特許 6846897 位置指示方法、位置指示装置、自走式装置及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6846897

(24)【登録日】2021年3月4日

(45)【発行日】2021年3月24日

(54)【発明の名称】位置指示方法、位置指示装置、自走式装置及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/02 20200101AFI20210315BHJP

   A47L 9/28 20060101ALI20210315BHJP

【ＦＩ】

   G05D1/02 H

   A47L9/28 E

【請求項の数】13

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2016-168579(P2016-168579)

(22)【出願日】2016年8月30日

(65)【公開番号】特開2017-174377(P2017-174377A)

(43)【公開日】2017年9月28日

【審査請求日】2019年7月24日

(31)【優先権主張番号】62/312,794

(32)【優先日】2016年3月24日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】514136668

【氏名又は名称】パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカ

【氏名又は名称原語表記】Ｐａｎａｓｏｎｉｃ Ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ

(74)【代理人】

【識別番号】100109210

【弁理士】

【氏名又は名称】新居 広守

(74)【代理人】

【識別番号】100137235

【弁理士】

【氏名又は名称】寺谷 英作

(74)【代理人】

【識別番号】100131417

【弁理士】

【氏名又は名称】道坂 伸一

(72)【発明者】

【氏名】中村 智典

(72)【発明者】

【氏名】浅井 幸治

(72)【発明者】

【氏名】天野 克重

【審査官】 藤崎 詔夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１２９０５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０３０３７７５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１５−１１９４６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２２９８３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１４８０８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２８８１１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１２２５６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０５Ｄ １／０２

Ａ４７Ｌ ９／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

自走式装置の走行領域における位置に関する位置情報と、当該位置において撮影された画像から算出された第１の特徴量とが対応付けられた地図情報を記憶部に記憶させるステップと、
表示部を有する撮像装置により、前記走行領域における第１の位置に存在する対象物を撮影した対象物画像を取得するステップと、
前記対象物画像から第２の特徴量を算出するステップと、
前記記憶部から前記第２の特徴量に一致する前記第１の特徴量を含む前記地図情報を抽出するステップと、
抽出した前記地図情報に基づいて、前記第１の位置に対応する第２の位置を特定するステップと、
特定した前記第２の位置に前記自走式装置を移動させるための指示を通知するステップと、
前記撮像装置の前記表示部に、特定した前記第２の位置が表示された地図画面を表示させるステップと、
ユーザにより前記撮像装置に対して入力された、前記地図画面における前記第２の位置の修正位置を示す修正情報を受信するステップと、
前記修正情報に基づいて、特定した前記第２の位置を調整するステップと、を含む
位置指示方法。

【請求項2】

前記記憶させるステップでは、前記地図情報を前記記憶部に複数記憶させ、
前記抽出するステップでは、前記記憶部から前記複数の地図情報を抽出し、
前記特定するステップでは、抽出した前記複数の地図情報にそれぞれ含まれる複数の前記位置情報に基づいて、三角測量の原理により前記第２の位置を特定する
請求項１に記載の位置指示方法。

【請求項3】

前記複数の地図情報の各々には、前記位置情報に対応付けられた前記第１の特徴量が複数含まれており、
前記算出するステップでは、前記対象物画像から前記第２の特徴量を複数算出し、
前記抽出するステップでは、前記複数の地図情報の中から、前記複数の第１の特徴量と前記複数の第２の特徴量との一致度が所定の閾値を超える前記地図情報を抽出する
請求項２に記載の位置指示方法。

【請求項4】

前記位置情報は、所定の座標系における前記位置を示す座標であり、
前記特定するステップでは、前記第２の位置として、前記所定の座標系における前記第２の位置を示す座標を特定する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の位置指示方法。

【請求項5】

前記走行領域は部屋の床面であり、
前記対象物は前記部屋の天井であり、
前記自走式装置は、前記部屋の床面を走行しながら前記部屋の天井を前記画像として撮影し、撮影した前記画像に基づいて前記地図情報を生成する
請求項１〜４のいずれか１項に記載の位置指示方法。

【請求項6】

前記自走式装置は、ＳＬＡＭ（Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ
Ａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ）を用いて前記地図情報を作成する
請求項５に記載の位置指示方法。

【請求項7】

前記対象物画像は、前記自走式装置とネットワークを介して接続された前記撮像装置により撮影される
請求項５又は６に記載の位置指示方法。

【請求項8】

前記自走式装置は、自律して前記部屋の床面を走行しながら掃除する自走式掃除機である
請求項７に記載の位置指示方法。

【請求項9】

前記撮像装置は、さらに、
第１の方向を撮影する第１の撮像部と、
前記第１の方向と反対方向である第２の方向を撮影する第２の撮像部と、を有し、
前記位置指示方法は、さらに、前記第２の撮像部を通して映った前記部屋の床面を前記表示部に表示させた状態で、前記第１の撮像部で前記部屋の天井を前記対象物画像として撮影するステップを含む
請求項８に記載の位置指示方法。

【請求項10】

前記算出するステップでは、ＯＲＢ（Ｏｒｉｅｎｔｅｄ ＦＡＳＴ ａｎｄ Ｒｏｔａｔｅｄ ＢＲＩＥＦ（Ｂｉｎａｒｙ Ｒｏｂｕｓｔ Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｆｅａｔｕｒｅｓ））、ＳＩＦＴ（Ｓｃａｌｅ−Ｉｎｖａｒｉａｎｔ Ｆｅａｔｕｒｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）及びＳＵＲＦ（Ｓｐｅｅｄｅｄ Ｕｐ Ｒｏｂｕｓｔ Ｆｅａｔｕｒｅｓ）のうちいずれかのアルゴリズムを用いて前記第２の特徴量を算出する
請求項１〜９のいずれか１項に記載の位置指示方法。

【請求項11】

自走式装置の走行領域における位置に関する位置情報と、当該位置において撮影された画像から算出された第１の特徴量とが対応付けられた地図情報を記憶する記憶部と、
表示部を有する撮像装置により、前記走行領域における第１の位置に存在する対象物を撮影した対象物画像を取得する取得部と、
前記対象物画像から第２の特徴量を算出する算出部と、
前記記憶部から前記第２の特徴量に一致する前記第１の特徴量を含む前記地図情報を抽出する抽出部と、
抽出した前記地図情報に基づいて、前記第１の位置に対応する第２の位置を特定する特定部と、
特定した前記第２の位置に前記自走式装置を移動させるための指示を前記自走式装置に通知する通知部と、を備え、
前記通知部は、前記撮像装置の前記表示部に、特定した前記第２の位置が表示された地図画面を表示させ、
前記取得部は、ユーザにより前記撮像装置に対して入力された、前記地図画面における前記第２の位置の修正位置を示す修正情報を受信し、
前記特定部は、前記修正情報に基づいて、特定した前記第２の位置を調整する
位置指示装置。

