JP2019103073A - 電気機器および電気機器システム - Google Patents

Abstract

【課題】家電機器に対して制御情報を伝えやすい制御装置およびこれを備えた家電システムを提供する。【解決手段】制御装置13は、マイク21と、識別部と、推定部と、通信部24とを有する。マイク21は、外部からの音を集音する。識別部は、マイク21により集音された音中の外部に設置された家電機器の位置から発せられた音を識別する。推定部は、識別部により識別された音に基づきマイク21に対して家電機器が位置する方向を推定する。通信部24は、家電機器の制御用の制御情報を外部に出力する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、家電機器の制御用の制御情報を外部に出力する電気機器およびこれを備えた電気機器システムに関する。

従来、家庭内などにある複数の家電機器を連携させて動作させる場合がある。例えば、外出中のユーザがエアコンの電源のオンオフを切り換えたいときに自走式電気掃除機すなわちロボットクリーナの赤外線発信機能を利用する場合、エアコンの位置を特定し、その近くまでロボットクリーナが移動する必要がある。また、複数のエアコンで全館空調する場合には、各エアコンの位置を把握しておけば効率よく制御できる。さらに、複数のスピーカが設置されている場合、配置されたそれぞれの位置に基づき音量を適切に制御可能となる。このように、家電機器を連携させる場合には、それぞれの位置情報を特定することにより、機能を向上させることが可能になる。例えば、スマートフォンなどの携帯端末を用い、家電機器の位置を地図データに登録する方法などが知られている。この場合、ユーザが携帯端末を操作して家電機器の位置を指示する必要があり、その入力が煩雑であった。

特開２０１７−１４６７４２号公報 特許第６０５４１２３号公報

本発明が解決しようとする課題は、家電機器に対して制御情報を伝えやすい電気機器およびこれを備えた電気機器システムを提供することである。

実施形態の電気機器は、集音部と、識別部と、推定部と、出力部とを有する。集音部は、外部から発せられた音を集音する。識別部は、集音部により集音された音中の外部に設置された家電機器の位置から発せられた音を識別する。推定部は、識別部により識別された音に基づき集音部に対して家電機器が位置する方向を推定する。出力部は、家電機器の制御用の制御情報を外部に出力する。

第１の実施形態の電気機器を示す説明図である。 同上電気機器の内部構造を示すブロック図である。 同上電気機器を備えた電気機器システムを示す説明図である。 同上電気機器システムにおける電気機器と家電機器との処理フローを示す説明図である。 第２の実施形態の電気機器を備えた電気機器システムを示す説明図である。 第３の実施形態の電気機器を示す説明図である。 同上電気機器の内部構造を示すブロック図である。 第４の実施形態の電気機器を示す説明図である。 同上電気機器の内部構造を示すブロック図である。 同上電気機器システムにおける電気機器と家電機器との処理フローを示す説明図である。 第５の実施形態の電気機器を示す説明図である。 第６の実施形態の電気機器を備えた電気機器システムを示す説明図である。 同上電気機器システムにおける電気機器、家電機器、および、サーバの処理フローを示す説明図である。

以下、第１の実施形態の構成を、図面を参照して説明する。

図１ないし図３において、11は電気機器システムである家電システムを示す。この家電システム11は、例えば家庭内の所定の領域である部屋Ｒに設置された１以上の家電機器12と、この家電機器12を制御する電気機器である制御装置(家電制御装置)13とを備えている。

家電機器12は、無線信号である制御信号を受信する受信部15を備え、この受信部15によって受信した制御信号に含まれる制御命令に応じて動作が制御可能となっている。これら家電機器12としては、例えば冷蔵庫ER、空調機(エアコン)AC、照明LT、テレビジョン受像機TV、洗濯機LAなどがある。例えば、冷蔵庫ERの場合には、制御信号の受信により、庫内温度の制御などが可能である。空調機ACの場合には、制御信号の受信により、オンオフの切り換え、冷暖房の切り換え、温度調整などの制御が可能である。照明LTの場合には、制御信号の受信により、点灯・消灯の切り換え、明るさや色味の制御などが可能である。テレビジョン受像機TVの場合には、制御信号の受信により、オンオフの切り換え、選局、音量の増減などの制御が可能である。洗濯機LAの場合には、制御信号の受信により、オンオフや選択モードの切り換えなどの制御が可能である。すなわち、家電機器12は、制御信号の受信により、それぞれが有する機能に応じた任意の制御が可能である。

そして、家電機器12は、音出力部16を備え、この音出力部16により、設置された位置からそれぞれ音SOを出力するように構成されている。この音出力部16は、家電機器12に予め内蔵されていてもよいし、別体として取り付けられてもよい。また、この音出力部16は、家電機器12毎に所定の特徴音を出力するものでもよいし、単に内蔵された機構部分など、その家電機器12に特徴的な動作音を特徴音として発生するものなどでもよい。この音出力部16によって所定の特徴音を出す場合には、例えば誤検出を避けるため日常生活では遭遇しにくい音、あるいはユーザが知覚できないようにするため可聴周波数よりも高い周波数の音などを用いることで、制御装置13側で音SOを検出しやすくすることができる。また、この音出力部16は、一定の周期で所定時間ずつ音SOを出力してもよいし、連続的に音SOを出力してもよい。

