JP6331971B2 - Self-propelled vacuum cleaner - Google Patents
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Description
この発明は、自走式掃除機に関するものである。 The present invention relates to a self-propelled cleaner.
従来における自走式掃除機においては、所定周波数の誘導信号を発生する外部誘導装置と、この外部誘導装置に接続され部屋の壁や家具の際に沿って部屋内を一周するように配設された可撓性のワイヤ又は金属製のテープである信号線と、を部屋内に設置し、掃除機本体を移動させる走行手段と、壁又は障害物までの距離を検出する測距手段と、電磁波を検知する信号検知部と、測距手段と信号検知手段の出力信号に基づいて走行手段を制御する制御手段を備え、この制御手段は、電磁誘導で検知した信号検知部の誘導信号が所定レベルになるように掃除機本体を信号線に沿って移動させるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 In a conventional self-propelled cleaner, an external induction device that generates an induction signal of a predetermined frequency and a circuit that is connected to the external induction device and goes around the room along the wall or furniture of the room are arranged. A flexible wire or a signal line which is a metal tape, a traveling means for moving the cleaner body, a distance measuring means for detecting the distance to a wall or an obstacle, and an electromagnetic wave And a control means for controlling the travel means based on the output signals of the distance measurement means and the signal detection means, and the control means is configured such that the induction signal of the signal detection part detected by electromagnetic induction is at a predetermined level. What moves a vacuum cleaner main body along a signal line so that it may become is known (for example, refer to patent documents 1).
しかしながら、特許文献1に示された従来における自走式掃除機においては、自走式掃除機が、壁面又は障害物に衝突等することなく、部屋の壁沿いに一周させるために、予め部屋内を一周するように信号線を設置しなければならない。 However, in the conventional self-propelled cleaner shown in Patent Document 1, in order for the self-propelled cleaner to make a round along the wall of the room without colliding with a wall surface or an obstacle, A signal line must be installed to go around the circuit.
この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、予め部屋内を一周するように信号線等の特別な設備を設置する必要なく、自走式掃除機が壁面又は障害物までの距離を把握して、壁面又は障害物に自走式掃除機が衝突等することなく、当該部屋内を自走して清掃することができる自走式掃除機を得るものである。 This invention was made in order to solve such a problem, and it is not necessary to install special equipment such as a signal line so as to go around the room in advance. Thus, a self-propelled cleaner that can self-propelled and clean the room without colliding the wall or an obstacle with the self-propelled cleaner is obtained.
この発明に係る自走式掃除機においては、本体と、前記本体を被清掃面に対し移動させる移動手段と、前記移動手段による前記本体の前記被清掃面に対する移動方向を変更する操舵手段と、前記被清掃面を清掃する清掃手段と、前記本体に設けられ、前記本体の周囲の状況を画像として撮影する撮影手段と、前記撮影手段により撮影された画像から、前記本体の前記移動手段による移動の妨げとなる障害物を認識する障害物認識手段と、前記撮影手段により撮影された画像を用いて、前記本体から前記障害物認識手段により認識された障害物までの距離を算出する距離算出手段と、前記距離算出手段により算出された障害物までの距離を用いて、前記移動手段、前記操舵手段及び前記清掃手段を制御する本体制御手段と、を備え、前記撮影手段は、1つのカメラを備え、前記本体は、前記カメラを第1の位置と前記第1の位置とは異なる第2の位置とに移動させるカメラ移動手段を備え、前記カメラ移動手段は、前記第1の位置と前記第2の位置とを結ぶ線に対する前記カメラの撮影方向の角度を変更することなく、前記カメラを前記第1の位置と前記第2の位置とに移動させ、前記距離算出手段は、前記第1の位置にある前記カメラにより撮影された画像と前記第2の位置にある前記カメラにより撮影された画像とを用いて、前記本体から前記障害物認識手段により認識された障害物までの距離を算出する構成とする。 In the self-propelled cleaner according to the present invention, a main body, moving means for moving the main body with respect to the surface to be cleaned, steering means for changing the moving direction of the main body with respect to the surface to be cleaned by the moving means, A cleaning unit that cleans the surface to be cleaned, an imaging unit that is provided in the main body and captures an image of the situation around the main body as an image, and a movement of the main body by the moving unit from an image captured by the imaging unit Obstacle recognition means for recognizing an obstacle obstructing the object, and distance calculation means for calculating a distance from the main body to the obstacle recognized by the obstacle recognition means using an image photographed by the photographing means When, using the distance to the obstacle calculated by said distance calculation means, said moving means, and a main body control means for controlling the steering means and the cleaning means, the photographing hand Includes one camera, and the main body includes camera moving means for moving the camera to a first position and a second position different from the first position, and the camera moving means includes the first position The distance calculating means moves the camera to the first position and the second position without changing the angle of the shooting direction of the camera with respect to a line connecting the position 1 and the second position. Is an obstacle recognized by the obstacle recognition means from the main body using an image taken by the camera at the first position and an image taken by the camera at the second position. It is set as the structure which calculates the distance to .
この発明に係る自走式掃除機においては、予め部屋内を一周するように信号線等の特別な設備を設置する必要なく、自走式掃除機が壁面又は障害物までの距離を把握して、壁面又は障害物に自走式掃除機が衝突等することなく、当該部屋内を自走して清掃することができるという効果を奏する。 In the self-propelled cleaner according to the present invention, the self-propelled cleaner needs to know the distance to the wall surface or obstacle without having to install special equipment such as signal lines so as to go around the room in advance. The self-propelled cleaner does not collide with the wall surface or the obstacle, and the inside of the room can be self-propelled and cleaned.
この発明を添付の図面を参照しながら説明する。各図を通じて同符号は同一部分又は相当部分を示している。同符号の部分についての重複説明は適宜に簡略化又は省略する。 The present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals denote the same or corresponding parts throughout the drawings. The overlapping description of the same reference numerals will be simplified or omitted as appropriate.
実施の形態1.
図1から図18は、この発明の実施の形態1に係るもので、図1は自走式掃除機の全体を示す斜視図、図2は自走式掃除機を底面側から見た斜視図、図3は自走式掃除機の側面図、図4は自走式掃除機が備えるアームの可動範囲を説明する図、図5は自走式掃除機及び充電ステーションが配置された部屋の上面図、図6は充電ステーションに設けられたマークの一例を示す図、図7は自走式掃除機の機能的な構成を示すブロック図、図8は自走式掃除機における対象物までの距離測定の第1の方法を説明する図、図9及び図10は自走式掃除機における対象物までの距離測定の第2の方法を説明する図、図11は自走式掃除機における対象物までの距離測定の第3の方法を説明する図、図12及び図13は自走式掃除機における充電ステーションまでの距離測定方法を説明する図、図14は自走式掃除機の移動動作を説明する図、図15は自走式掃除機の旋回動作を説明する図、図16は自走式掃除機の自機位置検出動作を説明する図、図17は自走式掃除機の清掃対象領域の検出動作を説明する図、図18は自走式掃除機の清掃動作を説明する図である。
Embodiment 1 FIG.
