成分は位置制御モードで動くようにするには、掃除位置の目標補正出力ｒｄΔのｚ成分以外を０に車輪制御部４８で設定する。
【０１２２】
【数４】
ただし、
【０１２３】
【数５】
【０１２４】
【数６】
【０１２５】
【数７】
であり、ｓはラプラス演算子である。
【０１２６】
高剛性位置制御モードが設定された際に、車輪制御部４８におけるゲインを予め設定された値に大きく設定することで（（具体的には、（ゲインは、車輪６の剛性を設定する値で、車輪制御部４８内で使用される。）通常の位置制御モード時の２倍程度の値に設定することで）、高剛性の位置制御を実現することができる。なお、前記ゲインを各成分毎に値を変えることで、例えば、ｚ軸方向のみ、高剛性で、その他の方向は通常の位置制御で動作するよう制御することができる。
【０１２７】
吸引ポンプ制御部２は、吸引を行う掃除の場合に、目標軌道生成部５５から入力された吸引力に応じて、吸引ポンプ１３のモータ６７を駆動制御する。拭き掃除を行う掃除の場合には、吸引ポンプ１３のモータ６７は駆動しない。吸引ポンプ１３のモータ６７が駆動されると、掃除面の塵が吸引ノズル８を介して吸引ホース（図示せず）を伝って吸い込まれ、塵袋３に格納される。
【０１２８】
回転ブラシ制御部９は、目標軌道生成部５５から入力された吸引力に応じて、回転ブラシ１１のモータ６９を駆動制御して、回転ブラシ１１を回転させる制御を行う。
【０１２９】
車輪制御部４８は、目標軌道計算部５５から出力された掃除部８，１８の位置情報である掃除位置の目標ベクトルｒｄと、インピーダンス計算部５１から出力された掃除位置の目標補正出力ｒｄΔの和である掃除位置の補正目標ベクトルｒｄｍを計算して、計算結果に基づき、３個の車輪６のモータ６５をそれぞれ駆動制御してロボット本体５(胴体部１９)を移動させるよう３個の車輪６の回転制御をそれぞれ行う。具体的には、３個の車輪６のそれぞれのモータ６５の駆動を車輪制御部４８によりそれぞれ独立して正逆回転制御して、ロボット本体５(胴体部１９)を前進、後退、左右、中心軸周りに正逆回転方向に移動可能としている。
【０１３０】
以下、掃除ロボット１の制御プログラムの実際の動作ステップについて、図２５のフローチャートに基づいて説明する。
【０１３１】
掃除動作補正部２０から送信された動作情報に基づき、目標軌道計算部５５は、掃除部８，１８の掃除位置の目標ベクトルｒｄ及び力目標ベクトルｆｄを計算する（ステップＳ５４）。
【０１３２】
次いで、力検出部５３は、ロボット本体５の外力Ｆｅｘｔを検出する（ステップＳ５５）。
【０１３３】
次いで、ステップＳ５６では、制御パラメータ管理部２１で設定された制御モードを設定する。高剛性位置制御モードのみの場合には、ステップＳ５７に処理を進める。一方、ステップＳ５６で、力ハイブリッドインピーダンス制御モード若しくはインピーダンス制御モード若しくはハイブリッドインピーダンス制御モードの場合には、ステップＳ５８へ処理を進める。
【０１３４】
ステップＳ５７（インピーダンス計算部５１での処理）では、制御パラメータ管理部２１において、高剛性位置制御モードが設定された場合には、インピーダンス計算部５１で、掃除位置の目標補正出力ｒｄΔを０ベクトルとする。その後、ステップＳ５９に進む。
【０１３５】
高剛性位置制御モードが設定された場合には、ステップＳ５７の後、ステップＳ５９に進み、車輪制御部４８で、ゲインを、ある値まで大きくすることで、高剛性の位置制御を実現する。その後、ステップＳ６１に進む。
【０１３６】
一方、ステップＳ５８では、制御パラメータ管理部２１において、力ハイブリッドインピーダンス制御モード、若しくはインピーダンス制御モード若しくはハイブリッドインピーダンス制御モードが設定された場合には、制御パラメータ管理部２１において設定された車輪６の機械インピーダンスパラメータの慣性Ｍと粘性Ｄと剛性Ｋと、力検出部５３により検出されたロボット本体５に加わる等価外力Ｆｅｘｔとから、掃除位置の目標補正出力ｒｄΔが、インピーダンス計算部５１により計算される。
【０１３７】
次いで、ステップＳ６０において、車輪制御部４８では、目標軌道計算部５５から出力された掃除位置の目標ベクトルｒｄと、インピーダンス計算部５１から出力された掃除位置の目標補正出力ｒｄΔの和である掃除位置の補正目標ベクトルｒｄｍを計算する。その後、ステップＳ６１に進む。
【０１３８】
ステップＳ６１では、車輪制御部４８での出力が、入出力ＩＦ２４を通じて、モータドライバ２５に与えられ、それぞれの車輪用のモータ６５を駆動させる（２）。
【０１３９】
以上のステップＳ５４〜ステップＳ６１が制御の計算ループとして繰り返し実行されることにより、ロボット本体５の動作の制御、すなわち、ロボット本体５の車輪６の機械インピーダンスの値を、前記適切に設定された機械インピーダンスの設定値に制御する動作を実現することができる。
【０１４０】
次に、補正動作種別決定部２３と掃除動作補正部２０について詳細に説明する。
【０１４１】
補正動作種別決定部２３は、掃除動作補正部２０にて、人の手１６によりロボット本体５（把手３０）に力をかけることで掃除動作の補正を行うことが可能な補正の種別を決定する。以下の６種類の補正の種別がある。
【０１４２】
１つ目の補正の種別は、「掃除面の位置の移動」である。具体的には、図１２Ａ又は図１２Ｂ(図１２Ａを上方から見た図)のように、ロボット本体５で位置制御モードで床面１０を掃除中に、図１２Ｃのように人の手１６によりロボット本体５に横方向から力をかけると、掃除動作補正部２０によって、図１２Ｄのようにロボット本体５(胴体部１９)の掃除面に対する水平方向にずれた位置にロボット本体５(胴体部１９)が移動することで、掃除領域ＲＡを平行移動することができる。
【０１４３】
２つ目の補正の種別は、拭き掃除時の床面１０に対する「力のかけ具合」である。これは、現在動作中（掃除方法データベース１７の進捗情報が「１」）の動作のフラグ（有効性を示すフラグ）において、力のビットが「１」となっている場合に有効である。図２７Ａに示すように、ロボット本体５で床面１０を拭き掃除中に、図２７Ｂのように、人の手１６によりロボット本体５(例えば、把手３０)に上方から下向きに力をかけると、掃除動作補正部２０によって、図２７Ｃのように拭き掃除時の力のかけ具合を強めに、逆に、人の手１６によりロボット本体５(例えば、把手３０)に下方から上向きに力をかけると、拭き掃除時の力のかけ具合を弱めに補正することができる。
【０１４４】
３つ目の補正の種別は、吸引の掃除時の床面１０に対する「吸引力」である。これは、現在動作中（掃除方法データベース１７の進捗情報が「１」）の動作のフラグ（有効性を示すフラグ）において、吸引力のビットが「１」となっている場合に有効である。図２８Ａに示すように、ロボット本体５で床面１０を吸引掃除中に、図２８Ｂのように、人の手１６によりロボット本体５(例えば把手３０)に上方から下向きに力をかけると、掃除動作補正部２０によって、図２８Ｃのように、吸引掃除時の吸引力が強く設定され、逆に、人の手１６によりロボット本体５(例えば把手３０)に下方から上向きに力をかけると、吸引掃除時の吸引力を弱く設定することができる。
【０１４５】
４つ目の補正の種別は、ロボット本体５の掃除部（掃除部８，１８）の移動「速度」である。図２９Ａ又は図２９Ｂ（図２９Ａを上方から見た図）のように、ロボット本体５で床面１０を掃除中に、図２９Ｃのように、ロボット本体５の進行方向に反する方向に人の手１６によりロボット本体５(例えば把手３０)に力をかけると、掃除動作補正部２０によって、図２９Ｄのように、掃除時の速度を減速させることができる。逆に、ロボット本体５で床面１０を掃除中に、人の手１６がロボット本体５の進行方向と同じ方向に人の手１６によりロボット本体５(例えば把手３０)に力をかけると、掃除動作補正部２０によって、掃除時の速度を加速させることができる。
【０１４６】
５つ目の補正の種別は、「掃除をして欲しくない領域」である。人１６Ａの手１６で、図２６に示すように、把手３０を把持して、掃除をしてほしくない領域ＲＢの輪郭に沿って、ロボット本体５(例えば把手３０)に力をかけてロボット本体５を移動させると、掃除動作補正部２０によって、図２６のように、掃除をしてほしくない領域ＲＢを設定することができる。
【０１４７】
６つ目の補正の種別は、「掃除面垂直方向の移動」である。図１５Ａのように、ロボット本体５で床面１０を掃除中に、図１５Ｂのように人の手１６によりロボット本体５(例えば把手３０)に上方向に力をかけて、上方向にロボット本体５を移動させると、掃除動作補正部２０によって、例えば、図１５Ｃに示すように、床面１０においてある台又はソファ１０Ｓなどの上面１０Ｓａを掃除部８，１８で掃除することができる。
【０１４８】
補正動作種別決定部２３は、前記の６種類の補正の種別のうち、１種類の補正の種別を決定する。具体的には、ボタンなどのデータ入力ＩＦ２６にて６種類の補正の種別のうちの１つの補正の種別を選択するか、若しくは、力検出部５３で検出されて情報取得部１００で取得された人の手１６によりロボット本体５(例えば把手３０)にかけた力と、掃除方法データベース１７に記憶されて情報取得部１００で取得されたロボット本体５(例えば把手３０)にかけた力と、補正の種別との関係情報（例えば、力のかかる向きと大きさと補正の種別との関係情報）とにより、補正動作種別決定部２３で種別を推定する。
【０１４９】
以下、補正の種別の推定方法の具体的な補正種別推定処理について、図１４のフローチャートを使って詳細に説明する。
【０１５０】
掃除ロボット１の電源ボタン２６ａを「ＯＮ」にした状態で、人の手１６でロボット本体５(例えば把手３０)を把持して力をロボット本体５(例えば把手３０)に加えていない場合は、ロボット本体５は動かない。人の手１６によりロボット本体５(例えば把手３０)に力を加えている場合は、インピーダンス制御モード（人の手１６の力を検出した方向にインピーダンス制御で移動させるモード）でロボット本体５を移動させたい方向に移動させることができる。この場合、制御部２２の力検出部５３にて、ロボット本体５(例えば把手３０)に作用する力を検出し、力検出部５３で検出された力の情報が、情報取得部１００を介して、補正動作種別決定部２３に入力される（ステップＳ１）。
【０１５１】
次いで、ステップＳ２では、力検出部５３で検出しかつ情報取得部１００で取得された力の全ての成分（ｆｘ、ｆｙ、ｆｚの３成分）が、ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「１」の（ｆｄｘ、ｆｄｙ、ｆｄｚ））以下であるか否かを補正動作種別決定部２３で判断する。力検出部５３で検出しかつ情報取得部１００で取得された力の全ての成分（ｆｘ、ｆｙ、ｆｚの３成分）が、前記ある閾値以下であると補正動作種別決定部２３で判断した場合は、ステップＳ１８に進む。
【０１５２】
ステップＳ１８では、ロボット本体５は動かず、補正はせず、補正動作の種別推定方法の補正種別推定処理を終了する。その場合の制御モードは、インピーダンス制御モードである。
【０１５３】
ステップＳ２にて、力検出部５３で検出しかつ情報取得部１００で取得された力のいずれかの成分（ｆｘ、ｆｙ、ｆｚの３成分のうちのいずれかの成分）が、前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「１」の（ｆｄｘ、ｆｄｙ、ｆｄｚ））を越えると補正動作種別決定部２３で判断した場合は、ステップＳ３に進む。
【０１５４】
ステップＳ３では、さらに、現在の掃除ロボット１が掃除方法データベース１７で動作しているかどうか、を情報取得部１００を介して取得した情報を基に補正動作種別決定部２３で判定する。具体的には、動作選択部２９にて掃除作業を選択しておらず、かつ、掃除方法データベース１７の全ての作業ＩＤについて、進捗情報が「０」となっている、と補正動作種別決定部２３で判断する場合（掃除を開始していない状態）は、掃除方法データベース１７で動作していないと補正動作種別決定部２３で判定して、ステップＳ５に進む。一方、ステップＳ３で、動作選択部２９にて掃除作業を選択して掃除を開始しており、かつ、進捗情報が「１」となっていると補正動作種別決定部２３で判断している場合は、掃除方法データベース１７で動作していると補正動作種別決定部２３で判定して、ステップＳ１９に進む。
【０１５５】
ステップＳ１９では、掃除面に垂直な方向の力成分（例えば地面に水平に設置された床面１０を掃除する場合はｆｚ）が、ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「１」のｆｄｚ）以上で且つ、掃除面に水平な方向の力成分（例えば地面に水平に設置された床面１０を掃除する場合はｆｘ、ｆｙ）が前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「１」のｆｘ、ｆｙ）以上である場合には、ステップＳ８に進む。そうでない場合にはステップＳ４に進む。
【０１５６】
ステップＳ４では、掃除面に垂直な方向の力成分（例えば地面に水平に設置された床面１０を掃除する場合はｆｚ）が、ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「１」のｆｄｚ）以上かどうか、を補正動作種別決定部２３で判定する（ステップＳ４）。
【０１５７】
ステップＳ４で、掃除面に垂直な方向の力成分が前記ある閾値より小さいと補正動作種別決定部２３で判定された場合はステップＳ８に進む。
【０１５８】
ステップＳ８では、さらに掃除面に水平な方向の力成分（例えば地面に水平に設定された床面１０を掃除する場合はｆｘ、ｆｙのいずれか若しくは両方）が、ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「１」のｆｄｘ、ｆｄｙ）以上であるかどうか、を補正動作種別決定部２３で判定する（ステップＳ８）。
【０１５９】
ステップＳ８にて、掃除面に水平な方向の力成分が前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「１」のｆｘ、ｆｙ）未満であると補正動作種別決定部２３で判断する場合は、ステップＳ９に進む。
【０１６０】
ステップＳ９においては、補正なし（種別なし）と決定して、補正種別推定処理を終了する。補正なしの場合は、補正を中止して掃除作業を行う。
【０１６１】
ステップＳ８にて、掃除面に水平な方向の力成分が前記ある閾値以上であると補正動作種別決定部２３で判断する場合は、ステップＳ１１に進む。
【０１６２】
ステップＳ１１では、さらに補正動作種別決定部２３で算出された掃除面の水平方向の移動量が、ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「２」のｇｘ、ｇｙ）以上であると補正動作種別決定部２３で判断する場合は、ステップＳ１２に進む。
【０１６３】
ステップＳ１２においては、補正の種別として「掃除面の位置の移動」の種別を補正動作種別決定部２３で決定して、補正種別推定処理を終了する（ステップＳ１２）。
【０１６４】
なお、掃除面の水平方向の移動量を補正動作種別決定部２３で算出するとき、具体的には、制御部２２から制御パラメータ管理部２１又は情報取得部１００を介して、人の操作前の掃除部８，１８の掃除位置と、人の操作中の掃除部８，１８の掃除位置とを補正動作種別決定部２３にそれぞれ入力し、操作中の掃除位置から操作前の掃除位置を減じた値を移動量として補正動作種別決定部２３で算出することができる。また、掃除面に垂直な方向の移動量を補正動作種別決定部２３で算出するとき、具体的には、制御部２２から制御パラメータ管理部２１又は情報取得部１００を介して、人の操作前の掃除部８，１８の掃除位置のｚ成分と、人の操作中の掃除部８，１８の掃除位置のｚ成分とを補正動作種別決定部２３にそれぞれ入力し、操作中の掃除部８，１８の掃除位置のｚ成分から操作前の掃除部８，１８の掃除位置のｚ成分を減じた値を移動量として補正動作種別決定部２３で算出することができる。
【０１６５】
ステップＳ１１にて、掃除面の水平方向の移動量が前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「２」のｇｘ、ｇｙ）未満であると補正動作種別決定部２３で判定された場合は、ステップＳ１３に進む。
【０１６６】
ステップＳ１３においては、補正の種別として、掃除面に水平な方向の「速度」の種別を決定して、補正種別推定処理を終了する（ステップＳ１３）。
【０１６７】
また、ステップＳ４で、掃除面に垂直な力が前記ある閾値以上であると補正動作種別決定部２３で判定された場合は、ステップＳ１０に進む。
【０１６８】
ステップＳ１０においては、さらに、補正動作種別決定部２３で算出された掃除面の垂直方向の移動量が、ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「２」のｇｚ）より大きいか否かを補正動作種別決定部２３で判断する（ステップＳ１０）。
【０１６９】
ステップＳ１０において、掃除面の垂直方向の移動量が、前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「２」のｇｚ）より大きいと補正動作種別決定部２３で判断する場合には、ステップＳ１７に進む。
【０１７０】
ステップＳ１７においては、補正の種別して「掃除面垂直方向の移動」の種別を補正動作種別決定部２３で決定して、補正種別推定処理を終了する（ステップＳ１７）。
【０１７１】
また、ステップＳ１０で掃除面の垂直方向の移動量が前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「２」のｇｚ）以下であると補正動作種別決定部２３で判断する場合には、ステップＳ１４に進む。
【０１７２】
ステップＳ１４では、さらに、現在動作中（掃除方法データベース１７の進捗情報が「１」）の動作のフラグ（有効性を示すフラグ）において、力のビットが「１」となっているか、吸引力のビットが「１」となっているかを補正動作種別決定部２３で判断する。
【０１７３】
ステップＳ１４において、現在動作中（掃除方法データベースの進捗情報が「１」）の動作のフラグ（有効性を示すフラグ）において、力のビットが「１」となっていると補正動作種別決定部２３で判断する場合には、拭き掃除を意味するので、ステップＳ１５に進み、補正の種別として「力の補正」と決定し（ステップＳ１５）、補正種別推定処理を終了する。一方、現在動作中（掃除方法データベース１７の進捗情報が「１」）の動作のフラグ（有効性を示すフラグ）において、吸引力のビットが「１」となっていると補正動作種別決定部２３で判断する場合は、吸引にて掃除をする場合を意味するので、ステップＳ１６に進み、補正の種別として「吸引力の補正」の種別であると決定し（ステップＳ１６）、補正種別推定処理を終了する。
【０１７４】
また、ステップＳ３において、掃除方法データベース１７で動作していないと補正動作種別決定部２３で判定された場合には、ステップＳ５に進む。
【０１７５】
ステップＳ５では、さらに、人の手１６によりロボット本体５にかけている力が掃除面に水平であり、かつ、ある一定時間の水平方向の移動量が、ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「２」のｇｘ、ｇｙ）以上であるか否かを補正動作種別決定部２３で判断する。
【０１７６】
ステップＳ５において、人の手１６によりロボット本体５にかけている力が掃除面に水平であり、かつ、ある一定時間の水平方向の移動量が、ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「２」のｇｘ、ｇｙ）以上であると補正動作種別決定部２３で判断する場合には、ステップＳ７に進み、補正の種別として「掃除をして欲しくない領域」の種別であると決定し（ステップＳ７）、補正種別推定処理を終了する。
【０１７７】
ステップＳ５で、人の手１６によりロボット本体５にかけている力が掃除面に対して水平ではない場合（例えば、垂直である場合）、又は、掃除面に水平な力であっても水平方向の移動量が前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「２」のｇｘ、ｇｙ）未満であると補正動作種別決定部２３で判断する場合は、ステップＳ６に進み、補正の種別として「補正なし」と決定し（ステップＳ６）、補正種別推定処理を終了する。
【０１７８】
以上により、ボタンなどのデータ入力ＩＦ２６を使わずに、補正動作種別決定部２３により、補正の種別を切り替えることができる。さらにステップＳ１９を備えることにより、人１６が掃除面の位置の移動をさせたい場合に、誤って垂直方向に力を加えながら、水平方向に力を加えた場合には、掃除面の位置の移動を優先させて補正することができるようになる（ステップＳ１９でＮｏでかつステップＳ４でＮｏの処理を参照）。
【０１７９】
補正動作種別決定部２３は、前記の６種類の種別のうち、１種類の種別を決定したが、２種類の補正の種別を同時に決定することもできる。
【０１８０】
図３の補正種別決定方法設定部２７は、補正動作種別決定部２３で決定する出力数を設定する。しかしながら、出力数は、データ入力ＩＦ２６を使って補正動作種別決定部２３で入力して、人が決定するようにしてもよい。
【０１８１】
補正動作種別決定部２３は、補正種別決定方法設定部２７で設定された出力数に従って、補正の種別を決定する。具体的には、出力数が１の場合は、図１４の補正の種別の推定方法のアルゴリズムで補正の種別を決定し、出力数が「２」の値の場合は、後述する図１７のアルゴリズムで補正の種別を決定する。これにより、掃除ロボット１を操作する人が操作に不慣れな場合は、出力数を１に設定することで、同時に２種類の補正ができないので、操作が簡単になる。逆に、掃除ロボット１を操作する人が操作に慣れてきて、同時に２種類の種別の補正を行いたい場合は、出力数を「２」の値に設定することで、補正を効率的に行なうことができるようになる。
【０１８２】
上述の補正動作種別決定部２３では、１種類の種別を出力するとしたが、２種類の種別を出力して補正する例として、図１８Ａに示すように、拭き掃除時に掃除方法データベース１７の力より強い力で、且つ、掃除面の拭き掃除を通常より高速に掃除したい場合である。この場合は、拭き掃除の力と速度の２種類の種別を同時に補正する。また、図１８Ｂでは、塵などを吸引する掃除をする際に、掃除面を平行に移動しながら、吸引力を強くする場合である。この場合は、掃除面の位置の移動と吸引力の２種類の種別を同時に補正する。
【０１８３】
２種類の種別を出力する補正動作の種別推定方法の補正種別推定処理を実行するための補正動作種別決定部２３のアルゴリズムについて、図１７のフローチャートを使って詳細に説明する。
【０１８４】
１種類の種別の場合と同様に、掃除ロボット１の電源ボタン２６ａを「ＯＮ」にした状態で、人の手１６でロボット本体５（把手３０）を把持して力をロボット本体５に加えていない場合は、ロボット本体５は動かない。人の手１６によりロボット本体５（把手３０）に力を加えている場合は、インピーダンス制御モード（人の手１６の力を検出した方向にインピーダンス制御で移動させるモード）でロボット本体５を移動させたい方向に移動させることができる。この場合、制御部２２の力検出部５３にて、ロボット本体５に作用する力を検出し、力検出部５３で検出された力の情報が、情報取得部１００を介して、補正動作種別決定部２３に入力される（ステップＳ３１）。
【０１８５】
次いで、ステップＳ３２では、力検出部５３で検出しかつ情報取得部１００を介して取得した力の全ての成分（ｆｘ、ｆｙ、ｆｚの３成分）が、ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「１」の（ｆｄｘ、ｆｄｙ、ｆｄｚ））以下であるか否かを補正動作種別決定部２３で判断する。力検出部５３で検出しかつ情報取得部１００を介して取得した力の全ての成分（ｆｘ、ｆｙ、ｆｚの３成分）が、前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「１」の（ｆｄｘ、ｆｄｙ、ｆｄｚ））以下であると補正動作種別決定部２３で判断した場合は、ステップＳ４９に進む。
【０１８６】
ステップＳ４９では、ロボット本体５は動かず、補正はせず（ステップＳ４９）、補正動作の種別推定方法の補正種別推定処理を終了する。
【０１８７】
ステップＳ３２にて、力検出部５３で検出しかつ情報取得部１００で取得された力のいずれかの成分（ｆｘ、ｆｙ、ｆｚの３成分）が、前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「１」の（ｆｄｘ、ｆｄｙ、ｆｄｚ））を越えると補正動作種別決定部２３で判断した場合は、ステップＳ３３に進む。
【０１８８】
ステップＳ３３では、さらに、現在の掃除ロボット１が掃除方法データベース１７で動作しているかどうか、を補正動作種別決定部２３で判定する。具体的には、動作選択部２９にて掃除作業を選択しておらず、かつ、掃除方法データベース１７の全ての作業ＩＤについて、動作選択部２９にて作業を選択しておらず進捗情報が「０」となっている、と補正動作種別決定部２３で判断する場合（掃除を開始していない状態）は、掃除方法データベース１７で動作していないと補正動作種別決定部２３判定して、ステップＳ３５に進む。動作選択部２９にて掃除作業を選択して掃除を開始しており、かつ、進捗情報が「１」となっていると補正動作種別決定部２３で判断している場合は、掃除方法データベース１７で動作していると補正動作種別決定部２３で判定して、ステップＳ３４に進む。
【０１８９】
ステップＳ３４においては、掃除面に垂直な方向の力成分（例えば地面に水平に設置された床面１０を掃除する場合はｆｚ）が、ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「１」のｆｄｚ）以上かどうか、を補正動作種別決定部２３で判定する（ステップＳ３４）。このとき、ステップＳ３４の処理と同時に、ステップＳ３８において、掃除面に水平な方向の力成分（例えば地面に水平に設定された床面１０を掃除する場合はｆｘ、ｆｙのいずれか若しくは両方）が、ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「１」のｆｄｘ、ｆｄｙ）以上かどうか、を補正動作種別決定部２３で判定する（ステップＳ３８）。
【０１９０】
ステップＳ３４で、掃除面に垂直な方向の力成分（例えば地面に水平に設置された床面１０を掃除する場合はｆｚ）が前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「１」のｆｄｚ）より小さいと補正動作種別決定部２３で判定された場合は、ステップＳ４３に進み、垂直面の補正なし（種別なし）と決定して、補正種別推定処理を終了する（ステップＳ４３）。
【０１９１】
ステップＳ３８で、掃除面に水平な方向の力成分（例えば地面に水平に設定された床面１０を掃除する場合はｆｘ、ｆｙのいずれか若しくは両方）が前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「１」のｆｄｘ、ｆｄｙ）より小さいと補正動作種別決定部２３で判定された場合は、ステップＳ３９に進む。
【０１９２】
ステップＳ３９においては、水平面の補正なし（種別なし）と決定して、補正種別推定処理を終了する（ステップＳ３９）。
【０１９３】
一方、ステップＳ３８で、掃除面に水平な方向の力成分（例えば地面に水平に設定された床面１０を掃除する場合はｆｘ、ｆｙのいずれか若しくは両方）が前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「１」のｆｄｘ、ｆｄｙ）以上であると補正動作種別決定部２３で判定された場合は、ステップＳ４０に進む。
【０１９４】
ステップＳ４０では、さらに掃除面の水平方向の移動量が、ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「２」のｇｘ、ｇｙ）以上であるか否か、を補正動作種別決定部２３で判定する。ステップＳ４０で、さらに掃除面の水平方向の移動量が前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「２」のｇｘ、ｇｙ）以上であると補正動作種別決定部２３で判定された場合は、ステップＳ４１に進む。
【０１９５】
ステップＳ４１においては、補正の種別として「掃除面の位置の移動」の種別であると補正動作種別決定部２３で決定して、補正種別推定処理を終了する（ステップＳ４１）。
【０１９６】
ステップＳ４０で、掃除面の水平方向の移動量が前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「２」のｇｘ、ｇｙ）未満であると補正動作種別決定部２３で判定された場合は、ステップＳ４２に進む。
【０１９７】
ステップＳ４２においては、補正の種別として、掃除面に水平な方向の「速度」の種別であると決定して、補正種別推定処理を終了する（ステップＳ４２）。
【０１９８】
また、ステップＳ３４で、掃除面に垂直な力（例えば地面に水平に設置された床面１０を掃除する場合はｆｚ）が前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「１」のｆｄｚ）以上であると補正動作種別決定部２３でと判定された場合は、ステップＳ４４に進む。
【０１９９】
ステップＳ４４においては、さらに、掃除面の垂直方向の移動量が、ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「２」のｇｚ）より大きいか否かを補正動作種別決定部２３で判断する（ステップＳ４４）。
【０２００】