制御装置13は、本実施形態において、例えば部屋Ｒの所定位置に設置されている。この制御装置13の設置位置は、部屋Ｒのレイアウトやユーザの生活に応じて、家電機器12などとの通信が容易で、かつ、生活の妨げになりにくい適宜の位置を選択できる。この制御装置13は、集音部であるマイク(マイクロフォン)21を備えている。また、この制御装置13は、入力部22を備えていてもよい。さらに、この制御装置13は、制御部23を備えている。また、この制御装置13は、制御信号を出力する出力部である通信部24を備えている。そして、この制御装置13は、これらマイク21、入力部22、制御部23、および、通信部24が一体的に配置された本体25を備えている。なお、この制御装置13は、商用電源、あるいは内蔵された電池などを電源として駆動されるようになっている。

マイク21は、制御装置13(本体25)の外部からの音を集音するものである。このマイク21は、本実施形態において、例えば所定の指向性を有している。すなわち、このマイク21は、集音方向により感度が異なるように設定されている。通常、このマイク21は、その向けられた方向に最も感度が大きくなるように設定されている。また、このマイク21は、検出した音を電気信号として制御部23に出力するようになっている。また、本実施形態において、このマイク21は、移動可能に設けられている。すなわち、このマイク21は、集音移動部27により集音方向を変更可能となっている。したがって、制御装置13は、集音移動部27を備えている。具体的に、集音移動部27は、例えばマイク21を旋回させることにより、マイク21の集音方向を周期的に変更可能となっている。集音移動部27は、例えばマイク21を保持する保持部、および、この保持部を移動させるモータやギヤなどの移動機構を備えて構成されている。

入力部22は、複数の家電機器12のそれぞれに対する制御の指示を外部から入力可能となっている。この入力部22は、例えばキーやボタン、あるいはタッチパネルなど、ユーザから直接操作により指示が入力されるものでもよいし、ユーザのジェスチャなどにより指示が入力されるものでもよいし、通信部24が入出力の機能を備える場合には、スマートフォンや専用リモコンなどの通信機能を備えた外部装置から通信部24を介して指示が無線入力されるものでもよいし、マイク21を利用してユーザの音声により指示が入力されるものでもよい。

制御部23は、マイク21により検出した音を受信する音受信部31を備えている。また、この制御部23は、音を識別する識別部32を備えている。さらに、この制御部23は、集音移動部27の動作を制御する動作制御部33を備えている。また、この制御部23は、家電機器12の位置を推定する推定部34を備えている。さらに、この制御部23は、記憶部であるメモリ35を備えている。また、この制御部23は、制御装置13の自己位置を検出する検出部36を備えている。さらに、この制御部23は、通信部24から出力する信号を生成する信号生成部37を備えている。そして、この制御部23は、通信部24の動作を制御する通信制御部38を備えている。したがって、制御装置13は、音受信部31を備えている。また、制御装置13は、識別部32を備えている。さらに、制御装置13は、動作制御部33を備えている。また、制御装置13は、推定部34を備えている。さらに、制御装置13は、記憶部であるメモリ35を備えている。また、制御装置13は、検出部36を備えている。さらに、制御装置13は、信号生成部37を備えている。そして、制御装置13は、通信制御部38を備えている。

音受信部31は、マイク21により検出した音を電気信号として受信し、デジタル信号化するＡ／Ｄ変換器の機能を備えている。

識別部32は、マイク21により集音された音(音受信部31により受信された音)の中の、外部に設置された家電機器12の位置(音出力部16)から発せられた音SOを識別するものである。この識別部32は、例えばマイク21により集音された音(音受信部31により受信された音)をフィルタリングし、ノイズを除去することにより、家電機器12から発せられた音SOを識別可能となっている。また、この識別部32は、本実施形態において、各家電機器12の位置からそれぞれ発せられた音SOを識別するように構成されていてもよい。この場合、識別部32は、例えばフィルタイングによって、家電機器12毎の特徴音の周波数や音色などに基づき家電機器12毎の位置からそれぞれ発せられた音SOを識別できる。

動作制御部33は、集音移動部27の動作を必要時に制御することにより、マイク21の向きを制御可能となっている。

推定部34は、識別部32により識別された音SOのデータを分析することにより、家電機器12の方向を推定するものである。本実施形態において、この推定部34は、さらに、識別部32により識別された音SOのデータを分析することにより、制御装置13(マイク21)から家電機器12までの距離を推定可能となっている。すなわち、この推定部34は、家電機器12の方向および距離を推定することで、制御装置13に対する家電機器12の相対的な位置を推定可能となっている。この推定部34による推定の具体的な方法については後述する。

メモリ35は、部屋Ｒの形状(大きさなどを含む)を地図データとして記憶可能なものである。このメモリ35には、その他、各種制御に必要な情報を記憶することができる。このメモリ35に記憶される地図データは、入力部22などを介してユーザにより外部から入力されてもよいし、このメモリ35は、不揮発性のものを用いることが好ましい。

検出部36は、例えば部屋Ｒの天井の画像などに基づきメモリ35に記憶された地図データ上の制御装置13の自己位置を検出するものである。

信号生成部37は、入力部22に入力された指示に対応する制御を家電機器12に実施させるための制御信号や、家電機器12の音出力部16から音SOの出力(発音)を開始・終了させるための発音開始要求信号・発音停止要求信号などの各種信号を生成するものである。

通信制御部38は、通信部24の動作を制御することで、通信部24を介して信号の入出力を可能としている。

通信部24は、家電機器12の制御用の制御情報を外部に出力するものである。この通信部24は、本実施形態において、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)や赤外線などの電磁波を用い、家電機器12(受信部15)と信号の直接通信が可能となっている。そして、この通信部24は、家電機器12が受信可能な制御用の制御信号(制御コマンド)を制御情報として推定部34により推定された方向に向かって出力するように構成されている。なお、この通信部24は、家電機器12やその他の装置からの信号を受信する電気機器受信部(制御装置受信部)の機能を備えていてもよい。