1 to 18 relate to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 is a perspective view showing the entire self-propelled cleaner, and FIG. 2 is a perspective view of the self-propelled cleaner as viewed from the bottom side. 3 is a side view of the self-propelled cleaner, FIG. 4 is a diagram for explaining the movable range of the arm provided in the self-propelled cleaner, and FIG. 5 is an upper surface of the room where the self-propelled cleaner and the charging station are arranged. FIG. 6 is a diagram showing an example of a mark provided on the charging station, FIG. 7 is a block diagram showing a functional configuration of the self-propelled cleaner, and FIG. 8 is a distance to an object in the self-propelled cleaner. FIG. 9 and FIG. 10 are diagrams for explaining a first method of measurement, FIG. 9 and FIG. 10 are diagrams for explaining a second method of distance measurement to an object in a self-propelled cleaner, and FIG. 11 is an object in a self-propelled cleaner. FIGS. 12 and 13 are diagrams for explaining a third method for measuring the distance to the charging station in the self-propelled cleaner. FIG. 14 is a diagram for explaining a moving operation of a self-propelled cleaner, FIG. 15 is a diagram for explaining a turning operation of the self-propelled cleaner, and FIG. 16 is a self-propelled cleaner. FIG. 17 is a diagram for explaining the detection operation of the cleaning target area of the self-propelled cleaner, and FIG. 18 is a diagram for explaining the cleaning operation of the self-propelled cleaner.
図1に示すように、この発明に係る自走式掃除機は、本体100、アーム200及びカメラ300を備えている。本体100は、略円盤状の外形を呈する。本体100の上面中央には、アーム200が取り付けられている。アーム200の先端部には、カメラ300が取り付けられている。
As shown in FIG. 1, the self-propelled cleaner according to the present invention includes a
図2に示すように、本体100の底面部における前方寄りの位置には、吸気ノズル101が形成されている。吸気ノズル101は、本体100内部に設けられた風路102を通じて、本体100内部のほぼ中央に収納された集塵袋103へと繋がっている。本体100内部における集塵袋103の後方にはブロワー104が設けられている。このブロワー104が発生する負圧により、吸気ノズル101から集塵袋103内へと塵埃を吸引することができる。なお、吸気ノズル101には、図示しない回転ブラシが設けられている。
As shown in FIG. 2, an
本体100の底面部における左右両側寄りには、一対の駆動輪105が設けられている。これらの駆動輪105は、本体100の底面部に設けられた開口部から下方へと突出し、被清掃面である床面に接地可能に設けられる。一対の駆動輪105は、本体100の左右中心線を挟んで対称となるように配置されている。一対の駆動輪105は、図示しないモーターによってそれぞれ独立に駆動される。それぞれの駆動輪105は、互いに独立して正逆両方向に回転することが可能である。
A pair of
本体100の底面部には、2つの補助輪106がさらに設けられている。補助輪106のうち1つは、本体100の左右中心線上における吸気ノズル101と集塵袋103との間の位置に配置されている。もう1つの補助輪106は、本体100の左右中心線上における後方寄りに配置されている。これらの補助輪106は、本体100に対し方向転換自在に取り付けられる。本体100は、駆動輪105と補助輪106とによって被清掃面である床面上に支持される。
Two
次に図3を参照しながら、アーム200の構成について説明する。アーム200は、旋回機構201を介して本体100の上面部における中央に取り付けられている。旋回機構201は、本体100の上面部に対し垂直な軸を中心にして本体100に対して回転する。旋回機構201は、本体100に対し、予め定められた角度範囲(例えば360°等)内で回転可能である。この旋回機構201により、旋回機構201の上部に取り付けられたアーム200の、本体100に対する向きを変えることができる。
Next, the configuration of the
旋回機構201の上部には、第1のアーム部202が上方に向けて突出するように設けられている。第1のアーム部202の上端には、第1の関節203を介して第2のアーム部204が取り付けられている。第1のアーム部202と第2のアーム部204とがなす角度は、第1の関節203を介して予め定められた角度範囲内で変化させることができる。
A
第2のアーム部204における第1の関節203とは反対側の端部には、第2の関節205を介して第3のアーム部206が連結されている。第2のアーム部204と第3のアーム部206とがなす角度は、第2の関節205を介して予め定められた角度範囲内で変化させることができる。
A
第3のアーム部206における第2の関節205とは反対側の端部には、第3の関節207を介して掴み部208が取り付けられている。掴み部208は、例えば、一対の指部を備えている。掴み部208は、一対の指部の間隔を変化させることで、種々の物を掴み持つことが可能である。第3の関節207は、第3のアーム部206の長手方向と平行な軸を中心として、第3のアーム部206に対する掴み部208の向き(すなわち、掴み部208の一対の指部の向き)を回転させることが可能である。
A
アーム200の先端部、すなわち、掴み部208には、カメラ300が取り付けられている。ここでは、カメラ300は、掴み部208における一対の指部の間に配置されている。
A
このように構成されたアーム200及びカメラ300により、本体100に対するカメラ300の位置を、アーム200の可動範囲内において変更することが可能である。図4に示すのはその一例である。図4には、カメラ300の撮影方向を前方水平方向に維持したまま、アーム200によりカメラ300の位置を変化させた場合の例を示している。
With the
この図4に示す(a)の状態にアーム200を移動したときに、カメラ300の位置を最も低くすることができる。また、アーム200を図4の(b)の状態にすることで、カメラ300の位置を最も高くすることができる。そして、アーム200を図4の(c)の状態にすることで、カメラ300の位置を、(a)の最低位置と(b)の最高位置との中間(中位)にすることができる。なお、アーム200を図4の(d)の状態にすれば、カメラ300の位置を最も後ろにすることができる。また、ここでは図示していないが、第1のアーム部202と第2のアーム部204とがなす角度を直角とし、前方に向けて第2のアーム部204と第3のアーム部206とが直線状になるように伸ばせば、カメラ300の位置を最も前にすることができる。
When the
以上のように構成された自走式掃除機(本体100)が、清掃対象である部屋400の内部に配置されている例を示すのが図5である。この図5に示すように、清掃対象領域である部屋400の内部には、充電ステーション500が設置されている。自走式掃除機の本体100を駆動する電力は、本体100に内蔵されたバッテリーにより賄われる。充電ステーション500は、この本体100に内蔵されたバッテリーを充電するための充電装置である。
FIG. 5 shows an example in which the self-propelled cleaner (main body 100) configured as described above is arranged inside the
充電ステーション500と本体100とには電気的に互いに接続可能な端子がそれぞれ設けられている。そして、本体100が充電ステーション500に近接し端子同士を接続することで、充電ステーション500から本体100の内蔵バッテリーへの充電が行われる。なお、充電ステーション500は、家庭用コンセント等により商用電源に接続されている。
The charging
充電ステーション500の表面には、例えば図6に示すような予め定められた形状及び大きさのマーク501が付されている。このマーク501は、充電ステーション500の様々な方向及び位置から見ることが可能な位置に配置される。充電ステーション500にマーク501を複数設けるようにしてもよい。この場合には、どの位置から見ても1つのマーク501のみが見えるように複数のマーク501の位置を決定することが望ましい。
For example, a
次に、図7を参照しながら、自走式掃除機の本体100、アーム200及びカメラ300の制御系統の機能的な構成について説明する。なお、以下で説明する各機能は、本体100内に収容された制御基板等により実装される。
Next, a functional configuration of the control system of the