ステップＳ４４で、掃除面の垂直方向の移動量が前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「２」のｇｚ）より大きいと補正動作種別決定部２３で判断された場合は、ステップＳ４８に進む。
【０２０１】
ステップＳ４８においては、補正の種別として「掃除面垂直方向の移動」の種別であると決定して、補正種別推定処理を終了する（ステップＳ４８）。
【０２０２】
また、ステップＳ４４において、掃除面の垂直方向の移動量が前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「２」のｇｚ）以下であると補正動作種別決定部２３で判断された場合は、ステップＳ４５に進む。
【０２０３】
ステップＳ４５においては、さらに、現在動作中（掃除方法データベース１７の進捗情報が「１」）の動作のフラグ（有効性を示すフラグ）において、拭き掃除の場合に力のビットが「１」となっているか、吸引力のビットが「１」となっているかを補正動作種別決定部２３で判断する。
【０２０４】
ステップＳ４５において、現在動作中（掃除方法データベースの進捗情報が「１」）の動作のフラグ（有効性を示すフラグ）において、力のビットが「１」となっていると補正動作種別決定部２３で判断する場合には、拭き掃除を意味するので、ステップＳ４６に進み、補正の種別として「力の補正」と決定し（ステップＳ４６）、補正種別推定処理を終了する。一方、現在動作中（掃除方法データベース１７の進捗情報が「１」）の動作のフラグ（有効性を示すフラグ）において、吸引力のビットが「１」となっていると補正動作種別決定部２３で判断する場合は、吸引にて掃除をする場合を意味するので、ステップＳ４７に進み、補正の種別として「吸引力の補正」の種別であると決定し（ステップＳ４７）、補正種別推定処理を終了する。
【０２０５】
また、ステップＳ３３において、掃除方法データベース１７で動作していないと補正動作種別決定部２３で判定された場合には、ステップＳ３５に進む。
【０２０６】
ステップＳ３５においては、さらに、人の手１６によりロボット本体５にかけている力が掃除面に水平であり、かつ、ある一定時間の水平方向の移動量が、ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「２」のｇｘ、ｇｙ）以上であるか否かを補正動作種別決定部２３で判断する。
【０２０７】
ステップＳ３５において、人の手１６によりロボット本体５にかけている力が掃除面に水平であり、かつ、ある一定時間の水平方向の移動量が、前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「２」のｇｘ、ｇｙ）以上であると補正動作種別決定部２３で判断する場合には、ステップＳ３７に進む。
【０２０８】
ステップＳ３７においては、補正の種別として「掃除をして欲しくない領域」の種別であると決定し（ステップＳ３７）、補正種別推定処理を終了する。
【０２０９】
また、ステップＳ３５で、人の手１６によりロボット本体５にかけている力が掃除面に対して水平ではない場合（例えば、垂直である場合）、又は、掃除面に水平な力であっても水平方向の移動量が前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「２」のｇｘ、ｇｙ）未満であると補正動作種別決定部２３で判断する場合は、ステップＳ３６に進む。
【０２１０】
ステップＳ３６においては、補正の種別として「補正なし」と決定し（ステップＳ３６）、補正種別推定処理を終了する。
【０２１１】
以上により、ボタンなどのデータ入力ＩＦ２６を使わずに、補正動作種別決定部２３により、２種類以上の補正の種別を切り替えることができる。
【０２１２】
掃除動作補正部２０は、掃除方法データベース１７に記憶された位置と時間とに基づいて動作中に、人の手１６によりロボット本体５（把手３０）に力をかけることで、掃除方法データベース１７の動作情報を補正する機能である。
【０２１３】
以下、掃除動作補正部２０の機能について説明する。
【０２１４】
人の手１６で、掃除ロボット１の上部に配置されているデータ入力ＩＦ２６（例えば操作盤２６Ａの電源ボタン２６ａなど）により電源を入れると、掃除動作補正部２０は、インピーダンス制御モードで動作するよう、制御パラメータ管理部２１へ指令を出す。
【０２１５】
次に、人の手１６で、動作選択部２９により、掃除方法データベース１７の掃除作業の一覧の中から所望の掃除作業を選択して、掃除動作開始の指示を行う。掃除動作補正部２０は、掃除方法データベース１７の中から選択された作業ＩＤの動作情報（具体的には、胴体部１９の位置及び掃除部８，１８の掃除位置と時間と）に基づき胴体部１９及び掃除部８，１８を力ハイブリッドインピーダンス制御モードで動作するように、制御パラメータ管理部２１へ指令を出す。
【０２１６】
力ハイブリッドインピーダンス制御モードの場合は、掃除方法データベース１７の動作ＩＤに対するフラグ（有効性を示すフラグ）のうち、フラグのビットが「１」になっている掃除部８，１８の掃除位置のそれぞれに対して、ハイブリッドインピーダンス制御モード（位置制御モードで動作している最中に、人などからロボット本体５に加わる力に応じて、ロボット本体５が作動するモード）が掃除動作補正部２０で設定され、吸引力又は力のフラグ（有効性を示すフラグ）のビットが「１」になっている成分は力制御モードが掃除動作補正部２０で設定される。掃除位置の３成分のうち、ハイブリッドインピーダンス制御モードも力制御モードもいずれも設定されていない成分は、インピーダンス制御モードが掃除動作補正部２０で設定される。例えば、図４の作業ＩＤが「１」の場合は、塵を吸引する掃除をする作業を示しており、作業ＩＤが「１」の場合でかつ動作ＩＤが「１」の場合のフラグは０，１，８ビット目のみ「１」であるので、ｘ軸及びｙ軸成分に対しては、ハイブリッドインピーダンス制御モードが掃除動作補正部２０で設定されるとともに、ｚ軸成分に対しては力制御モードが掃除動作補正部２０で設定される。図４の作業ＩＤが「２」の場合は、拭き掃除をする作業を示しており、作業ＩＤが「２」の場合でかつ動作ＩＤが「１」のフラグは０，１，５ビット目のみ「１」であるので、ｘ軸及びｙ軸成分にはハイブリッドインピーダンス制御モードが掃除動作補正部２０で設定され、ｚ軸成分には力制御モードが掃除動作補正部２０で設定される。
【０２１７】
制御パラメータ管理部２１は、掃除動作補正部２０から指令を受ける。すなわち、力ハイブリッドインピーダンス制御モードで掃除作業をするように掃除動作補正部２０から制御パラメータ管理部２１へ指令を出すと、図１６Ａ〜図１６Ｃに示すように、指令した位置でロボット本体５(胴体部１９)が自走しながら、ロボット本体５は、動作ＩＤの位置と力若しくは吸引力とで掃除作業を開始する。
【０２１８】
次に、人が掃除面の汚れの状況などを確認して、図１２Ｃに示すように、もう少し横方向にロボット本体５(胴体部１９)を平行移動させて掃除（吸引）させたい場合を例にとって説明する。
【０２１９】
図１２Ｃに示すように、人の手１６で把手３０を直接把持して、掃除面に対して平行移動するように掃除面に平行に力をロボット本体５にかける。
【０２２０】
補正動作種別決定部２３により、情報取得部１００でそれぞれ取得された、人の手１６がロボット本体５（把手３０）にかけた力と掃除方法データベース１７に記憶された情報とにより、図１４のフローチャートに示した補正種別推定処理で補正の種別を推定して決定する。ここでは、人の手１６により、掃除面と水平方向に力をロボット本体５にかけて、ロボット本体５を前記ある閾値以上移動させているので、ステップＳ１４において、補正の種別として「掃除面の位置の移動」の種別であると補正動作種別決定部２３で決定する。
【０２２１】
図４の作業ＩＤが「１」の場合で動作ＩＤが「１」に示す作業の場合は、ｘ軸成分及びｙ軸成分は力ハイブリッドインピーダンス制御モードにより、位置制御モードでロボット本体５を移動させながら、インピーダンス制御モードにより人の手１６によりロボット本体５にかけられた力を力検出部５３で検出して、人の手１６によりロボット本体５（把手３０）に力をかけた方向にロボット本体５をｘ軸方向及びｙ軸方向に移動させて、図１２Ｄのように掃除位置を補正することができる。
【０２２２】
なお、この例では、ｘ軸の方向及びｙ軸の方向にのみ動作を補正したいので、補正動作種別決定部２３で補正の種別が決定されたタイミングで、補正動作種別決定部２３により、図６の補正パラメータフラグの０，１ビット目を「１」に設定するとともに、その他のビットを「０」に設定して、補正動作種別決定部２３から制御パラメータ管理部２１へ指令を出すことで、ｘ軸方向及びｙ軸方向以外の移動ができないように設定することができる。さらに、インピーダンス制御モード時の車輪６の機械インピーダンス設定値を補正動作種別決定部２３で変更して補正動作種別決定部２３から制御パラメータ管理部２１へ指令を出すことで、ロボット本体５のｘ軸方向及びｙ軸方向の剛性を他の方向の剛性よりも低くして、人の手１６でロボット本体５をｘ軸方向及びｙ軸方向に動かしやすくし、ｘ軸方向及びｙ軸方向以外の方向の剛性を高くして、人の手１６でロボット本体５をｘ軸方向及びｙ軸方向以外の方向に動かしにくくするようにすることができる。これにより、ロボット本体５のｘ軸成分及びｙ軸成分のみを補正したい場合に、ロボット本体５のｚ軸成分の補正を誤って行なうことがないようにできる。また、ロボット本体５のｘ軸方向及びｙ軸方向の補正中に、補正動作種別決定部２３により、ｚ軸成分の吸引の強さ若しくは掃除面にかける力を、補正前の動作時より弱く若しくは小さく（具体的には半分程度に）することもできる。又は、吸引若しくは力制御を停止するよう、補正動作種別決定部２３から制御パラメータ管理部２１へ指令を出すこともできる。具体的には、掃除方法データベース１７のフラグの６〜１７ビット目を「０」に補正動作種別決定部２３で設定する。これにより、ｘ軸方向及びｙ軸方向にロボット本体５を移動させて補正している最中に、ロボット本体５（把手３０）に力をかけて床面１０を傷つけたり、塵以外のものを誤って吸い込むことを防ぐことができる。
【０２２３】
上述のように、人の手１６でロボット本体５（把手３０）を把持して、掃除面と水平方向へ力をかけてロボット本体５をΔｘ分及びΔｙ分だけｘ軸方向及びｙ軸方向に移動させた場合に、Δｘの値及びΔｙの値が、制御部２２と制御パラメータ管理部２１とを経由して、掃除動作補正部２０に送信される。
【０２２４】
掃除動作補正部２０では、選択された作業ＩＤの動作情報の全てのｘ座標の値からΔｘを減じ、さらに、全てのｙ座標の値から、Δｙを減じて補正した動作情報を、掃除動作補正部２０から制御パラメータ管理部２１へ送信する。制御パラメータ管理部２１は、Δｘ分及びΔｙ分の補正した座標でロボット本体５が動作するように制御部２２へ指示する。これにより、図１２Ｄのような動作に補正される。次に、Δｘ及びΔｙ分だけ減じた動作情報を、掃除方法記憶部１５で掃除方法データベース１７に記憶する。
【０２２５】
次に、図１５Ｂのように、例えば、床面１０を掃除中に、床面１０に設置されたソファー１０Ｓなどの上面１０Ｓａを掃除させる場合は、人の手１６でロボット本体５（把手３０）を直接把持して、掃除面に対して垂直方向に移動するように掃除面に垂直に力をロボット本体５（把手３０）にかける。
【０２２６】
補正動作種別決定部２３により、情報取得部１００でそれぞれ取得された、人の手１６がロボット本体５（把手３０）にかけた力と掃除方法データベース１７の情報とにより、図１４のフローチャートに示した補正種別推定処理で補正の種別を推定して決定する。ここでは、人の手１６によりロボット本体５に掃除面と垂直方向に力をかけてロボット本体５をある閾値以上移動させているので、ステップＳ１９において、補正の種別として「掃除面の垂直方向の移動」の種別であると補正動作種別決定部２３で決定する。
【０２２７】
力ハイブリッドインピーダンス制御モードにより、位置制御モードでロボット本体５を移動させながら、インピーダンス制御モードにより、人の手１６の力を力検出部５３で検出してロボット本体５に人の手１６により力をかけた方向にロボット本体５をｚ軸方向に移動させて、図１５Ｃのように掃除位置を補正することができる。
【０２２８】
なお、この例では、ｚ軸の方向にのみ動作を補正したいので、補正動作種別決定部２３で補正の種別が決定されたタイミングで、補正動作種別決定部２３により、図６の２ビット目を「１」に設定するとともに、それ以外のビットを「０」に設定して、補正動作種別決定部２３から制御パラメータ管理部２１へ指令を出すことで、ｚ軸方向以外の移動ができないように設定することができる。さらに、インピーダンス制御モード時の車輪６の機械インピーダンス設定値を補正動作種別決定部２３で変更して補正動作種別決定部２３から制御パラメータ管理部２１へ指令を出すことで、ｚ軸方向の剛性を他の方向の剛性よりも低くして、人の手１６でロボット本体５をｚ軸方向に動かしやすくし、ｚ軸方向以外の剛性を高くして、人の手１６でロボット本体５をｚ軸方向以外の方向に動かしにくくするようにすることができる。
【０２２９】
また、ロボット本体５のｚ軸方向の動作を補正する際に、補正動作種別決定部２３により、ｚ軸成分の吸引の強さ若しくは掃除面にかける力を、補正前の動作時より弱く若しくは小さく（具体的には半分程度に）することもできる。又は、吸引若しくは力制御を停止するよう、補正動作種別決定部２３から制御パラメータ管理部２１へ指令を出すこともできる。具体的には、掃除方法データベース１７のフラグの３〜８ビット目を「０」に補正動作種別決定部２３で設定する。これにより、ｚ軸方向にロボット本体５を移動させている最中に、ロボット本体５（把手３０）に力をかけたり吸引することで床面１０を傷つけたり、塵以外のものを誤って吸い込むことを防ぐことができる。
【０２３０】
上述のように、人の手１６でロボット本体５(把手３０)を把持して、掃除面と垂直方向へ力をかけてロボット本体５をΔｚ分だけｚ軸方向に移動させた場合に、Δｚの値が、制御部２２と制御パラメータ管理部２１とを経由して、掃除動作補正部２０に送信される。
【０２３１】
掃除動作補正部２０では、選択された作業ＩＤの動作情報の全てのｚ座標の値からΔｚを減じて補正した動作情報を、掃除動作補正部２０から制御パラメータ管理部２１へ送信する。制御パラメータ管理部２１は、Δｚ分の補正した座標でロボット本体５が動作するように制御部２２へ指示する。これにより、図１５Ｃのような動作に補正される。次に、Δｚ分減じた動作情報を、掃除方法記憶部１５で掃除方法データベース１７に記憶する。
【０２３２】
次に、図２７Ｂのように、拭き掃除時の掃除面に対する力を変更する場合は、人の手１６でロボット本体５を直接把持して、掃除面に対して垂直方向に力をロボット本体５にかける。
【０２３３】
補正動作種別決定部２３により、情報取得部１００でそれぞれ取得された、人の手１６がロボット本体５（把手３０）にかけた力と掃除方法データベース１７の情報とにより、図１４のフローチャートに示した補正種別推定処理で補正の種別を推定して決定する。ここでは、人の手１６により掃除面と垂直方向に力をロボット本体５にかけて、ロボット本体５を前記ある閾値以上移動させていないので、ステップＳ１７において、補正の種別として「力の補正」の種別であると補正動作種別決定部２３で決定する。
【０２３４】
補正動作種別決定部２３で補正の種別が「力の補正」であると決定したタイミングで、力ハイブリッドインピーダンス制御モードから高剛性位置制御モードで動作するよう補正動作種別決定部２３から制御パラメータ管理部２１へ指令を出す。補正動作種別決定部２３から制御パラメータ管理部２１への指令時に、高剛性位置制御モードでは、方向別に位置制御時の高剛性を補正動作種別決定部２３で設定することができるため、例えば図４の掃除方法データベース１７の作業ＩＤ「２」でかつ動作ＩＤ「１」の動作のフラグは、０、１、５ビットが「１」に設定されているので、ｚ軸方向は力制御モードで動作し、その他の方向はハイブリッドインピーダンス制御モードで動作するため、ｚ軸方向のみ高剛性位置制御モードで動作するよう、補正動作種別決定部２３から制御パラメータ管理部２１へ指令を出す。
【０２３５】
次に、図２７Ｂに示すように、ロボット本体５が拭き掃除中に、汚れのひどい部分でロボット本体５が動作している最中に、人の手１６でロボット本体５（把手３０）を直接把持して、掃除面を強めに拭き掃除をしたい場合には、人の手１６により掃除面に向かって把手３０に下方向に力をかける。高剛性位置制御モードでは、掃除時のハイブリッドインピーダンス制御モードのうち、方向別設定された位置制御モードを、さらに高剛性にしたモードで、人の手１６によりロボット本体５（把手３０）に力をかけると、ロボット本体５を容易に移動させないようにすることで、人の手１６によりロボット本体５（把手３０）にかけた力を力検出部５３で確実に検出することができる。制御部２２の力検出部５３で検出された力を掃除動作補正部２０に通知する。掃除動作補正部２０に通知された力を、掃除方法記憶部１５で掃除方法データベース１７に記憶することで、汚れている部分のみを強めに拭き掃除するよう動作を補正することができる。人が補正を終了したい場合は、ロボット本体５（把手３０）を把持して力をロボット本体５にかけることを止める。人の手１６によりロボット本体５（把手３０）に力をかけない場合は、図１４のステップＳ２により、力の全ての成分が前記閾値以下になるので、補正動作種別決定部２３により、補正の種別として「補正なし」であると決定する（図１４のステップＳ１８）。掃除動作補正部２０は、「補正なし」の情報を受けて、高剛性の位置制御モードからハイブリッドインピーダンス制御モードで制御するよう、補正動作種別決定部２３から制御パラメータ管理部２１に指令を出す。これにより、補正後の掃除方法データベース１７で掃除を行う。
【０２３６】
以上により、掃除動作補正部２０は、掃除方法データベース１７の力の情報により、ハイブリッドインピーダンス制御モードで動作している状態で、人の手１６が力をかけることで、補正された力で掃除するように補正することができるようになる。
【０２３７】
次に、図２８Ｃのように、掃除面に対する吸引力を変更する場合は、人の手１６でロボット本体５を直接把持して、掃除面に対して垂直方向に力をロボット本体５にかける。
【０２３８】
補正動作種別決定部２３により、情報取得部１００でそれぞれ取得された、人の手１６によりロボット本体５（把手３０）にかけた力と掃除方法データベース１７の情報とにより、図１４のフローチャートに示した補正種別推定処理で補正の種別を推定して決定する。ここでは、人の手１６により掃除面と垂直方向に力をロボット本体５（把手３０）にかけて、ロボット本体５を前記ある閾値以上移動させていないので、ステップＳ１８において、補正の種別として、「吸引力の補正」の種別であると補正動作種別決定部２３で決定する。
【０２３９】
補正動作種別決定部２３により補正の種別として「吸引力の補正」であると決定したタイミングで、力ハイブリッドインピーダンス制御モードから高剛性位置制御モードで動作するよう補正動作種別決定部２３から制御パラメータ管理部２１へ指令を出す。補正動作種別決定部２３から制御パラメータ管理部２１への指令時に、高剛性位置制御モードでは、方向別に位置制御時の高剛性を補正動作種別決定部２３で設定することができるため、例えば図４の掃除方法データベース１７の作業ＩＤ「１」でかつ動作ＩＤ「１」の動作のフラグは、０、１、８ビットが「１」に設定されているので、ｚ軸方向は吸引制御モードで動作し、その他の方向はハイブリッドインピーダンス制御モードで動作するため、ｚ軸方向のみ高剛性位置制御モードで動作するように補正動作種別決定部２３から制御パラメータ管理部２１へ指令を出す。
【０２４０】
次に、図２８Ｂに示すように、ロボット本体５が吸引掃除中に、汚れのひどい部分でロボット本体５が動作している最中に、人の手１６でロボット本体５（把手３０）を直接把持して、掃除面を強めに吸引したい場合には、人の手１６により掃除面に向かって把手３０に下方向に力をかける。高剛性位置制御モードでは、通常の位置制御モードをさらに高剛性にしたモードで、人の手１６によりロボット本体５（把手３０）に力をかけると、ロボット本体５を容易に移動させないようにすることができ、人の手１６によりロボット本体５（把手３０）にかけた力を力検出部５３で確実に検出することができる。制御部２２の力検出部５３で検出された力を掃除動作補正部２０に制御パラメータ管理部２１を介して通知し、掃除動作補正部２０は、掃除方法データベース１７のｚ軸方向の吸引力を、掃除方法データベース１７（又は、掃除動作補正部２０の記憶部）内に記憶された図１９に示す変換表を使用して、力から吸引力に変換する。例えば、人がロボット本体５（把手３０）にかけた力が４.５［Ｎ］の場合には、変換表より、力が４〜５［Ｎ］に対応して吸引力が「４」と変換されるため、掃除動作補正部２０が掃除方法記憶部１５を使用して掃除方法データベース１７に吸引力「４」を記憶することで、汚れている部分のみを強めに吸引して掃除するよう動作を補正することができる。人が補正を終了したい場合は、ロボット本体５（把手３０）を人の手１６で把持して人の手１６によりロボット本体５（把手３０）に力をかけることを止めればよい。すなわち、人の手１６によりロボット本体５（把手３０）に力をかけない場合は、図１４のステップＳ２により、力の全ての成分が前記閾値以下になるので、補正動作種別決定部２３により、補正の種別として「補正なし」であると決定する（図１４のステップＳ１８）。掃除動作補正部２０は、補正の種別として「補正なし」であるとの決定を受けて、高剛性の位置制御モードからハイブリッドインピーダンス制御モードで制御するよう、制御パラメータ管理部２１に指令を出す。これにより、補正後の掃除方法データベース１７で掃除を行う。
【０２４１】
以上により、掃除動作補正部２０は、掃除方法データベース１７の吸引力により、ハイブリッドインピーダンス制御モードで動作している状態で、人の手１６によりロボット本体５（把手３０）に力をかけることで、補正された吸引力で掃除するように補正することができるようになる。
【０２４２】
次に、図２９Ｄのように、掃除の速度を変更する場合は、人の手１６でロボット本体５を直接把持して、加速したい場合は、掃除の進行方向と同じ向きに人の手１６によりロボット本体５（把手３０）に力をかけ、減速したい場合は、掃除の進行方向に逆らう向きに人の手１６によりロボット本体５（把手３０）に力をかける。その際に、ロボット本体５の速度を変えても良いが、位置については、ある閾値以上にならない限り動かさないように、人の手１６によりロボット本体５（把手３０）に力をかける。
【０２４３】
補正動作種別決定部２３により、情報取得部１００でそれぞれ取得された、人の手１６によりロボット本体５（把手３０）にかけた力と掃除方法データベース１７の情報とにより、図１４のフローチャートに示した補正種別推定処理で補正の種別を推定して決定する。ここでは、人の手１６により掃除面に水平な方向に力をロボット本体５にかけて、ロボット本体５を前記ある閾値以上移動させていないので、図１４のステップＳ１３により、補正の種別として、掃除面に水平な方向の「速度」の種別であると補正動作種別決定部２３で決定する。
【０２４４】
ハイブリッドインピーダンス制御モードにより、位置制御モードでロボット本体５を移動させながら、インピーダンス制御モードにより、人の手１６によりロボット本体５（把手３０）にかけた力を力検出部５３で検出して、人の手１６によりロボット本体５（把手３０）に力をかけた方向に、ロボット本体５をｘ軸方向及びｙ軸方向に移動させる。掃除方法データベース１７で、例えば作業ＩＤと動作ＩＤとで示された掃除部８，１８の掃除位置（ｘ１、ｙ２、ｚ１）から、次の動作ＩＤの掃除部８，１８の掃除位置（ｘ２、ｙ２、ｚ２）まで掃除部８，１８が移動するのにかかる時間をｔ１とすると、ロボット本体５の速度を人の手１６の力で変更した場合（図２９Ｃ参照）には、すなわち、掃除位置（ｘ１、ｙ２、ｚ１）から掃除位置（ｘ２、ｙ２、ｚ２）までに掃除部８，１８が移動するのにかかる時間がｔ１からｔ２に変更されることになる。このような場合には、時間ｔ２の値が、制御部２２と制御パラメータ管理部２１とを経由して、掃除動作補正部２０に送信される。掃除動作補正部２０では、選択された作業ＩＤの動作情報について、ｔ１の時間からｔ２の時間に変更して、掃除動作補正部２０から制御パラメータ管理部２１へ送信する。制御パラメータ管理部２１において、補正した時間であるｔ２で動作するように制御パラメータ管理部２１から制御部２２へ指示する。これにより、図２９Ｄのような動作に補正される。次に、時間ｔ２を、掃除方法記憶部１５で掃除方法データベース１７に記憶する。
【０２４５】
以上により、掃除動作補正部２０は、掃除方法データベース１７に記憶された位置と時間との情報により、力ハイブリッドインピーダンス制御モードで動作している状態で、人の手１６によりロボット本体５（把手３０）に力をかけることで、ロボット本体５の動作速度を補正することができるようになる。
【０２４６】
図２６に示すように、掃除ロボット１に掃除をして欲しくない領域ＲＢを、ロボット本体５を使って設定する場合を例にとって説明する。
【０２４７】
人の手１６でロボット本体５の上部に配置されているデータ入力ＩＦ２６（例えば操作盤２６Ａの電源ボタン２６ａなど）により電源を入れると、掃除動作補正部２０は、インピーダンス制御モードで動作するよう、制御パラメータ管理部２１へ指令を出す。動作選択部２９にて作業を選択していない状態で、図２６に示すように、人１６Ａの手１６がロボット本体５（掃除部８，１８）（把手３０）を直接把持して、掃除面に対して平行移動するようにロボット本体５を移動させて、掃除をして欲しくない領域ＲＢの輪郭に沿って、ロボット本体５を移動させる。図２０Ａは掃除面を上方から見た図で、掃除をして欲しくない領域ＲＢを斜線の領域とすると、人の手１６がロボット本体５を移動させて、矢印のように、掃除をして欲しくない領域ＲＢの輪郭にロボット本体５を沿わせて、移動させる。その際、ロボット本体５に取り付けた掃除部の一例としての吸引ノズル８の上面の中央先端にマーク６３が付与されており（図２０Ａ及び図２０Ｂ参照）、掃除をして欲しくない方向にマーク６３を向けて移動させる。
【０２４８】
補正動作種別決定部２３により、図１４に示した補正種別推定処理を実行して掃除方法データベース１７で動作していないと判定し（ステップＳ２，Ｓ３）、さらに、人の手１６によりロボット本体５にかけている力が掃除面に水平であり、かつ、ある一定時間の水平方向の移動量が、前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「２」のｇｘ、ｇｙ）以上の場合は、ステップＳ７において、補正の種別として「掃除をして欲しくない領域」の種別であると決定する。
【０２４９】
インピーダンス制御モードにより、人の手１６によりロボット本体５（把手３０）にかけた力を力検出部５３で検出して、人の手１６によりロボット本体５（把手３０）に力をかけた方向に、ロボット本体５をｘ軸方向及びｙ軸方向に移動させて、図２０Ａのように、位置（ｘ１、ｙ１）、位置（ｘ２、ｙ２）、位置（ｘ３、ｙ３）、位置（ｘ４、ｙ４）の順にロボット本体５の吸引ノズル８を移動させると、これらの位置情報が、制御部２２と制御パラメータ管理部２１とを経由して、掃除動作補正部２０に送信される。掃除動作補正部２０は、その指令を受けて、これらの位置情報が掃除不可領域ＲＢの情報として、掃除方法記憶部１５により掃除不可領域データベース２８に記憶する。これらの４つの位置が掃除不可領域ＲＢの頂点の情報であることは、例えば、ある一定間隔で人が移動させたロボット本体５の位置を取得して、取得した位置の座標をつなげて領域を生成し、それを掃除不可領域ＲＢとすることができる。補正種別決定方法設定部２７で、どのような形の領域とするかを決定する機能を追加し、例えば、「矩形」と設定されている場合は、９０度近くの角度で移動方向が変われば、その位置を頂点の情報として記憶し、「ランダム」と設定された場合は、ある一定間隔で人が移動させたロボット本体５の位置を取得して、取得した位置の座標をつなげて生成し、それを掃除不可領域ＲＢとすることができる。
【０２５０】
なお、この例では、ｘ軸の方向及びｙ軸の方向にのみロボット本体５の動作を補正したいので、補正動作種別決定部２３で、補正の種別が決定されたタイミングで、図６の補正パラメータフラグの０，１ビット目を「１」に設定するとともに、その他のビットを「０」に設定して、補正動作種別決定部２３から制御パラメータ管理部２１へ指令を出すことで、ロボット本体５がｘ軸方向及びｙ軸方向以外の軸方向への移動ができないように設定することができる。さらに、インピーダンス制御モード時の車輪６の機械インピーダンス設定値を変更して補正動作種別決定部２３から制御パラメータ管理部２１へ指令を出すことで、ｘ軸方向及びｙ軸方向の剛性を低くして、人の手１６でロボット本体５をｘ軸方向及びｙ軸方向に動かしやすくし、ｘ軸方向及びｙ軸方向以外の軸方向の剛性を高くして、人の手１６でロボット本体５をｘ軸方向及びｙ軸方向以外の軸方向に動かしにくくするようにできる。
【０２５１】
以上により、掃除動作補正部２０は、人の手１６が力をかけることで、掃除をしてほしくない領域の設定を行うことができるようになる。
【０２５２】
さらに、掃除動作補正部２０では、上記のそれぞれの補正を開始する前の動作をデフォルトの動作情報として、掃除動作補正部２０内の記憶部に記憶しておく。
【０２５３】
図３０Ａのように、人がロボット本体５の側面に接触した場合、又は、図３０Ｂのように、ロボット本体５（胴体部１９）が壁１０Ｗなどに衝突した場合に、衝突検出部３１は衝突した際の力を検出する。衝突検出部３１で検出した力が、閾値(例えば５（Ｎ）)以上である、と衝突検出部３１で判断する場合には、掃除動作補正部２０は、掃除動作補正部２０の前記記憶部で記憶されたデフォルトの動作情報で動作するように制御パラメータ管理部２１へ指令を出す。