次に、上記第１の実施形態の動作を、図４に示す制御フローも参照しながら説明する。

制御装置13は、概略として、マイク21により外部の音を集音し(ステップS1)、このマイク21により集音した音に含まれる家電機器12の位置から発せられた音SOを識別部32で識別し(ステップS2)、この識別された音SOを分析して(ステップS3)、推定部34が家電機器12の方向を推定する(ステップS4)。この推定部34は、さらに、家電機器12との距離を推定してもよい。この推定部34により推定された方向に向かって、通信部24から家電機器12を制御する制御情報を制御信号として出力する。そして、この出力された制御信号を受信部15により受信した家電機器12は、その制御信号に対応して動作を制御する(ステップS5)。

より詳細に、制御装置13は、まず、動作制御部33が集音移動部27を動作させることでマイク21を旋回させつつ外部の音を拾う。この集音動作は、常時実施してもよいし、入力部22に対してユーザから家電機器12の制御の指示が入力されたときにのみ実施してもよい。

なお、家電機器12では、音出力部16により外部に音SOを出力している。この音出力部16からの音SOの出力は、制御装置13側からの要求に応じてオンオフさせてもよいし、制御装置13側からの要求とは無関係に実施し続けてもよい。例えば、マイク21による集音を開始する際に、制御装置13の通信部24から発音開始要求信号を無指向に出力することで、この発音開始要求信号を受信部15により受信した家電機器12が音出力部16から音SOの出力を開始するようにしてもよい。

マイク21により拾われた音は、音受信部31によりＡ／Ｄ変換されて識別部32に入力される。識別部32では、この入力されたデータをフィルタリングし、ノイズを除去するとともに、この音のデータに含まれる、家電機器12の位置から発せられた音SOを識別する。この識別は、メモリ35などに予め登録された音SOに関する情報との照合により実施される。

推定部34では、識別部32により家電機器12の位置から発せられた音SOが識別された場合、この音が相対的に大きい方向を音SOの発信源となっている家電機器12の方向と推定する。また、この推定部34は、音SOが相対的に大きい方向における音量により、音SOの発信源となっている家電機器12からの距離を推定する。この距離の推定の際には、例えば家電機器12の音出力部16から音SOを出力した時刻情報を家電機器12と制御装置13との間で通信し、制御装置13のマイク21による音SOの受信タイミングとその音SOの出力タイミングとのずれを位相差として利用する方法などを用いることも可能である。この結果、推定部34では、制御装置13に対する家電機器12の相対位置を推定できることから、検出部36により検出した制御装置13の自己位置に基づき、部屋Ｒでの家電機器12が設置された位置を推定することが可能になる。推定部34によるこれらの推定は、家電機器12毎に実施することができる。

なお、この推定部34による推定は、１回のみ実施してもよいし、複数回実施してもよい。推定を１回のみ実施する場合には、制御情報として制御信号を出力するまでの反応速度が向上し、複数回実施する場合には、推定の精度を向上できる。このとき、家電機器12の音出力部16が、発音開始要求信号の受信をトリガとして音SOの出力を開始している場合には、推定部34による家電機器12の方向、距離の推定が終了すると、制御装置13が通信部24から発音停止要求信号を出力することで、この発音停止要求信号を受信部15により受信した家電機器12が音出力部16からの音SOの出力を停止させてもよい。

また、信号生成部37では、入力部22に対して入力された指示に基づき、家電機器12の制御用の制御信号を生成する。

そして、通信制御部38が通信部24の動作を制御し、信号生成部37によって生成された制御信号を、推定部34により推定した、対象となる家電機器12の方向に向かって制御情報として出力する。

なお、推定部34により推定した家電機器12の位置は、メモリ35の部屋Ｒの地図データ上に記憶できる。一般に、部屋Ｒに設置された家電機器12は、その位置を大きく変える機会が少ないことから、一旦メモリ35に位置を記憶した家電機器12については、制御装置13の位置を大きく変えない限り、以後の通信の際、制御装置13はメモリ35に記憶された位置に基づき通信部24から制御情報を出力することにより、家電機器12の方向や距離を推定、探索する動作を再度実施することなく短時間での通信の成立が可能になる確率が高い。この場合、推定部34による家電機器12の方向、距離の推定については、部屋Ｒの模様替えなどによって家電機器12の設置位置や制御装置13の設置位置が変わったときなど、制御装置13と家電機器12との通信が成立しなかったときや、ユーザが入力部22に指示したときなどに改めて実施すればよい。

このように、マイク21により集音された音中の外部に設置された家電機器12の位置から発せられた音SOを識別部32により識別し、この識別された音SOに基づきマイク21に対して家電機器12が位置する方向を推定部34により推定することにより、例えばユーザが別途指示をすることなく制御装置13により自動的に家電機器12の方向を推定でき、通信部24から外部に出力される制御用の制御情報を家電機器12に伝えやすくできる。

本実施形態では、通信部24が、家電機器12が受信可能な制御用の制御信号を制御情報として推定部34により推定された方向に向かって出力することにより、制御信号の出力方向を絞り込みやすくなり、家電機器12に対して制御情報をより伝えやすくできる。

さらに、推定部34が、マイク21により検出した音SOの大きさに基づき家電機器12の方向とともに距離を推定することで、これら方向と距離とによって家電機器12の位置を検出できるので、家電機器12に対して制御情報をより伝えやすくできる。