【請求項12】

請求項１１に記載の位置指示装置による指示に基づいて動作する
自走式装置。

【請求項13】

自走式装置の走行領域における位置に関する位置情報と、当該位置において撮影された画像から算出された第１の特徴量とが対応付けられた地図情報を記憶部に記憶させるステップと、
表示部を有する撮像装置により、前記走行領域における第１の位置に存在する対象物を撮影した対象物画像を取得するステップと、
前記対象物画像から第２の特徴量を算出するステップと、
前記記憶部から前記第２の特徴量に一致する前記第１の特徴量を含む前記地図情報を抽出するステップと、
抽出した前記地図情報に基づいて、前記第１の位置に対応する第２の位置を特定するステップと、
特定した前記第２の位置に前記自走式装置を移動させるための指示を通知するステップ
と、
前記撮像装置の前記表示部に、特定した前記第２の位置が表示された地図画面を表示させるステップと、
ユーザにより前記撮像装置に対して入力された、前記地図画面における前記第２の位置の修正位置を示す修正情報を受信するステップと、
前記修正情報に基づいて、特定した前記第２の位置を調整するステップと、をコンピュータに実行させる
プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、位置指示方法、位置指示装置、自走式装置及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

自律して走行する自走式装置の一つとして、自走式ロボットが知られている（例えば特許文献１参照）。自走式ロボットを走行させる際には、ユーザは、例えばリモコン等を用いて自走式ロボットに対して移動先を指示する。具体的には、ユーザは、自走式ロボットの移動先として予め登録された複数の位置の中から所望の位置を選択することにより、自走式ロボットに対して当該選択された位置に移動するように指示することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第５２２１９３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述した従来の自走式ロボットでは、自走式ロボットに対して予め登録された複数の位置以外の位置への移動を指示することができない。

【0005】

そこで、本発明は、自走式装置に対して任意の位置への移動を指示することができる位置指示方法、位置指示装置、自走式装置及びプログラムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様に係る位置指示方法は、自走式装置の走行領域における位置に関する位置情報と、当該位置において撮影された画像から算出された第１の特徴量とが対応付けられた地図情報を記憶部に記憶させるステップと、前記走行領域における第１の位置に存在する対象物を撮影した対象物画像を取得するステップと、前記対象物画像から第２の特徴量を算出するステップと、前記記憶部から前記第２の特徴量に一致する前記第１の特徴量を含む前記地図情報を抽出するステップと、抽出した前記地図情報に基づいて、前記第１の位置に対応する第２の位置を特定するステップと、特定した前記第２の位置に前記自走式装置を移動させるための指示を通知するステップと、を含む。

【0007】

なお、これらの包括的又は具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

【発明の効果】

【0008】

本発明の一態様に係る位置指示方法によれば、自走式装置に対して任意の位置への移動を指示することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態に係る位置指示方法を実現するためのシステムの全体構成を模式的に示すブロック図である。

【図2】実施の形態に係る自走式掃除機のハードウェア構成を示すブロック図である。

【図3】実施の形態に係る自走式掃除機の機能構成を示すブロック図である。

【図4】画像取得部が取得する天井画像の一例を示す図である。

【図5】図４の天井画像から抽出した複数の特徴点の一例を示す図である。

【図6】ＯＲＢのアルゴリズムを用いて算出された特徴量の一例を示す図である。

【図7】地図生成部が生成する地図情報の一例を示す図である。

【図8】実施の形態に係る位置指示装置の機能構成を示すブロック図である。

【図9】地図データベースに蓄積された地図情報の一例を示す図である。

【図10】実施の形態に係る情報端末の正面側を示す図である。

【図11】実施の形態に係るシステムの動作の概要を説明するための図である。

【図12】実施の形態に係る自走式掃除機が地図情報を生成及びアップロードする流れを示すフローチャートである。

【図13】図１２のステップＳ１３の内容を具体的に示すフローチャートである。

【図14】図１２のステップＳ１８の内容を具体的に示すシーケンス図である。

【図15】実施の形態に係る自走式掃除機に移動先を指示する流れを示すシーケンス図である。

【図16】図１５のステップＳ３５の内容を具体的に示すフローチャートである。

【図17】三角測量の原理により第２の位置を特定する方法を説明するための図である。

【図18】図１５のステップＳ４１の内容を具体的に示すフローチャートである。

【図19】実施の形態の変形例に係るシステムの動作を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の一態様に係る位置指示方法は、自走式装置の走行領域における位置に関する位置情報と、当該位置において撮影された画像から算出された第１の特徴量とが対応付けられた地図情報を記憶部に記憶させるステップと、前記走行領域における第１の位置に存在する対象物を撮影した対象物画像を取得するステップと、前記対象物画像から第２の特徴量を算出するステップと、前記記憶部から前記第２の特徴量に一致する前記第１の特徴量を含む前記地図情報を抽出するステップと、抽出した前記地図情報に基づいて、前記第１の位置に対応する第２の位置を特定するステップと、特定した前記第２の位置に前記自走式装置を移動させるための指示を通知するステップと、を含む。

【0011】

本態様によれば、例えばユーザは、自走式装置を第１の位置に移動させたい場合には、第１の位置に存在する対象物の対象物画像を撮影する。この対象物画像から算出した第２の特徴量に一致する第１の特徴量を含む地図情報を抽出することにより、第１の位置に対応する第２の位置を特定することができる。したがって、任意の位置に存在する対象物の対象物画像を撮影するという簡単な操作により、自走式装置に対して当該任意の位置（又はその近傍の位置）への移動を容易に指示することができる。

【0012】

例えば、前記記憶させるステップでは、前記地図情報を前記記憶部に複数記憶させ、前記抽出するステップでは、前記記憶部から前記複数の地図情報を抽出し、前記特定するステップでは、抽出した前記複数の地図情報にそれぞれ含まれる複数の前記位置情報に基づいて、三角測量の原理により前記第２の位置を特定するように構成してもよい。

【0013】

本態様によれば、三角測量の原理により第２の位置を容易に特定することができる。

【0014】

例えば、前記複数の地図情報の各々には、前記位置情報に対応付けられた前記第１の特徴量が複数含まれており、前記算出するステップでは、前記対象物画像から前記第２の特徴量を複数算出し、前記抽出するステップでは、前記複数の地図情報の中から、前記複数の第１の特徴量と前記複数の第２の特徴量との一致度が所定の閾値を超える前記地図情報を抽出するように構成してもよい。

【0015】

本態様によれば、第２の位置をより正確に特定することができる。

【0016】

例えば、前記位置情報は、所定の座標系における前記位置を示す座標であり、前記特定するステップでは、前記第２の位置として、前記所定の座標系における前記第２の位置を示す座標を特定するように構成してもよい。

【0017】

本態様によれば、第２の位置を所定の座標系における座標で特定することができる。

【0018】

例えば、前記走行領域は部屋の床面であり、前記対象物は前記部屋の天井であり、前記自走式装置は、前記部屋の床面を走行しながら前記部屋の天井を前記画像として撮影し、撮影した前記画像に基づいて前記地図情報を生成するように構成してもよい。

【0019】

本態様によれば、自走式装置により地図情報を生成することができる。

【0020】

例えば、前記自走式装置は、ＳＬＡＭ（Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ）を用いて前記地図情報を作成するように構成してもよい。

【0021】

本態様によれば、ＳＬＡＭを用いて地図情報を容易に生成することができる。

【0022】

例えば、前記対象物画像は、前記自走式装置とネットワークを介して接続された撮像装置により撮影されるように構成してもよい。

【0023】

本態様によれば、撮像装置を用いて、任意の位置で対象物画像を撮影することができる。

【0024】

例えば、前記撮像装置は表示部を有し、前記位置指示方法は、さらに、前記撮像装置の前記表示部に、特定した前記第２の位置に関する情報を表示させるステップを含むように構成してもよい。