掴み部208を含むアーム200の動作は、アーム制御部601により制御される。カメラ300は、本体100に設けられ、本体100の周囲の状況を画像として撮影する撮影手段を構成している。そして、前述したように、カメラ300は、アーム200の先端部にある掴み部208に設けられており、カメラ300の位置及びカメラ300の撮影方向をアーム200により変更することが可能である。
The operation of the
よって、アーム200は、カメラ300を第1の位置と前記第1の位置とは異なる第2の位置とに移動させるカメラ移動手段を構成している。また、アーム200は、前記第1の位置と前記第2の位置とを結ぶ線に対するカメラの撮影方向の角度を変更する撮影角度変更手段も構成している。
Therefore, the
撮影手段であるカメラ300により撮影された画像は、画像識別部602に入力される。画像識別部602は、カメラ300により撮影された画像を処理し、当該画像内に撮影されている個々の物体を識別する。障害物認識部603は、画像識別部602により識別された個々の物体について、それが移動の妨げとなる障害物であるか否かを判別する。すなわち、画像識別部602及び障害物認識部603は、撮影手段であるカメラ300により撮影された画像から、本体100の移動の妨げとなる障害物を認識する障害物認識手段を構成している。
An image photographed by the
また、充電ステーション認識部604は、画像識別部602により識別された個々の物体について、それが充電ステーション500であるか否かを判別する。すなわち、画像識別部602及び充電ステーション認識部604は、撮影手段であるカメラ300により撮影された画像から、充電装置である充電ステーション500を認識する充電装置認識手段を構成している。
In addition, the charging station recognition unit 604 determines whether each object identified by the
なお、ここで、前述したように、充電ステーション500の表面には、予め定められた形状及び大きさのマーク501が付されている。充電ステーション認識部604は、画像識別部602により識別された物体にマーク501が付されているか否かを確認することで、当該物体が充電ステーション500であるか否かを判断することができる。すなわち、充電装置認識手段は、カメラ300により撮影された画像内におけるマーク501を識別することで、充電ステーション500を認識することができる。
Here, as described above, the
距離算出部605は、撮影手段であるカメラ300により撮影された画像を用いて、本体100から、障害物認識部603により認識された障害物及び充電ステーション認識部604により認識された充電ステーション500までの距離を算出する。この距離算出部605における本体100から障害物及び充電ステーション500までの距離の算出方法について、次に説明する。
The
まず、図8を参照しながら、本体100から障害物及び充電ステーション500までの距離を算出する第1の方法を説明する。なお、ここでは、距離算出の対象が充電ステーション500である場合を説明するが、距離算出の対象が障害物であっても同様である。この第1の方法においては、アーム200は、前述したカメラ移動手段及び撮影角度変更手段の両手段として働く。
First, a first method for calculating the distance from the
ここでは、カメラ300が配置される前記第1の位置及び前記第2の位置は、上下方向に高さhだけ離れた位置であるとする。そして、下側の位置を前記第1の位置とし、上側の位置を前記第2の位置とする。なお、前記第1の位置及び前記第2の位置は、上下方向のみならず、例えば、左右方向に予め定めた距離だけ離れた位置であってもよい。
Here, it is assumed that the first position and the second position where the
まず、カメラ移動手段としてのアーム200により、カメラ300を、前記第1の位置で撮影方向が前方水平方向となるようにする。そして、この状態でカメラ300により充電ステーション500が画像内に入るように撮影する。次に、カメラ移動手段としてのアーム200により、カメラ300を前記第2の位置へと移動させる。この際、前記第2の位置にあるカメラ300により撮影された画像内における充電ステーション500の位置は、カメラが前記第1の位置から前記第2の位置に移動したことに伴う視差により、カメラ300が前記第1の位置で撮影した画像内における位置から移動する。
First, with the
そこで、アーム200は撮影角度変更手段として働いて前記第2の位置にあるカメラ300の撮影方向を水平より下向きに変更し、前記第1の位置にあるカメラ300により撮影された画像における充電ステーション500の位置と、前記第2の位置にあるカメラ300により撮影された画像における充電ステーション500の位置とが同じ位置になるようにカメラ300の撮影方向の角度を調節する。このように調節された時の、水平方向に対するカメラ300の撮影角度をθとする。この角度θは、前記第1の位置から充電ステーション500を撮影した時のカメラ300の仰角と、前記第2の位置から充電ステーション500を撮影した時の仰角との角度の差であると言える。
Therefore, the
ここで、前記第1の位置と前記第2の位置との間の距離である高さhと、撮影角度変更手段であるアーム200に調節された角度θは、既知である。距離算出部605は、この高さhと角度θとから、次の(1)を用いて、本体100から充電ステーション500(又は障害物)までの距離Lを算出する。
Here, the height h, which is the distance between the first position and the second position, and the angle θ adjusted by the
L=h×(1/tanθ) ・・・ (1) L = h × (1 / tan θ) (1)
具体的に例えば、h=30cm、θ=10°である場合、距離Lは、(1)式にこれらの値を代入したL=30×(1/tan10°)から、おおよそ170cmであると求めることができる。 Specifically, for example, when h = 30 cm and θ = 10 °, the distance L is calculated to be approximately 170 cm from L = 30 × (1 / tan10 °) obtained by substituting these values into the equation (1). be able to.
次に、図9及び図10を参照しながら、本体100から障害物及び充電ステーション500までの距離を算出する第2の方法を説明する。なお、ここでも、前記第1の方法と同じく、距離算出の対象が充電ステーション500である場合を説明するが、距離算出の対象が障害物であっても同様である。この第2の方法においては、アーム200は、前述したカメラ移動手段として働く。
Next, a second method for calculating the distance from the
また、ここでも、前記第1の方法と同じく、カメラ300が配置される前記第1の位置及び前記第2の位置は、上下方向に高さhだけ離れた位置であるとする。そして、下側の位置を前記第1の位置とし、上側の位置を前記第2の位置とする。なお、前記第1の位置及び前記第2の位置は、上下方向のみならず、例えば、左右方向に予め定めた距離だけ離れた位置であってもよい。
Also in this case, similarly to the first method, the first position and the second position where the
まず、カメラ移動手段としてのアーム200により、カメラ300を、前記第1の位置で撮影方向が前方水平方向となるようにする。そして、この状態でカメラ300により充電ステーション500が画像内に入るように撮影する。次に、カメラ移動手段としてのアーム200により、カメラ300を前記第2の位置へと移動させる。この際、カメラ300により撮影された画像内における充電ステーション500の位置は、カメラが前記第1の位置から前記第2の位置に移動したことに伴う視差により、カメラ300が前記第1の位置で撮影した画像内における位置から移動する。
First, with the
この際におけるカメラ300により撮影される画像の様子を示すのが図10である。この図10の(a)に示すのが、カメラ300が前記第1の位置にある時に撮影された、充電ステーション500のマーク501の画像である。そして、カメラ300が前記第2の位置にある時に撮影された画像においては、図10の(b)に示すように、図10の(a)と比較して当該画像内において移動量Xだけ下側に移動する。この移動量Xは、例えば当該画像内における画素(ピクセル)数を単位に計測することができる。
FIG. 10 shows a state of an image taken by the
ここで、前記第1の方法と同様に、前記第1の位置から充電ステーション500を撮影した時のカメラ300の仰角と、前記第2の位置から充電ステーション500を撮影した時の仰角との差を角度θとすると、移動量Xはtanθに正比例する。そこで、その比例係数をαとすると、次の(2)式が成り立つ。
Here, similarly to the first method, the difference between the elevation angle of the
tanθ=X/α ・・・ (2) tan θ = X / α (2)
そこで、予め本体100と対象物との距離Lが分かっている状態での移動量Xを測定することにより係数αを同定しておけば、(2)式を(1)式に代入した次の(3)式を用いることで、距離算出部605は、前記第1の位置と前記第2の位置との間の距離である高さhと、移動量Xとから、本体100から充電ステーション500(又は障害物)までの距離Lを算出することができる。
Therefore, if the coefficient α is identified by measuring the movement amount X in a state in which the distance L between the
L=h×(α/X) ・・・ (3) L = h × (α / X) (3)
なお、hを常に一定とする場合には、h×αを定数βとして取り扱うことができる。この場合には、(3)式は次の(3’)式に簡略化できる。 When h is always constant, h × α can be handled as a constant β. In this case, the expression (3) can be simplified to the following expression (3 ').