また、設置された部屋Ｒの形状を示す地図データをメモリ35に記憶し、この記憶された地図データ上での制御装置13の自己位置を検出部36により検出することにより、家電機器12の位置を、制御装置13の自己位置からの相対位置によって、設置された部屋Ｒにおける位置として推定できるので、より確実に制御対象である家電機器12に対して制御情報を出力しやすくなり、また、家電機器12の位置情報を他の機器と共有しやすくなる。

さらに、家電機器12の位置から所定の特徴音を発生するようにすれば、識別部32によりこの特徴音を識別し、この特徴音の要素、例えば音量に基づいて家電機器12が位置する方向を推定するので、制御対象となる家電機器12から発せられる音SOを、他の機器などから発せられる音と混同しにくく、家電機器12の方向(位置)の推定精度をより高めることができる。

そして、複数の家電機器12のそれぞれに対する制御の指示を外部から入力可能な入力部22を設けることにより、識別部32において、各家電機器12の位置からそれぞれ発せられた音SOを識別し、推定部34において、各家電機器12がそれぞれ位置する方向を推定して、各家電機器12のうち入力部22に入力された指示に対応する家電機器12の制御用の制御情報を外部に出力すれば、例えば複数のスピーカなどの家電機器12に対して設置位置に応じて異なる音SOを出すように制御したり、複数の空調機などの家電機器12に対して設置位置に応じた風量や温度となるように制御したりするなど、複数の家電機器12をそれぞれ制御することが容易となる。

次に、第２の実施形態を、図５を参照して説明する。なお、上記第１の実施形態と同様の構成および作用効果については、同一符号を付してその説明を省略する。

この第２の実施形態は、上記第１の実施形態において、制御装置13の通信部24が、無線ルータ(ホームゲートウェイ)などの外部機器41を介して家電機器12に対して間接的に通信する無線モジュールとなっているものである。

外部機器41は、部屋Ｒの所定位置に設置されている。この外部機器41は、通信部24から出力された信号を受信可能な外部機器受信部43を備えている。この外部機器受信部43は、通信部24以外でも、例えば家電機器12やその他の装置からの信号を受信する機能を備えていてもよい。また、この外部機器41は、家電機器12(受信部15)により受信可能な制御用の制御信号を出力可能な外部機器送信部44を備えている。そして、この外部機器41は、外部機器送信部44によって、家電機器12の受信部15により受信可能な制御用の制御信号を出力可能となっている。外部機器受信部43および外部機器送信部44は、一体のモジュールでもよいし、それぞれ別個に構成されていてもよい。

また、制御装置13の信号生成部37は、入力部22に入力された指示に対応する制御を家電機器12に実施させるように外部機器41(外部機器送信部44)から制御信号を出力させるための情報信号を制御情報として生成可能となっている。すなわち、制御情報とは、家電機器12を直接制御するための制御コマンド(制御信号)に限らず、制御コマンドを外部機器41から出力させるための位置情報を含む信号でもよい。

そして、上記第１の実施形態と同様に、制御装置13は、概略として、マイク21により外部の音を集音し、このマイク21により集音した音に含まれる家電機器12の位置から発せられた音SOを識別部32で識別し、この識別された音SOを分析して、推定部34が家電機器12の方向を推定する。この推定部34は、さらに、家電機器12との距離を推定してもよい。この推定部34により推定された方向に向かって、通信部24から家電機器12を制御する制御情報を制御信号として出力する。そして、外部機器41では、外部機器受信部43により制御装置13の通信部24からの情報信号を受信すると、この情報信号に対応して家電機器12の動作を制御する制御信号を、外部機器送信部44から制御装置13の推定部34により推定された家電機器12の方向に向かって出力する。この結果、出力された制御信号を受信部15により受信した家電機器12が、その制御信号に対応して動作を制御する。

このように、通信部24が、家電機器12が受信可能な制御用の制御信号を推定部34により推定された方向に向かって出力可能な外部機器41に対して、制御信号により家電機器12を制御するための情報信号を制御情報として出力することにより、制御装置13の設置位置と、外部機器41の設置位置とを異ならせることができる。このため、制御装置13は、マイク21によって家電機器12の位置から発せられる音SOを拾いやすい位置、すなわち家電機器12の方向(位置)の検出に好ましい位置に設置し、外部機器41は家電機器12に対して通信しやすい位置に設置しておくことで、推定部34による家電機器12の方向(位置)の推定精度と、家電機器12への制御情報の通信精度とを、それぞれ個別に向上することが可能になる。

なお、上記第２の実施形態において、外部機器41としては、例えば無線ルータなどの通信専用の機器に代えて、家電機器12と通信可能な別の家電機器など、任意の外部機器を用いることができる。

次に、第３の実施形態を、図６および図７を参照して説明する。なお、上記各実施形態と同様の構成および作用効果については、同一符号を付してその説明を省略する。

この第３の実施形態は、上記各実施形態において、制御装置13が、マイク21を複数備えるものである。

これらマイク21は、互いに離れて配置されている。すなわち、これらマイク21は、本体25にて互いに異なる位置に配置されている。このため、これらマイク21は、互いに所定の位置関係を有している。すなわち、これらマイク21は、互いの距離、および、互いの位置関係が予め固定されている。これらマイク21は、例えば無指向性のものが好適に用いられるが、所定の指向性を有していてもよい。

そして、上記各実施形態と同様に、制御装置13は、各マイク21により外部の音を拾い、このマイク21により拾った音に含まれる家電機器12の位置から発せられた音SOを識別部32で識別し、この識別された音SOを分析して、推定部34が家電機器12の方向、距離を推定する。

