JP2014002500A - 警報システム - Google Patents

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博 茨木
Hisayoshi Kageyama
久義 景山
Katsuya Okayasu
克也 岡安
Satoshi Nakajima
悟史 中島
Tomoya Yamamoto
知也 山本
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Abstract

【課題】火災等の異常を検知して警報する警報器を、外部ネットワークを経由した通信機能を備えたスマート掃除ロボット等の移動体を利用して連携可能とする。
【解決手段】火災を検知した無線連動型住警器24−1から出力された火災警報音を、その近傍に配置した警報中継アダプタ26により検知し、監視領域を含む所定の作業領域を自立走行しながら所定の作業を行うスマート掃除ロボット10に無線ルータ12を経由して送信する。スマート掃除ロボット10は警報中継アダプタ26からの火災検知信号を無線ルータ12を経由して受信した場合に、外部のネットワークサーバ18を経由して利用者の携帯電話22へ火災検知信号を送信して火災を報知させる。
【選択図】図1

Description

本発明は、火災等の異常を検知した場合に、掃除ロボット等の移動体に設けた外部ネットワークとの通信機能を利用して異常を報知させる警報システムに関する。
従来、住宅等における火災を検知して警報する警報器が普及している。このうち、住宅用火災警報器を住警器と言う。
例えば、このような住警器にあっては、電池電源で動作し、住警器内に火災を検知するセンサ部と火災を警報する警報部を一体に備え、センサ部の検出信号に基づき火災を検知すると警報部から所定パターンの火災警報音を出力するようにしており、所謂自動火災報知設備のように受信機等を必要とせず住警器単体で火災監視と警報報知ができることから、設置が簡単でコスト的にも安価であり、一般住宅での設置義務化に伴い広く普及している。
このようにセンサ部で火災を検知し、警報部から火災警報音を出力する住警器はスタンドアロン型として知られているが、複数の住警器間で無線通信を行うようにし、任意の住警器で火災を検知して火災警報音が出力されると無線通信を行うことによって他の住警器でも連動して火災警報音を出力させる無線連動型の住警器も実用化され、普及している。
また、住宅等における掃除を自立走行により行う掃除ロボットが実用化され、その普及が始まっている。このような掃除ロボットにあっては、自立走行による掃除機能に加え、カメラやマイク、スピーカといった入出力デバイスを備え、無線LAN通信機能により、各入出力デバイスを無線LAN通信機能を介してインターネット等の外部ネットワーク上のサーバと連携可能とし、利用者の保有するスマートフォン等の携帯端末を利用し、掃除ロボットとの間で様々なコミュニケーションを行うことを可能とし、所謂スマート掃除ロボットを実現可能としている。
特開2007−094719号公報 実用新案登録第3143139号公報 特開2009−140236号公報 特許第3387816号公報 特開2007−156884号公報
カメラやマイク、スピーカといった入出力デバイスと無線LAN通信機を備えたスマート掃除ロボットが住宅等に導入された場合には、現在、住宅用火災警報器として広く普及している住警器との連携が考えられる。
この場合、住警器に無線LAN通信機能を搭載すれば、住警器で検知した火災検知信号を掃除ロボットに送り、掃除ロボットから利用者の携帯端末に送って火災を報知することができる。
しかし、無線連動型の住警器にあっては、例えば400MHz帯の特定小電力無線局の標準規格に準拠した無線通信機能により連動警報を行うようにしており、これに加えて掃除ロボットとの通信を可能とする無線LAN機能を追加することは、大幅な住警器の変更を伴うことからコストが上昇する問題がある。
この問題を解決するためには、無線LAN通信機能を備えた中継アダプタを準備して住警器に信号線接続することも考えられるが、住警器にアダプタ接続用のコネクタやインタフェース回路を設ける必要があり、簡単にはできないという問題がある。
また既設の住警器については、無線LAN通信機能を設けたり、中継アダプタを信号線接続するようなことはできず、スマート掃除ロボットを導入しても、住警器と連携した警報システムとしての利用が十分にできない恐れがある。
本発明は、火災等の異常を検知して警報する警報器を、外部ネットワークを経由した通信機能を備えたスマート掃除ロボット等の移動体を利用して連携可能とする警報システムを提供することを目的とする。
(警報システム)
本発明は、警報システムに於いて、
監視領域の火災に伴う異常を検知して異常警報音を出力する警報手段と、
警報手段から出力された異常警報音を検知した場合に、異常検知信号を送信する警報中継手段と、
監視領域を含む所定の作業領域を自立走行しながら所定の作業を行うと共に、警報中継手段から異常検知信号を受信した場合に、外部のネットワークのサーバを経由して利用者端末に異常検知信号を送信して異常を報知させる移動手段と、
を備えたことを特徴とする。
(異常発生場所に移動して画像撮影)
移動体手段は、撮像手段を備え、警報中継手段から火災検知信号を受信した場合に、警報手段が異常を検知した監視領域に移動し、当該監視領域の画像を撮像手段により撮像し、当該撮像した画像を、外部ネットワークのサーバを経由して利用者端末へ送信して表示させる。
(警報スイープ音の検知)
警報中継手段は、警報手段が出力する異常警報音の内、音量が略一定で周波数が所定範囲で変化するスイープ音を検知して異常検知動信号を送信する。
(警報中継手段の配置)
警報中継手段は、警報手段が出力する異常警報音の音圧が所定レベル以上となる所定範囲内に配置する。
(警報手段による火災検知と消火)
移動体手段は、更に消火手段を備え、警報中継手段から異常検知信号として火災検知信号を受信した場合、警報手段が火災を検知した監視領域に移動し、火災位置特定手段により検出した火災位置に向けて消火剤を散布する。
