CN107105958A - 电动吸尘器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够高精度地检测物体的形状的电动吸尘器。电动吸尘器(11)具有主体壳体、驱动轮、控制单元(27)、多个摄像机(51a、51b)、图像生成部(62)、形状取得部(63)。驱动轮使主体壳体能够行走。控制单元(27)通过控制驱动轮的驱动来使主体壳体自主行走。摄像机(51a、51b)配置于主体壳体且相互分离,对主体壳体的行走方向侧进行拍摄。图像生成部(62)根据由摄像机(51a、51b)拍摄到的图像来生成位于行走方向侧的物体的距离图像。形状取得部(63)根据由图像生成部(62)生成的距离图像来取得所拍摄的物体的形状信息。
Description
技术领域
本发明的实施方式涉及一种电动吸尘器,具备多个对主体壳体的行走方向侧进行拍摄的拍摄单元。
背景技术
以往,已知有所谓自主行走型的电动吸尘器(扫地机器人),在作为被扫除面的地面上一边自主行走一边对地面进行扫除。
这种电动吸尘器在行走时必须避开障碍物。因此,为了检测对行走产生妨碍的障碍物,而使用超声波传感器、红外线传感器等传感器。然而,在使用了这些传感器的情况下,即便能够检测到有无障碍物,也并不容易检测该障碍物的大小、形状等。
在这种自主行走型的电动吸尘器中,在无法检测障碍物的大小、形状的情况下,对于本来能够行走的部位也避开地进行行走,因此能够进行扫除的区域被限定,扫除无法进展。
因而,在自主行走型的电动吸尘器中,为了使扫除更加顺畅,而期望检测障碍物的形状。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-163223号公报
专利文献2:日本特开2013-235351号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明所要解决的课题在于,提供一种能够高精度地检测物体的形状的电动吸尘器。
用于解决课题的手段
实施方式的电动吸尘器具有主体壳体、驱动轮、控制单元、多个拍摄单元、距离图像生成单元、以及形状取得单元。驱动轮使主体壳体能够行走。控制单元通过对驱动轮的驱动进行控制来使主体壳体自主行走。拍摄单元配置于主体壳体且相互分离,对主体壳体的行走方向侧进行拍摄。距离图像生成单元根据由拍摄单元拍摄的图像来生成位于行走方向侧的物体的距离图像。形状取得单元从由距离图像生成单元生成的距离图像中取得所拍摄到的物体的形状信息。
附图说明
图1是表示一个电动吸尘器的内部构造的框图。
图2是表示上述电动吸尘器的立体图。
图3是从下方表示上述电动吸尘器的平面图。
图4是示意地表示包含上述电动吸尘器的电动吸尘系统的说明图。
图5是示意地表示上述电动吸尘器的物体距离的计算方法的说明图。
图6中的(a)是表示由一方的拍摄单元拍摄到的图像的一例的说明图,(b)是表示由另一方的拍摄单元拍摄到的图像的一例的说明图,(c)是表示基于(a)以及(b)生成的距离图像的一例的说明图。
图7是示意地表示由上述拍摄单元拍摄的物体的一例的立体图。
图8是表示上述电动吸尘器的行走控制的流程图。
图9是在(a)至(c)中表示上述电动吸尘器的行走控制的说明图。
具体实施方式
以下,参照附图对一个实施方式的构成进行说明。
在图1至图4中,11是电动吸尘器,该电动吸尘器11与作为基地装置的充电装置(充电座)12(图4)一起构成电动吸尘装置(电动吸尘系统),该基地装置成为该电动吸尘器11的充电用的基地部。进而,在本实施方式中,电动吸尘器11是在作为行走面的被扫除面即地面上一边自主行走(自走)一边对地面进行扫除的所谓自走式的机器人清洁器(扫地机器人),例如通过在与配置在扫除区域内等的作为中继单元(中继部)的家庭网关(路由器)14之间使用有线通信或者Wi-Fi(注册商标)、Bluetooth(注册商标)等无线通信进行通信(收发),由此能够经由因特网等(外部)网络15与作为数据存储单元(数据存储部)的通用的服务器16、显示单元(显示部)即通用的外部装置17等进行有线或者无线通信。
并且,该电动吸尘器11具备:中空状的主体壳体20;使该主体壳体20在地面上行走的行走部21;对地面等的尘埃进行扫除的扫除部22;与包括充电装置12在内的外部装置进行通信的通信部23;拍摄图像的拍摄部25;传感器部26;对行走部21、扫除部22、通信部23以及拍摄部25等进行控制的控制器即控制单元(控制部)27;以及对行走部21、扫除部22、通信部23、拍摄部25、传感器部26以及控制单元27等供电的二次电池28。另外,以下,将电动吸尘器11(主体壳体20)的沿着行走方向的方向设为前后方向(图2中表示的箭头FR、RR方向),将相对于该前后方向交叉(正交)的左右方向(两侧方向)设为宽度方向来进行说明。