L=β/X ・・・ (3’) L = β / X (3 ')
以上の本体100から障害物及び充電ステーション500までの距離を算出する第1の方法及び第2の方法は、いずれも、距離算出部605が、前記第1の位置にあるカメラ300により撮影された画像と前記第2の位置にあるカメラ300により撮影された画像とを用いて、本体100から障害物認識部603により認識された障害物までの距離、又は、本体100から充電ステーション認識部604により認識された充電ステーション500までの距離を算出するものである。
In both the first method and the second method for calculating the distance from the
そして、前記第1の方法においては、前記第1の位置と前記第2の位置とを結ぶ線に対するカメラの撮影方向の角度を変更する撮影角度変更手段としてのアーム200を備え、撮影角度変更手段としてのアーム200は、前記第1の位置にあるカメラ300により撮影された画像における障害物(又は充電ステーション500)の位置と、前記第2の位置にあるカメラ300により撮影された画像における当該障害物(又は充電ステーション500)の位置とが同じ位置になるようにカメラの撮影方向の角度を調節し、距離算出部605は、前記第1の位置と前記第2の位置との間の距離hと、撮影角度変更手段により調節された角度θとに基づいて、当該障害物(又は充電ステーション500)までの距離を算出する。
The first method includes an
また、前記第2の方法においては、距離算出部605は、前記第1の位置にあるカメラ300により撮影された画像における障害物(又は充電ステーション500)の位置と、前記第2の位置にあるカメラ300により撮影された画像における当該障害物(又は充電ステーション500)の位置との画像内における移動量Xに基づいて当該障害物(又は充電ステーション500)までの距離を算出する。
In the second method, the
以上においては、撮影手段として1つのカメラ300を、カメラ移動手段であるアーム200により前記第1の位置と前記第2の位置とに移動させる場合について説明した。このようにカメラ300を移動させて用いることで、カメラ300を複数設けることなく、障害物等までの距離を算出することができる。なお、カメラ移動手段として用いることができるのはここで説明したアーム200限られない。例えば、カメラ300をレールに沿って移動可能に設けるようにしてもよい。撮影角度変更手段についても、アーム200に限られず他の既知の機構を用いてもよい。ただし、アーム200を用いることで、より柔軟かつ広範囲にわたって容易にカメラ300の位置を変えることができる。
In the above description, the case where one
また、カメラ移動手段を備えずに、撮影手段として第1のカメラ及び第2のカメラの2つのカメラを備えるようにしてもよい。この場合には、撮影手段として、本体100に設けられた第1のカメラと、本体100における第1のカメラの設置箇所とは異なる位置に設けられた第2のカメラと、を備える。例えば、第1のカメラは前記第1の位置に配置され、第2のカメラは前記第2の位置に配置される。
Moreover, you may make it provide two cameras, a 1st camera and a 2nd camera, as an imaging | photography means, without providing a camera moving means. In this case, as a photographing means, a first camera provided in the
そして、距離算出部605は、第1のカメラにより撮影された画像と第2のカメラにより撮影された画像とを用いて、本体100から障害物認識部603により認識された障害物、又は、本体100から充電ステーション認識部604により認識された充電ステーション500までの距離を算出する。この場合にも、前述した第1の方法及び第2の方法と同様の方法を利用することができる。また、このような構成によれば、障害物等までの距離を算出する際にカメラの位置を移動させる必要がない。
Then, the
次に、図11を参照しながら、本体100から障害物までの距離を算出する第3の方法を説明する。この第3の方法は、前記第1の方法又は前記第2の方法を用いて、1回は本体100からの距離を測定したことがある障害物に用いることができる方法である。
Next, a third method for calculating the distance from the
すなわち、ある障害物について、前記第1の方法又は前記第2の方法により本体100からの距離を測定した場合に、その際のカメラ300により撮影された画像における当該障害物の長さXを記憶しておく。この際、記憶する当該障害物の長さXは、当該障害物の外縁寸法でもよいし、当該障害物における特徴点間の距離(例えば、家具の前縁の長さ等)でもよい。
That is, when the distance from the
ここで、カメラ300により撮影された画像における当該障害物の長さXと、本体100から当該障害物までの距離Lとは、(3’)式に類似する反比例の関係にある。そこで、1度、本体100までの距離を算出した当該障害物については、この反比例の関係を利用することで、距離算出部605は本体100から当該障害物までの距離を算出することができる。
Here, the length X of the obstacle in the image photographed by the
最後に、図12及び図13を参照しながら、本体100から充電ステーション500までの距離を算出する第4の方法を説明する。前述したように、充電ステーション500の表面には、マーク501が付されている。このマーク501の大きさは予め定められた既知のものである。したがって、例えば図12に示すマーク501の高さhは既知である。
Finally, a fourth method for calculating the distance from the
この場合においても、前述した第3の方法の場合と同じく、カメラ300により撮影された画像における充電ステーション500の長さX(図13)と、本体100から充電ステーション500までの距離Lとは、(3’)式に類似する反比例の関係にある。そこで、予め本体100と充電ステーション500との距離Lが分かっている状態での長さXを測定しておけば、マーク501の高さhは変化しないことから、この反比例の関係を利用することで、距離算出部605は本体100から充電ステーション500までの距離を算出することができる。
Also in this case, as in the case of the third method described above, the length X (FIG. 13) of the charging
以上のような第1の方法から第4の方法を適宜に用いることで、距離算出部605は、本体100から障害物認識部603により認識された障害物、又は、本体100から充電ステーション認識部604により認識された充電ステーション500までの距離を算出する。
By appropriately using the first to fourth methods as described above, the
再び図7に戻って参照しながら、自走式掃除機の制御系統の説明を続ける。本体制御部606は、以上のようにして距離算出部605により算出された障害物までの距離を用いて、移動手段607、操舵手段608及び清掃手段609を制御する。移動手段607とは、本体100を被清掃面である床面に対し移動させる手段である。また、操舵手段608とは、移動手段607による本体100の被清掃面である床面に対する移動方向を変更する手段である。これらの移動手段607及び操舵手段608は、ここでは、具体的には、本体100が備える駆動輪105により構成される。
The description of the control system of the self-propelled cleaner will be continued with reference back to FIG. The main
すなわち、前述したように、一対の駆動輪105は、それぞれが独立して正逆両方向に回転することができる。そこで、2つの駆動輪105を同一方向に回転させることで本体100を前後方向に前進、後退させることができる。また、2つの駆動輪105を同一方向に回転させるとともに、一方を他方より回転速度を小さくすることで、回転速度の小さい駆動輪105の側へと本体100の移動方向を変えつつ本体100を移動させることができる。さらに、一方の駆動輪105を回転させ、他方の駆動輪105を停止させることによっても、停止させた駆動輪105の側へと本体100の移動方向を変えつつ本体100を移動させることができる(信地旋回)。そして、2つの駆動輪105を互いに反対方向に回転させることで、本体100をその場で超信地旋回させることができる。
That is, as described above, the pair of