【0025】

本態様によれば、例えばユーザは、撮像装置の表示部に表示された情報を見ることにより、第２の位置が特定されたことを認識することができる。

【0026】

例えば、前記自走式装置は、自律して前記部屋の床面を走行しながら掃除する自走式掃除機であるように構成してもよい。

【0027】

本態様によれば、例えばユーザが自走式掃除機に任意の掃除位置を掃除させたい場合には、当該掃除位置に存在する部屋の天井を対象物画像として撮影するという簡単な操作により、自走式掃除機に対して当該掃除位置（又はその近傍の位置）への移動を容易に指示することができる。

【0028】

例えば、前記撮像装置は、さらに、第１の方向を撮影する第１の撮像部と、前記第１の方向と反対方向である第２の方向を撮影する第２の撮像部と、を有し、前記位置指示方法は、さらに、前記第２の撮像部を通して映った前記部屋の床面を前記表示部に表示させた状態で、前記第１の撮像部で前記部屋の天井を前記対象物画像として撮影するステップを含むように構成してもよい。

【0029】

本態様によれば、第１の撮像部で部屋の天井を対象物画像として撮影する際に、第２の撮像部を通して映った部屋の床面を表示部に表示させるので、ユーザは、自走式装置に掃除させたい掃除位置を直感的に捉えることができる。

【0030】

例えば、前記算出するステップでは、ＯＲＢ（Ｏｒｉｅｎｔｅｄ ＦＡＳＴ ａｎｄ Ｒｏｔａｔｅｄ ＢＲＩＥＦ（Ｂｉｎａｒｙ Ｒｏｂｕｓｔ Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｆｅａｔｕｒｅｓ））、ＳＩＦＴ（Ｓｃａｌｅ−Ｉｎｖａｒｉａｎｔ Ｆｅａｔｕｒｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）及びＳＵＲＦ（Ｓｐｅｅｄｅｄ Ｕｐ Ｒｏｂｕｓｔ Ｆｅａｔｕｒｅｓ）のうちいずれかのアルゴリズムを用いて前記第２の特徴量を算出するように構成してもよい。

【0031】

本態様によれば、ＯＲＢ、ＳＩＦＴ及びＳＵＲＦのうちいずれかのアルゴリズムを用いて第２の特徴量を容易に算出することができる。

【0032】

本発明の一態様に係る位置指示装置は、自走式装置の走行領域における位置に関する位置情報と、当該位置において撮影された画像から算出された第１の特徴量とが対応付けられた地図情報を記憶する記憶部と、前記走行領域における第１の位置に存在する対象物を撮影した対象物画像を取得する取得部と、前記対象物画像から第２の特徴量を算出する算出部と、前記記憶部から前記第２の特徴量に一致する前記第１の特徴量を含む前記地図情報を抽出する抽出部と、抽出した前記地図情報に基づいて、前記第１の位置に対応する第２の位置を特定する特定部と、特定した前記第２の位置に前記自走式装置を移動させるための指示を前記自走式装置に通知する通知部と、を備える。

【0033】

本態様によれば、例えばユーザは、自走式装置を第１の位置に移動させたい場合には、第１の位置に存在する対象物の対象物画像を撮影する。この対象物画像から算出した第２の特徴量に一致する第１の特徴量を含む地図情報を抽出することにより、第１の位置に対応する第２の位置を特定することができる。したがって、任意の位置に存在する対象物の対象物画像を撮影するという簡単な操作により、自走式装置に対して当該任意の位置（又はその近傍の位置）への移動を容易に指示することができる。

【0034】

本発明の一態様に係る自走式装置は、上述したいずれかの位置指示装置による指示に基づいて動作する。

【0035】

本態様によれば、自走式装置は、位置指示装置により指示された第２の位置に容易に移動することができる。

【0036】

本発明の一態様に係るプログラムは、自走式装置の走行領域における位置に関する位置情報と、当該位置において撮影された画像から算出された第１の特徴量とが対応付けられた地図情報を記憶部に記憶させるステップと、前記走行領域における第１の位置に存在する対象物を撮影した対象物画像を取得するステップと、前記対象物画像から第２の特徴量を算出するステップと、前記記憶部から前記第２の特徴量に一致する前記第１の特徴量を含む前記地図情報を抽出するステップと、抽出した前記地図情報に基づいて、前記第１の位置に対応する第２の位置を特定するステップと、特定した前記第２の位置に前記自走式装置を移動させるための指示を通知するステップと、をコンピュータに実行させる。

【0037】

本態様によれば、例えばユーザは、自走式装置を第１の位置に移動させたい場合には、第１の位置に存在する対象物の対象物画像を撮影する。この対象物画像から算出した第２の特徴量に一致する第１の特徴量を含む地図情報を抽出することにより、第１の位置に対応する第２の位置を特定することができる。したがって、任意の位置に存在する対象物の対象物画像を撮影するという簡単な操作により、自走式装置に対して当該任意の位置（又はその近傍の位置）への移動を容易に指示することができる。

【0038】

なお、これらの包括的又は具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム又は記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

【0039】

以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

【0040】

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序等は、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

【0041】

（実施の形態）
［１．システムの全体構成］
まず、図１を参照しながら、実施の形態に係る位置指示方法を実現するためのシステム２の全体構成について説明する。図１は、実施の形態に係る位置指示方法を実現するためのシステム２の全体構成を模式的に示すブロック図である。

【0042】

図１に示すように、実施の形態に係るシステム２は、自走式掃除機４（自走式装置の一例）と、情報端末６（撮像装置の一例）と、位置指示装置８とを備えている。これらの自走式掃除機４、情報端末６及び位置指示装置８は、インターネット１０（ネットワークの一例）を介して相互に接続されている。

【0043】

自走式掃除機４は、自律して例えば一般家屋等の建物１２内の部屋１４の床面１６（走行領域の一例）を走行しながら掃除するロボット型の掃除機である。自走式掃除機４は、部屋１４の様子をカメラ又はレーザレンジファインダ等のセンサを用いて観測することにより、部屋１４の床面１６をどの経路で走行して掃除するかを自律的に判断する。自走式掃除機４は、ルータ１８を介してインターネット１０に接続されている。なお、本明細書において、部屋１４は、建物１２内の１つの区画であってもよいし、建物１２内の複数の区画を統合した総称であってもよい。

【0044】

情報端末６は、ユーザの操作を受け付けるユーザインタフェースを有する携帯端末であり、例えばスマートフォンである。なお、情報端末６のユーザインタフェースは、例えばタッチパネル、音声対話又はジェスチャー認識等で構成される。情報端末６は、画像を撮影する機能を有している。後述するように、ユーザは、自走式掃除機４に部屋１４内の任意の第１の位置を掃除させたい場合には、当該第１の位置に存在する天井２０（対象物の一例）の画像（以下、「天井画像」ともいう）（対象物画像の一例）を情報端末６により撮影する。撮影された天井画像は、情報端末６からインターネット１０を介して位置指示装置８に送信される。