【０２５４】
以上により、図３０Ａに示す操作により、人が補正前の動作に戻したい場合には、図３０Ａに示すように、ロボット本体５（胴体部１９）の周辺（側面）を人がたたく動作をするだけで、補正前の動作に簡単に戻すことができる。さらに、補正後の動作で動作中に、図３０Ｂに示すように壁１０Ｗなどにロボット本体５（胴体部１９）が衝突した場合には、デフォルトの動作に戻すことができるようになる。
【０２５５】
表示部１４には、図２１に示すように、表示部１４の画面を左右２画面１４ａ，１４ｂに分割して表示し、左側の画面１４ａに、掃除方法データベース１７で記述されたロボット本体５の動作が映像若しくは写真若しくはテキストで表示される。さらに、右側の画面１４ｂには、補正動作種別決定部２３にて推定された補正の種別の情報を映像若しくは写真若しくはテキストで表示する。この図２１の例では、人の手１６により掃除面に垂直に力をロボット本体５にかけて、力のかけ具合を補正するような動作をすると、補正動作種別決定部２３が、補正の種別として「力の補正」の種別であると決定したタイミングで、右側の画面１４ｂに力の補正をしている映像と現在の力の強弱を表示する。
【０２５６】
なお、この例では、映像若しくは写真若しくはテキストとしたが、動作を説明する音声などでも良い。
【０２５７】
以上の掃除動作補正部２０と補正動作種別決定部２３と動作選択部２９と掃除方法記憶部１５と掃除方法データベース２０と制御パラメータ管理部２１との動作ステップ（すなわち、掃除ロボット１を駆動開始してから掃除作業を開始するまでの間に行う、掃除作業及び掃除動作の設定処理）について、図２４のフローチャートに基づいて説明する。
【０２５８】
まず、ステップＳ１２１において、人の手１６でデータ入力ＩＦ２６により、掃除ロボット１の電源をオンする（ステップＳ１２１）。
【０２５９】
次いで、ステップＳ１２２において、掃除動作補正部２０が、インピーダンス制御モードで制御するように制御パラメータ管理部２１へ指令を出す（ステップＳ１２２）。
【０２６０】
次に、ステップＳ１３０において、補正が掃除不可領域ＲＢの補正かどうか、を補正動作種別決定部２３により判定する（ステップＳ１３０）。ステップＳ１３０で補正が掃除不可領域ＲＢの補正であると補正動作種別決定部２３により判定された場合は、掃除動作補正部２０にて補正を行い（ステップＳ１３３）、その補正の情報を掃除方法記憶部１５により掃除方法データベース１７に記憶する（ステップＳ１３４）。その後、ステップＳ１２３に進む。
【０２６１】
ステップＳ１３０で、前記補正が掃除不可領域ＲＢの補正ではないと補正動作種別決定部２３により判定された場合、又は、ステップＳ１３４を実行した後、ステップＳ１２３において、動作選択部２９により、人が、表示部１４に表示された掃除作業の一覧から１つの掃除作業をデータ入力ＩＦ２６を介して選択し、掃除方法データベース１７の進捗情報に、選択された現在の掃除作業を設定する（ステップＳ１２３）。
【０２６２】
次いで、ステップＳ１３５において、衝突検出部３１でロボット本体５の衝突の際の力を検出し、その力が閾値以上であるか否かを衝突検出部３１で判断する。前記閾値未満であると衝突検出部３１で判断する場合には、ステップＳ１２４へ進み、前記閾値以上であると衝突検出部３１で判断する場合には、ステップＳ１３６へ進む（ステップＳ１３５）。
【０２６３】
ステップＳ１３５にて、衝突検出部３１で検出された力が前記閾値以上であり、ロボット本体５で衝突が発生したと衝突検出部３１で判断する場合には、ステップＳ１３６に進む。
【０２６４】
ステップＳ１３６においては、掃除動作補正部２０により、デフォルトの動作に戻し、終了する。
【０２６５】
次いで、ステップＳ１３５にて、衝突検出部３１で検出された力が前記閾値未満であり、ロボット本体５での衝突無しと衝突検出部３１で判断する場合には、ステップＳ１２４に進む。
【０２６６】
ステップＳ１２４においては、掃除動作補正部２０は、制御パラメータ管理部２１へ力ハイブリッドインピーダンス制御モードで動作するよう指令を出し、人の手１６でロボット本体５を床面１０などの掃除面まで誘導し、データ入力ＩＦ２６（例えば、掃除スイッチ２６ｃのスタートボタン）にて、掃除作業開始の指令を行う（ステップＳ１２４）。その後、ステップＳ１２５に進む。
【０２６７】
次いで、ステップＳ１２５においては、人が補正したい方向にロボット本体５（把手３０）に力をかけると、補正動作種別決定部２３により補正動作の種別を推定して決定する（ステップＳ１２５）。その後、ステップＳ１２６に進む。
【０２６８】
次いで、ステップＳ１２６において、補正の種別として、掃除面にかける力又は吸引力の種別であると補正動作種別決定部２３で決定した場合は、ステップＳ１２７に進み、掃除面に垂直な方向に対して高剛性の位置制御モードで動作するよう、掃除動作補正部２０から制御パラメータ管理部２１へ指令を出す（ステップＳ１２６，Ｓ１２７）。その後、ステップＳ１２８に進む。
【０２６９】
次いで、ステップＳ１２８においては、人の手１６でロボット本体５（把手３０）を把持して、補正したい方向に人の手１６によりロボット本体５（把手３０）に力をかけることで、掃除動作補正部２０が動作情報を補正する（ステップＳ１２８）。その後、ステップＳ１２９に進む。
【０２７０】
一方、ステップＳ１２６で、補正の種別として掃除面にかける力又は吸引力の種別以外であると決定した場合は、ステップＳ１２８に進み、制御モードは、力インピーダンス制御モードで変更せず、補正したい方向に人の手１６によりロボット本体５（把手３０）に力をかけることで、掃除動作補正部２０が動作情報を補正する（ステップＳ１２６，Ｓ１２８）。その後、ステップＳ１２９に進む。
【０２７１】
次いで、ステップＳ１２９においては、ステップＳ１２８で補正された掃除動作情報は、掃除方法記憶部１５により、掃除方法データベース１７に記憶されて（ステップＳ１２９）、一連の掃除作業及び掃除動作の設定処理を終了する。
【０２７２】
一方、ステップＳ１２６で、補正動作種別決定部２３により、補正の種別として「補正なし」であると決定した場合は、ステップＳ１３１に進み、一連の掃除作業及び掃除動作の設定処理を終了する（ステップＳ１２６，Ｓ１３１）。
【０２７３】
掃除作業及び掃除動作の設定処理終了後は、設定された掃除作業及び掃除動作に基づき、掃除ロボット１により掃除を行う。
【０２７４】
以上の動作ステップＳ１２１〜ステップＳ１２２、ステップＳ１３０、ステップＳ１３３、ステップＳ１３４、ステップＳ１２３、ステップＳ１３５、ステップＳ１２４〜ステップＳ１２７により、力ハイブリッドインピーダンス制御で動作中に、ハイブリッドインピーダンス制御モード若しくは高剛性位置制御にて、掃除動作を補正することで、ロボット本体５による掃除作業が実現する。
【０２７５】
また、補正動作種別決定部２３により、複数の掃除動作をボタンなどを使わずに人の手１６によりロボット本体５（把手３０）に力をかけるだけで、自動で切り替えて補正することが可能となる。
【０２７６】
さらに、補正動作種別決定部２７により、ロボット本体５の操作に慣れた人又は熟練した人は、一度の補正で２種類の補正を同時に行い、逆に、ロボット本体５の操作に不慣れな人は、一度に１種類の補正を行うことができる。
【０２７７】
また、制御パラメータ管理部２１と制御部２２とを有することにより、補正動作の種別に応じて、ロボット本体５の車輪６の機械インピーダンス値を適宜設定することで、ロボット本体５の補正方向に応じて、車輪６の機械インピーダンス値を変更させて制御したり、補正中の吸引力又は力を弱めたり停止することができるので、掃除動作の補正中に、床面１０を傷つけたり、塵以外のものを誤って吸い込むことを防ぐことができる。
【０２７８】
なお、前記実施形態において、掃除動作補正部２０は、補正動作種別決定部２３により、情報取得部１００でそれぞれ取得された、人の手１６によりロボット本体５（把手３０）にかけた力と掃除方法データベース１７の情報とにより、補正の種別の推定を行った後で、すぐに掃除動作の補正を行ったが、人の手１６により誤ってロボット本体５（把手３０）に力をかけて、人の意図しない補正の種別を選択してしまう事を防ぐために、補正動作種別決定部２３で推定後、ある一定時間後に補正を開始しても良い。この場合、補正が始まるまでは、人は意図した補正種別を選択するまで、何度でも操作することができる。
【０２７９】
また、前記実施形態において、動作選択部２９と動作記憶部１５と掃除動作補正部２０と補正動作種別決定部２３と補正種別決定方法設定部２７と制御パラメータ管理部２１と制御部２２となどのそれぞれ、又は、そのうちの任意の一部は、それ自体がソフトウェアで構成することができる。よって、例えば、本明細書の前記実施形態の制御動作を構成するステップを有するコンピュータプログラムとして、記憶装置（ハードディスク等）などの記録媒体に読み取り可能に記憶させ、そのコンピュータプログラムをコンピュータの一時記憶装置（半導体メモリ等）に読み込んでＣＰＵを用いて実行することにより、前記した各ステップを実行することができる。
【０２８０】
さらに、前記様々な実施形態及び変形例のうちの任意の実施形態又は任意の変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０２８１】
本発明は、例えば家庭用ロボットなど人とロボットが協調して作業を行う際の掃除機のロボットの動作の制御を行う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として有用である。また、家庭用ロボットに限らず、産業用ロボット、又は、生産設備等における可動機構を有する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としても適用が可能である。
【符号の説明】
【０２８２】
１ 掃除ロボット
２ 吸引ポンプ制御部
３ 塵袋
５ ロボット本体
６ 車輪
８ 吸引ノズル
９ 回転ブラシ制御部
１０ 床
１１ 回転ブラシ
１３ 吸引ポンプ
１４ 表示部
１５ 掃除方法記憶部
１６ 人
１７ 掃除方法データベース
１８ モップ
１９ 胴体部
２０ 掃除動作補正部
２１ 制御パラメータ管理部
２２ 制御部
２３ 補正動作種別決定部
２４ 入出力ＩＦ
２５ モータードライバ
２６ データ入力ＩＦ
２７ 補正種別決定方法設定部
２８ 掃除不可領域データベース
２９ 動作選択部
３０ 把手
３１ 衝突検出部
４２ 座標系
４３ モータ
４４ エンコーダ
４５ 制御装置
４６ 胴体座標系
４７ 周辺装置
４８ 車輪制御部
５３ 力検出部
５５ 目標軌道生成部
６３ マーク
６４ エンコーダ
６５ モータ
６６ エンコーダ
６７ モータ
６８ エンコーダ
６９ モータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば家庭内で掃除を行う掃除機の掃除動作を生成及び教示するための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に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、家庭用又はビルなどの業務用の自動掃除ロボットが製品化されている。家庭用自動掃除ロボットとして、自動掃除ロボットのセンサからの信号により、掃除領域を確認しつつ、自動で掃除を行う掃除ロボットが開示されている（特許文献１、特許文献２を参照）。さらに、業務用としては、ビル清掃用として、光学センサ又はビジョンカメラ等を用いて、自己位置を同定し、対象とする部屋又は床面を隈なく掃除するものがある（特許文献３、特許文献４を参照）。
【０００３】
さらに、特許文献５では、人が発見した汚れ部分に、無線通信機能を持つマーカを置き、掃除ロボットマーカを捜索することにより、マーカを設置した部分のみ、迅速に掃除する方法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献６では、リモコンを用いて掃除機を遠隔制御することにより、操作性の良い掃除機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３２３２１４号公報
【特許文献２】特開２００４−１４８０９０号公報
【特許文献３】特開平０８−１０６３２３号公報
【特許文献４】特開平０８−０６３２２９号公報
【特許文献５】特開２００７−８２６３９号公報
【特許文献６】特開平４−２９５３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４においては、ロボットが自走しながら、床面を一斉に隈なく掃除を行うものであり、人間の手を介さずに掃除ができるという特徴はあるものの、使用者が食べ物などをこぼした場合など突発的に掃除をして欲しい場合の対応ができていない。
【０００７】
さらに特許文献５では、マーカを使って突発的な汚れに対応しているが、家具又は部屋の隙間などの掃除、又は、床面の材質に合った掃除、汚れの多い部分又は少ない部分を識別して掃除するなど極め細やかな掃除を行うことができない。
【０００８】
また、特許文献６では、リモコン操作により掃除機の走行方向の制御は可能だが、吸引力の制御又は拭き掃除時の力のかけ具合などを直感的に操作することができない。
【０００９】
本発明の目的は、このような課題に鑑みてなされたものであり、作業者が簡単で短時間に極め細やかな掃除動作を掃除機に教示することが可能な掃除機の制御を実現できる、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を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
【００１１】
本発明の第１態様によれば、移動体と、前記移動体に取り付けられて掃除面に接触する掃除部と、前記移動体と前記掃除部とを駆動する駆動装置とを備える掃除機の前記駆動装置を駆動制御して掃除作業を行う掃除機の制御装置であって、
前記掃除機に作用する人の力を検出する力検出手段と、
前記掃除作業における前記掃除部の吸引力及び前記掃除部の掃除位置を含む掃除動作に関する情報と前記力検出手段で検出された前記掃除機に作用する前記人の力に関する情報とをそれぞれ取得する情報取得部と、
前記情報取得部でそれぞれ取得した前記掃除動作に関する情報と前記人の力に関する情報とから前記掃除動作を補正する補正動作の種別を決定する補正動作種別決定手段と、
予め定められた前記掃除機の前記掃除作業中に、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記駆動装置を駆動制御して前記掃除動作を補正する掃除動作補正手段とを備えるとともに、
前記掃除動作に関する情報は、前記掃除機が行う前記掃除作業に応じた、前記掃除部の前記掃除位置の情報と、前記掃除部から前記掃除面にかける力情報と、前記掃除部の吸引力の強さに関する情報と、前記掃除部の速度情報と、掃除を行わない領域に関する情報である掃除不可領域情報のうちの少なくとも１つの情報を有することを特徴とする掃除機の制御装置を提供する。
【００１２】
本発明の第１３態様によれば、前記移動体と、
前記移動体に取り付けられて掃除面に接触する掃除部と、
前記移動体と前記掃除部とを駆動する駆動装置と、
前記移動体と前記掃除部とを前記駆動装置で駆動制御する第１〜３，５〜１１のいずれか１つの態様に記載の掃除機の制御装置と、
を備える掃除機を提供する。
【００１３】
本発明の第１４態様によれば、移動体と、前記移動体に取り付けられて掃除面に接触する掃除部と、前記移動体と前記掃除部とを駆動する駆動装置とを備える掃除機の前記駆動装置を駆動制御して掃除作業を行う掃除機の制御方法であって、
前記掃除機に作用する人の力を力検出手段で検出し、
前記掃除作業における前記掃除部の吸引力及び前記掃除部の掃除位置を含む掃除動作に関する情報と前記力検出手段で検出しかつ情報取得部で取得した前記掃除機に作用する前記人の力に関する情報とを用いて、前記掃除動作を補正する補正動作の種別を補正動作種別決定手段で決定し、
予め定められた前記掃除機の前記掃除作業中に、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記駆動装置を駆動制御して前記掃除動作を掃除動作補正手段で補正することを特徴とする掃除機の制御方法を提供する。
【００１４】
本発明の第１５態様によれば、移動体と、前記移動体に取り付けられて掃除面に接触する掃除部と、前記移動体と前記掃除部とを駆動する駆動装置とを備える掃除機の前記駆動装置を駆動制御して掃除作業を行う掃除機の制御プログラムであって、
前記掃除作業における前記掃除部の吸引力及び前記掃除部の掃除位置を含む掃除動作に関する情報と力検出手段で検出しかつ情報取得部で取得した前記掃除機に作用する人の力に関する情報とを用いて、前記掃除動作を補正する補正動作の種別を補正動作種別決定手段で決定するステップと、
予め定められた前記掃除機の前記掃除作業中に、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記掃除機に作用する前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記駆動装置を駆動制御して前記掃除動作を掃除動作補正手段で補正する掃除動作補正ステップとをコンピュータに実行させための掃除機の制御プログラムを提供する。
【００１５】
本発明の第１６態様によれば、移動体と、前記移動体に取り付けられて掃除面に接触する掃除部と、前記移動体と前記掃除部とを駆動する駆動装置とを備える掃除機の前記駆動装置を駆動制御して掃除作業を行う掃除機の制御用集積電子回路であって、
前記掃除作業における前記掃除部の吸引力及び前記掃除部の掃除位置を含む掃除動作に関する情報と力検出手段で検出しかつ情報取得部で取得した前記掃除機に作用する人の力に関する情報とを用いて、前記掃除動作を補正する補正動作の種別を決定する補正動作種別決定手段と、
予め定められた前記掃除機の前記掃除作業中に、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記掃除機に作用する前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記駆動装置を駆動制御して前記掃除動作を補正する掃除動作補正手段とを備えることを特徴とする掃除機の制御用集積電子回路を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
以上述べたように、本発明の掃除機の制御装置、掃除機によれば、補正動作種別決定手段と、情報取得部と、力検出手段と、掃除動作補正手段とを有することにより、前記掃除部の吸引力及び前記掃除部の掃除位置を含む掃除動作に関する情報と前記力検出手段で検出された前記掃除機に作用する前記人の力に関する情報とを利用して、人の力に応じて、掃除動作を簡単に補正することができる掃除機の制御が可能となる。
【００１７】
また、本発明の掃除機の制御方法、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によれば、補正動作種別決定手段と、掃除動作補正手段とを有することにより、前記掃除部の吸引力及び前記掃除部の掃除位置を含む掃除動作に関する情報と前記力検出手段で検出された前記掃除機に作用する前記人の力に関する情報とを利用して、力検出手段で検出されかつ前記情報取得部で取得された人の力に応じて、掃除動作を簡単に補正することができる掃除機の制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】本発明の実施の形態における掃除ロボットの構成の概要を示す斜視図
【図１Ｂ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの構成の概要を示す底面図
【図１Ｃ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの構成の概要を示す平面図
【図２】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す斜視図
【図３】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの一例である掃除ロボットを構成する制御装置と制御対象であるロボット本体との詳細構成を示す図
【図４】前記実施の形態における前記掃除ロボットの制御装置中の掃除方法データベースの動作情報の一覧表を説明する図
【図５】前記掃除方法データベースのフラグに関する情報を説明する図
【図６】前記実施の形態における前記掃除ロボットの制御装置の補正パラメータのフラグに関する情報を説明する図
【図７】本発明の前記実施の形態における前記制御装置の制御部の構成を示すブロック図
【図８】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの掃除経路に関する図
【図９】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの制御装置の掃除方法種別決定部の閾値に関する一覧表を示す図
【図１０】前記実施の形態における前記掃除ロボットの制御装置の掃除不可領域データベース情報の一覧表を説明する図
【図１１】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの掃除経路に関する図
【図１２Ａ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す斜視図
【図１２Ｂ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す平面図
【図１２Ｃ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す平面図
【図１２Ｄ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す平面図
【図１３】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作盤を示す図
【図１４】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの制御装置の掃除方法種別決定部の動作ステップを示すフローチャート
【図１５Ａ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す斜視図
【図１５Ｂ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す斜視図
【図１５Ｃ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す斜視図
【図１６Ａ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの動作状態を示す斜視図
【図１６Ｂ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの動作状態を示す平面図
【図１６Ｃ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの動作状態を示す平面図
【図１７】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの制御装置の掃除方法種別決定部の動作ステップを示すフローチャート
【図１８Ａ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの制御装置の操作状態を示す斜視図
【図１８Ｂ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの制御装置の操作状態を示す斜視図
【図１９】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの制御装置において、人がかける力と吸引力の対応を変換表形式で示す図
【図２０Ａ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す平面図
【図２０Ｂ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を説明するときの吸引ノズルの拡大平面図であり、
【図２１】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの周辺装置の表示部を説明する図
【図２２】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの動作状態を示す斜視図
【図２３】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの動作状態を示す斜視図
【図２４】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの制御装置の掃除動作補正部と補正動作種別決定部と動作選択部と掃除方法記憶部と衝突検出部と掃除方法データベースと制御パラメータ管理部の動作ステップを示すフローチャート
【図２５】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの制御装置の制御部の動作ステップを示すフローチャート
【図２６】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す図
【図２７Ａ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す斜視図
【図２７Ｂ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す斜視図
【図２７Ｃ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す斜視図
【図２８Ａ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す斜視図
【図２８Ｂ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す斜視図
【図２８Ｃ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す斜視図
【図２９Ａ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す斜視図
【図２９Ｂ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す平面図
【図２９Ｃ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す平面図
【図２９Ｄ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの操作状態を示す平面図
【図３０Ａ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの動作状態を示す斜視図
【図３０Ｂ】本発明の前記実施の形態における前記掃除ロボットの動作状態を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
以下、図面を参照して本発明における実施形態を詳細に説明する前に、本発明の種々の態様について説明する。
【００２１】
本発明の第１態様によれば、移動体と、前記移動体に取り付けられて掃除面に接触する掃除部と、前記移動体と前記掃除部とを駆動する駆動装置とを備える掃除機の前記駆動装置を駆動制御して掃除作業を行う掃除機の制御装置であって、
前記掃除機に作用する人の力を検出する力検出手段と、
前記掃除作業における前記掃除部の吸引力及び前記掃除部の掃除位置を含む掃除動作に関する情報と前記力検出手段で検出された前記掃除機に作用する前記人の力に関する情報とをそれぞれ取得する情報取得部と、
前記情報取得部でそれぞれ取得した前記掃除動作に関する情報と前記人の力に関する情報とから前記掃除動作を補正する補正動作の種別を決定する補正動作種別決定手段と、
予め定められた前記掃除機の前記掃除作業中に、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記駆動装置を駆動制御して前記掃除動作を補正する掃除動作補正手段とを備えるとともに、
前記掃除動作に関する情報は、前記掃除機が行う前記掃除作業に応じた、前記掃除部の前記掃除位置の情報と、前記掃除部から前記掃除面にかける力情報と、前記掃除部の吸引力の強さに関する情報と、前記掃除部の速度情報と、掃除を行わない領域に関する情報である掃除不可領域情報のうちの少なくとも１つの情報を有することを特徴とする掃除機の制御装置を提供する。
【００２２】
このような構成により、前記掃除動作に関する情報と人の力に関する情報とに応じて、掃除機の掃除動作を補正することができる。また、このような構成により、前記掃除機が行う掃除作業に応じて、それぞれの時間での、位置情報と、前記掃除機がかける力情報と、吸引力の強さに関する情報と、速度情報と、掃除をしてほしくない領域に関する情報のうちの少なくとも１つの情報を補正することができる。
【００２３】
本発明の第２態様によれば、前記掃除動作に関する情報は、前記掃除機が行う前記掃除作業に応じた、前記掃除部から前記掃除面にかける力情報と、前記掃除部の吸引力の強さに関する情報とを少なくとも有し、