移動体手段は、火災に伴う異常を検知する異常検知手段を備え、異常として火災を検知した場合に、火災検知信号を、外部ネットワークのサーバを経由して利用者端末へ送信して前記火災を報知させる。
(異常検知手段による火災検知と消火)
移動体手段は、更に消火手段を備え、異常検知手段により異常として火災を検知した場合、火災位置特定手段により検出した火災位置に向けて消火剤を散布する。
(利用者端末による移動体手段の遠隔制御)
移動体手段は、利用者端末からの制御指示信号を受信した場合に、当該制御指示信号に基づく制御を行う。
(基本的な効果)
本発明の警報システムによれば、監視領域の異常を検知した場合に警報手段から出力される異常警報音を警報中継手段で検知し、異常検知信号を移動体手段へ送信し、移動体手段から外部のネットワークのサーバを経由して利用者端末に異常検知信号を送信して異常を報知させるようにしたため、警報手段の近くの警報音を検知可能な位置に警報中継手段を配置するだけで移動体手段と簡単に連携した警報システムを構成することができ、警報手段の専用のインタフェース回路を設けたり、信号線接続する必要はなく、利用者は専門的な知識がなくとも、簡単に警報中継手段を配置して移動体と連携した警報を行うことができる。
また警報中継手段は、警報手段の警報音を検知して異常検知信号を送信するため、メーカが異なる警報手段であっても、例えば火災警報音は規格上決まっていることから、確実に警報音を検知して連動することができ、警報手段のメーカに依存しないオープンな移動体と連携した警報システムを構築することができる。この点は、同一メーカのバージョンが異なる場合にも同様である。
また、既設の警報手段をそのまま活用でき、警報中継手段を追加するだけでよく、住警器を移動体に連携して警報するためのコストを大幅に低減し、既設の資源を活用した警報システムの活用を可能とする。
(警報スイープ音の検知による効果)
警報中継手段は、警報手段が出力する例えば火災警報音の内、音量が略一定で周波数が所定範囲で変化するスイープ音、例えば約2KHzから約3KHzまでの周波数範囲で変化するスイープ音を検知して火災検知信号を送信するようにしたため、警報手段が火災警報音以外に出力する電池電圧低下を示すローバッテリー警報音、センサ障害などの障害警報音、テレビやラジオなどの音を誤って検知して火災を連動警報することを確実に防止できる。
住警器とスマート掃除ロボットを連携する本発明による警報システムの設置例を示した説明図 本発明の警報システムを設置した住宅を示した見取り図 スマート掃除ロボットの機能構成の概略を示したブロック図 火災センサ部を搭載したスマート掃除ロボットの機能構成の概略を示したブロック図 消火ユニットを搭載したスマート掃除ロボットの機能構成の概略を示したブロック図 無線連動型の住警器における機能構成の概略を示した説明図 警報中継アダプタの機能構成の概略を示したブロック図 住警器とスマート掃除ロボットを連携する本発明による警報システムの設置例を示した説明図 住警器における機能構成の概略を示した説明図
[警報システムの構成]
(システム構成の概略)
図1は本発明による警報システムの住宅に対する設置例であり、本発明の警報システムは、無線連動型住警器24−1,24−2、警報中継アダプタ26、スマート掃除ロボット10、無線ルータ12、ゲートウェイ14、インターネット16、サーバ18、携帯電話ネットワーク20及び携帯電話22で構成する。
無線連動型住警器24(24−1,24−2)は、各部屋などの監視領域の異常を検知して異常警報音を出力する警報手段であり、警報中継アダプタ26は、警報手段から出力された異常警報音を検知した場合に、異常連動信号を送信する警報中継手段であり、スマート掃除ロボット10は、監視領域を含む所定の作業領域を自立走行しながら所定の作業を行うと共に、警報中継手段から異常検知信号を受信した場合に、インターネット16及び携帯電話ネットワーク22を含む外部のネットワークを経由して利用者端末としての携帯電話22に異常検知信号を送信して異常を報知させる移動体手段である。なお、以下の説明にあっては、異常警報として火災警報を出力する場合を例にとって説明する。
(スマート掃除ロボットの導入環境)
図1において、住宅15にはスマート掃除ロボット10を導入しており、スマート掃除ロボット10は、予め記憶した掃除経路情報に基づき、予め設定した時間スケジュール又は利用者の操作を受け付け、掃除経路に従った自立走行により、搭載した吸塵部の駆動で床面のダストを吸引除去する掃除作業を行う。また掃除作業を行わない場合は、住宅の所定箇所に配置した充電ステーションに戻っており、充電ステーションで充電端子をステーション側に接続し、搭載した電池電源の充電を行っている。
図2はスマート掃除ロボット10を導入した住宅15の部屋割りの一例を示した見取り図であり、例えば、リビング兼用ダイニングLDの片隅に、充電ステーション(図示せず)を配置した場合、スマート掃除ロボット10は、そこに移動して充電しながら待機している。
スマート掃除ロボット10の自立走行による掃除作業は、充電ステーションを起点とした掃除経路を例えば台所、LD、洋室A〜C単位にメモリに予め記憶しておき、例えば掃除開始時刻を判別すると、スケジュールに従った部屋に移動し、部屋の隅から往復掃除経路に従って室内を隙間なく自立走行しながら塵埃を吸引し、もし掃除経路の途中に障害物があれば、超音波センサなどにより障害物を回避する経路を生成しながら自立走行による掃除を行う。掃除経路の自立走行が終了すると、次の部屋に移動し、所定の掃除経路に沿った自立走行により掃除作業を続ける。掃除作業の途中で電池電源の低下を検知した場合には、充電ステーションに戻って充電を行い、充電完了後に、掃除を中断した位置に戻って自立走行による掃除作業を続ける。
またスマート掃除ロボット10は、充電ステーションから作業する部屋へ移動する場合の経路、作業終了や充電のため充電ステーションに戻る経路は、壁際に沿って走行する壁際経路を記憶しており、この壁際経路に従った自立走行により充電ステーションと各部屋の間を行き来する。