【0045】

位置指示装置８は、情報端末６から受信した天井画像に基づいて、上記第１の位置に対応する第２の位置を特定し、自走式掃除機４に対して特定した第２の位置に移動するように指示するための装置である。

【0046】

位置指示装置８は、サーバ装置２２と、地図データベース（ＤＢ）２４（記憶部の一例）とを有している。サーバ装置２２は、例えばクラウド上に設けられた物理的又は仮想的な計算機である。地図データベース２４は、例えば各家庭が所有する自走式掃除機４から収集した地図情報（後述する）が蓄積されたデータベースである。

【0047】

以下、上述したシステム２の各構成要素について詳細に説明する。

【0048】

［２．自走式掃除機の構成］
図２を参照しながら、自走式掃除機４のハードウェア構成について説明する。図２は、実施の形態に係る自走式掃除機４のハードウェア構成を示すブロック図である。

【0049】

図２に示すように、自走式掃除機４は、ハードウェア構成として、自走式掃除機４の走行を制御する走行制御部２６と、部屋１４（図１参照）の床面１６上の塵埃等を捕集する集塵部２８と、走行制御部２６及び集塵部２８へ電力を供給するバッテリ３０とを有している。

【0050】

走行制御部２６は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３２と、クラウド通信部３４と、カメラ３６と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）３８と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）４０と、モータ４２と、車輪４４とを有している。

【0051】

ＣＰＵ３２は、走行制御ソフトウェアを実行する演算ユニットである。クラウド通信部３４は、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線通信を行うための通信モジュールである。カメラ３６は、自走式掃除機４が配置された部屋１４の天井２０の画像（以下、「天井画像」ともいう）を撮影するカメラモジュールである。なお、カメラ３６は、部屋１４の天井２０の画像を撮影可能なように、例えば鉛直上向きの姿勢で設置されている。ＲＡＭ３８は、走行制御ソフトウェアの実行時データ等を記憶する揮発性メモリである。ＲＯＭ４０は、走行制御ソフトウェア及び地図情報（後述する）等を記憶する不揮発性メモリである。モータ４２は、車輪４４を回転させることにより、自走式掃除機４を前進、後退又は旋回させる。

【0052】

なお、走行制御部２６及び集塵部２８は、独立した２枚の基板上にそれぞれ実装されていてもよいし、同一の基板上に実装されていてもよい。

【0053】

次に、図３を参照しながら、自走式掃除機４の走行制御ソフトウェアを実現するための機能構成について説明する。図３は、実施の形態に係る自走式掃除機４の機能構成を示すブロック図である。

【0054】

図３に示すように、自走式掃除機４は、機能構成として、走行経路指示部４６と、地図生成部４８と、画像取得部５０と、地図データベース（ＤＢ）５２と、地図情報アップロード部５４と、位置情報受信部５６と、クラウド接続部５８と、車輪制御部６０とを有している。

【0055】

走行経路指示部４６は、車輪制御部６０に自走式掃除機４の走行経路を指示するためのソフトウェアモジュールである。より具体的には、走行経路指示部４６は、地図生成部４８が生成した建物１２（図１参照）の間取り情報（後述する）と自走式掃除機４の現在位置及び移動方向とに基づいて、まだ掃除が完了していない建物１２内の区画情報を算出する。これにより、走行経路指示部４６は、建物１２内における最適な走行経路を決定し、車輪制御部６０に自走式掃除機４の移動先及び移動速度等を指示する。

【0056】

地図生成部４８は、画像取得部５０が取得した天井画像に基づいて、自走式掃除機４が配置された建物１２の間取りや、建物１２内における自走式掃除機４の現在位置及び移動方向等を推定する。これにより、地図生成部４８は、建物１２の間取りを示す間取り情報及び地図情報を生成し、これらを地図データベース５２に記憶させる。上述した推定処理には、例えばＳＬＡＭ（Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｌｏｃａｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ）が用いられる。

【0057】

なお、本実施の形態では、カメラ３６で撮影した天井画像のみを用いて上述した推定処理を行う手法について説明するが、天井画像に加えて自走式掃除機４が備えるジャイロセンサ（図示せず）又はホイールエンコーダ（図示せず）等からの検出結果を用いて推定処理を行ってもよい。これにより、より一層精度の高い推定処理を行うことができる。

【0058】

画像取得部５０は、カメラ３６により撮影された天井画像を取得するソフトウェアモジュールである。

【0059】

地図データベース５２は、地図生成部４８が生成した間取り情報及び地図情報等が蓄積されたデータベースである。地図情報のデータ構造については後で詳述する。

【0060】

地図情報アップロード部５４は、クラウド接続部５８を通じて、地図データベース５２に記憶された地図情報をサーバ装置２２へ送信するソフトウェアモジュールである。

【0061】

位置情報受信部５６は、サーバ装置２２からクラウド接続部５８を通じて、ユーザが掃除を希望する位置（すなわち、自走式掃除機４の移動先である第２の位置）に関する位置情報を受信するソフトウェアモジュールである。位置情報受信部５６は、サーバ装置２２から受信した位置情報を走行経路指示部４６に出力する。これにより、走行経路指示部４６は、車輪制御部６０に対して、受信した位置情報が示す第２の位置へ自走式掃除機４を移動させる指示を出力する。

【0062】

クラウド接続部５８は、クラウド通信部３４を用いて、サーバ装置２２と自走式掃除機４との間で双方向通信を行うためのソフトウェアモジュールである。

【0063】

車輪制御部６０は、走行経路指示部４６からの指示に基づいて、モータ４２の駆動を制御することにより、自走式掃除機４を所定の位置へ移動させる。

【0064】

ここで、図４〜図７を参照しながら、地図生成部４８が生成する地図情報について説明する。図４は、画像取得部５０が取得する天井画像６２の一例を示す図である。図５は、図４の天井画像６２から抽出した複数の特徴点７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ及び７０ｅの一例を示す図である。図６は、ＯＲＢのアルゴリズムを用いて算出された特徴量の一例を示す図である。図７は、地図生成部４８が生成する地図情報の一例を示す図である。

【0065】

図４に示すように、画像取得部５０が取得する天井画像６２には、例えば部屋１４の天井２０と、天井２０に設置された照明器具６６と、部屋１４の床面１６に設置された家具６８とが写っている。図５に示すように、地図生成部４８は、このような天井画像６２が有する複数の画素から、周囲の画素と比べて輝度又は色の変化量が大きい画素である複数の特徴点７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ及び７０ｅを抽出する。地図生成部４８は、一つの天井画像６２から複数の特徴点７０ａ〜７０ｅを抽出する。特徴点７０ａ〜７０ｅの抽出には、例えばＦＡＳＴ（Ｆｅａｔｕｒｅｓ ｆｒｏｍ Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ Ｓｅｇｍｅｎｔ Ｔｅｓｔ）アルゴリズム等が用いられる。