前記掃除動作補正手段は、前記掃除動作に関する情報に基づいて、予め設定された力を前記掃除機から前記掃除面に作用させて前記掃除動作を行なう力制御モードを前記掃除機が移動可能なｘｙｚ軸方向のそれぞれの軸別に設定して前記掃除動作を前記掃除機で行っている最中に、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力に応じて、補正動作前の前記掃除動作に関する情報のうちの前記設定された力の大きさ又は方向を補正することを特徴とする第１の態様に記載の掃除機の制御装置を提供する。
【００２４】
このような構成により、前記掃除動作に関する情報に基づいて、予め設定された力を前記掃除機から前記掃除面に作用させて前記掃除動作を行なう力制御モードを前記掃除機が移動可能なｘｙｚ軸方向のそれぞれの軸別に設定して前記掃除動作を前記掃除機で行っている最中に、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力に応じて、補正動作前の前記掃除動作に関する情報のうちの前記設定された力の大きさ又は方向を補正することができる。
【００２５】
本発明の第３態様によれば、前記掃除動作に関する情報は、前記掃除機が行う前記掃除作業に応じた、前記掃除部の前記掃除位置の情報と、前記掃除部の速度情報と、掃除を行わない領域に関する情報である掃除不可領域情報とを有し、
前記掃除動作補正手段は、前記掃除動作に関する情報に基づいて、前記掃除機の位置を制御する位置制御モードで動作している最中に、駆動停止している前記掃除機に対して前記人から前記掃除機に加わる力に応じて前記掃除機が作動するインピーダンス制御モードを前記掃除機が移動可能なｘｙｚ軸方向のそれぞれの軸別に設定して前記掃除作業を動作させている最中に、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力に応じて、前記インピーダンス制御での前記掃除動作に関する情報の前記掃除動作を補正するように前記駆動装置を駆動制御することを特徴とする第１の態様に記載の掃除機の制御装置を提供する。
【００２６】
このような構成により、前記掃除動作に関する情報に基づいて、前記掃除機の位置を制御する位置制御モードで動作している最中に、駆動停止している前記掃除機に対して前記人から前記掃除機に加わる力に応じて前記掃除機が作動するインピーダンス制御モードを前記掃除機が移動可能なｘｙｚ軸方向のそれぞれの軸別に設定して前記掃除作業を動作させている最中に、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力に応じて、前記インピーダンス制御での前記掃除動作に関する情報の前記掃除動作を補正することができる。
【００２７】
本発明の第４態様によれば、前記掃除機に加わる力を検出する衝突検出手段をさらに備え、
前記衝突検出手段で検出した前記力が閾値以上である場合に、前記掃除動作補正手段は、補正前の動作に戻すことを特徴とする第１〜３のいずれか１つの態様に記載の掃除機の制御装置を提供する。
【００２８】
本発明の第５態様によれば、前記補正動作種別決定手段は、前記掃除機の位置の前記掃除面に平行な方向の移動量を検出するとともに、
前記補正動作種別決定手段は、前記掃除面に垂直な方向の力成分が第１の閾値以下であり、かつ前記掃除面に平行な方向の力成分が第２の閾値以上である場合に、前記補正動作種別決定手段により検出された前記掃除機の前記位置の前記掃除面に平行な方向の移動量が第３閾値以上である場合に、前記補正動作の種別として、掃除面の位置の移動の種別であると決定し、
さらに、前記掃除動作補正手段は、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記掃除面に平行な方向に前記掃除機の前記位置を補正するように前記駆動装置を駆動制御することを特徴とする第１の態様に記載の掃除機の制御装置を提供する。
【００２９】
本発明の第６態様によれば、前記補正動作種別決定手段は、前記掃除機の位置の前記掃除面に平行な方向の移動量を検出するとともに、
前記補正動作種別決定手段は、前記掃除面に垂直な方向の力成分が第１の閾値以上であり、かつ前記掃除面に平行な方向の力成分が第２の閾値以上である場合に、前記補正動作種別決定手段により検出された前記掃除機の前記位置の前記掃除面に平行な方向の移動量が第３閾値以上である場合に、前記補正動作の種別として、掃除面の位置の移動の種別であると決定し、
さらに、前記掃除動作補正手段は、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記掃除面に平行な方向に前記掃除機の前記位置を補正するように前記駆動装置を駆動制御することを特徴とする第１の態様に記載の掃除機の制御装置を提供する。
【００３０】
本発明の第７態様によれば、前記補正動作種別決定手段は、前記掃除機の位置の前記掃除面に垂直な方向の移動量を検出するとともに、
前記補正動作種別決定手段は、前記掃除面に垂直な方向の力成分が第１の閾値以上であり、かつ、前記補正動作種別決定手段で検出された前記掃除機の前記位置の前記掃除面に垂直な方向の移動量が第４の閾値より大きい場合に、前記補正動作の種別として、掃除面垂直方向の位置の移動の種別であると決定し、
さらに、前記掃除動作補正手段は、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記掃除面に垂直な方向に前記掃除機の前記位置を補正するように前記駆動装置を駆動制御することを特徴とする第１の態様に記載の掃除機の制御装置を提供する。
【００３１】
本発明の第８態様によれば、前記補正動作種別決定手段は、前記掃除機の位置の前記掃除面に垂直な方向の移動量を検出するとともに、
前記補正動作種別決定手段は、前記掃除面に垂直な方向の力成分が第１の閾値以上であり、かつ、前記補正動作種別決定手段で検出された前記掃除機の前記位置の前記掃除面に垂直な方向の移動量が第４の閾値以下であり、かつ、前記掃除作業が拭き掃除である場合に、前記補正動作の種別として、力のかけ具合の補正の種別であると決定し、
さらに、前記掃除動作補正手段は、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記掃除面に垂直な方向への前記掃除機のかかる力を補正するように前記駆動装置を駆動制御することを特徴とする第１の態様に記載の掃除機の制御装置を提供する。
【００３２】
本発明の第９態様によれば、前記補正動作種別決定手段は、前記掃除機の位置の前記掃除面に垂直な方向の移動量を検出するとともに、
前記補正動作種別決定手段は、前記掃除面に垂直な方向の力成分が第１の閾値以上であり、かつ、前記補正動作種別決定手段で検出された前記掃除機の前記位置の前記掃除面に垂直な方向の移動量が第４の閾値以下であり、かつ、前記掃除作業が吸引掃除である場合に、前記補正動作の種別として、吸引力の補正の種別であると決定し、
さらに、前記掃除動作補正手段は、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記掃除面に垂直な方向への前記吸引力を補正するように前記駆動装置を駆動制御することを特徴とする第１の態様に記載の掃除機の制御装置を提供する。
【００３３】
本発明の第１０態様によれば、前記補正動作種別決定手段は、前記掃除機の位置の前記掃除面に平行な方向の移動量を検出するとともに、
前記補正動作種別決定手段は、前記掃除面に垂直な方向の力成分が第１閾値未満であり、かつ、前記掃除面に平行な方向の力成分が第２閾値以上である場合に、前記補正動作種別決定手段により検出された前記掃除機の前記位置の前記掃除面に平行な方向の移動量が第３閾値未満である場合に、前記補正動作の種別として、速度の補正の種別であると決定し、
さらに、前記掃除動作補正手段は、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記掃除面に平行な方向に前記掃除機の前記位置の速度を補正するように前記駆動装置を駆動制御することを特徴とする第１の態様に記載の掃除機の制御装置を提供する。
【００３４】
本発明の第１１態様によれば、前記補正動作種別決定手段は、前記掃除機の位置の前記掃除面に平行な方向の移動量を検出するとともに、
前記補正動作種別決定手段は、前記人の手により前記掃除機にかかる力が前記掃除面に平行であり、かつ、前記補正動作種別決定手段により検出されたある一定時間の前記掃除面に平行な方向の移動量が閾値以上の場合には、前記補正動作の種別として、掃除不可領域の設定の種別であると決定し、
さらに、前記掃除動作補正手段は、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記掃除機の前記位置を移動させることで、前記掃除不可領域を設定することを特徴とする第１の態様に記載の掃除機の制御装置を提供する。
【００３５】
このような構成により、前記掃除不可領域を簡単に設定することができて、掃除をして欲しくない領域については、掃除機による掃除動作を不要とすることができる。
【００３６】
本発明の第１２態様によれば、前記補正動作種別決定手段で決定した前記補正動作の種別に基づき、前記補正動作の種別に関する情報を表示する表示手段をさらに備えることを特徴とする第１〜１１のいずれか１つの態様に記載の掃除機の制御装置を提供する。
【００３７】
このような構成により、補正動作の種別に関する情報を表示することができる。
【００３８】
本発明の第１３態様によれば、前記移動体と、
前記移動体に取り付けられて掃除面に接触する掃除部と、
前記移動体と前記掃除部とを駆動する駆動装置と、
前記移動体と前記掃除部とを前記駆動装置で駆動制御する第１〜３，５〜１１のいずれか１つの態様に記載の掃除機の制御装置と、
を備える掃除機を提供する。
【００３９】
本発明の第１４態様によれば、移動体と、前記移動体に取り付けられて掃除面に接触する掃除部と、前記移動体と前記掃除部とを駆動する駆動装置とを備える掃除機の前記駆動装置を駆動制御して掃除作業を行う掃除機の制御方法であって、
前記掃除機に作用する人の力を力検出手段で検出し、
前記掃除作業における前記掃除部の吸引力及び前記掃除部の掃除位置を含む掃除動作に関する情報と前記力検出手段で検出しかつ情報取得部で取得した前記掃除機に作用する前記人の力に関する情報とを用いて、前記掃除動作を補正する補正動作の種別を補正動作種別決定手段で決定し、
予め定められた前記掃除機の前記掃除作業中に、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記駆動装置を駆動制御して前記掃除動作を掃除動作補正手段で補正することを特徴とする掃除機の制御方法を提供する。
【００４０】
このような構成により、掃除機の掃除動作に関する情報と掃除機に作用する前記人の力に関する情報とに基づき、前記掃除動作の補正種別を決定し、人の力を検出し、前記掃除機の作業中に、前記人の力と前記補正種別に応じて、前記掃除動作を提供することができる。
【００４１】
本発明の第１６態様によれば、移動体と、前記移動体に取り付けられて掃除面に接触する掃除部と、前記移動体と前記掃除部とを駆動する駆動装置とを備える掃除機の前記駆動装置を駆動制御して掃除作業を行う掃除機の制御プログラムであって、
前記掃除作業における前記掃除部の吸引力及び前記掃除部の掃除位置を含む掃除動作に関する情報と力検出手段で検出しかつ情報取得部で取得した前記掃除機に作用する人の力に関する情報とを用いて、前記掃除動作を補正する補正動作の種別を補正動作種別決定手段で決定するステップと、
予め定められた前記掃除機の前記掃除作業中に、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記掃除機に作用する前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記駆動装置を駆動制御して前記掃除動作を掃除動作補正手段で補正する掃除動作補正ステップとをコンピュータに実行させための掃除機の制御プログラムを提供する。
【００４２】
このような構成により、掃除動作に関する情報と力検出手段で検出しかつ情報取得部で取得した前記掃除機に作用する人の力に関する情報とを用いて、前記掃除動作を補正する補正動作の種別を補正動作種別決定手段で決定するステップと、前記人の力と前記補正動作の種別とに応じて、前記駆動装置を駆動制御して前記掃除動作を掃除動作補正手段で補正する掃除動作補正ステップとを有するプログラムを提供することができる。
【００４３】
本発明の第１７態様によれば、移動体と、前記移動体に取り付けられて掃除面に接触する掃除部と、前記移動体と前記掃除部とを駆動する駆動装置とを備える掃除機の前記駆動装置を駆動制御して掃除作業を行う掃除機の制御用集積電子回路であって、
前記掃除作業における前記掃除部の吸引力及び前記掃除部の掃除位置を含む掃除動作に関する情報と力検出手段で検出しかつ情報取得部で取得した前記掃除機に作用する人の力に関する情報とを用いて、前記掃除動作を補正する補正動作の種別を決定する補正動作種別決定手段と、
予め定められた前記掃除機の前記掃除作業中に、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記掃除機に作用する前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記駆動装置を駆動制御して前記掃除動作を補正する掃除動作補正手段とを備えることを特徴とする掃除機の制御用集積電子回路を提供する。
【００４４】
このような構成により、掃除を行う掃除機を制御する集積電子回路であって、前記掃除機の掃除動作に関する情報が記録された掃除動作の情報と力検出手段で検出しかつ情報取得部で取得した前記掃除機に作用する人の力に関する情報とに基づき、前記掃除動作の補正種別を決定する補正動作種別決定手段と、前記掃除機の作業中に、人の力を検出する力検出手段で検出しかつ情報取得部で取得した前記人の力と前記補正種別とに応じて、前記掃除動作を補正する掃除動作補正手段とを有することを特徴とする掃除機の制御用集積電子回路を提供することができる。
【００４５】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００４６】
まず、本発明の前記実施形態における掃除機の一例としての掃除ロボット１の構成について説明する。
【００４７】
図１Ａ（図１Ｂは図１Ａの掃除ロボット１を底面から見た図、図１Ｃは図１Ａの掃除ロボット１を上方から見た図）は、本発明の前記実施形態における掃除ロボット１の概要を示す図である。図１Ａにおいて、掃除ロボット１は、床面１０上に置かれており、ロボット本体５と、ロボット本体５内に内蔵されかつロボット本体５を駆動制御する制御装置とで構成されている。ロボット本体５は、移動体の一例としての胴体部１９と、胴体部１９の底面に取り付けられて掃除面に接触する掃除部８，１８と、胴体部１９と掃除部８，１８とを駆動する駆動装置６５，６７，６９とを備えて構成され、駆動装置６５，６７，６９を前記制御装置で駆動制御して、掃除したい場所、例えば家庭内などで掃除作業を行うものである。
【００４８】
胴体部１９には、吸引ポンプ１３と、掃除部８（の一例としての吸引ノズル）を駆動する駆動装置の一例としての吸引ポンプ１３のモータ６７と、吸引した塵を溜める塵袋３と、胴体部１９の底面でかつ掃除部８の周囲に胴体部１９の中心に対して大略均等角度間隔で配置され胴体部１９を移動させるための３つの車輪６と、３つの車輪６を正逆回転駆動する車輪用駆動装置の一例としての３つのモータ６５と、ボタンなどが配置された操作盤２６Ａなどのデータ入力ＩＦ２６と、表示手段の一例としての表示部１４とを備えるように構成されている。８はロボット本体５の底面の取付部に着脱可能に取り付けられた掃除部の一例としての吸引ノズル、１１は吸引ノズル８内に回転可能に収納されて吸引ノズル８内の回転ブラシ用モータ６９により回転駆動されて床面１０の塵をかき上げる回転ブラシ、１８はロボット本体１に吸引ノズル８に代えて取付部に着脱可能に取り付け可能な掃除部の別の例としての、床面１０の汚れをふき取るモップである。吸引ノズル８と吸引ポンプ１３と塵袋３とはロボット本体５の内側に内蔵された図示しない吸引ホースで連結されている。吸引ノズル８内の回転ブラシ用モータ６９は、掃除部８の一例としての吸引ノズル８を駆動する駆動装置の一例として機能する。３０は胴体部１９の上部（例えば、上面の中央部）に配置されて掃除作業者の手１６で把持可能な把手である。図１Ｃに示すように、把手３０は、その長手方向が吸引ノズル８（又はモップ１８）の長手方向と平行となるように配置されて、吸引ノズル８（又はモップ１８）の長手方向が、胴体部１９の上方からでも、掃除作業者に直感的に理解できるようにしている。掃除ロボット１は、床面１０の塵などを吸引ノズル８で吸引する掃除作業、床面若しくは壁若しくは机、若しくは、車の外面などの汚れをモップ１８でふき取る作業、又は、鏡若しくは靴など力を入れてモップ１８で磨く作業を行う掃除ロボットである。
【００４９】
掃除ロボット１の操作手順の概要を説明する。
【００５０】
まず、図２において、人の手１６が掃除ロボット１のロボット本体５の上部に配置されているデータ入力ＩＦ２６（例えば図１３の操作盤２６Ａの電源ボタン２６ａの「ＯＮ」を押すなど）により電源を入れる。
【００５１】
次に、塵などを吸引する場合は、ロボット本体５の胴体部１９の底面の取付部に吸引ノズル８を人の手１６で取り付けるとともに、拭き掃除又は磨く作業行う場合は、ロボット本体５の胴体部１９の底面の取付部にモップ１８を人の手１６で取り付ける。人の手１６で吸引ノズル８又はモップ１８を胴体部１９の底面の取付部に取り付ける際には、ボタンなどのデータ入力ＩＦ２６からのデータ入力（例えば図１３の操作盤２６Ａの、係止部を開閉（係止解除及び係止）させるための開閉ボタン２６ｂの「開」を押すなど）により、胴体部１９の底面の取付部の係止部の係止解除の指示を、掃除ロボット１の後述する制御部２２へ指令を出し、係止部の係止解除を行なう。その後、吸引ノズル８若しくはモップ１８を取付部に取り付け、データ入力ＩＦ２６からのデータ入力（例えば図１３の操作盤２６Ａの、係止部での係止を行わせるための開閉ボタン２６ｂの「閉」を押すなど）により、取付部の係止部で吸引ノズル８若しくはモップ１８に対する係止を行なう指示を制御部２２へ指令を出して、係止部で係止を行なうことにより、取付部に吸引ノズル８若しくはモップ１８を着脱可能に取り付けてかつ脱落防止のために係止部で係止する。
【００５２】
次に、ロボット本体５の上部に配置されているデータ入力ＩＦ２６（例えば図１３の操作盤２６Ａの掃除スイッチ２６ｃのスタートボタンなど）を人の手１６で押すことにより、ロボット本体５が作動し、後述する動作選択部２９で最適な掃除動作（例えば吸引若しくは拭き掃除動作）を選択して、その選択された掃除動作に基づく掃除作業（例えば、吸引若しくは拭き掃除作業）を開始させる。
【００５３】
拭き掃除動作の際には、図１６Ａ、図１６Ｂ（図１６Ａを上方から見た図）に示すように、３個の車輪６のそれぞれの駆動により、ロボット本体５の胴体部１９が床面１０の掃除面（ｘｙ平面）を例えば螺旋を描くような軌跡で自走しながらモップ１８が前記螺旋を描くような軌跡で拭き掃除動作を行う。また、吸引の掃除動作の際には、図１６Ｃに示すように、３個の車輪６のそれぞれの駆動によりロボット本体５の胴体部１９が床面１０の掃除面を左右方向沿いに自走しながら、自走方向と同じ左右方向で吸引掃除を行う。
【００５４】
なお、データ入力ＩＦ２６は、ロボット本体５の上面に固定したが、遠隔操作が可能なリモコンでも良い。
【００５５】
次に、人（掃除作業者）は掃除面の汚れ具合を確認し、ロボット本体５の把手３０を人の手１６で直接把持して、掃除動作を補正したい方向（例えば、汚れ具合のひどい領域に向けて、ロボット本体５の吸引ノズル８又はモップ１８を移動させるように移動方向を変えたい方向）に力をかけることで、例えば、図１２Ａのように、ロボット本体５の動作を補正する。すなわち、図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように、胴体部１９の前後方向沿いに胴体部１９を例えばジグザグ方向に実線で示すように移動させて吸引ノズル８又はモップ１８で掃除動作を行なっているとする。このとき、図１２Ｃに示すように、例えば点線のジグザグ方向で示すように胴体部１９を左方向にずれた位置でジグザグ方向に移動させるように、ロボット本体５の把手３０に人の手１６により、矢印で示すように力をかけて、ロボット本体５の吸引ノズル８又はモップ１８を左方向に移動させる。このようにすることで、図１２Ｄに示すように、吸引ノズル８又はモップ１８が、図１２Ｃでの胴体部１９の前後方向沿いの中心軸沿いの位置に対して、左側の領域において、吸引ノズル８又はモップ１８による掃除動作を例えばジグザグ方向に実線で示すように行なうことができる。
【００５６】
図３は、掃除ロボット１を構成する制御装置の構成要素を詳細に示す図であり、制御装置本体部４５と、動作を生成する動作生成装置１２と、制御対象であるロボット本体５と、制御対象である胴体部１９と、周辺装置４７との詳細構成を示す図である。掃除ロボット１の制御装置は、制御装置本体部４５と、動作生成装置１２と、周辺装置４７とで大略構成されている。
【００５７】
制御装置本体部４５及び動作生成装置１２及び周辺装置４７は、それぞれ、一般的なパーソナルコンピュータにより構成される。
【００５８】
制御装置本体部４５は、動作生成装置１２の掃除動作補正手段の一例としての掃除動作補正部２０と補正動作種別決定手段の一例としての補正動作種別決定部２３と周辺装置４７のデータ入力ＩＦ２６とにそれぞれ接続された制御パラメータ管理手段の一例としての制御パラメータ管理部２１と、制御パラメータ管理部２１と周辺装置４７の入出力ＩＦ２４とに接続されたインピーダンス制御手段の一例としての制御部２２と、掃除動作補正部２０に接続された衝突検出手段の一例としての衝突検出部３１を備えるように構成される。
【００５９】
動作生成装置１２は、掃除方法データベース１７と、掃除不可領域データベース２８と、補正種別決定方法設定部２７と、掃除動作補正部２０と、補正動作種別決定部２３と、掃除方法記憶部１５と、動作選択部２９と、情報取得部１００とを備えるように構成される。掃除方法記憶部１５は、掃除方法データベース１７と掃除不可領域データベース２８と掃除動作補正部２０とに接続されている。掃除方法データベース１７と掃除不可領域データベース２８とは、それぞれ、掃除方法記憶部１５と掃除動作補正部２０と動作選択部２９とに接続されている。掃除動作補正部２０は、掃除方法データベース１７と掃除不可領域データベース２８と掃除方法記憶部１５と制御装置本体部４５の制御パラメータ管理部２１と補正動作種別決定部２３と周辺装置４７のデータ入力ＩＦ２６とが接続されている。補正動作種別決定部２３は、掃除動作補正部２０と補正種別決定方法設定部２７と周辺装置４７のデータ入力ＩＦ２６と制御装置本体部４５の制御パラメータ管理部２１と表示部１４とに接続されている。動作選択部２９は、掃除方法データベース１７と掃除不可領域データベース２８とデータ入力ＩＦ２６と接続されている。補正種別決定方法設定部２７は、データ入力ＩＦ２６と補正動作種別決定部２３と接続されている。
情報取得部１００は、補正動作種別決定部２３と、掃除方法データベース１７と掃除不可領域データベース２８と、制御部２２の力検出部５３と接続されている。よって、情報取得部１００は、掃除作業における掃除部８，１８の吸引力及び掃除部８，１８の掃除位置を含む掃除動作に関する情報と、力検出部５３で検出されたロボット本体５に作用する人の力に関する情報とをそれぞれ取得可能としている。情報取得部１００で取得した情報は、補正動作種別決定手段２３に入力され、情報取得部１００でそれぞれ取得した掃除動作に関する情報と人の力に関する情報とから、後述するように、掃除動作を補正する補正動作の種別を補正動作種別決定手段２３で決定することができる。
【００６０】
周辺装置４７は、補正動作種別決定部２３と掃除動作補正部２０と制御装置本体部４５の制御パラメータ管理部２１と表示部１４と動作選択部２９とに接続されたデータ入力ＩＦ２６と、それぞれの車輪６のモータ６５のそれぞれのエンコーダ６４と吸引ポンプ１３のエンコーダ６６と回転ブラシ１１のモータ６９のエンコーダ６８とからそれぞれの角度情報が入力されるとともに制御部２２とモータドライバ２５とに接続された入出力ＩＦ２４と、それぞれの車輪６のモータ６５と吸引ポンプ１３のモータ６７と回転ブラシ１１のモータ６９と入出力ＩＦ２４とにそれぞれ接続されたモータドライバ２５と、補正動作種別決定部２３に接続された表示部１４とを備えるように構成される。
【００６１】
入出力ＩＦ２４は、パーソナルコンピュータのＰＣＩバスなどの拡張スロットに接続された、例えばＤ／Ａボードと、Ａ／Ｄボードと、カウンタボードとなどを備えるように構成されている。
【００６２】
ロボット本体５の胴体部１９の動作を制御する動作生成装置１２と、制御装置本体部４５と、周辺装置４７とが、それぞれの動作を実行することにより、ロボット本体５の胴体部１９の各車輪６のモータ６５のエンコーダ６４より出力される各車輪６の位置情報（回転角度情報）が入出力ＩＦ２４を通じて制御装置本体部４５に取り込まれ、制御装置本体部４５は、取り込まれた各角度情報に基づき、胴体部１９の各車輪６のモータ６５の制御指令値を算出する。また、吸引ポンプ１３のモータ６７のエンコーダ６６より出力される吸引力が入出力ＩＦ２４を通じて制御装置本体部４５に取り込まれ、制御装置本体部４５は、取り込まれた吸引力に基づき、吸引ポンプ１３のモータ６７の制御指令値を算出する。さらに、回転ブラシ１１のモータ６９のエンコーダ６８より出力される回転力が入出力ＩＦ２４を通じて制御装置本体部４５に取り込まれ、制御装置本体部４５は、取り込まれた回転力に基づき、回転ブラシ１１のモータ６９の制御指令値を算出する。
【００６３】
算出された３個の車輪６のそれぞれの制御指令値は、制御部２２から入出力ＩＦ２４を通じてモータドライバ２５に与えられ、モータドライバ２５から送られた各制御指令値に従って、各車輪６のモータ６５がそれぞれ独立して駆動される。
【００６４】
また、算出された吸引ポンプ１３のモータ６７の制御指令値は、入出力ＩＦ２４を通じてモータドライバ２５に与えられ、モータドライバ２５から送られた制御指令値に従って、吸引ポンプ１３のモータ６７が駆動される。
【００６５】
また、算出された回転ブラシ１１のモータ６９の制御指令値は、入出力ＩＦ２４を通じてモータドライバ２５に与えられ、モータドライバ２５から送られた制御指令値に従って、回転ブラシ１１のモータ６９が駆動される。
【００６６】
４６は胴体座標系であり、あらかじめ記憶されている作業経路（例えば図８に示す掃除領域（掃除面）ＲＡ内の掃除ロボット１の作業経路）の開始点Ｏｓからの胴体部１９の相対的な位置関係を示す。４１は掃除部８，１８の胴体座標系４６対する相対的な位置関係が固定された座標系である。
【００６７】
作業経路の開始点Ｏｓから見た胴体座標系４６の原点位置Ｏｄ（ｘ、ｙ）を胴体位置とする。さらに、胴体座標系４６から見た掃除部８，１８の座標系４１の原点位置Ｏｅ（ｘ、ｙ、ｚ）をロボット本体５の掃除位置（掃除部８，１８の位置）(言い換えれば、掃除部８，１８の掃除位置)とし、掃除部８，１８の掃除位置ベクトルをベクトルｒ＝［ｘ、ｙ、ｚ］Ｔと定義する。
【００６８】
掃除部８，１８の掃除位置を制御する場合には、掃除位置ベクトルｒを、後述する目標軌道生成部５５で生成された掃除位置の目標ベクトルｒｄに追従させることになる。
【００６９】
２６はデータ入力ＩＦ（インターフェース）であり、人（掃除作業者）がボタン又はキーボード又はマウス又はマイクなどの入力装置を使用して、掃除作業の開始、又は、終了などの指令を掃除ロボット１に入力するインターフェースである。
【００７０】
表示部１４は、例えば胴体部１９の上面に設置されたディスプレイ装置であり、後述する掃除動作又は補正するパラメータの種別などを表示部１４に表示する。
【００７１】
掃除方法データベース１７は、ロボット本体５の胴体部１９の、ある時間における位置など掃除時の動作に関する情報（掃除動作に関する情報）を記憶して保持している。ここで、掃除動作に関する情報とは、前記掃除ロボット１が行う前記掃除作業に応じた、前記掃除部８，１８の前記掃除位置の情報と、前記掃除部８，１８から掃除面にかける力情報と、前記掃除部８，１８の掃除の方向に関する情報と、前記掃除部８，１８の吸引力の強さに関する情報と、前記掃除部８，１８の速度情報と、掃除を行わない領域ＲＢ（図１１に図示）に関する情報である掃除不可領域情報のうちの少なくとも１つの情報を含むものである。
【００７２】
掃除方法データベース１７の詳細について説明する。
【００７３】
掃除方法データベース１７は、例えば、図４に示した掃除ロボット１の動作に関する情報で、掃除作業を識別する作業ＩＤ番号と、その作業内の個々の動作を識別する動作ＩＤ番号と、その動作における胴体部１９の位置に関する情報と、掃除部８，１８の掃除位置に関する情報(掃除部８，１８の前記掃除位置の情報)と、ロボット本体５が掃除面にかける力に関する情報と、吸引力の強さに関する情報と、掃除部８，１８の掃除位置と力と吸引力とのパラメータのうちのいずれの情報が有効か否かを示すフラグ（有効性を示すフラグ）に関する情報と、各動作が作用する時間に関する情報と、後述する掃除動作補正部２０で掃除方法データベース１７の動作情報を補正する際の補正すべきパラメータの種別に関する情報と、現在動作中かどうか、を示す進捗情報とを保持するように構成される。
【００７４】
掃除方法データベース１７の掃除作業を識別する作業ＩＤ番号は、複数種類の掃除作業がある場合に、互いに識別するために、それぞれの掃除作業に対して付された作業ＩＤ番号を表す情報である。
【００７５】
掃除方法データベース１７の掃除作業内の個々の動作を識別する動作ＩＤ番号は、１つの掃除作業が複数の掃除動作で構成されている場合に、１つの掃除作業内の個々の掃除動作を互いに識別するために、それぞれの掃除動作に対して付された動作ＩＤ番号を表す情報である。