主体壳体20例如由合成树脂等形成为扁平的圆柱状(圆盘状)等。即,该主体壳体20具备侧面部20a和与该侧面部20a的上部以及下部分别连续的上表面部20b(图2)以及下表面部20c(图3)。该主体壳体20的侧面部20a形成为大致圆筒面状,在该侧面部20a例如配置有拍摄部25等。并且,主体壳体20的上表面部20b以及下表面部20c分别形成为大致圆形状,如图3所示,在与地面对置的下表面部20c分别开口有作为集尘口的吸入口31以及排气口32等。
行走部21具备:多个(一对)作为驱动部的驱动轮34、34;作为使这些驱动轮34、34驱动的动作部的驱动单元即马达35、35(图1);以及回转用的回转轮36等。
各驱动轮34是使电动吸尘器11(主体壳体20)在地面上朝前进方向以及后退方向行走(自主行走)的、即行走用的轮,沿着左右宽度方向具有未图示的旋转轴,且在宽度方向上对称地配置。
各马达35(图1)例如与驱动轮34分别对应地配置,能够使各驱动轮34独立地驱动。
回转轮36位于主体壳体20的下表面部20c的宽度方向的大致中央部、且位于前部,是能够沿着地面回转的从动轮。
扫除部22具备:电动送风机41,例如位于主体壳体20内,将尘埃与空气一起从吸入口31吸入并从排气口32排出;作为能够旋转地安装于吸入口31而聚拢尘埃的旋转清扫体的旋转刷42以及使该旋转刷42旋转驱动的刷马达43(图1);作为能够旋转地安装在主体壳体20的前侧等的两侧而将尘埃聚集的回转清扫部的辅助扫除单元(辅助扫除部)即侧刷44以及使该侧刷44驱动的侧刷马达45(图1);以及与吸入口31连通而积存尘埃的集尘部46(图2)等。另外,电动送风机41、旋转刷42以及刷马达43(图1)、侧刷44以及侧刷马达45(图1)只要具备至少任一种即可。
图1所示的通信部23具备:用于经由家庭网关14以及网络15与外部装置17进行无线通信的无线通信单元(无线通信部)以及作为吸尘器信号接收单元(吸尘器信号接收部)的无线LAN设备47;朝充电装置12(图4)等发送无线信号(红外线信号)的例如红外线发光元件等未图示的发送单元(发送部);以及对来自充电装置12、未图示的遥控器等的无线信号(红外线信号)进行接收的例如光电晶体管等未图示的接收单元(接收部)等。另外,例如也可以在通信部23搭载接入点功能,不经由家庭网关14地与外部装置17直接进行无线通信。并且,例如也可以在通信部23附加网络服务器功能。
无线LAN设备47用于从电动吸尘器11经由家庭网关14相对于网络15收发各种信息。
拍摄部25具备:多个、例如作为一方以及另一方的拍摄单元(拍摄部主体)的摄像机51a、51b;以及作为对这些摄像机51a、51b赋予照明的照明单元(照明部)的LED等的灯53。
如图2所示,摄像机51a、51b在主体壳体20的侧面部20a配置在前部的两侧。即,在本实施方式中,摄像机51a、51b在主体壳体20的侧面部20a,分别配置在相对于电动吸尘器11(主体壳体20)的宽度方向的中心线L朝左右方向倾斜了大致相等的规定角度(锐角)的位置。换言之,这些摄像机51a、51b相对于主体壳体20在宽度方向上大致对称地配置,这些摄像机51a、51b的中心位置和电动吸尘器11(主体壳体20)的与行走方向即前后方向交叉(正交)的宽度方向的中心位置大致一致。此外,这些摄像机51a、51b在上下方向上分别配置在大致相等的位置,即分别配置在大致相等的高度位置。因此,这些摄像机51a、51b被设定为,在将电动吸尘器11载放到地面上的状态下、距该地面的高度相互大致相等。因而,摄像机51a、51b被分离地配置在相互错开的位置(在左右方向上错开的位置)。并且,这些摄像机51a、51b是如下的数字摄像机:分别以规定的水平视场角(例如105°等),每隔规定时间、例如每隔数十毫秒等的微小时间、或者每隔数秒等,对主体壳体20的行走方向即前方拍摄数字的图像。此外,这些摄像机51a、51b彼此的拍摄范围(视场)Va、Vb重叠(图5),由这些摄像机51a、51b拍摄的(一方以及另一方的)图像P1、P2(图6的(a)以及图6的(b))为,其拍摄区域在包括将电动吸尘器11(主体壳体20)的宽度方向的中心线L延长后的前方的位置在内的区域中在左右方向上层叠。在本实施方式中,这些摄像机51a、51b例如拍摄可见光区域的图像。另外,由这些摄像机51a、51b拍摄的图像,例如还能够通过未图示的图像处理回路等压缩成规定的数据格式。