【0066】

また、地図生成部４８は、ある特徴点と別の特徴点とを区別するため、各特徴点に対して特徴量と呼ばれる情報を算出する。特徴量の算出には、例えばＯＲＢ（Ｏｒｉｅｎｔｅｄ ＦＡＳＴ ａｎｄ Ｒｏｔａｔｅｄ ＢＲＩＥＦ（Ｂｉｎａｒｙ Ｒｏｂｕｓｔ Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｆｅａｔｕｒｅｓ））、ＳＩＦＴ（Ｓｃａｌｅ−Ｉｎｖａｒｉａｎｔ Ｆｅａｔｕｒｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）又はＳＵＲＦ（Ｓｐｅｅｄｅｄ Ｕｐ Ｒｏｂｕｓｔ Ｆｅａｔｕｒｅｓ）等のアルゴリズムが用いられる。図６に示すように、例えばＯＲＢのアルゴリズムを用いた場合には、地図生成部４８は、３２バイトのバイナリ列として特徴量を算出する。

【0067】

地図生成部４８は、上述のようにして算出した特徴量を用いることにより、第１の撮影位置で撮影した第１の天井画像と、第１の撮影位置とは異なる第２の撮影位置で撮影した第２の天井画像とに基づいて、第１の撮影位置と第２の撮影位置との間における自走式掃除機４の移動量及び移動方向を推定することができる。より具体的には、地図生成部４８は、第１の天井画像及び第２の天井画像の各々に含まれる複数の特徴点の中から特徴量が一致する特徴点のペアを抽出し、抽出したペアの特徴点の天井画像上における位置の変化量に基づいて、三角測量の原理により自走式掃除機４の移動量及び移動方向を算出する。さらに、地図生成部４８は、第１の撮影位置と第２の撮影位置との間における自走式掃除機４の移動量及び移動方向の推定結果に基づいて、三角測量の原理により各天井画像に写った特徴点の座標も算出することができる。地図生成部４８は、定期的に画像取得部５０から新しい天井画像を取得して上記の推定処理を繰り返すことにより、各天井画像を撮影した際の自走式掃除機４の位置と、当該位置から観測できる特徴点の座標とを算出することができる。

【0068】

地図生成部４８は、上述のように算出した特徴量に基づいて地図情報を生成する。図７に示すように、地図情報は、建物１２内の部屋１４における位置に関する位置情報と、当該位置において撮影された天井画像から算出された特徴量とが対応付けられた情報である。図７には、例えば２つの地図情報を含む表が図示されている。

【0069】

図７に示す表において、列７２は、画像取得部５０が取得した天井画像を識別するための識別子であり、例えば画像取得部５０が新しい画像を取得する度に連番で付与される。すなわち、列７２に示される識別子は、地図情報を識別するためのものでもある。列７４は、各天井画像を撮影した際の自走式掃除機４の位置（推定位置）を示すＸＹ座標系（所定の座標系の一例）における２次元座標（位置情報の一例）である。列７６は、各天井画像に含まれる特徴点の特徴量（第１の特徴量の一例）である。列７８は、各特徴点の位置を示すＸＹＺ座標系における３次元座標（推定座標）である。上述したＸＹ座標系及びＸＹＺ座標系の各々は、充電台１０２（後述する図１１参照）を原点とする座標系である。なお、列７８は、ＸＹ座標系における２次元座標であってもよい。また、行８０及び行８２の各々は、自走式掃除機４が走行した各位置の座標と、当該位置で撮影された天井画像に含まれる特徴点の特徴量及び座標とを対応付けた地図情報（以下、「キーフレーム」ともいう）である。

【0070】

図７に示す例では、識別子「１」の地図情報では、自走式掃除機４の位置は（Ｘ，Ｙ）＝（２０，０）であり、特徴量Ａの位置は（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（１０，２０，２００）であり、特徴量Ｂの位置は（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（１００，−２０，２００）であり、特徴量Ｃの位置は（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（５００，７０，２００）である。

【0071】

［３．位置指示装置の構成］
次に、図８及び図９を参照しながら、位置指示装置８の機能構成について説明する。図８は、実施の形態に係る位置指示装置８の機能構成を示すブロック図である。図９は、地図データベース２４に蓄積された地図情報の一例を示す図である。

【0072】

図８に示すように、位置指示装置８のサーバ装置２２は、機能構成として、取得部８４と、算出部８６と、抽出部８８と、特定部９０と、通知部９２とを有している。

【0073】

取得部８４は、情報端末６により撮影された、部屋１４（図１参照）内の第１の位置に存在する天井２０の天井画像を取得する。

【0074】

算出部８６は、取得部８４により取得された天井画像から第２の特徴量を算出する。

【0075】

抽出部８８は、地図データベース２４から、第２の特徴量に一致する第１の特徴量を含む地図情報を抽出する。

【0076】

特定部９０は、抽出部８８により抽出された地図情報に基づいて、第１の位置に対応する第２の位置を特定する。なお、特定部９０は、第２の位置として、ＸＹ座標系における第２の位置を示す２次元座標を特定する。

【0077】

通知部９２は、特定部９０により特定された第２の位置に自走式掃除機４を移動させるための指示を自走式掃除機４に通知する。

【0078】

図９に示すように、位置指示装置８の地図データベース２４には、例えばＳＱＬ（Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ Ｑｕｅｒｙ Ｌａｎｇｕａｇｅ）又はＲＤＢ（Ｒｅｌａｔｉｏｎａｌ Ｄａｔａｂａｓｅ）等で構成された地図情報のデータベースが蓄積されている。

【0079】

図９には、例えば２つの地図情報を含む表が図示されている。図９に示す表では、列９４は、各家庭が所有する自走式掃除機４を識別するための識別子を示す機器ＩＤである。この機器ＩＤとしては、例えばクラウド通信部３４に付与されたＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスや、自走式掃除機４の製造ベンダが独自のルールで付与した番号等を用いることができる。列９６は、図７に示す列７２、列７４、列７６及び列７８と同一であるため、その説明を省略する。このように、サーバ装置２２は、地図データベース２４上で、各家庭が所有する自走式掃除機４により生成された地図情報と、自走式掃除機４の機器ＩＤとを紐付けて管理する。

【0080】

［４．情報端末の構成］
次に、図１０を参照しながら、情報端末６の構成について説明する。図１０は、実施の形態に係る情報端末６の正面側を示す図である。

【0081】

図１０に示すように、情報端末６は、表示部９８と、インカメラ１００（第１の撮像部の一例）とを有している。

【0082】

表示部９８は、情報端末６の正面側に配置されている。表示部９８は、例えば液晶パネルであり、各種画面を表示する。また、表示部９８は、ユーザによる各種指示を受け付けるユーザインタフェースとしてのタッチパネルでもある。

【0083】

インカメラ１００は、情報端末６の正面側に配置されており、情報端末６の正面方向（第１の方向の一例）を撮影する。

【0084】

［５．システムの動作］
［５−１．システムの動作の概要］
次に、図１１を参照しながら、上述したシステム２の動作の概要について説明する。図１１は、実施の形態に係るシステム２の動作の概要を説明するための図である。

【0085】

図１１に示すように、まず、自走式掃除機４は、建物１２内の部屋１４の床面１６を走行しながら部屋１４の天井２０（図１参照）の天井画像を撮影し、撮影した天井画像に基づいて地図情報を生成する。生成された地図情報は、自走式掃除機４からインターネット１０（図１参照）を介して位置指示装置８にアップロードされる（Ｓ１）。