また、清掃手段609とは、被清掃面である床面を清掃する手段である。ここでは、具体的には、本体100が備える吸気ノズル101、風路102、集塵袋103及びブロワー104(並びに吸気ノズル101に設けられた回転ブラシ)により清掃手段609が構成されている。本体制御部606は、主にブロワー104(及び回転ブラシ)の動作を制制することで清掃手段の動作を制御する。
The
本体制御部606による障害物までの距離を用いた移動手段607、操舵手段608及び清掃手段609の制御について図14及び図15を参照しながら説明する。まず、図14に示すのは、本体制御部606が、距離算出部605により算出された障害物までの距離が予め定められた第1の基準距離を保つように移動手段607及び操舵手段608を制御する場合の一例である。
Control of the moving
この図14に示す例においては、部屋400の壁面401が図面に向かって上側にある。そして、カメラ300により撮影された画像により、障害物認識部603は、この壁面401を障害物として認識する。距離算出部605は、障害物である壁面401と本体100との距離を算出する。本体制御部606は、距離算出部605により算出される本体100と壁面401との距離が予め定められた第1の基準距離を保つように移動手段607及び操舵手段608を制御する。
In the example shown in FIG. 14, the
すなわち、距離算出部605により算出される本体100と壁面401との距離が前記第1の基準距離よりも遠ければ、本体制御部606は、移動手段607及び操舵手段608すなわち駆動輪105を制御して、壁面401に近づく方向へと本体100を移動させる。
That is, if the distance between the
そして、距離算出部605により算出される本体100と壁面401との距離が前記第1の基準距離になれば、今度は、本体制御部606は、移動手段607及び操舵手段608を制御して、本体100から見て壁面401が検出された方向とは直交する方向へと本体100を移動させる。
When the distance between the
すなわち、図14の図面に向かって一番左側にある本体100と壁面401との距離をX1、図面に向かって真中にある本体100と壁面401との距離をX2、図面に向かって一番右にある本体100と壁面401との距離をX3とすると、これらは全て等しくX1=X2=X3である。このようにすることで、図14に示すように、本体100と壁面401との距離を前記第1の基準距離に保って、本体100を壁面401と平行に壁面401に沿って移動させることができる。
That is, the distance between the
次に、図15に示すのは、本体制御部606が、距離算出部605により算出された障害物までの距離が予め定められた第2の基準距離以下となった場合に、移動手段607による本体100の移動を停止させ、操舵手段608により本体100の移動方向を変更させるように制御する場合の一例である。
Next, FIG. 15 illustrates that the main
この図15に示す例においては、部屋400の壁面401が図面に向かって上側と右側にある。そして、これら2つの壁面401が交わる箇所に隅角部402が形成されている。前述した制御により、図15に向かって上側の壁面401に沿って移動してきた本体100が部屋400の隅角部402に差しかかると、本体100は、図15に向かって右側の壁面401に接近する。
In the example shown in FIG. 15, the
このような場合には、カメラ300により撮影された画像により、障害物認識部603は、この右側の壁面401を障害物として認識する。距離算出部605は、障害物である右側の壁面401と本体100との距離を算出する。本体制御部606は、距離算出部605により算出される本体100と右側の壁面401との距離が予め定められた第2の基準距離となった場合に、まず、移動手段607による本体100の移動を停止させる。次いで、操舵手段608により本体100の移動方向を変更させる。具体的には、一対の駆動輪105を互いに逆方向に回転させて、本体100をその場で超信地旋回させる。
In such a case, the
以上のように、図14及び図15の例により説明した制御を行うことで、障害物である壁面401及び家具等に衝突することなく、壁面401及び家具等に沿って本体100を移動させることができる。したがって、清掃対象領域であるところの部屋400内における清掃可能領域の外縁に沿って本体100を移動させることが可能となる。
As described above, by performing the control described with reference to FIGS. 14 and 15, the
なお、前記第2の基準距離の値は、前記第1の基準距離の値とは無関係に設定することが可能である。ただし、前記第2の基準距離を、前記第1の基準距離と等しくすることは妨げられない。また、以上の移動手段607及び操舵手段608の制御中において、本体制御部606は、清掃手段609を動作させて床面を清掃するようにしてもよい。
The value of the second reference distance can be set regardless of the value of the first reference distance. However, it is not hindered to make the second reference distance equal to the first reference distance. Further, during the control of the moving means 607 and the steering means 608 described above, the main
再び図7に戻って参照しながら、自走式掃除機の制御系統の説明を続ける。相対位置検出部610は、距離算出部605により算出された障害物までの距離を用いて、本体100に対する当該障害物の相対的な位置を検出する。より詳しくは、距離算出部605により算出された障害物までの距離と、本体100から見て当該障害物が検出された方向とに基づいて、相対位置検出部610は、本体100に対する当該障害物の距離及び方向すなわち相対位置を特定することができる。相対位置検出部610により検出された本体100に対する障害物の相対位置は、本体100が備える記憶部612に記憶される。
The description of the control system of the self-propelled cleaner will be continued with reference back to FIG. The relative
また、相対位置検出部610は、距離算出部605により算出された充電ステーション500までの距離を用いて、本体100に対する充電ステーション500の相対的な位置を検出する。これも先程の障害物の場合と同じく、より詳しくは、距離算出部605により算出された充電ステーション500までの距離と、本体100から見て充電ステーション500が検出された方向とに基づいて、相対位置検出部610は、本体100に対する充電ステーション500の距離及び方向すなわち相対位置を特定する。相対位置検出部610により検出された本体100に対する充電ステーション500の相対位置も、本体100が備える記憶部612に記憶される。
The
絶対位置検出部611は、記憶部612に記憶されている各障害物及び充電ステーション500の本体100に対する相対位置に基づいて、清掃対象領域である部屋400内における各障害物の絶対的な位置を検出する。ここでいう「絶対的な位置」とは、清掃対象領域である部屋400内において、充電ステーション500の位置を基準点すなわち座標原点とした座標系で特定・把握される位置のことである。
Based on the obstacles stored in the
本体100が部屋400内の同一位置にある時における、本体100に対する各障害物及び充電ステーション500の相対位置が分かれば、例えば位置ベクトル演算等により、充電ステーション500に対する各障害物の相対位置、すなわち、ここでいう絶対位置を求めることができる。このようにして、絶対位置検出部611は、相対位置検出部610により検出された、本体100に対する障害物及び充電ステーション500の相対的な位置に基づいて、清掃対象領域(部屋400)内における充電ステーション500を基準とした当該障害物の絶対的な位置を検出する。絶対位置検出部611により検出された各障害物の絶対位置は、記憶部612に記憶される。
If the relative positions of the obstacles and the charging
自機位置検出部613は、本体制御部606による移動手段607及び操舵手段608の制御結果に基づいて、本体100の位置を検出する。すなわち、自機位置検出部613は、ある始点から、移動手段607及び操舵手段608により、どの方向にどのくらいの距離だけ移動したのかを随時把握することで、当該始点を基準とする自機の位置を検出する。
The own
この際、自機位置検出の基準となる始点を充電ステーション500にすることで、自機位置を充電ステーション500を基準とする絶対位置により把握することができる。すなわち、自機位置を、記憶部612に記憶されている絶対位置検出部611により検出された各障害物の絶対位置と、同じ座標系で扱うことができる。