灯53用于输出由摄像机51a、51b拍摄图像时的照明用的光,配置在摄像机51a、51b的中间位置、即主体壳体20的侧面部20a的中心线L上的位置。即,灯53距摄像机51a、51b的距离大致相等。并且,该灯53配置在与摄像机51a、51b在上下方向上大致相等的位置、即配置在大致相等的高度位置。因而,该灯53配置在摄像机51a、51b的宽度方向的大致中央部。在本实施方式中,该灯53照射包含可见光区域的光。
图1所示的传感器部26例如具备对各驱动轮34(各马达35)的转速进行检测的光编码器等转速传感器55。该转速传感器55根据所测定到的驱动轮34(图3)或者马达35的转速,对电动吸尘器11(主体壳体20(图3))的回转角度、行进距离进行检测。因而,该转速传感器55例如是对从充电装置12(图4)等基准位置起的电动吸尘器11(主体壳体20(图3))的相对位置进行检测的、位置检测传感器。
控制单元27例如是微型计算机,具备:作为控制单元主体(控制部主体)的CPU;存储由该CPU读出的程序等固定的数据的存储部即ROM;以及动态地形成成为程序所进行的数据处理的作业区域的工作区等各种存储区域的区域存储部即RAM(均未图示)等。该控制单元27还具备:作为存储单元(存储部)的存储器61,例如存储由摄像机51a、51b拍摄到的图像的数据等;作为距离图像生成单元(距离图像生成部)的图像生成部62,基于由摄像机51a、51b拍摄到的图像来计算物体(特征点)距摄像机51a、51b的距离(深度),并基于所计算出的物体的距离来生成距离图像;作为形状取得单元的形状取得部63,取得由该图像生成部62生成的距离图像中所拍摄到的物体的形状;作为判定单元的判定部64,根据由该形状取得部63取得的物体的形状来对控制进行判定;以及基于由判定部64进行的障碍物判定来生成扫除区域的地图的作为地图生成单元(地图生成部)的图像处理部65等。并且,该控制单元27具备:对行走部21的马达35、35(驱动轮34、34(图3))的动作进行控制的行走控制部66;对扫除部22的电动送风机41、刷马达43以及侧刷马达45的动作进行控制的扫除控制部67;对拍摄部25的摄像机51a、51b进行控制的拍摄控制部68;以及对拍摄部25的灯53进行控制的照明控制部69等。进而,该控制单元27例如具有:对驱动轮34、34(图3)即马达35、35进行驱动而使电动吸尘器11(主体壳体20(图3))自主行走的行走模式;经由充电装置12(图4)对二次电池28进行充电的充电模式;以及动作待机中的待机模式。
存储器61是与电动吸尘器11的电源的通断无关地保持所存储的各种数据的例如闪存器等非易失性的存储器。
图像生成部62使用已知的方法,基于由摄像机51a、51b拍摄到的图像以及摄像机51a、51b之间的距离来计算物体(特征点)的距离,并且生成表示该计算出的物体(特征点)的距离的距离图像。即,该图像生成部62例如应用基于摄像机51a、51b与物体(特征点)O之间的距离、以及摄像机51a、51b之间的距离的三角测量(图5),从由摄像机51a、51b拍摄到的各图像中检测出表示同一位置的像素点,计算该像素点的上下方向以及左右方向的角度,根据这些角度以及摄像机51a、51b之间的距离来计算该位置距摄像机51a、51b的距离。因而,由摄像机51a、51b拍摄的图像优选尽可能使范围重叠(层叠)。并且,该图像生成部62对距离图像的生成如下那样进行:例如,按照每1个点等的规定个点,将计算出的各像素点的距离,转换成亮度或者色调等的能够通过目视确认来识别的灰度而进行显示。在本实施方式中,图像生成部62生成距离越大则亮度越小的黑白图像,即从电动吸尘器11(主体壳体20)起朝前方的距离越远则越黑、距离越近则越白的例如256灰度(8位=28)的灰色标度的图像,作为距离图像。因而,该距离图像可以说是将位于电动吸尘器11(主体壳体20)的行走方向前方的由摄像机51a、51b拍摄的范围内的物体的距离信息(距离数据)的集合体可视化而得到的图像。另外,该图像生成部62可以生成仅针对由摄像机51a、51b拍摄到的各图像中的规定的图像范围内的像素点的距离图像,也可以生成图像整体的距离图像。该图像范围例如可以根据电动吸尘器11(主体壳体20)的行走速度等条件而变化,但是优选至少成为在电动吸尘器11(主体壳体20)位于距摄像机51a、51b为规定的距离D、或者规定的距离范围DR(图5)内的规定位置(例如距离范围DR(图5)中的最近的位置)的情况下的该电动吸尘器11(主体壳体20)的外形形状(上下左右的大小)以上。