またスマート掃除ロボット10は無線LAN通信機能を備えており、これに対応して住宅15にアクセスポイント(固定局)として機能する無線ルータ12を配置し、無線LANの通信環境を構築している。無線ルータ12はゲートウェイ14に接続し、ゲートウェイ14を介して外部ネットワークとなるインターネット16を介して、スマート掃除ロボット16に関連した各種のサービスを提供するサーバ18との通信接続を可能とし、また携帯電話ネットワーク20を経由して利用者の保有するスマートフォン等の携帯電話22との通信接続を可能としている。
ここで、アクセスポイント(固定局)として機能する無線LAN通信機能を備えたスマートフォンでは、住宅15内において、無線ルータ12を経由することなく、スマート掃除ロボット10と携帯電話22との間で無線LANによる通信接続を可能とする。
スマート掃除ロボット10は撮像手段としてカメラを搭載しており、カメラにより撮影した画像を、携帯電話22宛に送信して表示することができる。また携帯電話22にインストールしたロボット操作用のアプリケーションを使用し、携帯電話22の画面操作により、スマート掃除ロボット10の掃除作業の開始や停止操作、カメラによる撮像操作などを遠隔的に行うことを可能としている。
サーバ18には、住宅15に導入したスマート掃除ロボット10による掃除制御、カメラ制御等に対応した所定のサービス機能を設けている。サーバ18のサービス機能としては、例えばスマート掃除ロボット10と携帯電話22との間の通信交換サービス、スマート掃除ロボットによるセンシングデータの解析、携帯電話22からスマート掃除ロボット10への指示の伝達などがある。
(住警器の配置)
図1において、住宅15の各部屋に分けて、無線連動型住警器24−1、24−2を設置している。なお、図1は図2の住宅15の一部であり、住宅15には図2のように無線連動型住警器24−1〜24−5を設置している。また、以下、無線連動型住警器24−1〜24−5をそれぞれ区別しない場合は無線連動型住警器24という。
無線連動型住警器24−1を例にとると、無線連動型住警器24−1は設置している部屋、例えばリビング兼用ダイニングLDの温度又は煙濃度を観測し、観測結果が示す温度又は煙濃度に基づいて火災を検知した場合に連動元を示す火災警報音を出力する。
また無線連動型住警器24−1〜24−5の間で連動グループを形成している。無線連動型住警器24−1〜24−5の間は所定の通信プロトコルに従った通信経路12となり、所定の連動グループ符号を含めた信号を送信することで、連動グループ内での通信を可能とする。例えば無線連動型住警器24−1が火災を検知して連動元を示す火災警報を出力した場合、他の無線連動型住警器24−2〜24−5へ火災連動信号を送信して、これを受信した無線連動型住警器24−2〜24−5に、連動先を示す火災警報を出力させる。
(警報中継アダプタの配置とスマート掃除ロボットとの連携)
図1の警報システムは、無線連動型住警器24をスマート掃除ロボット10と連携するため、例えば無線連動型住警器24−1に対応して警報中継アダプタ26を配置している。警報中継アダプタ26は、アクセスポイントとなる無線ルータ12を経由してスマート掃除ロボット10に通信接続するための無線LAN通信機能と、無線連動型住警器24−1から出力される火災警報音を検知する機能を備える。また、警報中継アダプタ26は、無線連動型住警器24−1が出力する火災警報音を検知可能な近接した位置、例えば規格上、70dB以上の音圧が得られる1メートル以内の範囲に配置する。
サーバ18には、住宅15に導入したスマート掃除ロボット10による掃除制御、カメラ制御等に対応した所定のサービス機能に加え、無線連動型住警器24との連携に伴い所定の火災連携機能を設けている。
例えば無線連動型住警器24−1で火災を検知して連動元を示す火災警報を出力した場合、この火災警報音を警報中継アダプタ26で検知して火災検知信号を、無線ルータ12を経由してスマート掃除ロボット10へ送信し、更にスマート掃除ロボット10、無線ルータ12、ゲートウェイ14及びインターネット16を経由してサーバ18へ火災検知信号を送信する。サーバ18は火災検知信号を受信すると、火災連携機能により火災報知情報を含む火災検知信号を生成し、当該火災検知信号を、インターネット16及び携帯電話ネットワーク20を経由して利用者の携帯電話20に送信する。サーバ18からの火災検知信号を受信した携帯端末22は火災報知示画面の表示やスピーカからの発音出力等により火災警報を出力する。
またスマート掃除ロボット10は、無線連動型住警器24−1からの火災警報音を検知して警報中継アダプタ26が送信した火災検知信号を、無線ルータ12を経由して受信した場合、火災を検知した部屋に移動し、そこの画像をカメラにより撮像し、無線ルータ12、ゲートウェイ13、インターネット14、サーバ18、インターネット14及び携帯電話ネットワーク20を経由して利用者の携帯電話22へ送信して表示させることもできる。
[スマート掃除ロボットの構成]
図3はスマート掃除ロボットの機能構成の概略を示したブロック図である。図3において、スマート掃除ロボット10は、制御部30、アンテナ34を接続した無線LAN通信部32、カメラ部36、音声入出力部38、操作表示部40、自立走行センサ部42、走行駆動部44、充電部46及び吸塵部48を備え、図示しない電池電源により動作する。
制御部30は、例えばプログラムの実行により実現される機能である。ハードウェアとしてはCPU、メモリ、USBポートを含む各種の入出力ポート等を備えたコンピュータ回路又はワイヤードロジック回路等を使用する。
無線LAN通信部32は、無線ルータ12及び警報中継アダプタ26との間で所定の無線LAN通信プロトコルに従って信号を送受信する。また、無線LAN通信部32は、無線LANのアクセスポイント(基地局)としても機能する。この無線LAN通信プロトコルは例えばIEEE802.11b/gに準拠する。また無線LAN通信部32は、住宅25内に利用者の携帯電話22がある場合(無線LAN通信可能エリアにある場合)、携帯電話22が無線LAN通信のアクセスポイント機能を備えていれば、携帯電話22との間で無線LAN通信プロトコルに従って信号を送受信する。
音声入出力部38は、マイク、その増幅回路、スピーカ、その駆動回路を備え、制御部30の指示に基づき、利用者との間で予め定めた音声を認識して音声会話を行うための音声入出力を行う。また制御部30の指示に基づき火災警報音の出力も可能である。