At this time, by setting the starting point serving as a reference for the position detection of the own device to the charging
また、自機位置補正部614は、相対位置検出部610により検出された本体100に対する充電ステーションの相対的な位置に基づいて、自機位置検出部613により検出された本体100の位置を補正する。
In addition, own device
前述したように、自機位置検出の基準となる始点を充電ステーション500にした場合、自機位置検出部613により検出される自機位置は、絶対位置、すなわち、充電ステーション500に対する相対位置により把握される。したがって、この場合、理想的には、自機位置検出部613により検出される自機位置は、相対位置検出部610により検出された本体100に対する充電ステーション500の相対的な位置と常に逆ベクトルの関係にあることになる。
As described above, when the starting point serving as a reference for detecting the position of the own device is the charging
そこで、自機位置補正部614は、予め定められた条件が成立した場合に、自機位置検出部613により検出される自機位置を、相対位置検出部610により検出された本体100に対する充電ステーション500の相対的な位置の逆ベクトルとなるように補正する。この自機位置補正を実施する条件としては、例えば、前回に自機位置補正を実施してから予め定めた一定時間が経過したとき、あるいは、障害物認識部603により本体100の移動方向にある障害物を認識したとき等が考えられる。
In view of this, the own device
ここで、本体100に対する充電ステーション500の相対的な位置を検出するためには、充電ステーション認識部604により充電ステーション500が認識される必要がある。そこで、自機位置補正を実施する際には、まず、操舵手段608により本体100をその場で旋回させる、あるいは、旋回機構201によりアーム200を本体100に対して旋回させることで、本体100の全方向についてカメラ300により撮影を行って、充電ステーション500がある方向を探すことになる。
Here, in order to detect the relative position of the charging
なお、図7に示す大きさ判断部615は、この実施の形態1はで必ずしも設けられなくともよい。この大きさ判断部615については、実施の形態2において説明する。
Note that the
次に、図16から図18を参照しながら、以上のように構成された自走式掃除機による清掃動作の流れの一例を説明する。ここでは、これらの図に示すように、清掃対象領域である部屋400内には障害物としてテーブル、ソファ及びテレビの家具・家電が配置されているとする。
Next, an example of the flow of the cleaning operation by the self-propelled cleaner configured as described above will be described with reference to FIGS. 16 to 18. Here, as shown in these drawings, it is assumed that a table, a sofa, and television furniture and home appliances are arranged as obstacles in a
清掃を開始すると、まず、図16に示すように、本体100は、部屋400内の充電ステーション500がある位置を始点として、図14及び図15を参照しながら説明した制御により、部屋400の壁面及び家具等に沿って移動する。この際に本体100が移動した経路は、自機位置検出部613による検出結果を用いて記憶される。また、この際、前述した条件(例えば、一定時間の経過)が成立する都度、自機位置補正部614は、自機位置検出部613による自機位置検出結果の補正を実施する。
When cleaning is started, first, as shown in FIG. 16, the
前述したように、本体100は、障害物である壁面及び家具等に衝突することなく壁面401及び家具等に沿って移動し、清掃対象領域である部屋400内における清掃可能領域の外縁に沿って移動する。そして、図17に示すように、始点である充電ステーション500の位置にまで本体100が戻ってきたところで、今までの本体100の移動経路で囲われた領域が清掃可能領域であると認識する。
As described above, the
この際、本体100が充電ステーション500まで戻ってくるまでに障害物認識部603により認識された各障害物は、それぞれの絶対位置が絶対位置検出部611により検出される。そして、検出された各障害物の絶対位置を記憶する。このようにして、部屋400内の清掃可能領域と、部屋400内の各障害物とを、充電ステーション500を基準とした絶対位置で、まず把握する。なお、以上の移動中に清掃手段609を作動させて、清掃可能領域の外縁の清掃を行ってもよい。
At this time, the absolute
そして、本体100は、以上のようにして把握した部屋400内の清掃可能領域の内側を清掃する。この際、図18に示すように、予め定められた走行パターンを組み合わせて、清掃可能領域の内側の各箇所については、少なくとも一度は本体100が通過して清掃がなされるように本体100の動作が制御される。このようにして、清掃可能領域の内側の全て箇所において、清掃済みとなれば、本体制御部606は、清掃対象領域である部屋400内の清掃は完了したと判断する。
And the
部屋400内の清掃が完了したと判断すると、旋回機構201によるアーム200の旋回又は操舵手段608による本体100の旋回を駆使して、充電ステーション500がどこにあるかを把握する。そして、本体制御部606は、移動手段607及び操舵手段608を制御して本体100を充電ステーション500へと帰還させる。あるいは、充電ステーション500は絶対位置の座標系における原点であるから、本体制御部606は、自機位置検出部613により検出した本体100の現在位置から原点に戻るように移動手段607及び操舵手段608を制御して本体100を充電ステーション500へと帰還させてもよい。
When it is determined that the cleaning of the interior of the
なお、清掃中において本体100に内蔵されているバッテリーの電圧が規定値よりも低下したことが検出された場合には、清掃を中断して本体100を充電ステーション500に帰還させ、内蔵バッテリーの充電を行うようにしてもよい。
If it is detected during cleaning that the voltage of the battery built in the
以上のように構成された自走式掃除機は、本体100と、本体100を被清掃面に対し移動させる移動手段607と、移動手段607による本体100の被清掃面に対する移動方向を変更する操舵手段608と、被清掃面を清掃する清掃手段609と、本体100に設けられ、本体100の周囲の状況を画像として撮影する撮影手段であるカメラ300と、カメラ300により撮影された画像から、本体100の移動手段607による移動の妨げとなる障害物を認識する障害物認識部603と、カメラ300により撮影された画像を用いて、本体100から障害物認識部603により認識された障害物までの距離を算出する距離算出部605と、距離算出部605により算出された障害物までの距離を用いて、移動手段607、操舵手段608及び清掃手段609を制御する本体制御部606と、を備えたものである。
The self-propelled cleaner configured as described above has a
このため、予め部屋内を一周するように信号線等の特別な設備を設置する必要なく、自走式掃除機が壁面又は障害物までの距離を把握して、壁面又は障害物に自走式掃除機が衝突等することなく、当該部屋内を自走して清掃することができる。 For this reason, it is not necessary to install special equipment such as signal lines so as to go around the room in advance, and the self-propelled cleaner grasps the distance to the wall surface or obstacle, and is self-propelled to the wall surface or obstacle. The cleaner can run and clean in the room without colliding with the cleaner.