このとき、推定部34では、音SOの発信源から各マイク21までの距離の差を利用し、拾った複数の音SOの１つを基準として、それ以外の音SOとの位相差、すなわち音SOを拾うタイミングのずれ具合と、既知の各マイク21の配置関係とに基づき、三角測量の原理を利用して、家電機器12の座標から位置を推定する。つまり、この推定部34では、音SOの発信源の方向および距離、すなわち音SOを発している家電機器12の方向および家電機器12までの距離を同時に推定することができる。したがって、本実施形態における推定部34での推定は、識別部32により識別された音に基づきマイク21に対して家電機器12が位置する方向を推定する態様の一つである。

そして、制御装置13では、通信制御部38が通信部24の動作を制御することで、通信部24から制御情報を出力する。このとき、上記第１の実施形態のように、例えば制御装置13(通信部24)が家電機器12に対して直接通信可能である場合には、推定部34により推定した家電機器12の方向に向かって制御情報として制御信号を出力する。また、上記第２の実施形態のように、制御装置13(通信部24)が無線ルータなどの外部機器41を介して家電機器12に対して間接的に通信する場合には、通信部24から外部機器41へと制御情報として情報信号を出力し、この情報信号を外部機器受信部43により受信した外部機器41から各家電機器12の方向に向かって、制御情報に対応する制御信号を出力する。

このように、制御装置13に複数のマイク21を備えることで、これらマイク21により拾う音SOを出力する家電機器12の方向および距離の検出精度を向上できる。

次に、第４の実施形態を、図８ないし図１０を参照して説明する。なお、上記各実施形態と同様の構成および作用効果については、同一符号を付してその説明を省略する。

この第４の実施形態は、上記第１または第２の実施形態において、制御装置13が、自律走行(自走)しつつ掃除を実施する自走式電気掃除機、すなわちロボットクリーナであるものである。したがって、本実施形態において、制御装置13は、それ自体が家電機器となっている。

この制御装置13は、この制御装置13(本体25)を床面上で移動(走行)させる移動部(駆動部(走行駆動部))である駆動輪51を備えている。また、この制御装置13は、掃除部52を備えている。さらに、この制御装置13は、位置情報取得部としてのセンサ部53を備えている。

駆動輪51は、本体25の床面に対向する下部に配置されている。好ましくは、この駆動輪51は、左右一対配置されている。また、各駆動輪51は、それぞれモータ55を介して駆動される。したがって、左右の駆動輪51は、回転方向および回転速度が独立して制御されるようになっている。なお、この駆動輪51に代えて、無限軌道などを移動部として用いることもできる。

掃除部52は、駆動輪51による制御装置13の移動(走行)に伴い塵埃を掃除するものである。この掃除部52は、例えば本実施形態では、塵埃を吸い込むための負圧を床面に作用させる電動送風機や、床面の塵埃を掻き取る回転ブラシ、あるいは床面の塵埃を掻き集めるサイドブラシなどの、給電により駆動される電動掃除部とするが、床面や壁に付着した塵埃を拭き取る布などの、非電動掃除部でもよい。

センサ部53は、制御装置13の部屋Ｒにおける位置情報を検出することが可能となっている。ここで、センサ部53により検出される位置情報とは、部屋Ｒにおける制御装置13と周囲の物体(壁や家具などの障害物)との距離や位置関係を示す情報、所定の基準位置(例えば充電台)から移動した方向および距離を示す情報などをいう。したがって、このセンサ部53としては、例えばカメラ、赤外線センサ、あるいは超音波センサなどを用いた距離検出手段(距離検出部)である障害物センサや、左右の駆動輪51(モータ55)の回転数をそれぞれ検出するロータリエンコーダなどの回転数センサなどが用いられる。

さらに、制御部23は、駆動輪51(モータ55)の動作を制御することで制御装置13を移動(走行)させる移動制御部である走行制御部57を備えている。また、この制御部23は、掃除部52の動作を制御する掃除制御部58を備えていてもよい。さらに、この制御部23は、センサ接続部59を備えている。すなわち、制御装置13は、走行制御部57を備えている。また、制御装置13は、掃除制御部58を備えている。さらに、制御装置13は、位置検出部であるセンサ接続部59を備えている。

走行制御部57は、モータ55の通電量を制御することにより駆動輪51の動作を制御するものである。この走行制御部57は、例えばメモリ35に記憶された部屋Ｒの地図データに基づき制御装置13の走行経路を設定する走行経路設定部の機能を備えていてもよい。また、この走行制御部57は、センサ部53により制御装置13の走行経路上に障害物を検出する場合、この障害物を回避するように制御装置13を走行制御することもできる。なお、本実施形態においては、走行制御部57と駆動輪51(モータ55)とにより制御装置13を移動させることで、マイク21の集音方向を変える集音移動部の機能を実現できるため、上記第１および第２の実施形態における集音移動部27および動作制御部33の機能は必ずしも設けなくてもよいが、これらを組み合わせて用いる構成としてもよい。

センサ接続部59は、センサ部53により検出された位置情報に基づき、メモリ35に記憶された部屋Ｒの地図データ上の制御装置13の自己位置を検出する機能を備えている。また、このセンサ接続部59は、センサ部53により検出された位置情報に基づき、メモリ35に記憶される部屋Ｒの地図データを作成あるいは更新する、地図作成部の機能を備えていてもよい。この自己位置の検出および地図データの作成の際には、既知のＳＬＡＭなどの技術を用いることができる。