操作表示部40は、スマート掃除ロボット10の動作に必要な各種の設定操作、動作に伴う各種表示を行う。また操作表示部40はリモコン受信部を備え、遠隔操作を受け付ける。
自立走行センサ部44は、スマート掃除ロボット10の自立走行に必要な情報を検知するもので、例えば超音波センサ、接触センサ、光学センサなどを使用する。超音波センサは自立走行中の障害物を検知して回避する制御に使用する。接触センサは自立走行中の障害物との接触を検知して反対方向に折り返す制御等に使用する。光学センサは検知方向を床面に向けて配置し、例えば充電ステーションの床面側に配置した光ビーコンを検知してそれぞれの充電端子を位置合せして接続する制御に使用する。
走行駆動部42は、ロボット本体に設けた左右の駆動輪を個別に回転駆動するモータを備え、直進走行は左右の車輪を同一速度で回転駆動し、旋回走行は左右の車輪の一方の回転を早くし、他方の回転を遅くすることで行う。
充電部46は充電ステーションに移動して充電端子を相互に接続した状態で、充電ステーションから充電電力を受け、図示しない電池電源を充電する。
吸塵部48は、ロボット本体の下面両側に配置したサイドブラシによりゴミを集め、下面中央に配置した回転ブラシによりサイドブラシで集めたゴミを取り込み、内蔵したファンの回転により吸引し、フィルタを通してダストを除去してロボット本体の上方へ排気すると共にフィルタで除去したダストをダストボックスに収納する。
制御部30は、CPUのプログラム実行などにより実現する機能であり、次の掃除制御カメラ制御、音声認識制御及び火災連携制御を行う。
(掃除制御)
制御部30による掃除制御には、例えば自動モード、壁際モード、局所モードがある。自動モードはメモリに予め記憶した掃除経路に従って部屋の床を自動で掃除する。壁際モードは、メモリに予め記憶した壁際経路に従って部屋の壁際を集中的に掃除する。局所モードは、メモリに予め記憶した所定半径の床面を例えばスパイラル経路に従って集中的に掃除する。
また、制御部30は、利用者が操作したリモコンからの操作信号に基づき、操作表示部40のリモコン受信部で受信した自動モード、壁際モード又は局所モードに従った掃除制御を行う。
(カメラ制御)
また、制御部30は、無線LAN通信部32を介して、外出先の利用者の携帯電話22の操作による撮影指示信号を受信した場合、カメラ部36に指示し、撮影動作により部屋の画像を取得し、利用者の携帯電話22へ送信して画像表示させる制御を行う。
また、制御部30は、無線LAN通信部32を介して、室内にいる利用者の携帯電話22の操作による撮影指示信号を受信した場合、カメラ部36により部屋の様子を撮影した画像を取得し、当該画像を利用者の携帯電話22へ送信して表示させる制御行う。この場合、携帯電話22の画像画面には、掃除ロボット10の走行操作釦が表示され、携帯電話22からの指示に基づき、制御部30は走行駆動部44に指示し、掃除ロボット10を直進、旋回又は後進させる制御を行い、例えばカメラ部36で撮影した部屋の動画をみながら、物を捜したり、ペットを見つけたりするといった利用を可能とする。
(音声認識制御)
制御部30は、掃除制御を行っていない状態で、音声入出力部38のマイクを介して入力した音声を認識し、認識結果に基づき操作指示を判断して対応する制御を行う。また、制御部30は、入力した音声の認識結果から予め定めた所定の会話入力を判断し、対応する応答音声を音声入出力部38のスピーカから出力する制御を行う。
(火災連携制御)
制御部30は、無線LAN通信部32を介して、図1に示した警報中継アダプタ26から、無線連動型住警器24で火災を検知した場合に出力される火災警報音の検知に基づく火災検知信号を無線ルータ12を経由して受信した場合、火災検知信号を生成し、無線LAN通信部32に指示し、無線ルータ12、ゲートウェイ14、インターネット16を経由してサーバ18へ送信し、当該火災検知信号を受信したサーバ18による火災連携機能により火災報知情報を含む火災検知信号を生成し、当該火災検知信号をインターネット16及び携帯電話ネットワーク20を経由して利用者の携帯電話22へ送信し、火災警報画面を表示すると共に火災警報音を出力させる制御を行う。
また、制御部30は、無線LAN通信部32を介して警報中継アダプタ26から無線ルータ12を経由して火災検知信号を受信した場合に、走行駆動部44に指示し、無線連動型住警器24が火災を検知した監視領域となる部屋に移動すると共に、カメラ部36に指示し、火災を検知した部屋の画像を撮像し、利用者の携帯電話22へ送信して表示させる制御を行う。
ここで、制御部30による火災を検知した部屋に掃除ロボット10を移動する制御は、メモリに予め記憶した火災監視経路に基づいて行う。火災監視経路は、例えば図2の見取り図を例にとると、無線連動型住警器24−1〜24−5を設置している部屋や場所ごとに、部屋を撮影する監視ポイントP0〜P4を予め設定する。ここで監視ポイントP0はリビング兼ダイニングLDの監視ポイントであると同時に充電ステーションであり、原点となる。また監視ポイントP1〜P4は、各部屋を掃除ロボット10のカメラ部36で撮影した場合、部屋全体が撮影できる入り口付近に設定する。
火災経路情報は、原点P0を起点に監視ポイントP1〜P4の至る点線で示す直線経路L1〜L9と変針点Q1〜Q7を設定し、これに基づき走行制御情報を生成してメモリに記憶する。例えば原点P0から洋室Aの監視ポイントP1へ移動するための経路情報は
(P0,L1メートル,Q1,L2メートル,Q2,L3メートル,P1)となり、これに基づく走行制御情報は(距離L1走行、Q1で右90度変針、距離L2走行、Q2で左90度変針、距離L3走行)となる。
また、原点P0から監視ポイントP1〜P4への火災監視経路の生成は、リモコンにより掃除ロボット10を実際に移動させる操作を行い、このときの走行駆動部44の走行制御情報をメモリに記憶しても良い。