【0086】

その後、ユーザは、自走式掃除機４に部屋１４内の任意の第１の位置Ｐ１を掃除させたい場合には、当該第１の位置Ｐ１に存在する天井２０の天井画像を情報端末６により撮影する。撮影された天井画像は、情報端末６からインターネット１０を介して位置指示装置８に送信される（Ｓ２）。

【0087】

その後、位置指示装置８は、情報端末６から受信した天井画像に基づいて、上記第１の位置Ｐ１に対応する第２の位置Ｐ２を特定する（Ｓ３）。なお、特定された第２の位置Ｐ２は、第１の位置Ｐ１と同一位置であってもよいし、第１の位置Ｐ１の近傍の位置であってもよい。

【0088】

その後、位置指示装置８は、自走式掃除機４に対して、特定した第２の位置Ｐ２に移動するように指示する（Ｓ４）。

【0089】

その後、自走式掃除機４は、位置指示装置８からの指示に基づいて、部屋１４内に配置された充電台１０２から第２の位置Ｐ２に移動する（Ｓ５）。

【0090】

以下、上述したステップＳ１〜Ｓ４の各処理について詳細に説明する。

【0091】

［５−２．ステップＳ１の処理］
図１２〜図１４を参照しながら、図１１のステップＳ１の処理について詳細に説明する。図１２は、実施の形態に係る自走式掃除機４が地図情報を生成及びアップロードする流れを示すフローチャートである。図１３は、図１２のステップＳ１３の内容を具体的に示すフローチャートである。図１４は、図１２のステップＳ１８の内容を具体的に示すシーケンス図である。

【0092】

例えばユーザが自走式掃除機４の本体ボタン又はリモコンボタンを押下することにより、自走式掃除機４は掃除の開始の指示を受け付ける。これにより、自走式掃除機４は、部屋１４の床面１６を所定の走行経路に沿って走行しながら掃除する。このとき、自走式掃除機４は、走行中にカメラ３６で部屋１４の天井２０の天井画像を撮影する。

【0093】

図１２に示すように、走行経路指示部４６は、地図生成部４８を起動する（Ｓ１１）。次に、自走式掃除機４は、掃除完了までステップＳ１３及びＳ１４の各処理を繰り返す（Ｓ１２，Ｓ１５）。ここで、掃除完了のケースとしては、例えば、ａ）地図生成部４８により生成された間取り情報が示す間取りにおいて未掃除の区画がないと判断される、ｂ）ユーザの操作（本体ボタン又はリモコンボタンの押下等）により掃除の停止が指示される、又は、ｃ）バッテリ３０の残量が所定の値以下になる等のケースが想定される。

【0094】

ステップＳ１３では、地図生成部４８は、画像取得部５０から取得した天井画像に基づいて、自走式掃除機４の現在位置と天井画像に含まれる特徴点の座標とを推定することにより、地図情報を生成する。

【0095】

ここで、図１３を参照しながら、ステップＳ１３の処理について具体的に説明する。図１３に示すように、地図生成部４８は、画像取得部５０から天井画像を取得し（Ｓ１３１）、取得した天井画像から特徴点を複数抽出する（Ｓ１３２）。その後、地図生成部４８は、抽出した複数の特徴点の各々の特徴量を算出する（Ｓ１３３）。

【0096】

その後、地図生成部４８は、ステップＳ１３１で取得した天井画像に含まれる特徴点と、直前のステップＳ１２〜ステップＳ１５のループで取得した天井画像に含まれる特徴点とに基づいて、この間に自走式掃除機４が移動した方向、距離及び現在位置を算出（推定）する（Ｓ１３４）。その後、地図生成部４８は、ステップＳ１３１で取得した天井画像に含まれる特徴点の座標を算出（推定）する（Ｓ１３５）。このようにして、地図生成部４８は、地図情報を生成する。

【0097】

その後、地図生成部４８は、地図データベース５２内に蓄積されている既存の地図情報と、ステップＳ１３５で生成した地図情報とが類似しているか否かを判断する（Ｓ１３６）。このとき、地図生成部４８は、両地図情報に含まれる特徴点のうち、特徴量が一致する特徴点のペアが所定の割合以上含まれている場合に、両地図情報が類似していると判断する。

【0098】

地図生成部４８は、両地図情報が類似していないと判断した場合には（Ｓ１３６でＮＯ）、生成した地図情報を地図データベース５２に記憶させ（Ｓ１３７）、上述したステップＳ１３１〜Ｓ１３６の各処理を繰り返し実行する。一方、地図生成部４８は、両地図情報が類似していると判断した場合には（Ｓ１３６でＹＥＳ）、生成した地図情報を地図データベース５２に記憶させずに、上述したステップＳ１３１〜Ｓ１３６の各処理を繰り返し実行する。これにより、地図データベース５２のデータ量を低減させることができる。

【0099】

図１２に戻り、ステップＳ１３の後に、走行経路指示部４６は、ステップＳ１３で生成した地図情報に基づいて、自走式掃除機４の現在位置と目的地とから移動方向及び移動速度を算出し、算出した移動方向及び移動速度を車輪制御部６０に指示する。これにより、自走式掃除機４は、指示された移動方向及び移動速度で走行する。

【0100】

その後、掃除完了と判断された場合には（Ｓ１２，Ｓ１５）、自走式掃除機４は充電台１０２に帰還する（Ｓ１６）。その後、走行経路指示部４６は地図生成部４８を停止し（Ｓ１７）、地図情報のアップロード処理を実行する（Ｓ１８）。

【0101】

ここで、図１４を参照しながら、ステップＳ１８の処理について具体的に説明する。図１４に示すように、サーバ装置２２は、各家庭が所有する自走式掃除機４との接続を待機している（Ｓ１８１）。自走式掃除機４の地図情報アップロード部５４は、クラウド接続部５８を通じてサーバ装置２２への接続を確立する（Ｓ１８２）。なお、地図情報アップロード部５４とサーバ装置２２との接続には、例えばＨＴＴＰ（Ｈｙｐｅｒｔｅｘｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）又はＷｅｂＳｏｃｋｅｔ等のプロトコルを用いることができる。あるいは、地図情報アップロード部５４とサーバ装置２２との間で双方向又は片方向の認証を行い、例えばＳＳＬ（Ｓｅｃｕｒｅ Ｓｏｃｋｅｔｓ Ｌａｙｅｒ）等の暗号化通信を行ってもよい。

【0102】

接続が確立された後は、地図情報アップロード部５４は、サーバ装置２２へ地図情報及び自走式掃除機４の機器ＩＤをサーバ装置２２に送信する（Ｓ１８３）。サーバ装置２２は、地図情報アップロード部５４からの地図情報及び機器ＩＤを受信し（Ｓ１８４）、これらを地図データベース２４へ蓄積する（Ｓ１８５）。以上のようにして、各家庭の自走式掃除機４が生成した地図情報をサーバ装置２２へアップロードすることができる。

【0103】

［５−３．ステップＳ２〜Ｓ５の各処理］
次に、図１０及び図１５〜図１８を参照しながら、図１１のステップＳ２〜Ｓ５の各処理について詳細に説明する。図１５は、実施の形態に係る自走式掃除機４に移動先を指示する流れを示すシーケンス図である。図１６は、図１５のステップＳ３５の内容を具体的に示すフローチャートである。図１７は、三角測量の原理により第２の位置Ｐ２を特定する方法を説明するための図である。図１８は、図１５のステップＳ４１の内容を具体的に示すフローチャートである。