形状取得部63为,通过对于由图像生成部62生成的距离图像设定规定的距离D或者规定的距离范围DR,由此取得位于该距离D或者距离范围DR的物体O的形状信息(图5)。具体地说,该形状取得部63为,作为距离图像中的一例,对于在距离图像PL中所拍摄到的例如空罐等物体O检测规定的距离D或者距离范围DR(图5)中的像素点的距离,由此能够检测出物体O的水平方向的尺寸即宽度尺寸W以及上下方向的尺寸即高度尺寸H(图6(c))。该规定的距离D或者规定的距离范围DR(图5)例如与电动吸尘器11(主体壳体20)的行走速度等相对应地设定。该规定的距离D或者规定的距离范围DR(图5)例如也可以与电动吸尘器11(主体壳体20)的行走速度等相对应地可变设定。并且,该形状取得部63通过取得物体的形状信息(宽度尺寸以及高度尺寸),由此还能够间接地取得不存在该物体的空间、孔部的形状信息(宽度尺寸以及高度尺寸)等。例如,通过取得如图7所示那样的床等物体O的形状信息,由此能够间接地取得顶板部即底板部FB与地面F之间的上下方向的间隔G1、以及从底板部FB相互离开地朝向地面F突出的腿部LP的水平方向的间隔G2,因此能够取得是否位于在这些腿部LP、LP之间划分出的狭窄处(孔部)NS、以及该狭窄处NS的形状信息(宽度尺寸以及高度尺寸)。
判定部64基于由形状取得部63取得的规定的距离或者规定的距离范围的物体的形状信息、以及位于物体之间的狭窄处等的形状信息,判定物体是否是成为行走的妨碍的障碍物、或者物体是否是能够走上的物体等,并且判定是否需要进行电动吸尘器11(主体壳体20)的行走控制的变更。该判定部64也可以进一步基于由形状取得部63取得的规定的距离或者规定的距离范围的物体的形状信息、以及位于物体之间的狭窄处等的形状信息,判定是否需要进行扫除控制的变更。这些判定的详细情况将后述。
图像处理部65根据由形状取得部63取得的物体的形状信息和由传感器部26的转速传感器55检测到的电动吸尘器11(主体壳体20)的位置,计算电动吸尘器11(主体壳体20)所配置的扫除区域以及位于该扫除区域内的物体等的位置关系而生成地图。另外,该图像处理部65并不是必须的构成。
行走控制部66通过对在马达35、35中流动的电流的大小以及朝向进行控制来使马达35、35进行正转或者反转,由此控制马达35、35的驱动,通过控制这些马达35、35的驱动来控制驱动轮34、34(图3)的驱动。并且,该行走控制部66构成为,根据判定部64的判定来控制电动吸尘器11(主体壳体20)的行走方向以及/或者行走速度。
扫除控制部67通过对电动送风机41、刷马达43以及侧刷马达45分别单独地进行导通角控制,由此控制这些电动送风机41、刷马达43(旋转刷42(图3))以及侧刷马达45(侧刷44(图3))的驱动。并且,该扫除控制部67构成为,根据判定部64的判定来控制扫除部22的动作。另外,也可以与这些电动送风机41、刷马达43以及侧刷马达45分别对应而独立地设置控制部。
拍摄控制部68具备控制摄像机51a、51b的快门的动作的控制回路,通过使该快门按照每规定时间进行动作,由此控制为按照每规定时间通过摄像机51a、51b拍摄图像。
照明控制部69经由开关等控制灯53的开闭。该照明控制部69为,在本实施方式中,具备对电动吸尘器11周围的明亮度进行检测的传感器,在由该传感器检测到的明亮度为规定明亮度以下的情况下使灯53点亮,在其他时不使灯53点亮。
并且,二次电池28为,例如与图3所示的在主体壳体20的下表面部20c的后部的两侧露出的作为连接部的充电端子71、71电连接,且这些充电端子71、71与充电装置12(图4)侧电连接以及机械地连接,由此经由该充电装置12(图4)被充电。
图1所示的家庭网关14也被称为接入点等,设置在建筑物内,例如通过有线与网络15连接。
服务器16是与网络15连接的计算机(云服务器),能够保存各种数据。
外部装置17例如是PC(平板终端(平板PC))17a、智能手机(手机)17b等通用的设备,在建筑物的内部例如能够经由家庭网关14相对于网络15进行有线或者无线通信,并且在建筑物的外部能够相对于网络15进行有线或者无线通信。该外部装置17至少具有显示图像的显示功能。
接着,对上述一个实施方式的动作进行说明。
一般情况下,电动吸尘装置大体上进行通过电动吸尘器11进行扫除的扫除作业、以及通过充电装置12对二次电池28进行充电的充电作业。充电作业采用使用充电装置12所内置的恒流电路等充电电路的已知方法,因此仅对扫除作业进行说明。并且,也可以另行具备根据来自外部装置17等的指令而通过摄像机51a、51b的至少任一方拍摄规定的对象物的拍摄作业。
电动吸尘器11为,例如在成为预先设定的扫除开始时刻时、接收到由遥控器或者外部装置17发送的扫除开始的指令信号时等的定时,控制单元27从待机模式切换至行走模式,该控制单元27(行走控制部66)使马达35、35(驱动轮34、34)驱动,使电动吸尘器11从充电装置12脱离规定距离。