そして、上記各実施形態と同様に、制御装置13は、マイク21により外部の音を拾い、このマイク21により拾った音に含まれる家電機器12の位置から発せられた音SOを識別部32で識別し、この識別された音SOを分析して、推定部34が家電機器12の方向、距離を推定する。

本実施形態において、家電機器12の方向、距離を推定する方法としては、例えば主として以下の３つの方法が考えられる。

第１の方法は、走行制御部57により駆動輪51(モータ55)を駆動させて部屋Ｒ内の複数箇所に制御装置13を移動させ、それぞれの位置でマイク21により拾った音SOの位相差を利用する方法である。この場合、例えば制御装置13の通信部24から発音開始要求信号を出力し、この発音開始要求信号を受信部15で受信した家電機器12が音出力部16から一定の周期で音SOの出力を開始する。制御装置13は、走行制御部57が駆動輪51(モータ55)の動作を制御し、音出力部16からの次の音の出力までに部屋Ｒ内の他の位置へと移動して停止し(ステップS11およびステップS12)、その位置でマイク21により音を検出したか否かを判断する(ステップS13)。そして、音を検出した場合にはマイク21で集音し(ステップS14)、識別部32で音SOを識別する(ステップS15)。また、音を検出しない場合には、部屋Ｒの他の位置へと再度移動して停止する(ステップS11およびステップS12に戻る)。これを推定部34でのデータ分析に必要な回数だけ繰り返す。すなわち、データ分析に必要な回数、音SOを検出したか否かを判断し(ステップS16)、データ分析に必要な回数を検出した場合には、部屋Ｒの他の位置へと再度移動して停止する(ステップS11およびステップS12に戻る)。また、データ分析に必要な回数を検出した場合には、推定部34においてデータ分析し(ステップS17)、家電機器12の方向および距離、すなわち家電機器12の位置を推定する(ステップS18)。このとき、推定部34では、音出力部16からの音SOの出力の周期性を利用して、センサ接続部59により検出した制御装置13の自己位置と、音SOの受信が期待されるタイミングと最初に受信した音SOのタイミングとの位相差とに基づき、家電機器12の方向、および、距離を推定する。この方法では、制御装置13がマイク21により音SOを検出した各位置での自己位置を検出可能であることが必須となる。そして、この方法では、家電機器12の位置を推定できれば、制御装置13から発音停止要求信号を出力し、この発音停止要求信号を受信部15で受信した家電機器12が音出力部16からの音SOの出力を停止する。

第２の方法は、指向性を有するマイク21を利用し、走行制御部57により駆動輪51(モータ55)を駆動させて部屋Ｒ内の複数箇所に制御装置13を移動させ、それぞれの位置でマイク21により拾った音の要素である音量を利用する方法である。この場合、家電機器12は、音出力部16から一定の音量で音SOを出力し、制御装置13は、走行制御部57が駆動輪51(モータ55)の動作を制御し、部屋Ｒ内の他の位置へと移動して停止し、その位置でマイク21により音を拾う。推定部34では、例えばマイク12により拾われた音SOが相対的に大きい方向を音SOの発信源となっている家電機器12の方向と推定する。また、推定部34では、音SOが相対的に大きい方向や音SOが相対的に大きい位置に基づいて、音SOの発信源となっている家電機器12から、センサ接続部59により検出した制御装置13の自己位置までの距離を推定する。これを推定部34でのデータ分析に必要な回数だけ繰り返す。この方法では、制御装置13がマイク21により音SOを検出した各位置での自己位置を検出可能であることが必須となる。

第３の方法は、走行制御部57により駆動輪51(モータ55)を駆動させて制御装置13(マイク21)を部屋Ｒ内で移動させながら集音し、音の要素である周波数の変化に基づきドップラー効果を利用する方法である。この場合、家電機器12は、音出力部16から連続して音SOを出力し続け、制御装置13は、走行制御部57が駆動輪51(モータ55)の動作を制御して部屋Ｒ内を移動し続けながらマイク21により音SOを拾う。推定部34では、制御装置13の動き(自己位置、方向、速度)と、マイク21により連続的に拾った音SOの周波数の変化とに基づき、家電機器12の方向を推定する。例えば所定方向に沿って所定速度で移動しながらマイク21で集音した場合に、その音SOの周波数が増加、または減少すれば、推定部34は、所定方向、あるいはその接線方向が音の発生源となっている家電機器12に対して接近する方向、または離反する方向であると推定できる。そのため、例えば所定方向に沿って所定速度で移動しながらマイク21で集音した場合に、音SOの周波数が増加から減少、または、減少から増加に切り換わる位置があれば、推定部34は、その位置での所定方向に対する法線の方向に音SOの発生源となっている家電機器12が位置していると推定できる。これを複数の位置で複数の異なる所定方向(少なくとも互いに交差する所定方向)に沿って移動しながら実施することにより、推定部34では、推定した複数の方向が交差する位置として、家電機器12の位置(家電機器12の方向および距離)を推定する。このとき、制御装置13が移動する所定方向は、マイク21で拾った音SOの周波数変化を検出しやすくするために、例えば直線方向や、円弧方向(旋回)とすることが好ましい。この方法では、制御装置13がマイク21により音SOを検出する間の自己位置を検出可能であることが必須となる。

なお、これらマイク21により集音する際には、同時に掃除部52によって床面などの塵埃を掃除してもよいが、掃除部52の駆動音などがマイク21にノイズとして集音される場合には、必要に応じて掃除部52の動作を停止してもよいし、家電機器12の方向を推定するための動作モードと、掃除をするために掃除部52を駆動させるための動作モードとを別個に設定してもよい。