また、図1及び図2の場合には、無線連動型住警器24−1の火災警報音を警報中継アダプタ26で検知してスマート掃除ロボット10へ火災検知信号を送信しており、制御部30は、警報中継アダプタ26から受信した火災検知信号からは、火災発生場所が一義的に特定できない。これは無線連動型住警器24−1以外の無線連動型住警器24−2〜24−5の何れかで火災が検知された場合、火災連動信号を送信し、これを無線連動型住警器24−1が受信して連動先を示す火災警報音を出力することによる。
このため制御部30は、警報中継アダプタ26から火災検知信号を受信した場合、メモリに記憶した火災監視経路に基づき、原点P0を含む全ての監視ポイントP1〜P4を順番に移動しながら、カメラ部36により撮影した画像を利用者の携帯電話22に送信して画像表示し、この画像を見て利用者が確認操作を行った場所を火災発生場所に確定し、確定した火災発生場所の監視ポイントに掃除ロボット10は停止してカメラ部36により部屋を逐次撮影して利用者の携帯電話22に画像を送って表示させる制御を行う。
勿論、無線連動型住警器24−1〜24−5の各々に対応して警報中継アダプタ26を配置した場合には、制御部30は受信した火災検知信号に含まれる送信元符号から火災を検知した無線連動型住警器24を特定することができるので、無線連動型住警器24−1〜24−5の送信元符号と監視ポイントの対応関係を予めメモリに記憶し、火災検知信号に基づき火災発生場所の監視ポイントを取得し、そこへ至る火災監視経路情報に基づき掃除ロボット10を火災発生場所に移動させる制御を行うことができる。
[火災センサ部を備えた掃除ロボット]
図4は掃除ロボットの他の実施形態を示したブロック図であり、この実施形態にあっては、図3の実施形態に、更に火災センサ部50を設けたことを特徴とする。それ以外の構成及び機能は、図3の場合と同様であることから、同じ符号を付して、その説明は省略する。
火災センサ部50は、火災に伴う異常を検知する異常検知手段であり、火災に伴う炎を検知する炎センサを備え、炎センサとしては炎から出る赤外線を検知する赤外線センサまたは炎からでる紫外線を検知する紫外線センサを使用する。
制御部30は、所定の時間スケジュール又は携帯電話22からの利用者の制御指示等に基づき、走行駆動部44に指示し、図2に示した火災監視経路L1〜L9を巡回することにより、火災監視制御を行う。
制御部30は、火災監視経路L1〜L9の巡回中に、火災センサ部50の検知信号により火災を検知した場合、音声入出力部38に指示し、火災警報音を出力させると共に、火災連動信号を生成し、無線LAN通信部32に指示し、当該火災連動信号を、中継アダプタ38を経由して住警器24へ送信すると共に、サーバ18へ送信する制御を行う。スマート掃除ロボット10から火災連動信号を受信した住警器24は、火災警報音を出力させると共にLEDの点灯又は点滅させて火災警報を出力させる。またスマート掃除ロボット10から火災連動信号を受信したサーバ18は、火災報知情報を含む火災連動信号を生成して利用者の携帯電話22へ送信させて火災報知画面を表示すると共に警報音を出力して火災を報知させる制御を行う。
また、制御部30は、火災センサ部50の検出信号により火災を検知した場合、火災を検知した位置に停止し、カメラ部36に指示し、火災を検知した部屋の画像を撮像し、サーバ18を経由して利用者の携帯電話22へ送信して表示させる制御を行う。
なお、火災センサ部50は、スマート掃除ロボット10が巡回中の部屋で発生した火災を検知することになり、それ以外の部屋で火災が発生した場合には住警器24により火災が検知され、スマート掃除ロボット10から連動して火災警報を出力する。
[消火ユニットを備えた掃除ロボット]
図5は掃除ロボットの他の実施形態を示したブロック図であり、この実施形態にあっては、図4の実施形態に、更に消火ユニット52を設けたことを特徴とする。それ以外の構成及び機能は、図3の場合と同様であることから、同じ符号を付して、その説明は省略する。
消火ユニット52は、掃除ロボット10に内蔵又は別ユニットとして搭載しており、制御部30の指示を受け、消火剤をノズルから散布するようにしている。例えば消火ユニット52は、消火用水をタンクに入れ、掃除ロボット10の吸塵用のファンにより排出される空気を、ベンチュリー管を用いたノズルに導入し、ベンチュリー作用によりタンクの水を吸い出して排出空気に混合することで噴霧化して散布する。また消火ユニット52は、消火ガスまたは消火粉末剤を加圧充填したボンベに開閉弁を介してノズルを設け、開閉弁を開いて消火ガス又は消火粉末剤を放出するようにしても良い。
消火ユニット52を設けた場合の制御部30による消火制御は、次の遠隔消火制御と自動消火制御がある。
(遠隔消火制御)
制御部30は、無線LAN通信部32を介して住警器24の火災警報音を検知して警報中継アダプタ26から送信した火災検知信号を受信し、これに基づき火災発生場所の監視ポイントへ火災監視経路情報により移動した場合、または、火災センサ50の検出信号により火災を検知してその場所に停止した場合、監視ポイント又は停止場所でカメラ部36に指示し、火災を検知した部屋の画像を撮像し、サーバ18を経由して利用者の携帯電話22へ送信し、画像を画面表示させる制御を行う。
この携帯電話22に表示する画面には、スマート掃除ロボット10の走行操作と消火開始操作用の操作釦の表示があり、利用者は表示された画像を見て消火ユニット52を火災位置に向ける操作を行い、この状態で利用者が操作釦にタッチするなどして消火開始操作を行うと、当該消火開始操作の指示信号がサーバ18を経由して掃除ロボット10へ送信され、制御部30は消火開始操作の指示信号の受信を検知して消火ユニット52を作動させ、火災位置へ向けて消火剤を散布する制御を行う。
この場合、制御部30による火災位置特定手段は、携帯電話22により火災位置の画像を見て行った利用者の操作を受け付けて消火ユニット52を火災位置に向ける制御機能となる。
また、制御部30は、消火ユニット52を作動させた後も、カメラ部36に指示して逐次撮影した火災発生場所の画像を利用者の携帯電話22へ送信して画面表示する制御を行い、消火の様子を確認可能とする。
(自動消火制御)
制御部30は、携帯電話22からの利用者の消火指示を待って消火ユニット50を作動させる制御を行うことを基本とするが、所定時間を経過しても利用者の消火指示が得られない場合は、制御部30の指示で消火ユニット52を作動させる自動消火制御を行う。