接下来,电动吸尘器11通过图像处理部65生成扫除区域的地图。在该地图的生成时,大致上为,电动吸尘器11一边沿着扫除区域的外壁等行走或者在其位置上回转,一边计算由摄像机51a、51b拍摄到的图像中的物体的距离,根据该距离来判定墙壁、障碍物,并基于当前的电动吸尘器11的位置来生成地图(地图生成模式)。进而,控制单元27在判定为对扫除区域整体进行了绘图的情况下,结束地图生成模式,转移至后述的扫除模式。另外,该地图为,只要在生成时例如一度存储于存储器61等,则在下次的扫除以后仅从存储器61中读出即可,无需在每次扫除时都进行生成,但是由于也存在对与存储器61所存储的地图不同的扫除区域进行扫除的情况、即使是相同的扫除区域但物体的布局等发生了变化的情况,因此例如能够根据用户的指令等或者每隔规定期间等来适当生成,也可以基于扫除作业时的物体的距离测定而随时更新一度生成的地图。
接下来,电动吸尘器11基于所生成的地图,在扫除区域内在自主行走的同时进行扫除(扫除模式)。在该自主行走时,大致上为,电动吸尘器11一边前进一边计算由摄像机51a、51b拍摄到的图像中的物体的距离,并基于该距离、所绘图的地图来判定墙壁、障碍物,一边避开这些墙壁、障碍物一边行走,并且通过扫除部22进行扫除。
更详细地,当参照图8所示的流程图等进行说明时,首先,通过控制单元27(行走控制部66)使马达35、35(驱动轮34、34)驱动而使电动吸尘器11(主体壳体20)行走(步骤1),通过由控制单元27(拍摄控制部68)驱动的摄像机51a、51b对行走方向前方进行拍摄(步骤2)。所拍摄到的这些图像的至少任一个能够存储于存储器61。接着,基于由这些摄像机51a、51b拍摄到的图像、以及摄像机51a、51b之间的距离,通过图像生成部62计算规定的图像范围内的物体(特征点)的距离(步骤3)。具体地说,例如在通过摄像机51a、51b拍摄到如图6(a)以及图6(b)所示那样的图像P1、P2的情况下,通过图像生成部62计算该图像P1、P2中的各像素点的距离。此外,图像生成部62基于所计算出的距离来生成距离图像(步骤4)。该距离图像例如也能够存储于存储器61。图6(c)表示由该图像生成部62生成的距离图像PL的例子。进而,根据所生成的该距离图像,形状取得部63取得规定的距离或者规定的距离范围的物体的形状信息(步骤5)。此时,作为物体的形状信息,通过的宽度尺寸、高度尺寸等进行检测,由此还能够取得狭窄处的形状信息等。
进而,判定部64基于由形状取得部63取得的物体的形状信息,判定在电动吸尘器11(主体壳体20)前方的规定的距离或者规定的距离范围内是否存在物体(步骤6)。具体地,判定部64基于由形状取得部63取得的物体的宽度尺寸以及高度尺寸、物体之间的水平方向或者上下方向的间隔,判定物体的至少一部分是否位于距离图像的规定的图像范围内。该图像范围,与电动吸尘器11(主体壳体20)位于距摄像机51a、51b为规定的距离D或者规定的距离范围DR内的规定位置(例如距离范围DR中的最近的位置)的情况下的该电动吸尘器11(主体壳体20)的外形形状(上下左右的大小)相对应。因而,障碍物在该图像范围内位于规定的距离或者规定的距离范围内的情况,意味着在电动吸尘器11(主体壳体20)保持该状态前进时物体位于电动吸尘器11(主体壳体20)的轨迹内。
当在该步骤6中判定为没有物体的情况下,假定为在电动吸尘器11(主体壳体20)的前方存在能够行走的空间,因此判定部64基于由形状取得部63取得的物体的形状信息,判定该空间是否较大、即在电动吸尘器11(主体壳体20)的前方是否存在狭窄处(步骤7)。具体地,在由形状取得部63取得的物体之间的水平方向上的间隔以及物体之间的上下方向的间隔分别为规定的范围内时,判定部64判定为存在狭窄处。更详细地,当由形状取得部63取得的物体之间的水平方向以及上下方向的各个间隔、与电动吸尘器11(主体壳体20)的宽度尺寸以及高度尺寸之差的至少任一个小于规定值时,判定部64判定为存在狭窄处。进而,控制单元27(行走控制部66)根据该判定来控制电动吸尘器11(主体壳体20)的行走速度。
具体地说,当在步骤7中判定为在电动吸尘器11(主体壳体20)的前方不存在狭窄处(上述差分别不小于规定値(为规定値以上))的情况下,假定为在电动吸尘器11(主体壳体20)的前方存在充分的空间、或者在电动吸尘器11(主体壳体20)的前方不存在物体,因此将电动吸尘器11(主体壳体20)的行走速度设定为相对高速的第1速度(步骤8),并返回步骤1。作为该步骤8的行走控制,控制单元27(行走控制部66)将马达35、35(驱动轮34、34)的驱动控制为,电动吸尘器11(主体壳体20)的行走速度成为第1速度。因而,在电动吸尘器11(主体壳体20)已经以第1速度行走的情况下,不变更行走速度而返回步骤1。