【００７６】
掃除方法データベース１７の胴体部１９の位置に関する情報は、床面１０をＸＹ平面とするときの前述した胴体部１９の胴体位置の情報を表し、すなわち、作業経路の開始点Ｏｓから見た胴体座標系４６の原点位置Ｏｄ（ｘ、ｙ）とし、例えば図８に示す掃除ロボット１の作業経路を表すことができる。具体的には、図８のように、掃除ロボット１が掃除面をジグザグに走行して掃除動作を行なう場合の作業経路においては、胴体部１９の第１移動方向変更点（ｘ１、ｙ１）、第２移動方向変更点（ｘ２、ｙ２）、第３移動方向変更点（ｘ３、ｙ３）、第４移動方向変更点（ｘ４、ｙ４）などを記憶する。
【００７７】
掃除方法データベース１７の胴体部１９の位置に関する情報は、掃除方法データベース１７内に、予め設定しておくか、若しくは、掃除ロボット１に画像認識装置の一例としてカメラ（図示せず）を搭載して、カメラで撮像した画像を画像認識処理部で画像認識処理して、画像認識により障害物を検知するか、又は、掃除ロボット１に超音波センサなどの障害物感知センサ（図示せず）を搭載し、障害物感知センサで障害物を検知し、検知された障害物を避けるように掃除ロボット１の走行方向の経路（例えば図８の経路）を掃除方法記憶部２７で生成して、時間と共に、掃除方法記憶部２７に記憶する。
【００７８】
掃除方法データベース１７の掃除部８，１８の掃除位置に関する情報は、原点位置Ｏｄ（ｘ、ｙ）からの相対位置座標として、原点位置Ｏｅから（ｘ、ｙ、ｚ）と表す。
【００７９】
掃除方法データベース１７に記憶されているロボット本体５がかける力に関する情報は、ロボット本体５が作業をする際に対象となる物体にかける力の情報を示し、ロボット本体５のｘ、ｙ、ｚ方向にかける力をそれぞれｆｘ、ｆｙ、ｆｚとする。掃除方法データベース１７では、（ｆｘ、ｆｙ、ｆｚ）と表す。例えばｆｚ＝５[Ｎ]である場合は、ｚ軸方向に５Ｎの力をかけて作業することを表し、床面１０を拭き掃除する際に、床面１０の垂直方向に力をかけて擦る場合などに使用するパラメータである。
【００８０】
掃除方法データベース１７の吸引力に関する情報は、ロボット本体５の掃除部８で吸引作業をする際の吸引する力を示す。ロボット本体５の掃除部８でのｘ、ｙ、ｚ方向の吸引力をそれぞれｐｘ、ｐｙ、ｐｚとする。掃除方法データベース１７では、（ｐｘ、ｐｙ、ｐｚ）と表す。例えばｐの値が大きくなるにつれて吸引力が大きくなり、例えば、絨毯などの場合は吸引力が大きく設定（例えば「５」の値に設定）され、畳又は床などの場合は吸引力が小さく設定（例えば「２」の値に設定）される。
【００８１】
掃除方法データベース１７の、掃除部８，１８の掃除位置と力と吸引力とのパラメータのうちのいずれの情報が有効か否かを示すフラグ（有効性を示すフラグ）に関する情報、すなわち、図４の掃除方法データベース１７のフラグの情報は、各動作ＩＤが示す掃除部８，１８の掃除位置と力と吸引力とのうちのいずれの情報が有効かを示す値であり、具体的には、図５で示した３２ビットの数値で表す。図５において、それぞれのビットで位置、力、吸引力のそれぞれの値が有効の場合は「１」とし、無効の場合は「０」とする。例えば、０ビット目は位置のｘ座標の値が有効の場合は「１」とし、無効の場合は「０」とする。１ビット目は位置のｙ座標の値が有効の場合は「１」とし、無効の場合は「０」とする。２ビット目は位置のｚ座標の値が有効の場合は「１」とし、無効の場合は「０」とし３ビット目〜５ビット目は力のそれぞれの成分ｆｘ、ｆｙ、ｆｚが有効か無効かを表す。６〜８ビット目は吸引力のそれぞれの成分ｐｘ、ｐｙ、ｐｚが有効か無効かを示す。また、フラグは将来の拡張用に多め（３２ビット）に用意しているため、この例では、９ビット目から３１ビット目は使用しないので、「０」を入れておくが、９ビット目のみ、格納できる変数としても良い。図５では、０ビット目から１ビット目が「１」となり、５ビット目が「１」となっているので、動作情報のうち、位置のｘ、ｙ情報と力のｆｚ情報のみが有効であることを示し、動作情報のうち、位置のｚ、及び、力のｆｚ以外の値、及び、吸引力のそれぞれに、どういう値が記憶されていても無効であるとする。
【００８２】
掃除方法データベース１７の各動作が作用する時間に関する情報、すなわち、図４の掃除方法データベース１７の時間は、各動作を掃除ロボット１が実行するために必要な時間であり、この動作ＩＤに記憶された動作を、ここで記憶された時間をかけて掃除ロボット１が動作することを表す。この時間は、絶対時刻ではなく、前の動作からの相対時間を表す。すなわち、動作ＩＤが示す胴体部１９の位置及び掃除部８，１８の掃除位置に、胴体部１９及び掃除部８，１８がそれぞれ移動するまでの時間を表す。
【００８３】
掃除方法データベース１７の、掃除動作補正部２０で掃除方法データベース１７の動作情報を補正する際の補正すべきパラメータの種別に関する情報、すなわち、図４の補正パラメータフラグは、後述する補正動作種別決定部２３で決定した種別に応じて、どのパラメータを補正するかを表す情報である。具体的には、図６に示した３２ビットの数値で表す。図６において、それぞれのビットで位置、力、吸引力のそれぞれの値の補正が可能な場合は「１」とし、補正が不可能な場合は「０」とする。例えば、０ビット目は位置のｘ座標の値の補正が可能な場合は「１」とし、不可能な場合は「０」とする。１ビット目は位置のｙ座標の値の補正が可能な場合は「１」とし、不可能な場合は「０」とする。２ビット目は位置のｚ座標の値の補正が可能な場合は「１」とし、不可能な場合は「０」とする。同様に、３ビット目〜５ビット目は力の補正可能性を表し、６ビット目〜８ビット目は吸引力のそれぞれの成分が補正可能性を表す。また、フラグは将来の拡張用に多め（３２ビット）に用意しているため、この例では、９ビット目から３１ビット目は使用しないので、「０」を入れておくが、９ビット目のみ、格納できる変数としても良い。
【００８４】
掃除方法データベース１７の、現在動作中かどうか、を示す進捗情報は、掃除ロボット１の現在動作中の動作であるかどうか、を示す情報で、動作中の場合は「１」を記録するとともに、動作中でない場合は「０」を記録する。具体的には、人（掃除作業者）は、データ入力ＩＦ２６を介して作業したい掃除作業を選択して、選択された情報がデータ入力ＩＦ２６から動作選択部２９に入力される。選択した作業のうちの一番目の掃除動作が掃除ロボット１で開始されると、動作選択部２９により、その作業を構成する複数の動作のうち、現在動作中の動作について「１」を掃除方法データベース１７に記憶するとともに、動作していない動作について「０」を掃除方法データベース１７に記憶する。なお、動作中か否かの情報は、制御部２２から指令した動作が終了したことの通知を、掃除動作補正部２０を介して掃除方法記憶部１５に入力し、掃除方法記憶部１５にて掃除方法データベース１７に記憶する。
【００８５】
図３の動作選択部２９は、掃除方法データベース１７の作業一覧（例えば、図１３の掃除スイッチ２６ｃの中央に表示された「拭く」及び「吸引」というような作業表示）から最適な掃除作業を人がデータ入力ＩＦ２６を介して選択するとき、選択された作業のうち、現在、動作している動作ＩＤの進捗情報に「１」を設定して掃除方法データベース１７に記憶し、その他の動作については「０」を設定して掃除方法データベース１７に記憶する。
【００８６】
掃除不可領域データベース２８は、掃除ロボット１で掃除をしない領域に関する情報を記憶しており、具体的な情報については、図１０に示す。図１０において、掃除不可領域の位置（ｘ、ｙ）は、人（掃除作業者）が、掃除ロボット１により掃除をしてほしくない領域を表す。例えば、図１１の掃除可能面Ｒのうち、斜線の領域を掃除不可領域ＲＢとした場合は、その領域ＲＢを表すのに必要な座標（この例では、矩形領域の４個の角の座標（ｘｃ１，ｙｃ１）、（ｘｃ２，ｙｃ２）、（ｘｃ３，ｙｃ３）、（ｘｃ４，ｙｃ４）を記憶する。なお、それぞれの座標は、掃除を行う掃除領域ＲＡの作業経路のうち、掃除を開始する座標Ｏｓからの相対座標で表す。これらの掃除不可領域ＲＢを表す座標は、後述する掃除動作補正部２０で生成され、掃除不可領域データベース２８に記憶される。
【００８７】
補正動作種別決定部２３は、後述する掃除動作補正部２０にて、人がその手１６によりロボット本体５（把手３０）に力をかけることにより掃除動作の補正を行うことが可能な補正の種別を決定する。例えば、図１２Ｃのように、人がその手１６によりロボット本体５に横方向から力をかけると、ロボット本体５の掃除面に対する平行な方向（例えば、掃除面が水平方向沿いの場合には水平方向を意味する。以下の説明では、説明を簡単にするため、単に「水平方向」と称する。）の位置を移動することで、掃除領域ＲＡを平行移動させることができる。この場合の補正動作の種別は、「掃除面の位置の移動」である。図２７Ａに示すように掃除ロボット１で床面１０を拭き掃除中に、図２７Ｂに示すように、人がその手１６により掃除ロボット１の把手３０の上方からロボット本体５に下向きの力をかけると、後述する掃除動作補正部２０によって、図２７Ｃのように掃除時の力のかけ具合を強めに設定することができる。この場合の補正動作の種別は、「力のかけ具合」である。このように、補正動作種別決定部２３は、人の手によるロボット本体５への力のかけ具合と掃除部８，１８の掃除位置などから、掃除動作の補正の種別を決定することができる。なお、詳細については後述する。
【００８８】
掃除動作補正部２０は、掃除方法データベース１７に記憶された位置と時間との情報に基づいて掃除ロボット１が掃除動作中に、人が手１６により把手３０に力をかけることにより、掃除方法データベース１７の掃除動作情報を補正する機能を持っている。詳細については、後述する。
【００８９】
掃除方法記憶部１５は、掃除動作補正部２０により補正した動作情報を掃除方法データベース１７若しくは掃除不可領域データベース２８に記憶する。
【００９０】
次に、衝突検出部３１の詳細について説明する。
【００９１】
衝突検出部３１は、例えば接触センサー又は力センサなどのように人又は障害物にロボット本体５が接触した際にロボット本体５に作用する力を検出する。図３０Ａに示すように、掃除ロボット１のロボット本体５の胴体部１９の側面に衝突検出部３１が複数個（例えば、所定間隔毎に）配置されている。衝突検出部３１で検出した力が閾値（例えば５（Ｎ））以上であると、衝突検出部３１で判断する場合には、掃除動作補正部２０に、検出した力を衝突検出部３１から出力する。具体的には、図３０Ａのように、人（例えば、人の手１６）が胴体部１９の側面に接触した場合、又は、図３０Ｂのように、ロボット本体５（胴体部１９）が壁１０Ｗなどに衝突した場合の力を衝突検出部３１で検出する。
【００９２】
次に、制御パラメータ管理部２１の詳細について説明する。
【００９３】
制御パラメータ管理部２１は、掃除動作補正部２０の動作補正指示に基づいて、掃除ロボット１のインピーダンス制御モードと、ハイブリッドインピーダンス制御モードと、力制御モードと、力ハイブリッドインピーダンス制御モードと、高剛性の位置制御モードとを切り替える設定、及び、それぞれの制御モード時の機械インピーダンス設定値の設定、及び、それぞれの制御モードで制御部２２のインピーダンス計算部５１で出力する掃除位置の目標補正出力ｒｄΔの設定、及び、制御部２２の目標軌道設定部５５への動作情報の設定を行う。
【００９４】
さらに、制御パラメータ管理部２１は、掃除情報データベース１７に記憶されている胴体部１９の位置（作業経路の開始点Ｏｓから見た胴体座標系４６の原点位置Ｏｄ（ｘ、ｙ））から、掃除不可領域データベース２８の掃除不可領域ＲＢを除いた掃除領域ＲＡでの掃除経路を生成する。また、制御部２２から掃除ロボット１の掃除部８，１８の掃除位置又は力の情報などの情報を制御パラメータ管理部２１で受けて、制御パラメータ管理部２１から掃除動作補正部２０へそれらの情報の通知を行う。
【００９５】
位置制御モードは、後述する目標軌道生成部５５の位置の目標ベクトル指令に基づいて、ロボット本体５が作動するモードである。
【００９６】
インピーダンス制御モードは、人などからロボット本体５に加わる力に応じて、ロボット本体５が作動するモードである。
【００９７】
ハイブリッドインピーダンス制御モードは、位置制御モードでロボット本体５が動作している最中に、人などからロボット本体５に加わる力に応じて、ロボット本体５が作動するモード（インピーダンス制御モード）であり、位置制御モードとインピーダンス制御モードを同時に行うモードである。例えば、掃除面の塵などを吸引する掃除作業中に、図１２Ｂのように、人の手１６でロボット本体５の把手３０を直接持って、又は、人の手１６で胴体部１９の側面を直接押して、ロボット本体５の掃除領域ＲＡを平行移動させるなどの補正を行うモードである。
【００９８】
力制御モードは、制御部２２へ予め与えられた力でロボット本体５が掃除面に対して吸引ノズル８又はモップ１８を押し付けながら掃除動作する制御モードで、例えば、掃除面に対してロボット本体５が、ある力をかけて汚れをふき取る掃除動作をする際に、ロボット本体５の掃除面成分に使用する制御モードである。
【００９９】
力ハイブリッドインピーダンス制御モードは、３軸の方向別にハイブリッドインピーダンス制御モードかインピーダンス制御モードかを切り替え、さらに、指定した力を作用させて動作する力制御モードで動作させる制御モードである。なお、力制御モードが設定された方向にインピーダンス制御モードを設定することはできない（力制御モードとインピーダンス制御モードは排他的な関係）。
【０１００】
これらの制御モードは、掃除動作の際に、ロボット本体５の方向別に、それぞれ、以下のように、適切な制御モードを設定して動作させる。
【０１０１】
例えば、掃除ロボット１が、図２２のように床面１０の掃除面に平行に円状に動作しながら、掃除面に垂直下向きに指定した力をかけて、拭き掃除をする場合には、力ハイブリッドインピーダンス制御モードを設定する。具体的には、（ｘ、ｙ、ｚ）の３軸のそれぞれに、以下の制御モードを設定する。すなわち、（ｘ、ｙ）成分がハイブリッドインピーダンス制御モードで動作し、ｚ軸成分が力制御モードで動作する力ハイブリッドインピーダンス制御モードである。このように床面１０と平行な方向は、ハイブリッドインピーダンス制御モードとすることで、位置制御モードで動作している最中に、人などからロボット本体５に加わる力に応じて、ロボット本体５を移動させることができる。また、ｚ軸成分を力制御モードに設定することで、指定された力で押し付けながら拭き掃除動作することができるようになる。
【０１０２】
同様に、ロボット本体５が、図２３のように掃除面に平行に円状に動作しながら、掃除面の塵を吸引して掃除する場合においても、力ハイブリッドインピーダンス制御モードを設定する。具体的には、（ｘ、ｙ）成分をハイブリッドインピーダンス制御モードで動作させ、ｚ軸成分を力制御モードで動作させる。
【０１０３】
高剛性位置制御モードは、掃除作業中の位置制御モードを、さらに高剛性にしたモードで、かつ、車輪制御部４８でのゲインを大きくすることで実現し、人の手１６により力をロボット本体５（把手３０）にかけると、ロボット本体５を容易に移動させないようにすることができ、掃除部８，１８の掃除位置の変化量により、人の手１６がかけた力を力検出手段の一例としての力検出部５３で検出することができる。力検出部５３については、後述する。
【０１０４】
機械インピーダンス設定値の設定パラメータとしては、慣性Ｍ、粘性Ｄ、剛性Ｋがある。機械インピーダンス設定値の各パラメータの設定は、補正値を使って、以下の評価式に基づいて行う。
【０１０５】
【数１】
【０１０６】
【数２】
【０１０７】
【数３】
前記式（１）〜（３）中のＫＭ、ＫＤ、ＫＫはゲインであり、それぞれ、ある定数値である。
【０１０８】
制御パラメータ管理部２１は、前記式（１）〜（３）に基づいて計算した機械インピーダンスパラメータの慣性Ｍ、粘性Ｄ、剛性Ｋを制御部２２へそれぞれ出力する。
【０１０９】
前記式（１）〜（３）により、例えば、図１２Ｃのように、人が掃除面の領域を移動させるように補正させたい場合に、ｘ軸及びｙ軸以外の位置成分（例えば、ｚ軸の位置成分）が簡単に動くと、前記補正作業を行うことが困難になる。そこで、ｘ軸及びｙ軸以外の位置成分（例えば、ｚ軸の位置成分）についてのみ、制御パラメータ管理部２１で、上述の補正値を高く（具体的には約１０倍だけ高く）設定することで、粘性Ｄ及び剛性Ｋが大きくなるように設定されることになり、ロボット本体５の動きに抵抗感又は硬さが生じ、ｘ軸及びｙ軸以外の位置成分（例えば、ｚ軸の位置成分）について動きにくくなる。
【０１１０】
又は、別の方法として、後述するインピーダンス計算部５１から出力される掃除位置の目標補正出力ｒｄΔの各成分のうち、ｘ軸及びｙ軸以外の値を、制御パラメータ管理部２１で、全て０にする方法がある。これによって、ｘ軸及びｙ軸以外は、人の手１６の力で移動できなくなるため、誤操作を防ぐことができる。
【０１１１】
さらに、掃除動作補正部２０に、掃除部８，１８の掃除位置と、人のかけた力の情報（ロボット本体５（把手３０）に作用する人の力に関する情報)とを制御パラメータ管理部２１から通知する必要がある。そのため、制御部２２から掃除部８，１８の掃除位置及び力の情報を制御パラメータ管理部２１が受けて、動作選択部２９と、掃除方法記憶部１５と、掃除動作補正部２０とへ制御パラメータ管理部２１から通知を行う。また、制御パラメータ管理部２１は、掃除動作補正部２０から入力された、位置と時間となどの動作情報を制御部２２へ通知する。
【０１１２】
図７は制御部２２のブロック図を示す。制御部２２は、制御パラメータ管理部２１で設定された制御モードで動作し、さらに制御モードに応じて、慣性Ｍと粘性Ｄと剛性Ｋとの設定値に基づき設定された車輪６の機械インピーダンス設定値に、車輪６の機械インピーダンスの値を制御する。さらに、制御部２２は、吸引を行う掃除の場合には、指定された吸引力で吸引しながら、回転ブラシ１１を回転させる制御を行う。さらに、制御部２２は、拭き掃除の場合には、指定された力で掃除面を押し付ける制御を行う。さらに、制御部２２は、胴体部１９の底部に配置されたそれぞれの車輪６を制御して、胴体部１９を指定された位置に移動する制御を行う。
【０１１３】
次に、制御部２２の詳細について、図７により説明する。
【０１１４】
制御部２２は、ロボット本体５の胴体部１９の３個の車輪６のモータ６５のそれぞれの駆動を制御する車輪制御部４８と、吸引ポンプ１３のモータ６７の駆動を制御する吸引ポンプ制御部２と、回転ブラシ１１のモータ６９の駆動を制御する回転ブラシ制御部９とを備えるように構成される。
【０１１５】
制御部２２は、インピーダンス計算部５１と、力検出手段の一例としての力検出部５３と、目標軌道生成部５５とを備えて構成している。
【０１１６】
目標軌道生成部５５は、制御パラメータ管理部２１からの掃除動作の入力を受けて、目標とする掃除ロボット１の掃除動作を実現するための、掃除位置の目標ベクトルｒｄと、力ベクトルｆｄと、それぞれの方向別にどのパラメータが有効かを示すフラグ（有効性を示すフラグ）とが出力される。目標とするロボット本体５の動作は、目的とする掃除作業に応じて、掃除動作補正部２０から、制御パラメータ管理部２１を介して、それぞれの時間（ｔ＝０、ｔ＝ｔ１、ｔ＝ｔ２、・・・）でのポイントごとの掃除位置（ｒｄ０、ｒｄ１、ｒｄ２、・・・）の情報と、力（ｆｄ０、ｆｄ１、ｆｄ２、・・・）の情報と、吸引力（ｐｄ０、ｐｄ１、ｐｄ２、・・・）の情報とが目標軌道生成部５５に与えられる。
【０１１７】
目標軌道生成部５５は、多項式補間を使用し、各ポイント間の掃除位置と力と吸引力とを補間し、掃除位置の目標ベクトルｒｄ及び力ベクトルｆｄ及び吸引力ｐｄを生成する。
【０１１８】
力検出部５３は、力検出手段の一例として機能し、人などとロボット本体５との接触によってロボット本体５に加わる外力Ｆextを検出する。この例では、把手３０に配置されて、把手３０に加わる外力Ｆextを検出できるようにしている。力検出部５３の具体的な例としては、ひずみゲージを利用した各軸方向の力の３成分を検出する力学センサーであり、車輪６側からの信号と力検出部５３の力の信号とがインピーダンス計算部５１に入力される。
【０１１９】
インピーダンス計算部５１は、車輪６の機械インピーダンス設定値に、車輪６の機械インピーダンスの値の制御を実現する機能を果たす部分であって、制御パラメータ管理部２１において設定された車輪６の機械インピーダンスパラメータの慣性Ｍと粘性Ｄと剛性Ｋと力検出部５３により計算されたロボット本体５に加わる外力Ｆｅｘｔとから、掃除位置の目標補正出力ｒｄΔを出力する。
【０１２０】
インピーダンス制御モードが指定された際には、インピーダンス計算部５１から掃除位置の目標補正出力ｒｄΔを出力する。力ハイブリッドインピーダンス制御モードに切り替えられた際には、フラグ（有効性を示すフラグ）で有効と指定された力成分が存在する場合には、制御パラメータ管理部２１で設定されたインピーダンスパラメータである慣性Ｍと粘性Ｄと剛性Ｋと、力検出部５３が検出した外力Ｆｅｘｔと、目標軌道生成部５５から出力されるｆｄとに基づいて、前記ロボット本体５の車輪６の機械インピーダンスの値がロボット本体５の車輪６の機械インピーダンス設定値に近づくようにする制御を実現するための掃除位置の目標補正出力ｒｄΔを、以下の式（４）によりインピーダンス計算部５１で計算し、インピーダンス計算部５１から車輪制御部４８に出力する。
【０１２１】
掃除位置の目標補正出力ｒｄΔは、目標軌道生成部５５から出力する掃除位置の目標ベクトルｒｄに、車輪制御部４８で加算され、掃除位置の補正目標ベクトルｒｄｍが生成される。例えば、ｚ軸方向のみ、力をかけて掃除し、その他の成分は位置制御モードで動くようにするには、掃除位置の目標補正出力ｒｄΔのｚ成分以外を０に車輪制御部４８で設定する。
【０１２２】
【数４】
ただし、
【０１２３】
【数５】
【０１２４】
【数６】
【０１２５】
【数７】
であり、ｓはラプラス演算子である。
【０１２６】
高剛性位置制御モードが設定された際に、車輪制御部４８におけるゲインを予め設定された値に大きく設定することで（（具体的には、（ゲインは、車輪６の剛性を設定する値で、車輪制御部４８内で使用される。）通常の位置制御モード時の２倍程度の値に設定することで）、高剛性の位置制御を実現することができる。なお、前記ゲインを各成分毎に値を変えることで、例えば、ｚ軸方向のみ、高剛性で、その他の方向は通常の位置制御で動作するよう制御することができる。
【０１２７】
吸引ポンプ制御部２は、吸引を行う掃除の場合に、目標軌道生成部５５から入力された吸引力に応じて、吸引ポンプ１３のモータ６７を駆動制御する。拭き掃除を行う掃除の場合には、吸引ポンプ１３のモータ６７は駆動しない。吸引ポンプ１３のモータ６７が駆動されると、掃除面の塵が吸引ノズル８を介して吸引ホース（図示せず）を伝って吸い込まれ、塵袋３に格納される。
【０１２８】
回転ブラシ制御部９は、目標軌道生成部５５から入力された吸引力に応じて、回転ブラシ１１のモータ６９を駆動制御して、回転ブラシ１１を回転させる制御を行う。
【０１２９】
車輪制御部４８は、目標軌道計算部５５から出力された掃除部８，１８の位置情報である掃除位置の目標ベクトルｒｄと、インピーダンス計算部５１から出力された掃除位置の目標補正出力ｒｄΔの和である掃除位置の補正目標ベクトルｒｄｍを計算して、計算結果に基づき、３個の車輪６のモータ６５をそれぞれ駆動制御してロボット本体５(胴体部１９)を移動させるよう３個の車輪６の回転制御をそれぞれ行う。具体的には、３個の車輪６のそれぞれのモータ６５の駆動を車輪制御部４８によりそれぞれ独立して正逆回転制御して、ロボット本体５(胴体部１９)を前進、後退、左右、中心軸周りに正逆回転方向に移動可能としている。
【０１３０】
以下、掃除ロボット１の制御プログラムの実際の動作ステップについて、図２５のフローチャートに基づいて説明する。
【０１３１】
掃除動作補正部２０から送信された動作情報に基づき、目標軌道計算部５５は、掃除部８，１８の掃除位置の目標ベクトルｒｄ及び力目標ベクトルｆｄを計算する（ステップＳ５４）。
【０１３２】
次いで、力検出部５３は、ロボット本体５の外力Ｆｅｘｔを検出する（ステップＳ５５）。
【０１３３】
次いで、ステップＳ５６では、制御パラメータ管理部２１で設定された制御モードを設定する。高剛性位置制御モードのみの場合には、ステップＳ５７に処理を進める。一方、ステップＳ５６で、力ハイブリッドインピーダンス制御モード若しくはインピーダンス制御モード若しくはハイブリッドインピーダンス制御モードの場合には、ステップＳ５８へ処理を進める。
【０１３４】
ステップＳ５７（インピーダンス計算部５１での処理）では、制御パラメータ管理部２１において、高剛性位置制御モードが設定された場合には、インピーダンス計算部５１で、掃除位置の目標補正出力ｒｄΔを０ベクトルとする。その後、ステップＳ５９に進む。
【０１３５】
高剛性位置制御モードが設定された場合には、ステップＳ５７の後、ステップＳ５９に進み、車輪制御部４８で、ゲインを、ある値まで大きくすることで、高剛性の位置制御を実現する。その後、ステップＳ６１に進む。
【０１３６】
一方、ステップＳ５８では、制御パラメータ管理部２１において、力ハイブリッドインピーダンス制御モード、若しくはインピーダンス制御モード若しくはハイブリッドインピーダンス制御モードが設定された場合には、制御パラメータ管理部２１において設定された車輪６の機械インピーダンスパラメータの慣性Ｍと粘性Ｄと剛性Ｋと、力検出部５３により検出されたロボット本体５に加わる等価外力Ｆｅｘｔとから、掃除位置の目標補正出力ｒｄΔが、インピーダンス計算部５１により計算される。
【０１３７】
次いで、ステップＳ６０において、車輪制御部４８では、目標軌道計算部５５から出力された掃除位置の目標ベクトルｒｄと、インピーダンス計算部５１から出力された掃除位置の目標補正出力ｒｄΔの和である掃除位置の補正目標ベクトルｒｄｍを計算する。その後、ステップＳ６１に進む。
【０１３８】
ステップＳ６１では、車輪制御部４８での出力が、入出力ＩＦ２４を通じて、モータドライバ２５に与えられ、それぞれの車輪用のモータ６５を駆動させる（２）。
【０１３９】
以上のステップＳ５４〜ステップＳ６１が制御の計算ループとして繰り返し実行されることにより、ロボット本体５の動作の制御、すなわち、ロボット本体５の車輪６の機械インピーダンスの値を、前記適切に設定された機械インピーダンスの設定値に制御する動作を実現することができる。
【０１４０】
次に、補正動作種別決定部２３と掃除動作補正部２０について詳細に説明する。
【０１４１】
補正動作種別決定部２３は、掃除動作補正部２０にて、人の手１６によりロボット本体５（把手３０）に力をかけることで掃除動作の補正を行うことが可能な補正の種別を決定する。以下の６種類の補正の種別がある。
【０１４２】
１つ目の補正の種別は、「掃除面の位置の移動」である。具体的には、図１２Ａ又は図１２Ｂ(図１２Ａを上方から見た図)のように、ロボット本体５で位置制御モードで床面１０を掃除中に、図１２Ｃのように人の手１６によりロボット本体５に横方向から力をかけると、掃除動作補正部２０によって、図１２Ｄのようにロボット本体５(胴体部１９)の掃除面に対する水平方向にずれた位置にロボット本体５(胴体部１９)が移動することで、掃除領域ＲＡを平行移動することができる。
【０１４３】
２つ目の補正の種別は、拭き掃除時の床面１０に対する「力のかけ具合」である。これは、現在動作中（掃除方法データベース１７の進捗情報が「１」）の動作のフラグ（有効性を示すフラグ）において、力のビットが「１」となっている場合に有効である。図２７Ａに示すように、ロボット本体５で床面１０を拭き掃除中に、図２７Ｂのように、人の手１６によりロボット本体５(例えば、把手３０)に上方から下向きに力をかけると、掃除動作補正部２０によって、図２７Ｃのように拭き掃除時の力のかけ具合を強めに、逆に、人の手１６によりロボット本体５(例えば、把手３０)に下方から上向きに力をかけると、拭き掃除時の力のかけ具合を弱めに補正することができる。
【０１４４】
３つ目の補正の種別は、吸引の掃除時の床面１０に対する「吸引力」である。これは、現在動作中（掃除方法データベース１７の進捗情報が「１」）の動作のフラグ（有効性を示すフラグ）において、吸引力のビットが「１」となっている場合に有効である。図２８Ａに示すように、ロボット本体５で床面１０を吸引掃除中に、図２８Ｂのように、人の手１６によりロボット本体５(例えば把手３０)に上方から下向きに力をかけると、掃除動作補正部２０によって、図２８Ｃのように、吸引掃除時の吸引力が強く設定され、逆に、人の手１６によりロボット本体５(例えば把手３０)に下方から上向きに力をかけると、吸引掃除時の吸引力を弱く設定することができる。
【０１４５】
４つ目の補正の種別は、ロボット本体５の掃除部（掃除部８，１８）の移動「速度」である。図２９Ａ又は図２９Ｂ（図２９Ａを上方から見た図）のように、ロボット本体５で床面１０を掃除中に、図２９Ｃのように、ロボット本体５の進行方向に反する方向に人の手１６によりロボット本体５(例えば把手３０)に力をかけると、掃除動作補正部２０によって、図２９Ｄのように、掃除時の速度を減速させることができる。逆に、ロボット本体５で床面１０を掃除中に、人の手１６がロボット本体５の進行方向と同じ方向に人の手１６によりロボット本体５(例えば把手３０)に力をかけると、掃除動作補正部２０によって、掃除時の速度を加速させることができる。
【０１４６】
５つ目の補正の種別は、「掃除をして欲しくない領域」である。人１６Ａの手１６で、図２６に示すように、把手３０を把持して、掃除をしてほしくない領域ＲＢの輪郭に沿って、ロボット本体５(例えば把手３０)に力をかけてロボット本体５を移動させると、掃除動作補正部２０によって、図２６のように、掃除をしてほしくない領域ＲＢを設定することができる。