制御部30による自動消火制御は、火災を検知した画像を利用者端末へ送信してから所定時間を経過しても消火指示信号を受信しない場合、所定の火災位置特定手段により火災位置を特定し、特定した火災位置に消火ユニット50を向けて作動させ、火災位置へ向けて消火剤を散布する制御を行う。
この場合の制御部30による火災位置特定手段としては、例えば、走行駆動部44に指示してスマート掃除ロボット10の旋回により火災センサ部50の指向方向を変化し、検知信号が最大となる位置を火災位置と特定し、特定した火災位置に消火ユニット50を向けて作動させる制御を行う。また、制御部30による他の火災位置特定手段としては、カメラ部36で撮像した画像をサーバ18へ送り、その画像処理により火災位置を特定させ、サーバ18で特定した火災位置に消火ユニット50を向けて作動させる制御を行う。
なお、制御部30の自動消火制御は、警報中継アダプタ26による住警器24の火災警報音を検知する火災検知と、火災センサ部50による火災検知のAND条件(論理積条件)が成立して確実に火災であることを検知した場合に、消火ユニット52を作動させ、自動消火制御の信頼性を向上するようにしても良い。
消火ユニット52を設けた場合、制御部30は、利用者の消火指示を待って消火ユニット50を作動させる制御を行うことを基本とするが、所定時間を経過しても利用者の消火指示が得られない場合は、制御部30の指示で消火ユニット50を作動させる制御を行う。
即ち、制御部30は、無線LAN通信部32を介して警報中継アダプタ26から火災検知信号を受信し、これに基づき火災発生場所の監視ポイントへ火災監視経路情報に基づき移動した場合、監視ポイントにおいて火災センサ部50の検知信号により火災の有無を判断し、火災を判断した場合に火災を確定し、火災検知信号を生成し、無線LAN通信部32に指示してサーバ18へ送信し、サーバ18で火災報知情報を含む火災検知信号を生成して利用者の携帯電話22へ送信して火災報知画面を表示すると共に警報音を出力して火災を報知する制御を行う。
この携帯電話22に表示する火災報知画面には、消火開始操作を求める表示と操作釦の表示があり、利用者が操作釦にタッチするなどして消火開始操作を行うと、当該消火開始操作の指示信号が掃除ロボット10へ送信され、制御部30は利用者による消火開始操作の指示信号の受信を検知して消火ユニット52を作動させる制御を行う。
なお、図3の実施形態のように、掃除ロボット10に火災センサ部50を設けていない場合には、制御部30は火災発生場所に移動し、カメラ部36に指示し、火災発生場所を撮像して利用者の携帯電話22に画面表示させるが、この画面に消火開始操作を求める表示と操作釦を表示し、利用者が表示画像から火災を確認して消火開始操作を行った場合に、当該消火開始操作の指示信号を掃除ロボット10へ送信し、制御部30は利用者による消火開始操作の指示信号の受信を検知して消火ユニット52を作動させる制御を行うようにしても良い。
また、制御部30は、消火ユニット52を作動させた後も、カメラ部36に指示して逐次撮影した火災発生場所の画像を利用者の携帯電話22へ送信して画面表示する制御を行う。
[無線連動型住警器24の構成]
図6は無線連動型住警器24−1の機能構成の概略を示したブロック図であり、他の無線連動型住警器24−2〜24−5も同様となる。
図6において、無線連動型住警器24−1は、警報制御部60、センサ部62、アンテナ65を接続した連動通信部64、報知部66、操作部68を備え、図示しない電池電源により動作する。
警報制御部60は、例えばプログラムの実行により実現される機能である。ハードウェアとしてはCPU、メモリ、各種の入出力ポート等を備えたコンピュータ回路又はワイヤードロジック回路等を使用する。
センサ部62は温度検出部または検煙部である。センサ部62として温度検出部を設けた場合、温度検出素子として例えばサーミスタを使用し、この場合、温度による抵抗値の変化に対応した電圧検出信号を警報制御部60へ出力する。またセンサ部62として検煙部を設けた場合、公知の散乱光式検煙構造をもち、警報制御部60の指示により、所定周期で赤外LEDを用いた発光部を間欠的に発光駆動し、フォトダイオードなどの受光部で受光した散乱光の受光信号を増幅し、煙濃度検出信号を警報制御部60へ出力する。
連動通信部64は、他の無線連動型住警器24−2〜24−5との間で所定の通信プロトコルに従って火災連動信号を送受信する。この通信プロトコルは、日本国内の場合には、例えば400MHz帯の特定小電力無線局の標準規格として知られたSTD−30(小電力セキュリティシステム無線局の無線設備標準規格)又はSTD−T67(特定小電力無線局テレメータ用、テレコントロール用及びデータ伝送用無線設備の標準規格)に準拠する。この火災連動信号は、送信元を示す送信元符号、グループ符号、事象符号、制御コマンド等を含む形式とする。
報知部66は、スピーカ、LED及びそれぞれの駆動回路を備え、必要に応じ警報制御部60の指示によりスピーカから警報音を出力すると共にLEDにより警報表示を行う。操作部68は警報音及び又は警報表示を停止するための操作を受け付ける警報停止スイッチなどの各種スイッチを備える。
警報制御部60は、CPUのプログラム実行などにより実現する機能であり、次の火災警報制御、火災復旧制御、及び警報停止制御等を行う。
(火災警報制御)
警報制御部60は、センサ部62から出力した温度又は煙濃度の検知信号をAD変換により読み込み、所定の閾値以上の場合に火災を検知し、報知部66から連動元を示す火災警報を出力させる制御を行う。この場合の火災警報として例えば「ピー ピー ピー 火事です 火事です」といった音声メッセージをスピーカから繰り返し出力すると共にLEDを例えば点灯して行う。
また、警報制御部60は、報知部66から火災警報を出力させた場合、第2通信プロトコルに従った火災連動信号を生成し、連動通信部64に指示し、他の無線連動型住警器24−2〜24−5へ火災連動信号を送信させる制御を行い、当該火災連動信号を受信した他の無線連動型住警器24−2〜24−5で連動先を示す火災警報を出力させる。