【0104】

図１５に示すように、まず、ユーザは、情報端末６にインストールされた、掃除位置を指示するためのアプリケーションを起動する（Ｓ３１）。その後、アプリケーションは、ユーザに掃除したい位置の天井２０を撮影するように指示する（Ｓ３２）。このとき、例えば図１０に示すように、情報端末６の表示部９８には、ユーザに掃除したい位置の天井２０を撮影するように指示するメッセージボックス１０４が表示される。ユーザは、掃除したい部屋１４内の第１の位置Ｐ１（図１１参照）に立った状態で、インカメラ１００が天井２０側（鉛直上方）を向くように情報端末６を把持し、インカメラ１００で天井画像１０６（図１０参照）を撮影する（Ｓ３３）。このとき、図１０に示すように、情報端末６の表示部９８には、インカメラ１００で撮影された天井画像１０６が表示される。

【0105】

その後、ユーザは、情報端末６を操作することにより、撮影した天井画像１０６を、ユーザが所有する自走式掃除機４の機器ＩＤとともにサーバ装置２２へ送信する（Ｓ３３）。なお、自走式掃除機４の機器ＩＤは、例えばユーザが機器ＩＤを示すＱＲコード（登録商標）等を情報端末６で読み取ることにより、上述したアプリケーションに予め設定されている。

【0106】

その後、サーバ装置２２の取得部８４は、情報端末６からの天井画像１０６を取得（受信）する（Ｓ３４）。その後、サーバ装置２２は、受信した天井画像１０６に基づいて、掃除位置を特定する処理を実行する（Ｓ３５）。

【0107】

ここで、図１６を参照しながら、ステップＳ３５の処理について具体的に説明する。図１６に示すように、まず、サーバ装置２２の抽出部８８は、地図データベース２４から、情報端末６から送信されてきた機器ＩＤと一致する機器ＩＤと紐付けられた全ての地図情報（キーフレーム）を抽出する（Ｓ３５１）。

【0108】

その後、サーバ装置２２の算出部８６は、情報端末６から送信されてきた天井画像１０６に含まれる複数の特徴点の各々の第２の特徴量を算出する（Ｓ３５２）。第２の特徴量の算出方法は、図１３のステップＳ１３３で説明した算出方法と同様である。

【0109】

その後、サーバ装置２２の抽出部８８は、地図データベース２４から、ステップＳ３５１で抽出した複数の地図情報から、ステップＳ３５２で算出した複数の第２の特徴量と最も一致する複数の第１の特徴量を有する地図情報を検索する（Ｓ３５３）。

【0110】

その後、サーバ装置２２の抽出部８８は、ステップＳ３５２で算出した複数の第２の特徴量とステップＳ３５３で検索した地図情報の複数の第１の特徴量との一致度が所定の閾値（例えば９０％）以下であるか否かを判定する（Ｓ３５４）。一致度が所定の閾値を超える場合には（Ｓ３５４でＮＯ）、ステップＳ３５３で検索した地図情報を抽出する（Ｓ３５５）。一方、一致度が所定の閾値以下である場合には（Ｓ３５４でＹＥＳ）、ステップＳ３５３で検索した地図情報を抽出せずに、処理を終了する。

【0111】

ステップＳ３５５の後、サーバ装置２２の特定部９０は、ステップＳ３５５で抽出された複数の地図情報にそれぞれ含まれる複数の位置情報に基づいて、三角測量の原理により第２の位置Ｐ２を特定する（Ｓ３５６）。上述したように、第２の位置Ｐ２は、ＸＹ座標系における第１の位置Ｐ１に対応する位置を示す２次元座標である。

【0112】

ここで、図１７を参照しながら、三角測量の原理により第２の位置Ｐ２を特定する方法について説明する。図１７の（ａ）において、撮影位置１及び２はそれぞれの位置におけるカメラ３６のレンズ中心であり、位置Ｐ１１は撮影位置１で撮影された天井画像における第２の位置Ｐ２の座標であり、位置Ｐ１２は撮影位置２で撮影された天井画像における第２の位置Ｐ２の座標である。なお、撮影位置１及び２の各々で撮影された天井画像に関する地図情報は地図データベース２４に予め蓄積され、且つ、撮影位置１及び２におけるカメラ３６のレンズの姿勢（向き及び位置）は既知であるとする。第１の位置Ｐ１で撮影された天井画像には、撮影位置１及び２の各々で撮影された天井画像に含まれる特徴点と同じ特徴点が含まれている。地図データベース２４に蓄積された地図情報（図９参照）を参照することにより、まず、第１の位置Ｐ１で撮影された天井画像に含まれる特徴点の特徴量の座標を特定し、その後、当該特徴点を含む画像が撮影された撮影位置１及び２の各座標を特定する。その後、図１７の（ａ）に示すように、撮影位置１と位置Ｐ１１とを結ぶ直線と、撮影位置２と位置Ｐ１２とを結ぶ直線との交点を第２の位置Ｐ２の座標として特定する。

【0113】

なお、撮影位置１の座標と、第２の位置Ｐ２の座標と、撮影位置１におけるカメラ３６のレンズの姿勢とがそれぞれ既知である場合には、次のようにして撮影位置２の座標と撮影位置２におけるカメラ３６のレンズの姿勢とを算出することができる。図１７の（ｂ）に破線で示すように、撮影位置１と位置Ｐ１１とを結ぶ直線は、撮影位置２で撮影された天井画像上に直線状のエピポーラ線１０８として投影される。位置Ｐ１２は、エピポーラ線１０８上に観測されるという幾何学的特性に基づいて、撮影位置２の座標と撮影位置２におけるカメラ３６のレンズの姿勢とを算出することができる。

【0114】

図１５に戻り、ステップＳ３５の後に、サーバ装置２２は、情報端末６へ掃除位置の特定結果（特定した第２の位置に関する情報）を送信する（Ｓ３６）。情報端末６は、サーバ装置２２からの特定結果を受信し（Ｓ３７）、受信した特定結果を表示部９８に表示させる（Ｓ３８）。このとき、表示部９８には、特定結果として例えば「掃除位置を特定しました」等のメッセージが表示される。ユーザは、表示部９８に表示された特定結果を見ることにより、掃除位置が特定されたことを認識することができる。

【0115】

なお、ステップＳ３５において掃除位置特定処理が失敗していた場合には、ユーザに天井２０の撮影を再度実行するように促すメッセージボックス１０４（図１０参照）を表示部９８に表示させてもよい。この場合、上述したステップＳ３２〜Ｓ３５の各処理が再度実行される。

【0116】

その後、サーバ装置２２の通知部９２は、掃除開始要求を自走式掃除機４に送信する（Ｓ３９）。すなわち、通知部９２は、自走式掃除機４に対して、特定した第２の位置Ｐ２に自走式掃除機４を移動させるための指示を通知する。その後、自走式掃除機４は、サーバ装置２２からの掃除開始要求を受信し（Ｓ４０）、掃除動作処理を実行する（Ｓ４１）。