【０１４７】
６つ目の補正の種別は、「掃除面垂直方向の移動」である。図１５Ａのように、ロボット本体５で床面１０を掃除中に、図１５Ｂのように人の手１６によりロボット本体５(例えば把手３０)に上方向に力をかけて、上方向にロボット本体５を移動させると、掃除動作補正部２０によって、例えば、図１５Ｃに示すように、床面１０においてある台又はソファ１０Ｓなどの上面１０Ｓａを掃除部８，１８で掃除することができる。
【０１４８】
補正動作種別決定部２３は、前記の６種類の補正の種別のうち、１種類の補正の種別を決定する。具体的には、ボタンなどのデータ入力ＩＦ２６にて６種類の補正の種別のうちの１つの補正の種別を選択するか、若しくは、力検出部５３で検出されて情報取得部１００で取得された人の手１６によりロボット本体５(例えば把手３０)にかけた力と、掃除方法データベース１７に記憶されて情報取得部１００で取得されたロボット本体５(例えば把手３０)にかけた力と、補正の種別との関係情報（例えば、力のかかる向きと大きさと補正の種別との関係情報）とにより、補正動作種別決定部２３で種別を推定する。
【０１４９】
以下、補正の種別の推定方法の具体的な補正種別推定処理について、図１４のフローチャートを使って詳細に説明する。
【０１５０】
掃除ロボット１の電源ボタン２６ａを「ＯＮ」にした状態で、人の手１６でロボット本体５(例えば把手３０)を把持して力をロボット本体５(例えば把手３０)に加えていない場合は、ロボット本体５は動かない。人の手１６によりロボット本体５(例えば把手３０)に力を加えている場合は、インピーダンス制御モード（人の手１６の力を検出した方向にインピーダンス制御で移動させるモード）でロボット本体５を移動させたい方向に移動させることができる。この場合、制御部２２の力検出部５３にて、ロボット本体５(例えば把手３０)に作用する力を検出し、力検出部５３で検出された力の情報が、情報取得部１００を介して、補正動作種別決定部２３に入力される（ステップＳ１）。
【０１５１】
次いで、ステップＳ２では、力検出部５３で検出しかつ情報取得部１００で取得された力の全ての成分（ｆｘ、ｆｙ、ｆｚの３成分）が、ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「１」の（ｆｄｘ、ｆｄｙ、ｆｄｚ））以下であるか否かを補正動作種別決定部２３で判断する。力検出部５３で検出しかつ情報取得部１００で取得された力の全ての成分（ｆｘ、ｆｙ、ｆｚの３成分）が、前記ある閾値以下であると補正動作種別決定部２３で判断した場合は、ステップＳ１８に進む。
【０１５２】
ステップＳ１８では、ロボット本体５は動かず、補正はせず、補正動作の種別推定方法の補正種別推定処理を終了する。その場合の制御モードは、インピーダンス制御モードである。
【０１５３】
ステップＳ２にて、力検出部５３で検出しかつ情報取得部１００で取得された力のいずれかの成分（ｆｘ、ｆｙ、ｆｚの３成分のうちのいずれかの成分）が、前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「１」の（ｆｄｘ、ｆｄｙ、ｆｄｚ））を越えると補正動作種別決定部２３で判断した場合は、ステップＳ３に進む。
【０１５４】
ステップＳ３では、さらに、現在の掃除ロボット１が掃除方法データベース１７で動作しているかどうか、を情報取得部１００を介して取得した情報を基に補正動作種別決定部２３で判定する。具体的には、動作選択部２９にて掃除作業を選択しておらず、かつ、掃除方法データベース１７の全ての作業ＩＤについて、進捗情報が「０」となっている、と補正動作種別決定部２３で判断する場合（掃除を開始していない状態）は、掃除方法データベース１７で動作していないと補正動作種別決定部２３で判定して、ステップＳ５に進む。一方、ステップＳ３で、動作選択部２９にて掃除作業を選択して掃除を開始しており、かつ、進捗情報が「１」となっていると補正動作種別決定部２３で判断している場合は、掃除方法データベース１７で動作していると補正動作種別決定部２３で判定して、ステップＳ１９に進む。
【０１５５】
ステップＳ１９では、掃除面に垂直な方向の力成分（例えば地面に水平に設置された床面１０を掃除する場合はｆｚ）が、ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「１」のｆｄｚ）以上で且つ、掃除面に水平な方向の力成分（例えば地面に水平に設置された床面１０を掃除する場合はｆｘ、ｆｙ）が前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「１」のｆｘ、ｆｙ）以上である場合には、ステップＳ８に進む。そうでない場合にはステップＳ４に進む。
【０１５６】
ステップＳ４では、掃除面に垂直な方向の力成分（例えば地面に水平に設置された床面１０を掃除する場合はｆｚ）が、ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「１」のｆｄｚ）以上かどうか、を補正動作種別決定部２３で判定する（ステップＳ４）。
【０１５７】
ステップＳ４で、掃除面に垂直な方向の力成分が前記ある閾値より小さいと補正動作種別決定部２３で判定された場合はステップＳ８に進む。
【０１５８】
ステップＳ８では、さらに掃除面に水平な方向の力成分（例えば地面に水平に設定された床面１０を掃除する場合はｆｘ、ｆｙのいずれか若しくは両方）が、ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「１」のｆｄｘ、ｆｄｙ）以上であるかどうか、を補正動作種別決定部２３で判定する（ステップＳ８）。
【０１５９】
ステップＳ８にて、掃除面に水平な方向の力成分が前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「１」のｆｘ、ｆｙ）未満であると補正動作種別決定部２３で判断する場合は、ステップＳ９に進む。
【０１６０】
ステップＳ９においては、補正なし（種別なし）と決定して、補正種別推定処理を終了する。補正なしの場合は、補正を中止して掃除作業を行う。
【０１６１】
ステップＳ８にて、掃除面に水平な方向の力成分が前記ある閾値以上であると補正動作種別決定部２３で判断する場合は、ステップＳ１１に進む。
【０１６２】
ステップＳ１１では、さらに補正動作種別決定部２３で算出された掃除面の水平方向の移動量が、ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「２」のｇｘ、ｇｙ）以上であると補正動作種別決定部２３で判断する場合は、ステップＳ１２に進む。
【０１６３】
ステップＳ１２においては、補正の種別として「掃除面の位置の移動」の種別を補正動作種別決定部２３で決定して、補正種別推定処理を終了する（ステップＳ１２）。
【０１６４】
なお、掃除面の水平方向の移動量を補正動作種別決定部２３で算出するとき、具体的には、制御部２２から制御パラメータ管理部２１又は情報取得部１００を介して、人の操作前の掃除部８，１８の掃除位置と、人の操作中の掃除部８，１８の掃除位置とを補正動作種別決定部２３にそれぞれ入力し、操作中の掃除位置から操作前の掃除位置を減じた値を移動量として補正動作種別決定部２３で算出することができる。また、掃除面に垂直な方向の移動量を補正動作種別決定部２３で算出するとき、具体的には、制御部２２から制御パラメータ管理部２１又は情報取得部１００を介して、人の操作前の掃除部８，１８の掃除位置のｚ成分と、人の操作中の掃除部８，１８の掃除位置のｚ成分とを補正動作種別決定部２３にそれぞれ入力し、操作中の掃除部８，１８の掃除位置のｚ成分から操作前の掃除部８，１８の掃除位置のｚ成分を減じた値を移動量として補正動作種別決定部２３で算出することができる。
【０１６５】
ステップＳ１１にて、掃除面の水平方向の移動量が前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「２」のｇｘ、ｇｙ）未満であると補正動作種別決定部２３で判定された場合は、ステップＳ１３に進む。
【０１６６】
ステップＳ１３においては、補正の種別として、掃除面に水平な方向の「速度」の種別を決定して、補正種別推定処理を終了する（ステップＳ１３）。
【０１６７】
また、ステップＳ４で、掃除面に垂直な力が前記ある閾値以上であると補正動作種別決定部２３で判定された場合は、ステップＳ１０に進む。
【０１６８】
ステップＳ１０においては、さらに、補正動作種別決定部２３で算出された掃除面の垂直方向の移動量が、ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「２」のｇｚ）より大きいか否かを補正動作種別決定部２３で判断する（ステップＳ１０）。
【０１６９】
ステップＳ１０において、掃除面の垂直方向の移動量が、前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「２」のｇｚ）より大きいと補正動作種別決定部２３で判断する場合には、ステップＳ１７に進む。
【０１７０】
ステップＳ１７においては、補正の種別して「掃除面垂直方向の移動」の種別を補正動作種別決定部２３で決定して、補正種別推定処理を終了する（ステップＳ１７）。
【０１７１】
また、ステップＳ１０で掃除面の垂直方向の移動量が前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「２」のｇｚ）以下であると補正動作種別決定部２３で判断する場合には、ステップＳ１４に進む。
【０１７２】
ステップＳ１４では、さらに、現在動作中（掃除方法データベース１７の進捗情報が「１」）の動作のフラグ（有効性を示すフラグ）において、力のビットが「１」となっているか、吸引力のビットが「１」となっているかを補正動作種別決定部２３で判断する。
【０１７３】
ステップＳ１４において、現在動作中（掃除方法データベースの進捗情報が「１」）の動作のフラグ（有効性を示すフラグ）において、力のビットが「１」となっていると補正動作種別決定部２３で判断する場合には、拭き掃除を意味するので、ステップＳ１５に進み、補正の種別として「力の補正」と決定し（ステップＳ１５）、補正種別推定処理を終了する。一方、現在動作中（掃除方法データベース１７の進捗情報が「１」）の動作のフラグ（有効性を示すフラグ）において、吸引力のビットが「１」となっていると補正動作種別決定部２３で判断する場合は、吸引にて掃除をする場合を意味するので、ステップＳ１６に進み、補正の種別として「吸引力の補正」の種別であると決定し（ステップＳ１６）、補正種別推定処理を終了する。
【０１７４】
また、ステップＳ３において、掃除方法データベース１７で動作していないと補正動作種別決定部２３で判定された場合には、ステップＳ５に進む。
【０１７５】
ステップＳ５では、さらに、人の手１６によりロボット本体５にかけている力が掃除面に水平であり、かつ、ある一定時間の水平方向の移動量が、ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「２」のｇｘ、ｇｙ）以上であるか否かを補正動作種別決定部２３で判断する。
【０１７６】
ステップＳ５において、人の手１６によりロボット本体５にかけている力が掃除面に水平であり、かつ、ある一定時間の水平方向の移動量が、ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「２」のｇｘ、ｇｙ）以上であると補正動作種別決定部２３で判断する場合には、ステップＳ７に進み、補正の種別として「掃除をして欲しくない領域」の種別であると決定し（ステップＳ７）、補正種別推定処理を終了する。
【０１７７】
ステップＳ５で、人の手１６によりロボット本体５にかけている力が掃除面に対して水平ではない場合（例えば、垂直である場合）、又は、掃除面に水平な力であっても水平方向の移動量が前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「２」のｇｘ、ｇｙ）未満であると補正動作種別決定部２３で判断する場合は、ステップＳ６に進み、補正の種別として「補正なし」と決定し（ステップＳ６）、補正種別推定処理を終了する。
【０１７８】
以上により、ボタンなどのデータ入力ＩＦ２６を使わずに、補正動作種別決定部２３により、補正の種別を切り替えることができる。さらにステップＳ１９を備えることにより、人１６が掃除面の位置の移動をさせたい場合に、誤って垂直方向に力を加えながら、水平方向に力を加えた場合には、掃除面の位置の移動を優先させて補正することができるようになる（ステップＳ１９でＮｏでかつステップＳ４でＮｏの処理を参照）。
【０１７９】
補正動作種別決定部２３は、前記の６種類の種別のうち、１種類の種別を決定したが、２種類の補正の種別を同時に決定することもできる。
【０１８０】
図３の補正種別決定方法設定部２７は、補正動作種別決定部２３で決定する出力数を設定する。しかしながら、出力数は、データ入力ＩＦ２６を使って補正動作種別決定部２３で入力して、人が決定するようにしてもよい。
【０１８１】
補正動作種別決定部２３は、補正種別決定方法設定部２７で設定された出力数に従って、補正の種別を決定する。具体的には、出力数が１の場合は、図１４の補正の種別の推定方法のアルゴリズムで補正の種別を決定し、出力数が「２」の値の場合は、後述する図１７のアルゴリズムで補正の種別を決定する。これにより、掃除ロボット１を操作する人が操作に不慣れな場合は、出力数を１に設定することで、同時に２種類の補正ができないので、操作が簡単になる。逆に、掃除ロボット１を操作する人が操作に慣れてきて、同時に２種類の種別の補正を行いたい場合は、出力数を「２」の値に設定することで、補正を効率的に行なうことができるようになる。
【０１８２】
上述の補正動作種別決定部２３では、１種類の種別を出力するとしたが、２種類の種別を出力して補正する例として、図１８Ａに示すように、拭き掃除時に掃除方法データベース１７の力より強い力で、且つ、掃除面の拭き掃除を通常より高速に掃除したい場合である。この場合は、拭き掃除の力と速度の２種類の種別を同時に補正する。また、図１８Ｂでは、塵などを吸引する掃除をする際に、掃除面を平行に移動しながら、吸引力を強くする場合である。この場合は、掃除面の位置の移動と吸引力の２種類の種別を同時に補正する。
【０１８３】
２種類の種別を出力する補正動作の種別推定方法の補正種別推定処理を実行するための補正動作種別決定部２３のアルゴリズムについて、図１７のフローチャートを使って詳細に説明する。
【０１８４】
１種類の種別の場合と同様に、掃除ロボット１の電源ボタン２６ａを「ＯＮ」にした状態で、人の手１６でロボット本体５（把手３０）を把持して力をロボット本体５に加えていない場合は、ロボット本体５は動かない。人の手１６によりロボット本体５（把手３０）に力を加えている場合は、インピーダンス制御モード（人の手１６の力を検出した方向にインピーダンス制御で移動させるモード）でロボット本体５を移動させたい方向に移動させることができる。この場合、制御部２２の力検出部５３にて、ロボット本体５に作用する力を検出し、力検出部５３で検出された力の情報が、情報取得部１００を介して、補正動作種別決定部２３に入力される（ステップＳ３１）。
【０１８５】
次いで、ステップＳ３２では、力検出部５３で検出しかつ情報取得部１００を介して取得した力の全ての成分（ｆｘ、ｆｙ、ｆｚの３成分）が、ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「１」の（ｆｄｘ、ｆｄｙ、ｆｄｚ））以下であるか否かを補正動作種別決定部２３で判断する。力検出部５３で検出しかつ情報取得部１００を介して取得した力の全ての成分（ｆｘ、ｆｙ、ｆｚの３成分）が、前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「１」の（ｆｄｘ、ｆｄｙ、ｆｄｚ））以下であると補正動作種別決定部２３で判断した場合は、ステップＳ４９に進む。
【０１８６】
ステップＳ４９では、ロボット本体５は動かず、補正はせず（ステップＳ４９）、補正動作の種別推定方法の補正種別推定処理を終了する。
【０１８７】
ステップＳ３２にて、力検出部５３で検出しかつ情報取得部１００で取得された力のいずれかの成分（ｆｘ、ｆｙ、ｆｚの３成分）が、前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「１」の（ｆｄｘ、ｆｄｙ、ｆｄｚ））を越えると補正動作種別決定部２３で判断した場合は、ステップＳ３３に進む。
【０１８８】
ステップＳ３３では、さらに、現在の掃除ロボット１が掃除方法データベース１７で動作しているかどうか、を補正動作種別決定部２３で判定する。具体的には、動作選択部２９にて掃除作業を選択しておらず、かつ、掃除方法データベース１７の全ての作業ＩＤについて、動作選択部２９にて作業を選択しておらず進捗情報が「０」となっている、と補正動作種別決定部２３で判断する場合（掃除を開始していない状態）は、掃除方法データベース１７で動作していないと補正動作種別決定部２３判定して、ステップＳ３５に進む。動作選択部２９にて掃除作業を選択して掃除を開始しており、かつ、進捗情報が「１」となっていると補正動作種別決定部２３で判断している場合は、掃除方法データベース１７で動作していると補正動作種別決定部２３で判定して、ステップＳ３４に進む。
【０１８９】
ステップＳ３４においては、掃除面に垂直な方向の力成分（例えば地面に水平に設置された床面１０を掃除する場合はｆｚ）が、ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「１」のｆｄｚ）以上かどうか、を補正動作種別決定部２３で判定する（ステップＳ３４）。このとき、ステップＳ３４の処理と同時に、ステップＳ３８において、掃除面に水平な方向の力成分（例えば地面に水平に設定された床面１０を掃除する場合はｆｘ、ｆｙのいずれか若しくは両方）が、ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「１」のｆｄｘ、ｆｄｙ）以上かどうか、を補正動作種別決定部２３で判定する（ステップＳ３８）。
【０１９０】
ステップＳ３４で、掃除面に垂直な方向の力成分（例えば地面に水平に設置された床面１０を掃除する場合はｆｚ）が前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「１」のｆｄｚ）より小さいと補正動作種別決定部２３で判定された場合は、ステップＳ４３に進み、垂直面の補正なし（種別なし）と決定して、補正種別推定処理を終了する（ステップＳ４３）。
【０１９１】
ステップＳ３８で、掃除面に水平な方向の力成分（例えば地面に水平に設定された床面１０を掃除する場合はｆｘ、ｆｙのいずれか若しくは両方）が前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「１」のｆｄｘ、ｆｄｙ）より小さいと補正動作種別決定部２３で判定された場合は、ステップＳ３９に進む。
【０１９２】
ステップＳ３９においては、水平面の補正なし（種別なし）と決定して、補正種別推定処理を終了する（ステップＳ３９）。
【０１９３】
一方、ステップＳ３８で、掃除面に水平な方向の力成分（例えば地面に水平に設定された床面１０を掃除する場合はｆｘ、ｆｙのいずれか若しくは両方）が前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「１」のｆｄｘ、ｆｄｙ）以上であると補正動作種別決定部２３で判定された場合は、ステップＳ４０に進む。
【０１９４】
ステップＳ４０では、さらに掃除面の水平方向の移動量が、ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「２」のｇｘ、ｇｙ）以上であるか否か、を補正動作種別決定部２３で判定する。ステップＳ４０で、さらに掃除面の水平方向の移動量が前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「２」のｇｘ、ｇｙ）以上であると補正動作種別決定部２３で判定された場合は、ステップＳ４１に進む。
【０１９５】
ステップＳ４１においては、補正の種別として「掃除面の位置の移動」の種別であると補正動作種別決定部２３で決定して、補正種別推定処理を終了する（ステップＳ４１）。
【０１９６】
ステップＳ４０で、掃除面の水平方向の移動量が前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「２」のｇｘ、ｇｙ）未満であると補正動作種別決定部２３で判定された場合は、ステップＳ４２に進む。
【０１９７】
ステップＳ４２においては、補正の種別として、掃除面に水平な方向の「速度」の種別であると決定して、補正種別推定処理を終了する（ステップＳ４２）。
【０１９８】
また、ステップＳ３４で、掃除面に垂直な力（例えば地面に水平に設置された床面１０を掃除する場合はｆｚ）が前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「１」のｆｄｚ）以上であると補正動作種別決定部２３でと判定された場合は、ステップＳ４４に進む。
【０１９９】
ステップＳ４４においては、さらに、掃除面の垂直方向の移動量が、ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「２」のｇｚ）より大きいか否かを補正動作種別決定部２３で判断する（ステップＳ４４）。
【０２００】
ステップＳ４４で、掃除面の垂直方向の移動量が前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「２」のｇｚ）より大きいと補正動作種別決定部２３で判断された場合は、ステップＳ４８に進む。
【０２０１】
ステップＳ４８においては、補正の種別として「掃除面垂直方向の移動」の種別であると決定して、補正種別推定処理を終了する（ステップＳ４８）。
【０２０２】
また、ステップＳ４４において、掃除面の垂直方向の移動量が前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「２」のｇｚ）以下であると補正動作種別決定部２３で判断された場合は、ステップＳ４５に進む。
【０２０３】
ステップＳ４５においては、さらに、現在動作中（掃除方法データベース１７の進捗情報が「１」）の動作のフラグ（有効性を示すフラグ）において、拭き掃除の場合に力のビットが「１」となっているか、吸引力のビットが「１」となっているかを補正動作種別決定部２３で判断する。
【０２０４】
ステップＳ４５において、現在動作中（掃除方法データベースの進捗情報が「１」）の動作のフラグ（有効性を示すフラグ）において、力のビットが「１」となっていると補正動作種別決定部２３で判断する場合には、拭き掃除を意味するので、ステップＳ４６に進み、補正の種別として「力の補正」と決定し（ステップＳ４６）、補正種別推定処理を終了する。一方、現在動作中（掃除方法データベース１７の進捗情報が「１」）の動作のフラグ（有効性を示すフラグ）において、吸引力のビットが「１」となっていると補正動作種別決定部２３で判断する場合は、吸引にて掃除をする場合を意味するので、ステップＳ４７に進み、補正の種別として「吸引力の補正」の種別であると決定し（ステップＳ４７）、補正種別推定処理を終了する。
【０２０５】
また、ステップＳ３３において、掃除方法データベース１７で動作していないと補正動作種別決定部２３で判定された場合には、ステップＳ３５に進む。
【０２０６】
ステップＳ３５においては、さらに、人の手１６によりロボット本体５にかけている力が掃除面に水平であり、かつ、ある一定時間の水平方向の移動量が、ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「２」のｇｘ、ｇｙ）以上であるか否かを補正動作種別決定部２３で判断する。
【０２０７】
ステップＳ３５において、人の手１６によりロボット本体５にかけている力が掃除面に水平であり、かつ、ある一定時間の水平方向の移動量が、前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「２」のｇｘ、ｇｙ）以上であると補正動作種別決定部２３で判断する場合には、ステップＳ３７に進む。
【０２０８】
ステップＳ３７においては、補正の種別として「掃除をして欲しくない領域」の種別であると決定し（ステップＳ３７）、補正種別推定処理を終了する。
【０２０９】
また、ステップＳ３５で、人の手１６によりロボット本体５にかけている力が掃除面に対して水平ではない場合（例えば、垂直である場合）、又は、掃除面に水平な力であっても水平方向の移動量が前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「２」のｇｘ、ｇｙ）未満であると補正動作種別決定部２３で判断する場合は、ステップＳ３６に進む。
【０２１０】
ステップＳ３６においては、補正の種別として「補正なし」と決定し（ステップＳ３６）、補正種別推定処理を終了する。
【０２１１】
以上により、ボタンなどのデータ入力ＩＦ２６を使わずに、補正動作種別決定部２３により、２種類以上の補正の種別を切り替えることができる。
【０２１２】
掃除動作補正部２０は、掃除方法データベース１７に記憶された位置と時間とに基づいて動作中に、人の手１６によりロボット本体５（把手３０）に力をかけることで、掃除方法データベース１７の動作情報を補正する機能である。
【０２１３】
以下、掃除動作補正部２０の機能について説明する。
【０２１４】
人の手１６で、掃除ロボット１の上部に配置されているデータ入力ＩＦ２６（例えば操作盤２６Ａの電源ボタン２６ａなど）により電源を入れると、掃除動作補正部２０は、インピーダンス制御モードで動作するよう、制御パラメータ管理部２１へ指令を出す。
【０２１５】
次に、人の手１６で、動作選択部２９により、掃除方法データベース１７の掃除作業の一覧の中から所望の掃除作業を選択して、掃除動作開始の指示を行う。掃除動作補正部２０は、掃除方法データベース１７の中から選択された作業ＩＤの動作情報（具体的には、胴体部１９の位置及び掃除部８，１８の掃除位置と時間と）に基づき胴体部１９及び掃除部８，１８を力ハイブリッドインピーダンス制御モードで動作するように、制御パラメータ管理部２１へ指令を出す。
【０２１６】
力ハイブリッドインピーダンス制御モードの場合は、掃除方法データベース１７の動作ＩＤに対するフラグ（有効性を示すフラグ）のうち、フラグのビットが「１」になっている掃除部８，１８の掃除位置のそれぞれに対して、ハイブリッドインピーダンス制御モード（位置制御モードで動作している最中に、人などからロボット本体５に加わる力に応じて、ロボット本体５が作動するモード）が掃除動作補正部２０で設定され、吸引力又は力のフラグ（有効性を示すフラグ）のビットが「１」になっている成分は力制御モードが掃除動作補正部２０で設定される。掃除位置の３成分のうち、ハイブリッドインピーダンス制御モードも力制御モードもいずれも設定されていない成分は、インピーダンス制御モードが掃除動作補正部２０で設定される。例えば、図４の作業ＩＤが「１」の場合は、塵を吸引する掃除をする作業を示しており、作業ＩＤが「１」の場合でかつ動作ＩＤが「１」の場合のフラグは０，１，８ビット目のみ「１」であるので、ｘ軸及びｙ軸成分に対しては、ハイブリッドインピーダンス制御モードが掃除動作補正部２０で設定されるとともに、ｚ軸成分に対しては力制御モードが掃除動作補正部２０で設定される。図４の作業ＩＤが「２」の場合は、拭き掃除をする作業を示しており、作業ＩＤが「２」の場合でかつ動作ＩＤが「１」のフラグは０，１，５ビット目のみ「１」であるので、ｘ軸及びｙ軸成分にはハイブリッドインピーダンス制御モードが掃除動作補正部２０で設定され、ｚ軸成分には力制御モードが掃除動作補正部２０で設定される。
【０２１７】
制御パラメータ管理部２１は、掃除動作補正部２０から指令を受ける。すなわち、力ハイブリッドインピーダンス制御モードで掃除作業をするように掃除動作補正部２０から制御パラメータ管理部２１へ指令を出すと、図１６Ａ〜図１６Ｃに示すように、指令した位置でロボット本体５(胴体部１９)が自走しながら、ロボット本体５は、動作ＩＤの位置と力若しくは吸引力とで掃除作業を開始する。
【０２１８】
次に、人が掃除面の汚れの状況などを確認して、図１２Ｃに示すように、もう少し横方向にロボット本体５(胴体部１９)を平行移動させて掃除（吸引）させたい場合を例にとって説明する。
【０２１９】
図１２Ｃに示すように、人の手１６で把手３０を直接把持して、掃除面に対して平行移動するように掃除面に平行に力をロボット本体５にかける。
【０２２０】
補正動作種別決定部２３により、情報取得部１００でそれぞれ取得された、人の手１６がロボット本体５（把手３０）にかけた力と掃除方法データベース１７に記憶された情報とにより、図１４のフローチャートに示した補正種別推定処理で補正の種別を推定して決定する。ここでは、人の手１６により、掃除面と水平方向に力をロボット本体５にかけて、ロボット本体５を前記ある閾値以上移動させているので、ステップＳ１４において、補正の種別として「掃除面の位置の移動」の種別であると補正動作種別決定部２３で決定する。
【０２２１】
図４の作業ＩＤが「１」の場合で動作ＩＤが「１」に示す作業の場合は、ｘ軸成分及びｙ軸成分は力ハイブリッドインピーダンス制御モードにより、位置制御モードでロボット本体５を移動させながら、インピーダンス制御モードにより人の手１６によりロボット本体５にかけられた力を力検出部５３で検出して、人の手１６によりロボット本体５（把手３０）に力をかけた方向にロボット本体５をｘ軸方向及びｙ軸方向に移動させて、図１２Ｄのように掃除位置を補正することができる。