この場合の連動先を示す火災警報としては例えば「ピー ピー ピー 別の警報器が作動しました 確認してください」といった音声メッセージをスピーカから繰り返し出力すると共にLEDを例えば点灯して行う。
また、警報制御部60は、連動通信部64を介して他の無線連動型住警器24−2〜24−5の何れかが送信した火災連動信号の有効受信を検知した場合、報知部66からの連動先を示す火災警報を出力させる制御を行う。この場合の連動先を示す火災警報も例えば「ピー ピー ピー 別の警報器が作動しました 確認してください」といった音声メッセージをスピーカから繰り返し出力すると共にLEDを例えば点灯して行う。
ここで、火災警報音の内の「ピー ピー ピー」の部分は音量が略一定で例えば約2kHzから約3KHzまでの範囲で周波数を変化させるスイープ音としている。また火災警報音の音圧は規格上定められた所定の音圧以上であり、例えば90dB/mの音圧とする。
なお、「信号の有効受信を検知」とは、受信した信号に含まれるグループ符号が、受信装置である自己のメモリに予め登録したグループ符号に一致して自己に宛てた信号と認識し、更に、信号内容としても異常が無いことを認識したことを意味する。
(火災復旧制御)
警報制御部60は、センサ部62の検出信号に基づき温度又は煙濃度が閾値を下回る状態が例えば所定時間継続した場合或いは例えば所定回数連続した場合、火災の復旧(火災検知状態が解消したこと)を検知し、報知部66からの連動先を示す火災警報出力を停止させると共に、火災復旧連動信号を生成し、連動通信部64に指示し、当該火災復旧連動信号を他の無線連動型住警器24−2〜24−5へ送信させる制御を行い、これを受信した他の住警器に、連動先を示す火災警報出力を停止させる。
また警報制御部60は、連動通信部64を介して他の無線連動型住警器24−2〜24−5の何れかが送信した火災復旧連動信号の有効受信を検知した場合に、報知部66からの連動先を示す火災警報出力を停止させる制御を行う。
(警報停止制御)
警報制御部60は、連動元として火災警報の出力中に操作部68の警報停止スイッチで受け付けた警報停止操作を検知した場合、報知部66からの連動元を示す火災警報出力を停止させると共に、警報停止連動信号を生成し、連動通信部64に指示し、当該警報停止連動信号を他の無線連動型住警器24−2〜24−5へ送信させる制御を行い、これを受信した他の無線連動型住警器24−2〜24−5に、連動先を示す火災警報出力を停止させる。
また警報制御部60は、連動通信部64を介して他の無線連動型住警器24−2〜24−5の何れかが送信した警報停止連動信号の有効受信を検知した場合に、報知部66からの連動先を示す火災警報出力を停止させる制御を行う。
[警報中継アダプタの構成]
図7は警報中継アダプタ26の機能構成の概略を示したブロック図である。図7において、警報中継アダプタ26は、警報音検知部70、中継制御部72及びアンテナ76を接続した無線LAN通信部74を備え、図示しない電池電源により動作する。中継制御部72は、例えばプログラムの実行により実現される機能である。ハードウェアとしてはCPU、メモリ、各種の入出力ポート等を備えたコンピュータ回路又はワイヤードロジック回路等を使用する。
無線LAN通信部74は、無線LAN通信プロトコルに従って掃除ロボット10へ火災検知信号を無線ルータ12を経由して送信する。この無線LAN通信プロトコルは例えばIEEE802.11b/gに準拠する。
警報音検知部70は、無線連動型住警器24−1が出力する火災警報音を検知するが、特に、火災警報音の内、音量が略一定で周波数が例えば約2KHz〜約3KHzの範囲で変化するスイープ音を検知して警報音検知信号を中継制御部72へ出力する。このため警報音検知部70には、警報音を音声信号に変換するマイク、マイクからの音声信号の内のスイープ音に対応した例えば約2KHz〜約3KHzの通過帯域周波数をもつ帯域フィルタ、帯域フィルタで抽出した信号を増幅する増幅器、増幅した音声信号の所定閾値レベルを超えた場合に出力する比較器などの回路を備え、スイープ音に対応した音声信号に基づく警報音検知信号を出力する。
ここで無線連動型住警器24の火災警報音は、「ピー ピー ピー 火事です 火事です」となり、火災警報音の内の「ピー ピー ピー」のスイープ音を警報音検知部70は検知して警報音検知信号を中継制御部72に出力する。
またメーカの相違などで無線連動型住警器24−1が出力する火災警報音が例えば「ピュー ピュー 火事です 火事です」や「ピー ヒュー ヒュー 火事です 火事です」となっても、いずれも約2KHzから約3KHzまでの範囲で周波数を変化させる「ピュー ピュー」または「ピー ヒュー ヒュー」といったスイープ音を警報音検知部70は検知して警報音検知信号を中継制御部72に出力する。このため無線連動型住警器24のメーカが異なった場合、また、同じメーカであってもバージョンが異なった場合、このような相違に影響されることなく、無線連動型住警器24が出力する火災警報音を検知して警報音検知信号を出力することができる。
また警報音検知部70は、スイープ音を含まない火災警報音以外の例えば障害警報音については、警報音検知信号を出力せず、障害警報音を検知対象から除外することができる。
中継制御部72は、警報音検知部70から出力する警報音検知信号を読み込んで火災警報音を判別した場合、所定の無線LAN通信プロトコルに従った火災検知信号を生成し、無線LAN通信部74に指示し、無線ルータ12を経由してスマート掃除ロボット10へ送信させる制御を行う。
なお、無線連動型住警器24から出力される警報音は、日常生活では発生することのない大音量の警報音であることから、警報音検知部70は、火災警報音の中のスイープ音の検知に限らず、火災警報音そのものを検知して警報音検知信号を出力するようにして良い。この場合の警報音検知部70は、警報音を音声信号に変換するマイク、マイクからの音声信号を増幅する増幅器、増幅した音声信号の所定閾値レベルを超えた場合に出力する比較器を備えた回路とし、スイープ音を抽出する帯域フィルタは設けなくとも良い。また、マイクは、火災警報音が大音量であることから、低感度のマイクで良い。