実施の形態2.
図19は、この発明の実施の形態2に係るもので、係る自走式掃除機の障害物移動動作を説明する図である。
まず、この実施の形態2における制御系統の機能的な構成を、実施の形態1の説明でも用いた図7を参照しながら説明する。この実施の形態2においては、制御系統に、大きさ判断部615が備えられている。大きさ判断部615は、撮影手段であるカメラ300により撮影された画像を用いて、障害物認識部603により認識された障害物の大きさを判断するものである。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 19 is a diagram for explaining an obstacle moving operation of the self-propelled cleaner according to the second embodiment of the present invention.
First, the functional configuration of the control system in the second embodiment will be described with reference to FIG. 7 which is also used in the description of the first embodiment. In the second embodiment, the
障害物の大きさは、例えば、距離算出部605に算した当該障害物までの距離と、カメラ300により撮影された画像における当該障害物の大きさとを用いて算出することができる。大きさ判断部615は、このようにして対象となる障害物の大きさを算出し、算出された障害物の大きさが予め定められた基準大きさ以下であるか否かを判断する。
The size of the obstacle can be calculated using, for example, the distance to the obstacle calculated by the
この基準大きさは、アーム200の掴み部208により当該障害物を掴んで持ち上げることができる大きさであるか否かの基準として設定される。具体的に例えば、基準大きさを、本体100の大きさと比較して小さい大きさ(例えば、タオルやペットボトル程度の大きさ)に設定すること等が考えられる。
This reference size is set as a reference whether or not the size allows the
アーム制御部601は、大きさ判断部615により判断された障害物700の大きさが前記基準大きさ以下である場合に、アーム200の掴み部208により当該障害物700を掴んで持ち上げさせるようアーム200及び掴み部208を制御する。そして、アーム制御部601は、清掃手段609により既に清掃された領域内にアーム200で持ち上げた当該障害物700を移動させるようにアーム200及び掴み部208を制御する(図19)。
When the size of the
この際、清掃手段609により既に清掃された領域が本体100の周囲にない場合等には、本体制御部606は、アーム200で当該障害物700を持ち上げた状態で、被清掃面である床面を清掃するよう移動手段607、操舵手段608及び清掃手段609を制御する。そして、この清掃により本体100の周囲に清掃済み領域を新たに作りだすことができるため、アーム制御部601は、こうしてできた清掃済み領域内にアーム200で持ち上げた当該障害物700を移動させるようにアーム200及び掴み部208を制御する。
なお、他の構成については実施の形態1と同様であって、その詳細説明は省略する。
At this time, when the area already cleaned by the
Other configurations are the same as those in the first embodiment, and detailed description thereof is omitted.
以上のように構成された自走式掃除機は、本体100と、本体100を被清掃面に対し移動させる移動手段607と、移動手段607による本体100の被清掃面に対する移動方向を変更する操舵手段608と、被清掃面を清掃する清掃手段609と、本体100に設けられ、1以上の関節と先端部に設けられた掴み部208とを有するアーム200と、アーム200の先端部に設けられ、本体100の周囲の状況を画像として撮影する撮影手段であるカメラ300と、カメラ300により撮影された画像から、本体100の移動手段607による移動の妨げとなる障害物を認識する障害物認識部603と、カメラ300により撮影された画像を用いて、障害物認識部603により認識された障害物の大きさを判断する大きさ判断部615と、大きさ判断部615により判断された障害物の大きさが予め定められた基準大きさ以下である場合に、アーム200の掴み部208により当該障害物を掴んで持ち上げさせるようアーム200及び掴み部208を制御するアーム制御部601と、を備えている。
The self-propelled cleaner configured as described above has a
特許文献1に示されるような従来の自走式掃除機においては、未だ清掃がなされていない領域に掃除機の移動の妨げとなる障害物が存在する場合には、当該障害物が人の手で移動されるまでの当該領域を清掃することができなかった。 In the conventional self-propelled cleaner as disclosed in Patent Document 1, when there is an obstacle that hinders the movement of the cleaner in an area that has not been cleaned yet, the obstacle is a human hand. It was not possible to clean the area until it was moved.
これに対し、この発明の実施の形態2に係る自走式掃除機によれば、前述した実施の形態1と同様の効果を奏することができるのに加えて、未だ清掃がなされていない領域にある障害物を自走式掃除機自ら移動させて、当該領域を清掃することが可能である。この際、当該障害物を既に清掃済みの領域に移動させることで、当該障害物を移動させる回数の最小化を図ることができる。 On the other hand, according to the self-propelled cleaner according to the second embodiment of the present invention, in addition to being able to achieve the same effects as those of the first embodiment described above, in an area that has not yet been cleaned. A certain obstacle can be moved by the self-propelled cleaner to clean the area. At this time, the number of times the obstacle is moved can be minimized by moving the obstacle to the already cleaned area.
また、アームで当該障害物を持ち上げた状態で清掃することで、自走式掃除機本体の周囲に清掃済みの領域がない場合であっても、清掃済みの領域を新たに作りだし、その領域に当該障害物を置き、当該障害物を移動させる回数の最小化を図ることが可能である。 Also, by cleaning with the obstacle lifted by the arm, even if there is no cleaned area around the body of the self-propelled cleaner, a new cleaned area is created and It is possible to minimize the number of times the obstacle is placed and the obstacle is moved.
さらに、障害物に自走式掃除機が衝突等する前に、当該障害物を自走式掃除機の移動方向から取り除くことができるため、障害物に自走式掃除機が衝突等することなく、当該部屋内を自走して清掃することができる。 Furthermore, since the obstacle can be removed from the moving direction of the self-propelled cleaner before the self-propelled cleaner collides with the obstacle, the self-propelled cleaner does not collide with the obstacle. , Can self-propelled and clean the room.