【０２２２】
なお、この例では、ｘ軸の方向及びｙ軸の方向にのみ動作を補正したいので、補正動作種別決定部２３で補正の種別が決定されたタイミングで、補正動作種別決定部２３により、図６の補正パラメータフラグの０，１ビット目を「１」に設定するとともに、その他のビットを「０」に設定して、補正動作種別決定部２３から制御パラメータ管理部２１へ指令を出すことで、ｘ軸方向及びｙ軸方向以外の移動ができないように設定することができる。さらに、インピーダンス制御モード時の車輪６の機械インピーダンス設定値を補正動作種別決定部２３で変更して補正動作種別決定部２３から制御パラメータ管理部２１へ指令を出すことで、ロボット本体５のｘ軸方向及びｙ軸方向の剛性を他の方向の剛性よりも低くして、人の手１６でロボット本体５をｘ軸方向及びｙ軸方向に動かしやすくし、ｘ軸方向及びｙ軸方向以外の方向の剛性を高くして、人の手１６でロボット本体５をｘ軸方向及びｙ軸方向以外の方向に動かしにくくするようにすることができる。これにより、ロボット本体５のｘ軸成分及びｙ軸成分のみを補正したい場合に、ロボット本体５のｚ軸成分の補正を誤って行なうことがないようにできる。また、ロボット本体５のｘ軸方向及びｙ軸方向の補正中に、補正動作種別決定部２３により、ｚ軸成分の吸引の強さ若しくは掃除面にかける力を、補正前の動作時より弱く若しくは小さく（具体的には半分程度に）することもできる。又は、吸引若しくは力制御を停止するよう、補正動作種別決定部２３から制御パラメータ管理部２１へ指令を出すこともできる。具体的には、掃除方法データベース１７のフラグの６〜１７ビット目を「０」に補正動作種別決定部２３で設定する。これにより、ｘ軸方向及びｙ軸方向にロボット本体５を移動させて補正している最中に、ロボット本体５（把手３０）に力をかけて床面１０を傷つけたり、塵以外のものを誤って吸い込むことを防ぐことができる。
【０２２３】
上述のように、人の手１６でロボット本体５（把手３０）を把持して、掃除面と水平方向へ力をかけてロボット本体５をΔｘ分及びΔｙ分だけｘ軸方向及びｙ軸方向に移動させた場合に、Δｘの値及びΔｙの値が、制御部２２と制御パラメータ管理部２１とを経由して、掃除動作補正部２０に送信される。
【０２２４】
掃除動作補正部２０では、選択された作業ＩＤの動作情報の全てのｘ座標の値からΔｘを減じ、さらに、全てのｙ座標の値から、Δｙを減じて補正した動作情報を、掃除動作補正部２０から制御パラメータ管理部２１へ送信する。制御パラメータ管理部２１は、Δｘ分及びΔｙ分の補正した座標でロボット本体５が動作するように制御部２２へ指示する。これにより、図１２Ｄのような動作に補正される。次に、Δｘ及びΔｙ分だけ減じた動作情報を、掃除方法記憶部１５で掃除方法データベース１７に記憶する。
【０２２５】
次に、図１５Ｂのように、例えば、床面１０を掃除中に、床面１０に設置されたソファー１０Ｓなどの上面１０Ｓａを掃除させる場合は、人の手１６でロボット本体５（把手３０）を直接把持して、掃除面に対して垂直方向に移動するように掃除面に垂直に力をロボット本体５（把手３０）にかける。
【０２２６】
補正動作種別決定部２３により、情報取得部１００でそれぞれ取得された、人の手１６がロボット本体５（把手３０）にかけた力と掃除方法データベース１７の情報とにより、図１４のフローチャートに示した補正種別推定処理で補正の種別を推定して決定する。ここでは、人の手１６によりロボット本体５に掃除面と垂直方向に力をかけてロボット本体５をある閾値以上移動させているので、ステップＳ１９において、補正の種別として「掃除面の垂直方向の移動」の種別であると補正動作種別決定部２３で決定する。
【０２２７】
力ハイブリッドインピーダンス制御モードにより、位置制御モードでロボット本体５を移動させながら、インピーダンス制御モードにより、人の手１６の力を力検出部５３で検出してロボット本体５に人の手１６により力をかけた方向にロボット本体５をｚ軸方向に移動させて、図１５Ｃのように掃除位置を補正することができる。
【０２２８】
なお、この例では、ｚ軸の方向にのみ動作を補正したいので、補正動作種別決定部２３で補正の種別が決定されたタイミングで、補正動作種別決定部２３により、図６の２ビット目を「１」に設定するとともに、それ以外のビットを「０」に設定して、補正動作種別決定部２３から制御パラメータ管理部２１へ指令を出すことで、ｚ軸方向以外の移動ができないように設定することができる。さらに、インピーダンス制御モード時の車輪６の機械インピーダンス設定値を補正動作種別決定部２３で変更して補正動作種別決定部２３から制御パラメータ管理部２１へ指令を出すことで、ｚ軸方向の剛性を他の方向の剛性よりも低くして、人の手１６でロボット本体５をｚ軸方向に動かしやすくし、ｚ軸方向以外の剛性を高くして、人の手１６でロボット本体５をｚ軸方向以外の方向に動かしにくくするようにすることができる。
【０２２９】
また、ロボット本体５のｚ軸方向の動作を補正する際に、補正動作種別決定部２３により、ｚ軸成分の吸引の強さ若しくは掃除面にかける力を、補正前の動作時より弱く若しくは小さく（具体的には半分程度に）することもできる。又は、吸引若しくは力制御を停止するよう、補正動作種別決定部２３から制御パラメータ管理部２１へ指令を出すこともできる。具体的には、掃除方法データベース１７のフラグの３〜８ビット目を「０」に補正動作種別決定部２３で設定する。これにより、ｚ軸方向にロボット本体５を移動させている最中に、ロボット本体５（把手３０）に力をかけたり吸引することで床面１０を傷つけたり、塵以外のものを誤って吸い込むことを防ぐことができる。
【０２３０】
上述のように、人の手１６でロボット本体５(把手３０)を把持して、掃除面と垂直方向へ力をかけてロボット本体５をΔｚ分だけｚ軸方向に移動させた場合に、Δｚの値が、制御部２２と制御パラメータ管理部２１とを経由して、掃除動作補正部２０に送信される。
【０２３１】
掃除動作補正部２０では、選択された作業ＩＤの動作情報の全てのｚ座標の値からΔｚを減じて補正した動作情報を、掃除動作補正部２０から制御パラメータ管理部２１へ送信する。制御パラメータ管理部２１は、Δｚ分の補正した座標でロボット本体５が動作するように制御部２２へ指示する。これにより、図１５Ｃのような動作に補正される。次に、Δｚ分減じた動作情報を、掃除方法記憶部１５で掃除方法データベース１７に記憶する。
【０２３２】
次に、図２７Ｂのように、拭き掃除時の掃除面に対する力を変更する場合は、人の手１６でロボット本体５を直接把持して、掃除面に対して垂直方向に力をロボット本体５にかける。
【０２３３】
補正動作種別決定部２３により、情報取得部１００でそれぞれ取得された、人の手１６がロボット本体５（把手３０）にかけた力と掃除方法データベース１７の情報とにより、図１４のフローチャートに示した補正種別推定処理で補正の種別を推定して決定する。ここでは、人の手１６により掃除面と垂直方向に力をロボット本体５にかけて、ロボット本体５を前記ある閾値以上移動させていないので、ステップＳ１７において、補正の種別として「力の補正」の種別であると補正動作種別決定部２３で決定する。
【０２３４】
補正動作種別決定部２３で補正の種別が「力の補正」であると決定したタイミングで、力ハイブリッドインピーダンス制御モードから高剛性位置制御モードで動作するよう補正動作種別決定部２３から制御パラメータ管理部２１へ指令を出す。補正動作種別決定部２３から制御パラメータ管理部２１への指令時に、高剛性位置制御モードでは、方向別に位置制御時の高剛性を補正動作種別決定部２３で設定することができるため、例えば図４の掃除方法データベース１７の作業ＩＤ「２」でかつ動作ＩＤ「１」の動作のフラグは、０、１、５ビットが「１」に設定されているので、ｚ軸方向は力制御モードで動作し、その他の方向はハイブリッドインピーダンス制御モードで動作するため、ｚ軸方向のみ高剛性位置制御モードで動作するよう、補正動作種別決定部２３から制御パラメータ管理部２１へ指令を出す。
【０２３５】
次に、図２７Ｂに示すように、ロボット本体５が拭き掃除中に、汚れのひどい部分でロボット本体５が動作している最中に、人の手１６でロボット本体５（把手３０）を直接把持して、掃除面を強めに拭き掃除をしたい場合には、人の手１６により掃除面に向かって把手３０に下方向に力をかける。高剛性位置制御モードでは、掃除時のハイブリッドインピーダンス制御モードのうち、方向別設定された位置制御モードを、さらに高剛性にしたモードで、人の手１６によりロボット本体５（把手３０）に力をかけると、ロボット本体５を容易に移動させないようにすることで、人の手１６によりロボット本体５（把手３０）にかけた力を力検出部５３で確実に検出することができる。制御部２２の力検出部５３で検出された力を掃除動作補正部２０に通知する。掃除動作補正部２０に通知された力を、掃除方法記憶部１５で掃除方法データベース１７に記憶することで、汚れている部分のみを強めに拭き掃除するよう動作を補正することができる。人が補正を終了したい場合は、ロボット本体５（把手３０）を把持して力をロボット本体５にかけることを止める。人の手１６によりロボット本体５（把手３０）に力をかけない場合は、図１４のステップＳ２により、力の全ての成分が前記閾値以下になるので、補正動作種別決定部２３により、補正の種別として「補正なし」であると決定する（図１４のステップＳ１８）。掃除動作補正部２０は、「補正なし」の情報を受けて、高剛性の位置制御モードからハイブリッドインピーダンス制御モードで制御するよう、補正動作種別決定部２３から制御パラメータ管理部２１に指令を出す。これにより、補正後の掃除方法データベース１７で掃除を行う。
【０２３６】
以上により、掃除動作補正部２０は、掃除方法データベース１７の力の情報により、ハイブリッドインピーダンス制御モードで動作している状態で、人の手１６が力をかけることで、補正された力で掃除するように補正することができるようになる。
【０２３７】
次に、図２８Ｃのように、掃除面に対する吸引力を変更する場合は、人の手１６でロボット本体５を直接把持して、掃除面に対して垂直方向に力をロボット本体５にかける。
【０２３８】
補正動作種別決定部２３により、情報取得部１００でそれぞれ取得された、人の手１６によりロボット本体５（把手３０）にかけた力と掃除方法データベース１７の情報とにより、図１４のフローチャートに示した補正種別推定処理で補正の種別を推定して決定する。ここでは、人の手１６により掃除面と垂直方向に力をロボット本体５（把手３０）にかけて、ロボット本体５を前記ある閾値以上移動させていないので、ステップＳ１８において、補正の種別として、「吸引力の補正」の種別であると補正動作種別決定部２３で決定する。
【０２３９】
補正動作種別決定部２３により補正の種別として「吸引力の補正」であると決定したタイミングで、力ハイブリッドインピーダンス制御モードから高剛性位置制御モードで動作するよう補正動作種別決定部２３から制御パラメータ管理部２１へ指令を出す。補正動作種別決定部２３から制御パラメータ管理部２１への指令時に、高剛性位置制御モードでは、方向別に位置制御時の高剛性を補正動作種別決定部２３で設定することができるため、例えば図４の掃除方法データベース１７の作業ＩＤ「１」でかつ動作ＩＤ「１」の動作のフラグは、０、１、８ビットが「１」に設定されているので、ｚ軸方向は吸引制御モードで動作し、その他の方向はハイブリッドインピーダンス制御モードで動作するため、ｚ軸方向のみ高剛性位置制御モードで動作するように補正動作種別決定部２３から制御パラメータ管理部２１へ指令を出す。
【０２４０】
次に、図２８Ｂに示すように、ロボット本体５が吸引掃除中に、汚れのひどい部分でロボット本体５が動作している最中に、人の手１６でロボット本体５（把手３０）を直接把持して、掃除面を強めに吸引したい場合には、人の手１６により掃除面に向かって把手３０に下方向に力をかける。高剛性位置制御モードでは、通常の位置制御モードをさらに高剛性にしたモードで、人の手１６によりロボット本体５（把手３０）に力をかけると、ロボット本体５を容易に移動させないようにすることができ、人の手１６によりロボット本体５（把手３０）にかけた力を力検出部５３で確実に検出することができる。制御部２２の力検出部５３で検出された力を掃除動作補正部２０に制御パラメータ管理部２１を介して通知し、掃除動作補正部２０は、掃除方法データベース１７のｚ軸方向の吸引力を、掃除方法データベース１７（又は、掃除動作補正部２０の記憶部）内に記憶された図１９に示す変換表を使用して、力から吸引力に変換する。例えば、人がロボット本体５（把手３０）にかけた力が４.５［Ｎ］の場合には、変換表より、力が４〜５［Ｎ］に対応して吸引力が「４」と変換されるため、掃除動作補正部２０が掃除方法記憶部１５を使用して掃除方法データベース１７に吸引力「４」を記憶することで、汚れている部分のみを強めに吸引して掃除するよう動作を補正することができる。人が補正を終了したい場合は、ロボット本体５（把手３０）を人の手１６で把持して人の手１６によりロボット本体５（把手３０）に力をかけることを止めればよい。すなわち、人の手１６によりロボット本体５（把手３０）に力をかけない場合は、図１４のステップＳ２により、力の全ての成分が前記閾値以下になるので、補正動作種別決定部２３により、補正の種別として「補正なし」であると決定する（図１４のステップＳ１８）。掃除動作補正部２０は、補正の種別として「補正なし」であるとの決定を受けて、高剛性の位置制御モードからハイブリッドインピーダンス制御モードで制御するよう、制御パラメータ管理部２１に指令を出す。これにより、補正後の掃除方法データベース１７で掃除を行う。
【０２４１】
以上により、掃除動作補正部２０は、掃除方法データベース１７の吸引力により、ハイブリッドインピーダンス制御モードで動作している状態で、人の手１６によりロボット本体５（把手３０）に力をかけることで、補正された吸引力で掃除するように補正することができるようになる。
【０２４２】
次に、図２９Ｄのように、掃除の速度を変更する場合は、人の手１６でロボット本体５を直接把持して、加速したい場合は、掃除の進行方向と同じ向きに人の手１６によりロボット本体５（把手３０）に力をかけ、減速したい場合は、掃除の進行方向に逆らう向きに人の手１６によりロボット本体５（把手３０）に力をかける。その際に、ロボット本体５の速度を変えても良いが、位置については、ある閾値以上にならない限り動かさないように、人の手１６によりロボット本体５（把手３０）に力をかける。
【０２４３】
補正動作種別決定部２３により、情報取得部１００でそれぞれ取得された、人の手１６によりロボット本体５（把手３０）にかけた力と掃除方法データベース１７の情報とにより、図１４のフローチャートに示した補正種別推定処理で補正の種別を推定して決定する。ここでは、人の手１６により掃除面に水平な方向に力をロボット本体５にかけて、ロボット本体５を前記ある閾値以上移動させていないので、図１４のステップＳ１３により、補正の種別として、掃除面に水平な方向の「速度」の種別であると補正動作種別決定部２３で決定する。
【０２４４】
ハイブリッドインピーダンス制御モードにより、位置制御モードでロボット本体５を移動させながら、インピーダンス制御モードにより、人の手１６によりロボット本体５（把手３０）にかけた力を力検出部５３で検出して、人の手１６によりロボット本体５（把手３０）に力をかけた方向に、ロボット本体５をｘ軸方向及びｙ軸方向に移動させる。掃除方法データベース１７で、例えば作業ＩＤと動作ＩＤとで示された掃除部８，１８の掃除位置（ｘ１、ｙ２、ｚ１）から、次の動作ＩＤの掃除部８，１８の掃除位置（ｘ２、ｙ２、ｚ２）まで掃除部８，１８が移動するのにかかる時間をｔ１とすると、ロボット本体５の速度を人の手１６の力で変更した場合（図２９Ｃ参照）には、すなわち、掃除位置（ｘ１、ｙ２、ｚ１）から掃除位置（ｘ２、ｙ２、ｚ２）までに掃除部８，１８が移動するのにかかる時間がｔ１からｔ２に変更されることになる。このような場合には、時間ｔ２の値が、制御部２２と制御パラメータ管理部２１とを経由して、掃除動作補正部２０に送信される。掃除動作補正部２０では、選択された作業ＩＤの動作情報について、ｔ１の時間からｔ２の時間に変更して、掃除動作補正部２０から制御パラメータ管理部２１へ送信する。制御パラメータ管理部２１において、補正した時間であるｔ２で動作するように制御パラメータ管理部２１から制御部２２へ指示する。これにより、図２９Ｄのような動作に補正される。次に、時間ｔ２を、掃除方法記憶部１５で掃除方法データベース１７に記憶する。
【０２４５】
以上により、掃除動作補正部２０は、掃除方法データベース１７に記憶された位置と時間との情報により、力ハイブリッドインピーダンス制御モードで動作している状態で、人の手１６によりロボット本体５（把手３０）に力をかけることで、ロボット本体５の動作速度を補正することができるようになる。
【０２４６】
図２６に示すように、掃除ロボット１に掃除をして欲しくない領域ＲＢを、ロボット本体５を使って設定する場合を例にとって説明する。
【０２４７】
人の手１６でロボット本体５の上部に配置されているデータ入力ＩＦ２６（例えば操作盤２６Ａの電源ボタン２６ａなど）により電源を入れると、掃除動作補正部２０は、インピーダンス制御モードで動作するよう、制御パラメータ管理部２１へ指令を出す。動作選択部２９にて作業を選択していない状態で、図２６に示すように、人１６Ａの手１６がロボット本体５（掃除部８，１８）（把手３０）を直接把持して、掃除面に対して平行移動するようにロボット本体５を移動させて、掃除をして欲しくない領域ＲＢの輪郭に沿って、ロボット本体５を移動させる。図２０Ａは掃除面を上方から見た図で、掃除をして欲しくない領域ＲＢを斜線の領域とすると、人の手１６がロボット本体５を移動させて、矢印のように、掃除をして欲しくない領域ＲＢの輪郭にロボット本体５を沿わせて、移動させる。その際、ロボット本体５に取り付けた掃除部の一例としての吸引ノズル８の上面の中央先端にマーク６３が付与されており（図２０Ａ及び図２０Ｂ参照）、掃除をして欲しくない方向にマーク６３を向けて移動させる。
【０２４８】
補正動作種別決定部２３により、図１４に示した補正種別推定処理を実行して掃除方法データベース１７で動作していないと判定し（ステップＳ２，Ｓ３）、さらに、人の手１６によりロボット本体５にかけている力が掃除面に水平であり、かつ、ある一定時間の水平方向の移動量が、前記ある閾値（具体的には、図９のＩＤ「２」のｇｘ、ｇｙ）以上の場合は、ステップＳ７において、補正の種別として「掃除をして欲しくない領域」の種別であると決定する。
【０２４９】
インピーダンス制御モードにより、人の手１６によりロボット本体５（把手３０）にかけた力を力検出部５３で検出して、人の手１６によりロボット本体５（把手３０）に力をかけた方向に、ロボット本体５をｘ軸方向及びｙ軸方向に移動させて、図２０Ａのように、位置（ｘ１、ｙ１）、位置（ｘ２、ｙ２）、位置（ｘ３、ｙ３）、位置（ｘ４、ｙ４）の順にロボット本体５の吸引ノズル８を移動させると、これらの位置情報が、制御部２２と制御パラメータ管理部２１とを経由して、掃除動作補正部２０に送信される。掃除動作補正部２０は、その指令を受けて、これらの位置情報が掃除不可領域ＲＢの情報として、掃除方法記憶部１５により掃除不可領域データベース２８に記憶する。これらの４つの位置が掃除不可領域ＲＢの頂点の情報であることは、例えば、ある一定間隔で人が移動させたロボット本体５の位置を取得して、取得した位置の座標をつなげて領域を生成し、それを掃除不可領域ＲＢとすることができる。補正種別決定方法設定部２７で、どのような形の領域とするかを決定する機能を追加し、例えば、「矩形」と設定されている場合は、９０度近くの角度で移動方向が変われば、その位置を頂点の情報として記憶し、「ランダム」と設定された場合は、ある一定間隔で人が移動させたロボット本体５の位置を取得して、取得した位置の座標をつなげて生成し、それを掃除不可領域ＲＢとすることができる。
【０２５０】
なお、この例では、ｘ軸の方向及びｙ軸の方向にのみロボット本体５の動作を補正したいので、補正動作種別決定部２３で、補正の種別が決定されたタイミングで、図６の補正パラメータフラグの０，１ビット目を「１」に設定するとともに、その他のビットを「０」に設定して、補正動作種別決定部２３から制御パラメータ管理部２１へ指令を出すことで、ロボット本体５がｘ軸方向及びｙ軸方向以外の軸方向への移動ができないように設定することができる。さらに、インピーダンス制御モード時の車輪６の機械インピーダンス設定値を変更して補正動作種別決定部２３から制御パラメータ管理部２１へ指令を出すことで、ｘ軸方向及びｙ軸方向の剛性を低くして、人の手１６でロボット本体５をｘ軸方向及びｙ軸方向に動かしやすくし、ｘ軸方向及びｙ軸方向以外の軸方向の剛性を高くして、人の手１６でロボット本体５をｘ軸方向及びｙ軸方向以外の軸方向に動かしにくくするようにできる。
【０２５１】
以上により、掃除動作補正部２０は、人の手１６が力をかけることで、掃除をしてほしくない領域の設定を行うことができるようになる。
【０２５２】
さらに、掃除動作補正部２０では、上記のそれぞれの補正を開始する前の動作をデフォルトの動作情報として、掃除動作補正部２０内の記憶部に記憶しておく。
【０２５３】
図３０Ａのように、人がロボット本体５の側面に接触した場合、又は、図３０Ｂのように、ロボット本体５（胴体部１９）が壁１０Ｗなどに衝突した場合に、衝突検出部３１は衝突した際の力を検出する。衝突検出部３１で検出した力が、閾値(例えば５（Ｎ）)以上である、と衝突検出部３１で判断する場合には、掃除動作補正部２０は、掃除動作補正部２０の前記記憶部で記憶されたデフォルトの動作情報で動作するように制御パラメータ管理部２１へ指令を出す。
【０２５４】
以上により、図３０Ａに示す操作により、人が補正前の動作に戻したい場合には、図３０Ａに示すように、ロボット本体５（胴体部１９）の周辺（側面）を人がたたく動作をするだけで、補正前の動作に簡単に戻すことができる。さらに、補正後の動作で動作中に、図３０Ｂに示すように壁１０Ｗなどにロボット本体５（胴体部１９）が衝突した場合には、デフォルトの動作に戻すことができるようになる。
【０２５５】
表示部１４には、図２１に示すように、表示部１４の画面を左右２画面１４ａ，１４ｂに分割して表示し、左側の画面１４ａに、掃除方法データベース１７で記述されたロボット本体５の動作が映像若しくは写真若しくはテキストで表示される。さらに、右側の画面１４ｂには、補正動作種別決定部２３にて推定された補正の種別の情報を映像若しくは写真若しくはテキストで表示する。この図２１の例では、人の手１６により掃除面に垂直に力をロボット本体５にかけて、力のかけ具合を補正するような動作をすると、補正動作種別決定部２３が、補正の種別として「力の補正」の種別であると決定したタイミングで、右側の画面１４ｂに力の補正をしている映像と現在の力の強弱を表示する。
【０２５６】
なお、この例では、映像若しくは写真若しくはテキストとしたが、動作を説明する音声などでも良い。
【０２５７】
以上の掃除動作補正部２０と補正動作種別決定部２３と動作選択部２９と掃除方法記憶部１５と掃除方法データベース２０と制御パラメータ管理部２１との動作ステップ（すなわち、掃除ロボット１を駆動開始してから掃除作業を開始するまでの間に行う、掃除作業及び掃除動作の設定処理）について、図２４のフローチャートに基づいて説明する。
【０２５８】
まず、ステップＳ１２１において、人の手１６でデータ入力ＩＦ２６により、掃除ロボット１の電源をオンする（ステップＳ１２１）。
【０２５９】
次いで、ステップＳ１２２において、掃除動作補正部２０が、インピーダンス制御モードで制御するように制御パラメータ管理部２１へ指令を出す（ステップＳ１２２）。
【０２６０】
次に、ステップＳ１３０において、補正が掃除不可領域ＲＢの補正かどうか、を補正動作種別決定部２３により判定する（ステップＳ１３０）。ステップＳ１３０で補正が掃除不可領域ＲＢの補正であると補正動作種別決定部２３により判定された場合は、掃除動作補正部２０にて補正を行い（ステップＳ１３３）、その補正の情報を掃除方法記憶部１５により掃除方法データベース１７に記憶する（ステップＳ１３４）。その後、ステップＳ１２３に進む。
【０２６１】
ステップＳ１３０で、前記補正が掃除不可領域ＲＢの補正ではないと補正動作種別決定部２３により判定された場合、又は、ステップＳ１３４を実行した後、ステップＳ１２３において、動作選択部２９により、人が、表示部１４に表示された掃除作業の一覧から１つの掃除作業をデータ入力ＩＦ２６を介して選択し、掃除方法データベース１７の進捗情報に、選択された現在の掃除作業を設定する（ステップＳ１２３）。
【０２６２】
次いで、ステップＳ１３５において、衝突検出部３１でロボット本体５の衝突の際の力を検出し、その力が閾値以上であるか否かを衝突検出部３１で判断する。前記閾値未満であると衝突検出部３１で判断する場合には、ステップＳ１２４へ進み、前記閾値以上であると衝突検出部３１で判断する場合には、ステップＳ１３６へ進む（ステップＳ１３５）。
【０２６３】
ステップＳ１３５にて、衝突検出部３１で検出された力が前記閾値以上であり、ロボット本体５で衝突が発生したと衝突検出部３１で判断する場合には、ステップＳ１３６に進む。
【０２６４】
ステップＳ１３６においては、掃除動作補正部２０により、デフォルトの動作に戻し、終了する。
【０２６５】
次いで、ステップＳ１３５にて、衝突検出部３１で検出された力が前記閾値未満であり、ロボット本体５での衝突無しと衝突検出部３１で判断する場合には、ステップＳ１２４に進む。
【０２６６】
ステップＳ１２４においては、掃除動作補正部２０は、制御パラメータ管理部２１へ力ハイブリッドインピーダンス制御モードで動作するよう指令を出し、人の手１６でロボット本体５を床面１０などの掃除面まで誘導し、データ入力ＩＦ２６（例えば、掃除スイッチ２６ｃのスタートボタン）にて、掃除作業開始の指令を行う（ステップＳ１２４）。その後、ステップＳ１２５に進む。
【０２６７】
次いで、ステップＳ１２５においては、人が補正したい方向にロボット本体５（把手３０）に力をかけると、補正動作種別決定部２３により補正動作の種別を推定して決定する（ステップＳ１２５）。その後、ステップＳ１２６に進む。
【０２６８】
次いで、ステップＳ１２６において、補正の種別として、掃除面にかける力又は吸引力の種別であると補正動作種別決定部２３で決定した場合は、ステップＳ１２７に進み、掃除面に垂直な方向に対して高剛性の位置制御モードで動作するよう、掃除動作補正部２０から制御パラメータ管理部２１へ指令を出す（ステップＳ１２６，Ｓ１２７）。その後、ステップＳ１２８に進む。
【０２６９】
次いで、ステップＳ１２８においては、人の手１６でロボット本体５（把手３０）を把持して、補正したい方向に人の手１６によりロボット本体５（把手３０）に力をかけることで、掃除動作補正部２０が動作情報を補正する（ステップＳ１２８）。その後、ステップＳ１２９に進む。
【０２７０】
一方、ステップＳ１２６で、補正の種別として掃除面にかける力又は吸引力の種別以外であると決定した場合は、ステップＳ１２８に進み、制御モードは、力インピーダンス制御モードで変更せず、補正したい方向に人の手１６によりロボット本体５（把手３０）に力をかけることで、掃除動作補正部２０が動作情報を補正する（ステップＳ１２６，Ｓ１２８）。その後、ステップＳ１２９に進む。
【０２７１】
次いで、ステップＳ１２９においては、ステップＳ１２８で補正された掃除動作情報は、掃除方法記憶部１５により、掃除方法データベース１７に記憶されて（ステップＳ１２９）、一連の掃除作業及び掃除動作の設定処理を終了する。
【０２７２】
一方、ステップＳ１２６で、補正動作種別決定部２３により、補正の種別として「補正なし」であると決定した場合は、ステップＳ１３１に進み、一連の掃除作業及び掃除動作の設定処理を終了する（ステップＳ１２６，Ｓ１３１）。
【０２７３】
掃除作業及び掃除動作の設定処理終了後は、設定された掃除作業及び掃除動作に基づき、掃除ロボット１により掃除を行う。
【０２７４】
以上の動作ステップＳ１２１〜ステップＳ１２２、ステップＳ１３０、ステップＳ１３３、ステップＳ１３４、ステップＳ１２３、ステップＳ１３５、ステップＳ１２４〜ステップＳ１２７により、力ハイブリッドインピーダンス制御で動作中に、ハイブリッドインピーダンス制御モード若しくは高剛性位置制御にて、掃除動作を補正することで、ロボット本体５による掃除作業が実現する。
【０２７５】
また、補正動作種別決定部２３により、複数の掃除動作をボタンなどを使わずに人の手１６によりロボット本体５（把手３０）に力をかけるだけで、自動で切り替えて補正することが可能となる。
【０２７６】
さらに、補正動作種別決定部２７により、ロボット本体５の操作に慣れた人又は熟練した人は、一度の補正で２種類の補正を同時に行い、逆に、ロボット本体５の操作に不慣れな人は、一度に１種類の補正を行うことができる。
【０２７７】
また、制御パラメータ管理部２１と制御部２２とを有することにより、補正動作の種別に応じて、ロボット本体５の車輪６の機械インピーダンス値を適宜設定することで、ロボット本体５の補正方向に応じて、車輪６の機械インピーダンス値を変更させて制御したり、補正中の吸引力又は力を弱めたり停止することができるので、掃除動作の補正中に、床面１０を傷つけたり、塵以外のものを誤って吸い込むことを防ぐことができる。
【０２７８】
なお、前記実施形態において、掃除動作補正部２０は、補正動作種別決定部２３により、情報取得部１００でそれぞれ取得された、人の手１６によりロボット本体５（把手３０）にかけた力と掃除方法データベース１７の情報とにより、補正の種別の推定を行った後で、すぐに掃除動作の補正を行ったが、人の手１６により誤ってロボット本体５（把手３０）に力をかけて、人の意図しない補正の種別を選択してしまう事を防ぐために、補正動作種別決定部２３で推定後、ある一定時間後に補正を開始しても良い。この場合、補正が始まるまでは、人は意図した補正種別を選択するまで、何度でも操作することができる。