そして、上記第３の実施形態と同様に、制御装置13では、通信制御部38が通信部24の動作を制御することで、通信部24から制御情報を出力する。この出力の際には、例えば制御装置13を、制御情報(制御信号、または、情報信号)を受信しやすい位置まで走行させることも可能である。すなわち、制御情報として制御信号を出力する場合には、走行制御部57により駆動輪51(モータ55)を駆動させて制御装置13を家電機器12の方向に接近させ、あるいは家電機器12との間に通信を妨げ得る障害物などがない位置へと移動させ、その位置から家電機器12に向かって制御信号を出力できる。また、制御情報として情報信号を出力する場合には、制御装置13が外部機器41の位置を認識できていれば、走行制御部57により駆動輪51(モータ55)を駆動させて制御装置13を外部機器41に接近させ、あるいは外部機器41との間に通信を妨げ得る障害物などがない位置へと移動させ、その位置から情報信号を出力できる。

このように、制御装置13を駆動輪51により移動可能にすることで、部屋Ｒのいずれかの位置に設置された家電機器12の音SOをマイク21で拾いやすくなり、また、制御装置13のマイク21により音SOを拾うことができる家電機器12の範囲を広げることができる。また、センサ接続部59により制御装置13の移動前後の位置を検出することで、複数の位置での推定部34による推定情報を組み合わせて利用できるので、家電機器12の位置の推定精度が向上する。

また、制御装置13の機能を、移動に伴い掃除をする掃除部52を備えるロボットクリーナによって実現できるので、別途の装置が不要となる。

さらに、家電機器12の位置から所定の特徴音を発生するようにすれば、識別部32によりこの特徴音を識別し、この特徴音の要素、例えば音量や周波数に基づいて家電機器12が位置する方向を推定するので、制御対象となる家電機器12から発せられる音SOを、他の機器などから発せられる音と混同しにくく、家電機器12の方向(位置)の推定精度をより高めることができる。

なお、上記第４の実施形態において、制御装置13は、掃除部52(および掃除制御部58)を備えない見守りロボット(監視ロボット)などの構成とすることもできる。

次に、第５の実施形態を、図１１を参照して説明する。なお、上記各実施形態と同様の構成および作用効果については、同一符号を付してその説明を省略する。

この第５の実施形態は、上記第１または第２の実施形態において、制御装置13が、無線通信機能および音声入出力機能(音声インタフェース機能)を備え、ユーザからの音声入力に基づく家電機器12などの操作を補助する、いわゆるスマートスピーカであるものである。したがって、本実施形態において、制御装置13は、それ自体が家電機器となっている。

この制御装置13は、音声を外部に出力可能なスピーカ61を備えている。このスピーカ61は、音楽などを出力する機能に加えて、音(音声)によりユーザに報知する機能を備える。このスピーカ61は、本体25に複数設けられていてもよい。

制御部23は、スピーカ61の動作を制御してスピーカ61から音を出力させる出力制御部(図示せず)をさらに備えている。すなわち、制御装置13は、出力制御部をさらに備えている。

そして、上記各実施形態と同様に、制御装置13は、マイク21により外部の音を拾い、このマイク21により拾った音に含まれる家電機器12の位置から発せられた音SOを識別部32で識別し、この識別された音SOを分析して、推定部34が家電機器12の方向、距離を推定し、通信部24から制御情報を出力する。

このように、制御装置13の機能を、スピーカ61を備えるスマートスピーカによって実現できるので、別途の装置が不要となる。特に、スマートスピーカの場合、ユーザからの音声入力用のマイク21が予め備えられているため、このマイク21を利用することで、推定部34によって家電機器12の位置を推定するための外部の音を拾う専用の構成を設ける必要がない。

なお、上記第４および第５の実施形態は、上記第３の実施形態と組み合わせてもよい。すなわち、第４および第５の実施形態において、マイク21はそれぞれ複数設けられていてもよい。

次に、第６の実施形態を、図１２および図１３を参照して説明する。なお、上記各実施形態と同様の構成および作用効果については、同一符号を付してその説明を省略する。

この第６の実施形態は、上記第４の実施形態において、通信部24が、外部機器41を介してインターネットなどのネットワークNT上のサーバ71と通信可能なものである。

このサーバ71は、外部機器41に対して、モデムＭおよびネットワークNTを経由して接続されている。本実施形態では、サーバ71が推定部、地図作成部、記憶部の機能をそれぞれ備えている。

そして、制御装置13は、走行制御部57が駆動輪51(モータ55)の動作を制御して部屋Ｒを移動しながら(ステップS21)、センサ部53により検出した位置情報を通信部24から外部機器41に出力し、所定の位置で移動を停止する(ステップS22)。この外部機器41では、外部機器受信部43により受信した位置情報を、モデムＭおよびネットワークNTを介してサーバ71に送信する。

そして、サーバ71では、位置情報に基づき部屋Ｒの地図データを作成し(ステップS23)、記憶する(ステップS24)。このサーバ71により作成された地図データは、通信機能および表示機能を備えるスマートフォンなどの外部装置73にネットワークNT経由で送信され、この外部装置73に表示される(ステップS25)。

また、制御装置13は、通信部24から家電機器12へと発音開始要求信号を出力し、この発音開始要求信号を受信部15により受信した家電機器12が音出力部16から音SOを出力する。制御装置13では、マイク21により集音し(ステップS26)、この集音した音のデータと発音した家電機器12の情報とを、通信部24から外部機器41へと出力し、この情報を外部機器受信部43により受信した外部機器41は、この情報をモデムＭおよびネットワークBTを介してサーバ71に送信する。なお、このときサーバ71に送信する音のデータは、音受信部31によりＡ／Ｄ変換されたデータでもよいし、識別部32によりフィルタリングされたデータでもよい。したがって、サーバ71は、識別部の機能を備えていてもよい。