并且,当在步骤7中判定为在电动吸尘器11(主体壳体20)的前方存在狭窄处(上述差的至少任一个小于规定値)的情况下,假定为电动吸尘器11(主体壳体20)会进入电动吸尘器11(主体壳体20)前方的狭窄处,因此将电动吸尘器11(主体壳体20)的行走速度设定为相对低速的第2速度(步骤9),并返回步骤1。作为该步骤9的行走控制,控制单元27(行走控制部66)将马达35、35(驱动轮34、34)的驱动控制为,电动吸尘器11(主体壳体20)的行走速度成为第2速度,由此在相对于电动吸尘器11(主体壳体20)的外形为余裕较少、刚好的形状的狭窄处,能够一边慎重地行走一边可靠地进入,以便不与包围该狭窄处的物体碰撞。因而,在电动吸尘器11(主体壳体20)已经以第2速度行走的情况下,不变更行走速度而返回步骤1。
另一方面,当在步骤6中判定为存在物体的情况下,假定为电动吸尘器11(主体壳体20)前方的物体是成为行走的妨碍的障碍物的情况、以及是不成为行走的妨碍的物体的情况,因此判定部64基于由形状取得部63取得的物体的形状信息来判定物体是否是障碍物(步骤10)。具体地,判定部64基于由形状取得部63取得的物体的高度尺寸,来判定物体是否是障碍物。更详细地,在由形状取得部63取得的物体的高度尺寸为规定的高度以上的情况下,判定部64判定为物体是障碍物。该规定的高度例如被设定成即便电动吸尘器11(主体壳体20)走上也不会堆叠的高度。
进而,当在该步骤10中判定为物体不是障碍物(物体的高度尺寸小于规定的高度尺寸)的情况下,假定为物体例如是门口垫、配置在扫除区域的一部分的地毯、绒毯等高度比较小的能够走上的物体,因此判定部64变更基于控制单元27(扫除控制部67)的扫除控制(步骤11),返回步骤1,不避开物体而走上物体。作为该步骤11的扫除控制的变更,例如通过控制单元27(扫除控制部67)变更扫除部22的电动送风机41的输入的增减、旋转刷42(刷马达43)以及/或者侧刷44、44(侧刷马达45、45)的驱动的开启关闭或者驱动速度。例如,在该步骤10中,通过使电动送风机41的输入增加,使旋转刷42(刷马达43)的驱动速度增加,由此提高垃圾收集性。另外,该扫除控制的变更也可以为,例如对物体的高度尺寸设定多个阈值,在物体的高度尺寸较大(厚)的情况下以及物体的高度尺寸较小(薄)的情况下,进行不同的控制。
另一方面,当在步骤10中判定为物体是障碍物(物体的高度尺寸小于规定的高度尺寸)的情况下,假定为在电动吸尘器11(主体壳体20)的前方存在应当避开的物体、无法进入的狭窄处,判定部64变更基于控制单元27(行走控制部66)的电动吸尘器11(主体壳体20)的行走方向(步骤12),并返回步骤1。作为该行走方向的变更,能够基于由形状取得部63取得的物体的形状信息,根据该形状信息来适当地改变行走方向而进行避开动作、或者选择预先设定的单个或者多个规定的避开动作例程。作为避开动作,例如控制单元27(行走控制部66)控制马达35、35(驱动轮34、34)的驱动,使电动吸尘器11(主体壳体20)相对于物体暂时停止,并使其在该位置或者后退了规定距离后的位置进行回转,由此如图9(a)所示那样呈曲柄状地避开物体O(物体O比较小的情况)、或者如图9(b)、图9(c)所示那样朝背离物体O的方向行走或者沿着物体O行走(物体O为墙壁等的情况)。
结果,电动吸尘器11(主体壳体20)在扫除区域内的地面上,一边避开障碍物一边自主行走到狭窄处NS(图7)等各个角落,并且通过控制单元27(扫除控制部67)使扫除部22动作而对地面的尘埃进行扫除。即,电动吸尘器11进行即便检测到障碍物也继续进行扫除作业等、持续的动作。
在扫除部22中,通过由控制单元27(扫除控制部67)驱动的电动送风机41、旋转刷42(刷马达43)、或者侧刷44(侧刷马达45),将地面的尘埃经由吸入口31朝集尘部46捕集。进而,在所绘图的扫除区域的扫除完成的情况下、或者在扫除作业中二次电池28的容量降低至规定量而不足以完成扫除、拍摄(二次电池28的电压降低至放电终止电压附近)等的规定条件时,在电动吸尘器11中,通过控制单元27(行走控制部66)控制马达35、35(驱动轮34、34)的动作以便返回充电装置12。然后,当充电端子71、71与充电装置12的充电用端子被连接时,使扫除作业结束,控制单元27转移至待机模式或者充电模式。
另外,存储器61所存储的图像的数据,例如在电动吸尘器11返回到充电装置12时、在扫除作业中随时、按照每规定时间、或者存在来自外部装置17的请求时等,经由无线LAN设备47且经由家庭网关14以及网络15朝服务器16发送。另外,发送结束后的数据被从存储器61删除、或者在存储新的数据时被覆盖,由此能够高效地使用存储器61的容量。