【０２７９】
また、前記実施形態において、動作選択部２９と動作記憶部１５と掃除動作補正部２０と補正動作種別決定部２３と補正種別決定方法設定部２７と制御パラメータ管理部２１と制御部２２となどのそれぞれ、又は、そのうちの任意の一部は、それ自体がソフトウェアで構成することができる。よって、例えば、本明細書の前記実施形態の制御動作を構成するステップを有するコンピュータプログラムとして、記憶装置（ハードディスク等）などの記録媒体に読み取り可能に記憶させ、そのコンピュータプログラムをコンピュータの一時記憶装置（半導体メモリ等）に読み込んでＣＰＵを用いて実行することにより、前記した各ステップを実行することができる。
【０２８０】
さらに、前記様々な実施形態及び変形例のうちの任意の実施形態又は任意の変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０２８１】
本発明は、例えば家庭用ロボットなど人とロボットが協調して作業を行う際の掃除機のロボットの動作の制御を行う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として有用である。また、家庭用ロボットに限らず、産業用ロボット、又は、生産設備等における可動機構を有する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としても適用が可能である。
【符号の説明】
【０２８２】
１ 掃除ロボット
２ 吸引ポンプ制御部
３ 塵袋
５ ロボット本体
６ 車輪
８ 吸引ノズル
９ 回転ブラシ制御部
１０ 床
１１ 回転ブラシ
１３ 吸引ポンプ
１４ 表示部
１５ 掃除方法記憶部
１６ 人
１７ 掃除方法データベース
１８ モップ
１９ 胴体部
２０ 掃除動作補正部
２１ 制御パラメータ管理部
２２ 制御部
２３ 補正動作種別決定部
２４ 入出力ＩＦ
２５ モータードライバ
２６ データ入力ＩＦ
２７ 補正種別決定方法設定部
２８ 掃除不可領域データベース
２９ 動作選択部
３０ 把手
３１ 衝突検出部
４２ 座標系
４３ モータ
４４ エンコーダ
４５ 制御装置
４６ 胴体座標系
４７ 周辺装置
４８ 車輪制御部
５３ 力検出部
５５ 目標軌道生成部
６３ マーク
６４ エンコーダ
６５ モータ
６６ エンコーダ
６７ モータ
６８ エンコーダ
６９ モータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体と、前記移動体に取り付けられて掃除面に接触する掃除部と、前記移動体と前記掃除部とを駆動する駆動装置とを備える掃除機の前記駆動装置を駆動制御して掃除作業を行う掃除機の制御装置であって、
前記掃除機に作用する人の力を検出する力検出手段と、
前記掃除作業における前記掃除部の吸引力及び前記掃除部の掃除位置を含む掃除動作に関する情報と前記力検出手段で検出された前記掃除機に作用する前記人の力に関する情報とをそれぞれ取得する情報取得部と、
前記情報取得部でそれぞれ取得した前記掃除動作に関する情報と前記人の力に関する情報とから前記掃除動作を補正する補正動作の種別を決定する補正動作種別決定手段と、
予め定められた前記掃除機の前記掃除作業中に、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記駆動装置を駆動制御して前記掃除動作を補正する掃除動作補正手段とを備えるとともに、
前記掃除動作に関する情報は、前記掃除機が行う前記掃除作業に応じた、前記掃除部の前記掃除位置の情報と、前記掃除部から前記掃除面にかける力情報と、前記掃除部の吸引力の強さに関する情報と、前記掃除部の速度情報と、掃除を行わない領域に関する情報である掃除不可領域情報のうちの少なくとも１つの情報を有することを特徴とする掃除機の制御装置。
【請求項２】
前記掃除動作に関する情報は、前記掃除機が行う前記掃除作業に応じた、前記掃除部から前記掃除面にかける力情報と、前記掃除部の吸引力の強さに関する情報とを少なくとも有し、
前記掃除動作補正手段は、前記掃除動作に関する情報に基づいて、予め設定された力を前記掃除機から前記掃除面に作用させて前記掃除動作を行なう力制御モードを前記掃除機が移動可能なｘｙｚ軸方向のそれぞれの軸別に設定して前記掃除動作を前記掃除機で行っている最中に、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力に応じて、補正動作前の前記掃除動作に関する情報のうちの前記設定された力の大きさ又は方向を補正することを特徴とする請求項１に記載の掃除機の制御装置。
【請求項３】
前記掃除動作に関する情報は、前記掃除機が行う前記掃除作業に応じた、前記掃除部の前記掃除位置の情報と、前記掃除部の速度情報と、掃除を行わない領域に関する情報である掃除不可領域情報とを有し、
前記掃除動作補正手段は、前記掃除動作に関する情報に基づいて、前記掃除機の位置を制御する位置制御モードで動作している最中に、駆動停止している前記掃除機に対して前記人から前記掃除機に加わる力に応じて前記掃除機が作動するインピーダンス制御モードを前記掃除機が移動可能なｘｙｚ軸方向のそれぞれの軸別に設定して前記掃除作業を動作させている最中に、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力に応じて、前記インピーダンス制御での前記掃除動作に関する情報の前記掃除動作を補正するように前記駆動装置を駆動制御することを特徴とする請求項１に記載の掃除機の制御装置。
【請求項４】
前記掃除機に加わる力を検出する衝突検出手段をさらに備え、
前記衝突検出手段で検出した前記力が閾値以上である場合に、前記掃除動作補正手段は、補正前の動作に戻すことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の掃除機の制御装置。
【請求項５】
前記補正動作種別決定手段は、前記掃除機の位置の前記掃除面に平行な方向の移動量を検出するとともに、
前記補正動作種別決定手段は、前記掃除面に垂直な方向の力成分が第１の閾値以下であり、かつ前記掃除面に平行な方向の力成分が第２の閾値以上である場合に、前記補正動作種別決定手段により検出された前記掃除機の前記位置の前記掃除面に平行な方向の移動量が第３閾値以上である場合に、前記補正動作の種別として、掃除面の位置の移動の種別であると決定し、
さらに、前記掃除動作補正手段は、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記掃除面に平行な方向に前記掃除機の前記位置を補正するように前記駆動装置を駆動制御することを特徴とする請求項１に記載の掃除機の制御装置。
【請求項６】
前記補正動作種別決定手段は、前記掃除機の位置の前記掃除面に平行な方向の移動量を検出するとともに、
前記補正動作種別決定手段は、前記掃除面に垂直な方向の力成分が第１の閾値以上であり、かつ前記掃除面に平行な方向の力成分が第２の閾値以上である場合に、前記補正動作種別決定手段により検出された前記掃除機の前記位置の前記掃除面に平行な方向の移動量が第３閾値以上である場合に、前記補正動作の種別として、掃除面の位置の移動の種別であると決定し、
さらに、前記掃除動作補正手段は、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記掃除面に平行な方向に前記掃除機の前記位置を補正するように前記駆動装置を駆動制御することを特徴とする請求項１に記載の掃除機の制御装置。
【請求項７】
前記補正動作種別決定手段は、前記掃除機の位置の前記掃除面に垂直な方向の移動量を検出するとともに、
前記補正動作種別決定手段は、前記掃除面に垂直な方向の力成分が第１の閾値以上であり、かつ、前記補正動作種別決定手段で検出された前記掃除機の前記位置の前記掃除面に垂直な方向の移動量が第４の閾値より大きい場合に、前記補正動作の種別として、掃除面垂直方向の位置の移動の種別であると決定し、
さらに、前記掃除動作補正手段は、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記掃除面に垂直な方向に前記掃除機の前記位置を補正するように前記駆動装置を駆動制御することを特徴とする請求項１に記載の掃除機の制御装置。
【請求項８】
前記補正動作種別決定手段は、前記掃除機の位置の前記掃除面に垂直な方向の移動量を検出するとともに、
前記補正動作種別決定手段は、前記掃除面に垂直な方向の力成分が第１の閾値以上であり、かつ、前記補正動作種別決定手段で検出された前記掃除機の前記位置の前記掃除面に垂直な方向の移動量が第４の閾値以下であり、かつ、前記掃除作業が拭き掃除である場合に、前記補正動作の種別として、力のかけ具合の補正の種別であると決定し、
さらに、前記掃除動作補正手段は、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記掃除面に垂直な方向への前記掃除機のかかる力を補正するように前記駆動装置を駆動制御することを特徴とする請求項１に記載の掃除機の制御装置。
【請求項９】
前記補正動作種別決定手段は、前記掃除機の位置の前記掃除面に垂直な方向の移動量を検出するとともに、
前記補正動作種別決定手段は、前記掃除面に垂直な方向の力成分が第１の閾値以上であり、かつ、前記補正動作種別決定手段で検出された前記掃除機の前記位置の前記掃除面に垂直な方向の移動量が第４の閾値以下であり、かつ、前記掃除作業が吸引掃除である場合に、前記補正動作の種別として、吸引力の補正の種別であると決定し、
さらに、前記掃除動作補正手段は、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記掃除面に垂直な方向への前記吸引力を補正するように前記駆動装置を駆動制御することを特徴とする請求項１に記載の掃除機の制御装置。
【請求項１０】
前記補正動作種別決定手段は、前記掃除機の位置の前記掃除面に平行な方向の移動量を検出するとともに、
前記補正動作種別決定手段は、前記掃除面に垂直な方向の力成分が第１閾値未満であり、かつ、前記掃除面に平行な方向の力成分が第２閾値以上である場合に、前記補正動作種別決定手段により検出された前記掃除機の前記位置の前記掃除面に平行な方向の移動量が第３閾値未満である場合に、前記補正動作の種別として、速度の補正の種別であると決定し、
さらに、前記掃除動作補正手段は、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記掃除面に平行な方向に前記掃除機の前記位置の速度を補正するように前記駆動装置を駆動制御することを特徴とする請求項１に記載の掃除機の制御装置。
【請求項１１】
前記補正動作種別決定手段は、前記掃除機の位置の前記掃除面に平行な方向の移動量を検出するとともに、
前記補正動作種別決定手段は、前記人の手により前記掃除機にかかる力が前記掃除面に平行であり、かつ、前記補正動作種別決定手段により検出されたある一定時間の前記掃除面に平行な方向の移動量が閾値以上の場合には、前記補正動作の種別として、掃除不可領域の設定の種別であると決定し、
さらに、前記掃除動作補正手段は、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記掃除機の前記位置を移動させることで、前記掃除不可領域を設定することを特徴とする請求項１に記載の掃除機の制御装置。
【請求項１２】
前記補正動作種別決定手段で決定した前記補正動作の種別に基づき、前記補正動作の種別に関する情報を表示する表示手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の掃除機の制御装置。
【請求項１３】
前記移動体と、
前記移動体に取り付けられて掃除面に接触する掃除部と、
前記移動体と前記掃除部とを駆動する駆動装置と、
前記移動体と前記掃除部とを前記駆動装置で駆動制御する請求項１〜３，５〜１１のいずれか１つに記載の掃除機の制御装置と、
を備える掃除機。
【請求項１４】
移動体と、前記移動体に取り付けられて掃除面に接触する掃除部と、前記移動体と前記掃除部とを駆動する駆動装置とを備える掃除機の前記駆動装置を駆動制御して掃除作業を行う掃除機の制御方法であって、
前記掃除機に作用する人の力を力検出手段で検出し、
前記掃除作業における前記掃除部の吸引力及び前記掃除部の掃除位置を含む掃除動作に関する情報と前記力検出手段で検出しかつ情報取得部で取得した前記掃除機に作用する前記人の力に関する情報とを用いて、前記掃除動作を補正する補正動作の種別を補正動作種別決定手段で決定し、
予め定められた前記掃除機の前記掃除作業中に、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記駆動装置を駆動制御して前記掃除動作を掃除動作補正手段で補正することを特徴とする掃除機の制御方法。
【請求項１５】
移動体と、前記移動体に取り付けられて掃除面に接触する掃除部と、前記移動体と前記掃除部とを駆動する駆動装置とを備える掃除機の前記駆動装置を駆動制御して掃除作業を行う掃除機の制御プログラムであって、
前記掃除作業における前記掃除部の吸引力及び前記掃除部の掃除位置を含む掃除動作に関する情報と力検出手段で検出しかつ情報取得部で取得した前記掃除機に作用する人の力に関する情報とを用いて、前記掃除動作を補正する補正動作の種別を補正動作種別決定手段で決定するステップと、
予め定められた前記掃除機の前記掃除作業中に、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記掃除機に作用する前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記駆動装置を駆動制御して前記掃除動作を掃除動作補正手段で補正する掃除動作補正ステップとをコンピュータに実行させための掃除機の制御プログラム。
【請求項１６】
移動体と、前記移動体に取り付けられて掃除面に接触する掃除部と、前記移動体と前記掃除部とを駆動する駆動装置とを備える掃除機の前記駆動装置を駆動制御して掃除作業を行う掃除機の制御用集積電子回路であって、
前記掃除作業における前記掃除部の吸引力及び前記掃除部の掃除位置を含む掃除動作に関する情報と力検出手段で検出しかつ情報取得部で取得した前記掃除機に作用する人の力に関する情報とを用いて、前記掃除動作を補正する補正動作の種別を決定する補正動作種別決定手段と、
予め定められた前記掃除機の前記掃除作業中に、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記掃除機に作用する前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記駆動装置を駆動制御して前記掃除動作を補正する掃除動作補正手段とを備えることを特徴とする掃除機の制御用集積電子回路。
【請求項１】
移動体と、前記移動体に取り付けられて掃除面に接触する掃除部と、前記移動体と前記掃除部とを駆動する駆動装置とを備える掃除機の前記駆動装置を駆動制御して掃除作業を行う掃除機の制御装置であって、
前記掃除機に作用する人の力を検出する力検出手段と、
前記掃除作業における前記掃除部の吸引力及び前記掃除部の掃除位置を含む掃除動作に関する情報と前記力検出手段で検出された前記掃除機に作用する前記人の力に関する情報とをそれぞれ取得する情報取得部と、
前記情報取得部でそれぞれ取得した前記掃除動作に関する情報と前記人の力に関する情報とから前記掃除動作を補正する補正動作の種別を決定する補正動作種別決定手段と、
予め定められた前記掃除機の前記掃除作業中に、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記駆動装置を駆動制御して前記掃除動作を補正する掃除動作補正手段とを備えるとともに、
前記掃除動作に関する情報は、前記掃除機が行う前記掃除作業に応じた、前記掃除部の前記掃除位置の情報と、前記掃除部から前記掃除面にかける力情報と、前記掃除部の吸引力の強さに関する情報と、前記掃除部の速度情報と、掃除を行わない領域に関する情報である掃除不可領域情報のうちの少なくとも１つの情報を有することを特徴とする掃除機の制御装置。
【請求項２】
前記掃除動作に関する情報は、前記掃除機が行う前記掃除作業に応じた、前記掃除部から前記掃除面にかける力情報と、前記掃除部の吸引力の強さに関する情報とを少なくとも有し、
前記掃除動作補正手段は、前記掃除動作に関する情報に基づいて、予め設定された力を前記掃除機から前記掃除面に作用させて前記掃除動作を行なう力制御モードを前記掃除機が移動可能なｘｙｚ軸方向のそれぞれの軸別に設定して前記掃除動作を前記掃除機で行っている最中に、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力に応じて、補正動作前の前記掃除動作に関する情報のうちの前記設定された力の大きさ又は方向を補正することを特徴とする請求項１に記載の掃除機の制御装置。
【請求項３】
前記掃除動作に関する情報は、前記掃除機が行う前記掃除作業に応じた、前記掃除部の前記掃除位置の情報と、前記掃除部の速度情報と、掃除を行わない領域に関する情報である掃除不可領域情報とを有し、
前記掃除動作補正手段は、前記掃除動作に関する情報に基づいて、前記掃除機の位置を制御する位置制御モードで動作している最中に、駆動停止している前記掃除機に対して前記人から前記掃除機に加わる力に応じて前記掃除機が作動するインピーダンス制御モードを前記掃除機が移動可能なｘｙｚ軸方向のそれぞれの軸別に設定して前記掃除作業を動作させている最中に、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力に応じて、前記インピーダンス制御での前記掃除動作に関する情報の前記掃除動作を補正するように前記駆動装置を駆動制御することを特徴とする請求項１に記載の掃除機の制御装置。
【請求項４】
前記掃除機に加わる力を検出する衝突検出手段をさらに備え、
前記衝突検出手段で検出した前記力が閾値以上である場合に、前記掃除動作補正手段は、補正前の動作に戻すことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の掃除機の制御装置。
【請求項５】
前記補正動作種別決定手段は、前記掃除機の位置の前記掃除面に平行な方向の移動量を検出するとともに、
前記補正動作種別決定手段は、前記掃除面に垂直な方向の力成分が第１の閾値以下であり、かつ前記掃除面に平行な方向の力成分が第２の閾値以上である場合に、前記補正動作種別決定手段により検出された前記掃除機の前記位置の前記掃除面に平行な方向の移動量が第３閾値以上である場合に、前記補正動作の種別として、掃除面の位置の移動の種別であると決定し、
さらに、前記掃除動作補正手段は、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記掃除面に平行な方向に前記掃除機の前記位置を補正するように前記駆動装置を駆動制御することを特徴とする請求項１に記載の掃除機の制御装置。
【請求項６】
前記補正動作種別決定手段は、前記掃除機の位置の前記掃除面に平行な方向の移動量を検出するとともに、
前記補正動作種別決定手段は、前記掃除面に垂直な方向の力成分が第１の閾値以上であり、かつ前記掃除面に平行な方向の力成分が第２の閾値以上である場合に、前記補正動作種別決定手段により検出された前記掃除機の前記位置の前記掃除面に平行な方向の移動量が第３閾値以上である場合に、前記補正動作の種別として、掃除面の位置の移動の種別であると決定し、
さらに、前記掃除動作補正手段は、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記掃除面に平行な方向に前記掃除機の前記位置を補正するように前記駆動装置を駆動制御することを特徴とする請求項１に記載の掃除機の制御装置。
【請求項７】
前記補正動作種別決定手段は、前記掃除機の位置の前記掃除面に垂直な方向の移動量を検出するとともに、
前記補正動作種別決定手段は、前記掃除面に垂直な方向の力成分が第１の閾値以上であり、かつ、前記補正動作種別決定手段で検出された前記掃除機の前記位置の前記掃除面に垂直な方向の移動量が第４の閾値より大きい場合に、前記補正動作の種別として、掃除面垂直方向の位置の移動の種別であると決定し、
さらに、前記掃除動作補正手段は、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記掃除面に垂直な方向に前記掃除機の前記位置を補正するように前記駆動装置を駆動制御することを特徴とする請求項１に記載の掃除機の制御装置。
【請求項８】
前記補正動作種別決定手段は、前記掃除機の位置の前記掃除面に垂直な方向の移動量を検出するとともに、
前記補正動作種別決定手段は、前記掃除面に垂直な方向の力成分が第１の閾値以上であり、かつ、前記補正動作種別決定手段で検出された前記掃除機の前記位置の前記掃除面に垂直な方向の移動量が第４の閾値以下であり、かつ、前記掃除作業が拭き掃除である場合に、前記補正動作の種別として、力のかけ具合の補正の種別であると決定し、
さらに、前記掃除動作補正手段は、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記掃除面に垂直な方向への前記掃除機のかかる力を補正するように前記駆動装置を駆動制御することを特徴とする請求項１に記載の掃除機の制御装置。
【請求項９】
前記補正動作種別決定手段は、前記掃除機の位置の前記掃除面に垂直な方向の移動量を検出するとともに、
前記補正動作種別決定手段は、前記掃除面に垂直な方向の力成分が第１の閾値以上であり、かつ、前記補正動作種別決定手段で検出された前記掃除機の前記位置の前記掃除面に垂直な方向の移動量が第４の閾値以下であり、かつ、前記掃除作業が吸引掃除である場合に、前記補正動作の種別として、吸引力の補正の種別であると決定し、
さらに、前記掃除動作補正手段は、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記掃除面に垂直な方向への前記吸引力を補正するように前記駆動装置を駆動制御することを特徴とする請求項１に記載の掃除機の制御装置。
【請求項１０】
前記補正動作種別決定手段は、前記掃除機の位置の前記掃除面に平行な方向の移動量を検出するとともに、
前記補正動作種別決定手段は、前記掃除面に垂直な方向の力成分が第１閾値未満であり、かつ、前記掃除面に平行な方向の力成分が第２閾値以上である場合に、前記補正動作種別決定手段により検出された前記掃除機の前記位置の前記掃除面に平行な方向の移動量が第３閾値未満である場合に、前記補正動作の種別として、速度の補正の種別であると決定し、
さらに、前記掃除動作補正手段は、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記掃除面に平行な方向に前記掃除機の前記位置の速度を補正するように前記駆動装置を駆動制御することを特徴とする請求項１に記載の掃除機の制御装置。
【請求項１１】
前記補正動作種別決定手段は、前記掃除機の位置の前記掃除面に平行な方向の移動量を検出するとともに、
前記補正動作種別決定手段は、前記人の手により前記掃除機にかかる力が前記掃除面に平行であり、かつ、前記補正動作種別決定手段により検出されたある一定時間の前記掃除面に平行な方向の移動量が閾値以上の場合には、前記補正動作の種別として、掃除不可領域の設定の種別であると決定し、
さらに、前記掃除動作補正手段は、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記掃除機の前記位置を移動させることで、前記掃除不可領域を設定することを特徴とする請求項１に記載の掃除機の制御装置。
【請求項１２】
前記補正動作種別決定手段で決定した前記補正動作の種別に基づき、前記補正動作の種別に関する情報を表示する表示手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の掃除機の制御装置。
【請求項１３】
前記移動体と、
前記移動体に取り付けられて掃除面に接触する掃除部と、
前記移動体と前記掃除部とを駆動する駆動装置と、
前記移動体と前記掃除部とを前記駆動装置で駆動制御する請求項１〜３，５〜１１のいずれか１つに記載の掃除機の制御装置と、
を備える掃除機。
【請求項１４】
移動体と、前記移動体に取り付けられて掃除面に接触する掃除部と、前記移動体と前記掃除部とを駆動する駆動装置とを備える掃除機の前記駆動装置を駆動制御して掃除作業を行う掃除機の制御方法であって、
前記掃除機に作用する人の力を力検出手段で検出し、
前記掃除作業における前記掃除部の吸引力及び前記掃除部の掃除位置を含む掃除動作に関する情報と前記力検出手段で検出しかつ情報取得部で取得した前記掃除機に作用する前記人の力に関する情報とを用いて、前記掃除動作を補正する補正動作の種別を補正動作種別決定手段で決定し、
予め定められた前記掃除機の前記掃除作業中に、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記駆動装置を駆動制御して前記掃除動作を掃除動作補正手段で補正することを特徴とする掃除機の制御方法。
【請求項１５】
移動体と、前記移動体に取り付けられて掃除面に接触する掃除部と、前記移動体と前記掃除部とを駆動する駆動装置とを備える掃除機の前記駆動装置を駆動制御して掃除作業を行う掃除機の制御プログラムであって、
前記掃除作業における前記掃除部の吸引力及び前記掃除部の掃除位置を含む掃除動作に関する情報と力検出手段で検出しかつ情報取得部で取得した前記掃除機に作用する人の力に関する情報とを用いて、前記掃除動作を補正する補正動作の種別を補正動作種別決定手段で決定するステップと、
予め定められた前記掃除機の前記掃除作業中に、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記掃除機に作用する前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記駆動装置を駆動制御して前記掃除動作を掃除動作補正手段で補正する掃除動作補正ステップとをコンピュータに実行させための掃除機の制御プログラム。
【請求項１６】
移動体と、前記移動体に取り付けられて掃除面に接触する掃除部と、前記移動体と前記掃除部とを駆動する駆動装置とを備える掃除機の前記駆動装置を駆動制御して掃除作業を行う掃除機の制御用集積電子回路であって、
前記掃除作業における前記掃除部の吸引力及び前記掃除部の掃除位置を含む掃除動作に関する情報と力検出手段で検出しかつ情報取得部で取得した前記掃除機に作用する人の力に関する情報とを用いて、前記掃除動作を補正する補正動作の種別を決定する補正動作種別決定手段と、
予め定められた前記掃除機の前記掃除作業中に、前記力検出手段で検出しかつ前記情報取得部で取得した前記掃除機に作用する前記人の力と前記補正動作種別決定手段で決定された前記補正動作の種別とに応じて、前記駆動装置を駆動制御して前記掃除動作を補正する掃除動作補正手段とを備えることを特徴とする掃除機の制御用集積電子回路。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１２Ｃ】
【図１２Ｄ】
【図１３】
【図１４】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１５Ｃ】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１６Ｃ】
【図１７】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図１９】
【図２０Ａ】
【図２０Ｂ】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７Ａ】
【図２７Ｂ】
【図２７Ｃ】
【図２８Ａ】
【図２８Ｂ】
【図２８Ｃ】
【図２９Ａ】
【図２９Ｂ】
【図２９Ｃ】
【図２９Ｄ】
【図３０Ａ】
【図３０Ｂ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１２Ｃ】
【図１２Ｄ】
【図１３】
【図１４】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１５Ｃ】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１６Ｃ】
【図１７】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図１９】
【図２０Ａ】
【図２０Ｂ】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７Ａ】
【図２７Ｂ】
【図２７Ｃ】
【図２８Ａ】
【図２８Ｂ】
【図２８Ｃ】
【図２９Ａ】
【図２９Ｂ】
【図２９Ｃ】
【図２９Ｄ】
【図３０Ａ】
【図３０Ｂ】
【公開番号】特開２０１１−３０８８８（Ｐ２０１１−３０８８８Ａ）
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８１６４６（Ｐ２００９−１８１６４６）
【出願日】平成２１年８月４日（２００９．８．４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月４日（２００９．８．４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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