そして、サーバ71では、上記各実施形態の推定部34と同様に、音のデータを分析し(ステップS27)、家電機器12の方向および距離、すなわち家電機器12の位置を推定し(ステップS28)、部屋Ｒの地図データ上に記憶する(ステップS29)。そして、家電機器12の位置は、外部装置73にネットワークNT経由で送信され、外部装置73にて表示されて(ステップS30)、ユーザが閲覧することができる。

このように、部屋Ｒの地図データと家電機器12の位置とを組み合わせて表示することで、ユーザは家電機器12の種類とその位置とを関連付けることによって家電機器12を識別しやすくなり、ユーザにとってより分かりやすい、すなわち使い勝手がよいインタフェースの提供が可能になる。

なお、上記第６の実施形態においては、サーバ71にて地図データの作成、家電機器12の位置の特定、および、各種情報の記憶を実施したが、他の家電機器12や外部装置などのいずれかで分担してもよい。表示もいずれかの機器で行うことが可能である。

また、上記各実施形態においては、複数の家電機器12を制御装置13からの制御情報に応じてそれぞれ別個に制御するようにしたが、特定の単独の家電機器12のみを制御装置13からの制御情報に応じて制御するようにしてもよい。

さらに、制御部23内の各部は、任意の複数が一体に設けられていてもよいし、制御部23とは独立して別個に備えられていてもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

11 電気機器システムである家電システム
12 家電機器
13 電気機器である制御装置
21 集音部であるマイク
22 入力部
24 出力部である通信部
32 識別部
34 推定部
35 記憶部であるメモリ
36 検出部
41 外部機器
51 移動部である駆動輪
52 掃除部
59 位置検出部であるセンサ接続部
61 スピーカ
SO 音

Claims (12)

1. 外部からの音を集音する集音部と、
   この集音部により集音された音中の外部に設置された家電機器の位置から発せられた音を識別する識別部と、
   この識別部により識別された音に基づき前記集音部に対して前記家電機器が位置する方向を推定する推定部と、
   前記家電機器の制御用の制御情報を外部に出力する出力部と
   を具備したことを特徴とした電気機器。
2. 出力部は、家電機器が受信可能な制御用の制御信号を制御情報として推定部により推定された方向に向かって出力する
   ことを特徴とした請求項１記載の電気機器。
3. 出力部は、家電機器が受信可能な制御用の制御信号を推定部により推定された方向に向かって出力可能な外部機器に対して、前記制御信号により前記家電機器を制御するための情報信号を制御情報として出力する
   ことを特徴とした請求項１記載の電気機器。
4. 推定部は、家電機器の位置から発せされ集音部により集音された音の音量に基づき前記家電機器との距離を推定する
   ことを特徴とした請求項１ないし３いずれか一記載の電気機器。
5. 設置された領域の形状を示す地図データを記憶する記憶部と、
   前記地図データ上の自己位置を検出する検出部と
   を具備したことを特徴とした請求項１ないし４いずれか一記載の電気機器。
6. 識別部は、家電機器の位置から発せられる所定の特徴音を識別し、
   推定部は、前記識別部により識別された前記特徴音に基づいて前記家電機器が位置する方向を推定する
   ことを特徴とした請求項１ないし５いずれか一記載の電気機器。
7. 床面を移動可能とする移動部と、
   この移動部による移動前後の自己位置を検出する位置検出部と
   を具備したことを特徴とした請求項１ないし６いずれか一記載の電気機器。
8. 移動部による移動に伴い掃除する掃除部を具備した
   ことを特徴とした請求項７記載の電気機器。
9. スピーカを備えたスマートスピーカである
   ことを特徴とした請求項１ないし６いずれか一記載の電気機器。
10. 複数の家電機器のそれぞれに対する制御の指示を外部から入力可能な入力部を備え、
    識別部は、前記各家電機器の位置からそれぞれ発せられた音を識別し、
    推定部は、前記各家電機器がそれぞれ位置する方向を推定し、
    出力部は、前記各家電機器のうち前記入力部に入力された前記指示に対応する前記家電機器の制御用の制御情報を外部に出力する
    ことを特徴とした請求項１ないし９いずれか一記載の電気機器。
11. 家電機器と、
    外部からの音を集音する集音部と、この集音部により集音された音中の前記家電機器の位置から発せられた音を識別する識別部と、この識別部により識別された音に基づき前記集音部に対して前記家電機器が位置する方向を推定する推定部と、前記家電機器が受信可能な制御用の制御信号を制御情報として前記推定部により推定された前記家電機器の方向に向かって出力する出力部とを備えた電気機器と
    を具備したことを特徴とした電気機器システム。
12. 家電機器と、
    この家電機器が受信可能な制御用の制御信号を出力可能な外部機器と、
    外部からの音を集音する集音部と、この集音部により集音された音中の前記家電機器の位置から発せられた音を識別する識別部と、この識別部により識別された音に基づき前記集音部に対して前記家電機器が位置する方向を推定する推定部と、前記制御信号を前記推定部により推定された前記家電機器の方向に向かって出力可能な前記外部機器に対して、前記制御信号により前記家電機器を制御するための制御情報を出力する出力部とを備えた電気機器と
    を具備した電気機器システム。

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