在服务器16中,能够保存从电动吸尘器11发送的图像的数据,并根据来自外部装置17的请求(访问)而下载这些图像的数据。
进而,在外部装置17中,能够显示从服务器16下载的图像。
根据以上说明了的一个实施方式,根据由摄像机51a、51b拍摄到的图像,通过图像生成部62生成位于电动吸尘器11(主体壳体20)的行走方向侧的物体的距离图像,并根据所生成的该距离图像,通过形状取得部63取得所拍摄的物体的形状信息,由此不仅能够高精度地检测有无物体、还能够高精度地检测物体的形状。
并且,通过由形状取得部63取得位于电动吸尘器11(主体壳体20)的行走方向侧的物体的水平方向的间隔,由此能够容易地判定在水平方向上是否存在电动吸尘器11(主体壳体20)能够进入的空间。
同样,通过由形状取得部63取得位于电动吸尘器11(主体壳体20)的行走方向侧的物体的上下方向的间隔,由此能够容易地判定在上下方向上是否存在电动吸尘器11(主体壳体20)能够进入的空间。
因此,通过基于水平方向以及上下方向的这些间隔的取得等的形状信息,由形状取得部63取得狭窄处NS(图7)是否位于电动吸尘器11(主体壳体20)的前方,由此能够进行行走控制以使得电动吸尘器11(主体壳体20)能够进入床等物体O(图7)的下部的腿部LP、LP之间、椅子等物体的腿部之间等。
进而,控制单元27控制马达35、35(驱动轮34、34)的动作,以便根据由形状取得部63取得的形状信息来控制电动吸尘器11(主体壳体20)的行走,由此能够在碰撞之前未然地避开成为行走的妨碍的障碍物等,并且不会需要以上地较大地避开障碍物,能够使电动吸尘器11(主体壳体20)沿着障碍物的附近行走,能够提高行走性能。因此,能够在扫除区域中扫除到各个角落,能够提高扫除性能。
具体地说,控制单元27根据由形状取得部63取得的物体的形状信息,控制马达35、35(驱动轮34、34)的动作以便控制电动吸尘器11(主体壳体20)的行走速度,由此例如在电动吸尘器11(主体壳体20)前方的空间比较大、即不存在成为行走的妨碍的障碍物的情况下,能够使电动吸尘器11(主体壳体20)相对地以高速行走而高效地进行扫除,并且当在电动吸尘器11(主体壳体20)进入狭窄处NS(图7)时、该狭窄处NS(图7)成为宽度尺寸、高度尺寸与电动吸尘器11(主体壳体20)的外形刚好对应的形状的情况下等,还能够使电动吸尘器11(主体壳体20)相对地以低速行走而使其容易进入狭窄处NS等。
同样,控制单元27根据由形状取得部63取得的物体的形状信息,控制马达35、35(驱动轮34、34)的动作以便控制电动吸尘器11(主体壳体20)的行走方向,由此例如还能够根据位于电动吸尘器11(主体壳体20)前方的障碍物的形状来使其避开动作不同等。
因而,能够进行与物体的形状相适应的电动吸尘器11(主体壳体20)的行走控制。
并且,在通过形状取得部63在根据距离图像得到的规定距离取得物体的形状信息的情况下,能够进行行走控制,以便在电动吸尘器11(主体壳体20)从当前的位置行走至规定距离的位置时、电动吸尘器11(主体壳体20)不会与位于该规定距离的物体碰撞。
此外,在通过形状取得部63在根据距离图像得到的规定的距离范围中取得物体的形状的情况下,能够进行行走控制,以便在电动吸尘器11(主体壳体20)从当前的位置行走至前部位于规定的距离范围内时、电动吸尘器11(主体壳体20)不会与位于该距离范围内的物体碰撞。
并且,控制单元27根据由形状取得部63取得的物体的形状信息来控制扫除部22的动作,由此在根据由形状取得部63取得的物体的形状信息而判定为电动吸尘器11(主体壳体20)例如走上地毯、绒毯等时等、判定为地面的种类发生变化的情况下,能够成为与该地面相适合的扫除状态,能够提高扫除效率。
另外,在上述一个实施方式中,基于由形状取得部63取得的物体的形状信息的、控制单元27(行走控制部66)对电动吸尘器11(主体壳体20)的行走控制,并不限于上述的方式,能够与物体地形状相对应而任意地设定。
并且,还能够将摄像机51a、51b配置在主体壳体20(侧面部20a)的在左右方向上大致相等的位置、即上下地配置。
此外,还能够使摄像机51a、51b中的至少任一个为拍摄红外区域的图像的红外线摄像机。
并且,图像的显示为,除了通过控制单元27进行处理以便能够由外部装置17进行显示的构成之外,例如还能够分别通过向外部装置17安装的专用的程序(应用程序)进行处理以便能够由外部装置17进行显示,还能够通过控制单元27或者服务器16预先进行处理,并通过外部装置17的浏览器等通用的程序进行显示。即,作为显示控制单元(显示控制部),还能够构成为,通过保存于服务器16的程序、安装于外部装置17的程序等使图像显示。