また、無線連動型住警器24−1は所定の試験操作を行った場合に音量を少し下げた試験用の火災警報音を出力するが、警報音検知部70は、この試験用の火災警報音を検知して警報音検知信号を出力するようにし、これにより無線連動型住警器24の試験操作に伴いスマート掃除ロボットと連携した火災報知試験を行うことができる。
[スタンドアロン型の住警器を用いた警報システム]
図8は本発明による警報システムの他の実施形態の住宅に対する設置例であり、本実施形態にあっては、スタンドアロン型住警器80−1,80−2を住宅15の各部屋に配置し、スタンドアロン型住警器80−1,80−2に対応して警報中継アダプタ26−1,26−2を設けたことを特徴とし、それ以外の構成は、図1の場合と同様であることから、同じ符号を付して、その説明は省略する。
スタンドアロン型住警器80−1,80−2は、図1の無線連動型住警器24から連動通信機能を取り除いたものであり、スタンドアロン型住警器80−1を例にとると、設置している部屋の温度又は煙濃度を観測し、観測結果が示す温度又は煙濃度に基づいて火災を検知した場合に火災警報音を出力する。
図9は、スタンドアロン型住警器80−1の機能構成の概略であり、スタンドアロン型住警器80−1は、警報制御部82、センサ部84、報知部86、操作部88を備え、図示しない電池電源により動作する。
センサ部84、報知部86、操作部88は、図6の無線連動型住警器24−1に設けたセンサ部62、報知部66、操作部68の場合と基本的に同様である。
警報制御部82は、図6の無線連動型住警器24−1に設けた警報制御部60から無線連動による制御機能を除いたと同じ制御機能となる。
再び図8を参照するに、スタンドアロン型住警器80−1,80−2に対応して配置した警報中継アダプタ26−1,26−2は、スタンドアロン型住警器80−1,80−2で火災を検知した場合に出力する火災警報音を検知し、無線ルータ12を経由して掃除ロボット10へ火災検知信号を送信し、掃除ロボット10に火災連携制御を行わせる。
[本発明の変形例]
上記の実施形態は火災を検知して警報する住警器を例にとるものであったが、ガス漏れ警報器、CO警報器を配置した警報システムやそれらの警報器を混在させて配置した警報システムについても同様に適用できる。
また、上記の実施形態では、電池電源によって動作する住警器(警報器)を例に取ったが、電池電源以外の電源で動作するものにも本発明を適用できる。
また、上記の実施形態は住宅用に限らずビルやオフィス用など各種用途の警報器にも適用できる。
また本発明は上記の実施形態に限定されず、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
10:スマート掃除ロボット
12:無線ルータ
14:ゲートウェイ
16:インターネット
18:サーバ
20:携帯電話ネットワーク
22:携帯電話
24−1〜24−5:無線連動型住警器
26,26−1,26−2:警報中継アダプタ
30:制御部
32,74:無線LAN通信部
36:カメラ部
38:音声入出力部
40:操作表示部
42:自立走行センサ部
44:走行駆動部
46:充電部
48:吸塵部
50:火災センサ部
52:消火ユニット
60:警報制御部
62:センサ部
64:連動通信部
66:報知部
68:操作部
26:連動制御部
70:警報音検知部
72:中継制御部
80−1,80−2:スタンドアロン型住警器

Claims (8)

  1. 監視領域の異常を検知して異常警報音を出力する警報手段と、
    前記警報手段から出力された異常警報音を検知した場合に、異常検知信号を送信する警報中継手段と、
    前記監視領域を含む所定の作業領域を自立走行しながら所定の作業を行うと共に、前記警報中継手段から異常検知信号を受信した場合に、外部のネットワークのサーバを経由して利用者端末に異常検知信号を送信して前記異常を報知させる移動体手段と、
    を備えたことを特徴とする警報システム。
  2. 請求項1記載の警報システムに於いて、前記移動体手段は、撮像手段を備え、前記警報中継手段から火災検知信号を受信した場合に、前記警報手段が異常を検知した監視領域に移動し、当該監視領域の画像を前記撮像手段により撮像し、当該撮像した画像を、前記外部ネットワークのサーバを経由して前記利用者端末へ送信して表示させることを特徴とする警報システム。
  3. 請求項1記載の警報システムに於いて、前記警報中継手段は、前記警報手段が出力する前記異常警報音の内、音量が略一定で周波数が所定範囲で変化するスイープ音を検知して前記異常連動信号を送信することを特徴とする警報システム。
  4. )
    請求項1記載の警報システムに於いて、前記連動警報手段は、前記警報手段が出力する前記異常警報音の音圧が所定レベル以上となる所定範囲内に配置することを特徴とする警報システム。
  5. 請求項1に記載の警報システムに於いて、前記移動体手段は、更に火災位置を特定する火災位置特定手段と消火手段を備え、前記警報中継手段から異常検知信号として火災検知信号を受信した場合、前記警報手段が火災を検知した監視領域に移動し、前記火災位置特定手段により検出した火災位置に向けて消火剤を散布することを特徴とする警報システム。
  6. 請求項1記載の警報システムに於いて、前記移動体手段は、火災に伴う異常を検知する異常検知手段を備え、前記異常として火災を検知した場合に、火災検知信号を、前記外部ネットワークのサーバを経由して前記利用者端末へ送信して前記火災を報知させることを特徴とする警報システム。
  7. 請求項6記載の警報システムに於いて、前記移動体手段は、更に火災位置を特定する火災位置特定手段と消火手段を備え、前記異常検知手段により前記異常として火災を検知した場合、前記火災位置特定手段により検出した火災位置に向けて消火剤を散布することを特徴とする警報システム。
  8. 請求項1に記載の警報システムに於いて、前記移動体手段は、前記利用者端末からの制御指示信号を受信した場合に、当該制御指示信号に基づく制御を行うことを特徴とする警報システム。
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