100 本体、101 吸気ノズル、102 風路、103 集塵袋、104 ブロワー、105 駆動輪、106 補助輪、200 アーム、201 旋回機構、202 第1のアーム部、203 第1の関節、204 第2のアーム部、205 第2の関節、206 第3のアーム部、207 第3の関節、208 掴み部、300 カメラ、400 部屋、401 壁面、402 隅角部、500 充電ステーション、501 マーク、601 アーム制御部、602 画像識別部、603 障害物認識部、604 充電ステーション認識部、605 距離算出部、606 本体制御部、607 移動手段、608 操舵手段、609 清掃手段、610 相対位置検出部、611 絶対位置検出部、612 記憶部、613 自機位置検出部、614 自機位置補正部、615 大きさ判断部、700 障害物
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記本体を被清掃面に対し移動させる移動手段と、
前記移動手段による前記本体の前記被清掃面に対する移動方向を変更する操舵手段と、
前記被清掃面を清掃する清掃手段と、
前記本体に設けられ、前記本体の周囲の状況を画像として撮影する撮影手段と、
前記撮影手段により撮影された画像から、前記本体の前記移動手段による移動の妨げとなる障害物を認識する障害物認識手段と、
前記撮影手段により撮影された画像を用いて、前記本体から前記障害物認識手段により認識された障害物までの距離を算出する距離算出手段と、
前記距離算出手段により算出された障害物までの距離を用いて、前記移動手段、前記操舵手段及び前記清掃手段を制御する本体制御手段と、を備え、
前記撮影手段は、1つのカメラを備え、
前記本体は、前記カメラを第1の位置と前記第1の位置とは異なる第2の位置とに移動させるカメラ移動手段を備え、
前記カメラ移動手段は、前記第1の位置と前記第2の位置とを結ぶ線に対する前記カメラの撮影方向の角度を変更することなく、前記カメラを前記第1の位置と前記第2の位置とに移動させ、
前記距離算出手段は、前記第1の位置にある前記カメラにより撮影された画像と前記第2の位置にある前記カメラにより撮影された画像とを用いて、前記本体から前記障害物認識手段により認識された障害物までの距離を算出する自走式掃除機。 The body,
Moving means for moving the body relative to the surface to be cleaned;
Steering means for changing a moving direction of the main body relative to the surface to be cleaned by the moving means;
Cleaning means for cleaning the surface to be cleaned;
A photographing means provided in the main body, for photographing the situation around the main body as an image;
Obstacle recognition means for recognizing an obstacle that hinders movement of the main body by the moving means from the image photographed by the photographing means;
Distance calculating means for calculating a distance from the main body to the obstacle recognized by the obstacle recognizing means using an image taken by the photographing means;
Using a distance to the obstacle calculated by the distance calculating means, and a main body control means for controlling the moving means, the steering means, and the cleaning means ,
The photographing means includes one camera,
The main body includes camera moving means for moving the camera to a first position and a second position different from the first position,
The camera moving means moves the camera between the first position and the second position without changing an angle of a shooting direction of the camera with respect to a line connecting the first position and the second position. Move to
The distance calculating means recognizes from the main body by the obstacle recognizing means using an image taken by the camera at the first position and an image taken by the camera at the second position. A self-propelled vacuum cleaner that calculates the distance to a given obstacle .
前記撮影角度変更手段は、前記第1の位置にある前記カメラにより撮影された画像における前記障害物認識手段により認識された障害物の位置と、前記第2の位置にある前記カメラにより撮影された画像における当該障害物の位置とが同じ位置になるように前記カメラの撮影方向の角度を調節し、
前記距離算出手段は、前記第1の位置と前記第2の位置との間の距離と、前記撮影角度変更手段により調節された角度とに基づいて、当該障害物までの距離を算出する請求項1に記載の自走式掃除機。 A photographing angle changing means for changing an angle of a photographing direction of the camera with respect to a line connecting the first position and the second position;
The photographing angle changing means is photographed by the position of the obstacle recognized by the obstacle recognizing means in the image photographed by the camera at the first position and the camera at the second position. Adjust the angle of the shooting direction of the camera so that the position of the obstacle in the image is the same position,
The distance calculating unit calculates a distance to the obstacle based on a distance between the first position and the second position and an angle adjusted by the photographing angle changing unit. The self-propelled vacuum cleaner according to 1 .
前記カメラは、前記アームの先端部に設けられ、
前記カメラ移動手段は、前記アームにより構成される請求項1又は請求項2に記載の自走式掃除機。 Provided in front Symbol body further includes an arm having one or more joints,
The camera is provided at the tip of the arm ,
The self-propelled cleaner according to claim 1 , wherein the camera moving unit is configured by the arm .
前記カメラは、前記アームの先端部に設けられ、The camera is provided at the tip of the arm,
前記カメラ移動手段及び前記撮影角度変更手段は、前記アームにより構成される請求項3に記載の自走式掃除機。The self-propelled cleaner according to claim 3, wherein the camera moving means and the photographing angle changing means are constituted by the arm.
前記撮影手段により撮影された画像を用いて、前記障害物認識手段により認識された障害物の大きさを判断する大きさ判断手段と、
前記大きさ判断手段により判断された障害物の大きさが予め定められた基準大きさ以下である場合に、前記アームの前記掴み部により当該障害物を掴んで持ち上げさせるよう前記アーム及び前記掴み部を制御するアーム制御手段と、をさらに備えた請求項4又は請求項5に記載の自走式掃除機。 A grip provided at the tip of the arm;
Size judging means for judging the size of the obstacle recognized by the obstacle recognizing means using the image taken by the photographing means;
When the size of the obstacle determined by the size determining means is equal to or smaller than a predetermined reference size, the arm and the gripping unit are configured to grip and lift the obstacle by the gripping unit of the arm. The self-propelled cleaner according to claim 4 or 5, further comprising arm control means for controlling
前記撮影手段により撮影された画像から、前記充電装置を認識する充電装置認識手段と、をさらに備え、
前記距離算出手段は、前記撮影手段により撮影された画像を用いて、前記本体から前記充電装置認識手段により認識された前記充電装置までの距離を算出する請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の自走式掃除機。 A charging device installed in the area to be cleaned;
Wherein the image captured by the imaging means, further comprising a charging device recognizing means for recognizing the charging device,
Said distance calculating means, using said image captured by the imaging means, any one of claims 1 to claim 8 for calculating the distance from the body to the charging device, which is recognized by the charging device recognizing unit Self-propelled vacuum cleaner as described in the paragraph.
前記相対位置検出手段により検出された、前記本体に対する障害物及び前記充電装置の相対的な位置に基づいて、前記領域内における前記充電装置を基準とした当該障害物の絶対的な位置を検出する絶対位置検出手段をさらに備えた請求項10に記載の自走式掃除機。 The relative position detecting means detects the relative position of the charging device with respect to the main body using the distance to the charging device calculated by the distance calculating means,
Based on the relative position of the obstacle with respect to the main body and the charging device detected by the relative position detection means, the absolute position of the obstacle in the region based on the charging device is detected. The self-propelled cleaner according to claim 10 , further comprising an absolute position detecting means.
前記相対位置検出手段により検出された前記本体に対する前記充電装置の相対的な位置に基づいて、前記自機位置検出手段により検出された前記本体の位置を補正する自機位置補正手段と、をさらに備えた請求項11に記載の自走式掃除機。 Based on the control results of the moving means and the steering means by the main body control means, own position detection means for detecting the position of the main body,
Based on the relative position of the charging device relative to the main body detected by the relative position detection unit, wherein the ship position correcting means for correcting the position of the body detected by the own device location detection means, a further The self-propelled cleaner according to claim 11 provided.
前記充電装置認識手段は、前記撮影手段により撮影された画像内における前記マークを識別することで、前記充電装置を認識する請求項9から請求項12のいずれか一項に記載の自走式掃除機。 The charging device is marked with a predetermined shape,
The self-propelled cleaning according to any one of claims 9 to 12 , wherein the charging device recognition unit recognizes the charging device by identifying the mark in an image photographed by the photographing unit. Machine.
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