此外,在存储器61中临时存储的图像等的数据,发送至服务器16并在服务器16中存储,但是也可以直接存储于存储器61、还可以存储于外部装置17。
并且,由摄像机51a、51b拍摄到的图像、由图像生成部62生成的距离图像,并不限于在外部装置17进行显示,例如也可以在设置于电动吸尘器11自身的显示部等进行显示。在该情况下,可以不从存储器61经由家庭网关14以及网络15朝服务器16发送数据,能够进一步简化电动吸尘器11的构成、控制。
进而,图像生成部62、形状取得部63、判定部64、扫除控制部67、拍摄控制部68以及照明控制部69分别设置在控制单元27中,但是也可以分别成为相互不同的构成,还可以将任意两个以上任意地组合。
此外,图像生成部62进行的距离计算,不仅可以在扫除作业时使用,也可以在电动吸尘器11(主体壳体20)的任意行走时使用。
并且,拍摄单元也可以设定有三个以上。即,拍摄单元只要是多个,则其个数并无限定。
对本发明的一个实施方式进行了说明,但是该实施方式是作为例子而提示的,并非意图限定发明的范围。该新的实施方式能够以其他各种各样的方式实施,在不脱离发明的主旨的范围能够进行各种省略、置换、变更。该实施方式、其变形也包含于发明的范围、主旨,并且包含于专利请求范围记载的发明及其等同范围。
一种电动吸尘器的控制方法,使在相互分离的位置具备对行走方向侧进行拍摄的多个拍摄单元的主体壳体自主行走,其特征在于,根据由拍摄单元拍摄到的图像,生成位于该行走方向侧的物体的距离图像,根据该生成的距离图像,取得所拍摄到的物体的形状信息。
一种电动吸尘器的控制方法,其特征在于,在根据距离图像得到的规定距离,取得物体的形状信息。
一种电动吸尘器的控制方法,其特征在于,在根据距离图像得到的规定的距离范围中,取得物体的形状信息。
一种电动吸尘器的控制方法,其特征在于,基于物体的形状信息取得在主体壳体的行走方向侧是否存在狭窄处。
一种电动吸尘器的控制方法,其特征在于,取得位于主体壳体的行走方向侧的物体的水平方向的间隔。
一种电动吸尘器的控制方法,其特征在于,取得位于主体壳体的行走方向侧的物体的上下方向的间隔。
一种电动吸尘器的控制方法,其特征在于,根据由形状取得单元取得的物体的形状信息控制主体壳体的行走。
一种电动吸尘器的控制方法,其特征在于,根据由形状取得单元取得的物体的形状信息控制主体壳体的行走速度。
一种电动吸尘器的控制方法,其特征在于,根据由形状取得单元取得的物体的形状信息控制主体壳体的行走方向。
一种电动吸尘器的控制方法,其特征在于,根据由形状取得单元取得的物体的形状信息控制扫除部的动作。
Claims (10)
1.一种电动吸尘器,其特征在于,具备:
主体壳体;
驱动轮,使上述主体壳体能够行走;
控制单元,通过控制上述驱动轮的驱动来使上述主体壳体自主行走;
多个拍摄单元,配置于上述主体壳体且相互分离,对上述主体壳体的行走方向侧进行拍摄;
距离图像生成单元,根据由上述拍摄单元拍摄到的图像,生成位于上述行走方向侧的物体的距离图像;以及
形状取得单元,根据由上述距离图像生成单元生成的距离图像,取得所拍摄到的物体的形状信息。
2.根据权利要求1所述的电动吸尘器,其特征在于,
形状取得单元在根据距离图像得到的规定距离,取得物体的形状信息。
3.根据权利要求1所述的电动吸尘器,其特征在于,
形状取得单元在根据距离图像得到的规定的距离范围中,取得物体的形状信息。
4.根据权利要求1至3任一项所述的电动吸尘器,其特征在于,
形状取得单元基于物体的形状信息取得在主体壳体的行走方向侧是否存在狭窄处。
5.根据权利要求1至4任一项所述的电动吸尘器,其特征在于,
形状取得单元取得位于主体壳体的行走方向侧的物体的水平方向的间隔。
6.根据权利要求1至5任一项所述的电动吸尘器,其特征在于,
形状取得单元取得位于主体壳体的行走方向侧的物体的上下方向的间隔。
7.根据权利要求1至6任一项所述的电动吸尘器,其特征在于,
控制单元根据由形状取得单元取得的物体的形状信息控制驱动轮的动作,以便控制主体壳体的行走。
8.根据权利要求7所述的电动吸尘器,其特征在于,
控制单元根据由形状取得单元取得的物体的形状信息控制驱动轮的动作,以便控制主体壳体的行走速度。
9.根据权利要求7或8所述的电动吸尘器,其特征在于,
控制单元根据由形状取得单元取得的物体的形状信息控制驱动轮的动作,以便控制主体壳体的行走方向。
10.根据权利要求1至10任一项所述的电动吸尘器,其特征在于,
控制单元根据由形状取得单元取得的物体的形状信息控制扫除部的动作。
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