【0117】

ここで、図１８を参照しながら、ステップＳ４１の処理について具体的に説明する。図１８に示すように、位置情報受信部５６は、サーバ装置２２から第２の位置Ｐ２の座標を示す位置情報を取得する（Ｓ４１１）。その後、位置情報受信部５６は、走行経路指示部４６へ当該位置情報を通知する（Ｓ４１２）。その後、走行経路指示部４６は、通知された位置情報の座標への走行経路を算出する（Ｓ４１３）。その後、走行経路指示部４６は、車輪制御部６０を制御することにより、自走式掃除機４を第２の位置Ｐ２へ移動させる（Ｓ４１４）。このとき、バッテリ３０の残量が所定の値以下である場合には、走行経路指示部４６は、バッテリ３０の残量が充電台１０２からの電力により回復するのを待ってから、自走式掃除機４の第２の位置Ｐ２への移動を開始させてもよい。

【0118】

［６．効果］
上述したように、ユーザが掃除したい任意の位置に存在する天井２０を情報端末６で撮影するという簡単な操作により、自走式掃除機４に対して当該任意の位置（又はその近傍の位置）への移動を容易に指示することができる。

【0119】

（変形例）
次に、図１９を参照しながら、実施の形態の変形例に係るシステムの動作について説明する。図１９は、実施の形態の変形例に係るシステムの動作を説明するための図である。図１９の（ａ）は、情報端末６の背面側を示す斜視図であり、図１９の（ｂ）は、ユーザが情報端末６で天井画像を撮影する様子を示す斜視図である。

【0120】

図１９の（ａ）に示すように、情報端末６は、上述したインカメラ１００に加えて、アウトカメラ１１０（第２の撮像部の一例）を有している。アウトカメラ１１０は、情報端末６の背面側に配置されており、情報端末６の背面方向（上記第１の方向と反対方向である第２の方向の一例）を撮影する。

【0121】

本変形例では、上述した図１５のステップＳ３２において、アプリケーションは、ユーザに掃除したい部屋１４内の位置の床面１６を撮影するように指示する。このとき、例えば情報端末６の表示部９８には、ユーザに床面１６を撮影するように指示するメッセージボックスが表示される。ユーザは、掃除したい部屋１４内の第１の位置Ｐ１（図１１参照）に立った状態で、インカメラ１００が天井２０（図１参照）側を向くように情報端末６を把持する。このとき、図１９の（ｂ）に示すように、情報端末６の表示部９８には、アウトカメラ１１０を通して映った床面１６の床面画像１１２が表示される。

【0122】

上述した図１５のステップＳ３３において、ユーザが情報端末６のシャッターボタン（図示せず）を押下すると、インカメラ１００により天井２０の天井画像が撮影される。撮影された天井画像は、情報端末６からサーバ装置２２（図１参照）に送信される。このとき、床面画像１１２は、情報端末６の表示部９８に表示されるのみであり、アウトカメラ１１０により撮影されない。

【0123】

上述したように、天井画像の撮影時に床面画像１１２を情報端末６の表示部９８に表示させることにより、ユーザは、自走式掃除機４に掃除させたい掃除位置を直感的に捉えることができる。

【0124】

（他の変形例）
以上、一つ又は複数の態様に係る位置指示方法等について、上記実施の形態及び変形例に基づいて説明したが、本開示は、これらの実施の形態及び変形例に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思い付く各種変形を実施の形態及び変形例に施したものや、異なる実施の形態又は変形例における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。例えば、上記実施の形態及び変形例をそれぞれ組み合わせるとしても良い。

【0125】

例えば、上記実施の形態等では、撮像装置としての情報端末６をスマートフォンで構成したが、これに限定されず、例えばタブレット端末等で構成してもよい。

【0126】

例えば、上記実施の形態等では、自走式装置が自走式掃除機４である場合について説明したが、これに限定されず、自走式装置は、例えば自律的に走行しながら物品を搬送する自走式搬送ロボット等であってもよい。

【0127】

例えば、上記実施の形態等では、図１５のステップＳ３８において、情報端末６の表示部９８に特定結果を表示させたが、第２の位置Ｐ２が表示された部屋１４の地図画面を特定結果として表示部９８に表示させてもよい。このとき、ユーザは、例えば第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２とのずれが大きい場合には、表示部９８のタッチパネルを操作することにより、地図画面上で第２の位置Ｐ２の位置を微調整してもよい。これにより、微調整された第２の位置Ｐ２に関する位置情報が情報端末６からサーバ装置２２に送信され、サーバ装置２２側で微調整された第２の位置Ｐ２が再度特定される。

【0128】

上記の各装置を構成する構成要素の一部又は全部は、各装置に脱着可能なＩＣカード又は単体のモジュールから構成されているとしても良い。前記ＩＣカード又は前記モジュールは、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成されるコンピュータシステムである。前記ＩＣカード又は前記モジュールは、上記の超多機能ＬＳＩを含むとしても良い。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、前記ＩＣカード又は前記モジュールは、その機能を達成する。このＩＣカード又はこのモジュールは、耐タンパ性を有するとしても良い。

【0129】

本発明は、上記に示す方法であるとしても良い。また、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであるとしても良いし、前記コンピュータプログラムからなるデジタル信号であるとしても良い。また、本発明は、前記コンピュータプログラム又は前記デジタル信号をコンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標） Ｄｉｓｃ）、半導体メモリなどに記録したものとしても良い。また、これらの記録媒体に記録されている前記デジタル信号であるとしても良い。また、本発明は、前記コンピュータプログラム又は前記デジタル信号を、電気通信回線、無線又は有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送するものとしても良い。また、本発明は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、前記メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、前記マイクロプロセッサは、前記コンピュータプログラムにしたがって動作するとしても良い。また、前記プログラム又は前記デジタル信号を前記記録媒体に記録して移送することにより、又は前記プログラム又は前記デジタル信号を前記ネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしても良い。

【産業上の利用可能性】

【0130】

本発明に係る位置指示方法は、例えば自走式掃除機に移動先を指示するためのシステム等に有用である。

【符号の説明】

【0131】

２ システム
４ 自走式掃除機
６ 情報端末
８ 位置指示装置
１０ インターネット
１２ 建物
１４ 部屋
１６ 床面
１８ ルータ
２０ 天井
２２ サーバ装置
２４ 地図データベース
２６ 走行制御部
２８ 集塵部
３０ バッテリ
３２ ＣＰＵ
３４ クラウド通信部
３６ カメラ
３８ ＲＡＭ
４０ ＲＯＭ
４２ モータ
４４ 車輪
４６ 走行経路指示部
４８ 地図生成部
５０ 画像取得部
５２ 地図データベース
５４ 地図情報アップロード部
５６ 位置情報受信部
５８ クラウド接続部
６０ 車輪制御部
６２，１０６ 天井画像
６６ 照明器具
６８ 家具
７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ，７０ｅ 特徴点
７２，７４，７６，７８，９４，９６ 列
８０，８２ 行
８４ 取得部
８６ 算出部
８８ 抽出部
９０ 特定部
９２ 通知部
９８ 表示部
１００ インカメラ
１０２ 充電台
１０４ メッセージボックス
１０８ エピポーラ線
１１０ アウトカメラ
１１２ 床面画像

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】