CN107405035B - 电动扫除机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可缩短扫除时间且可效率佳地根据扫除区域进行扫除的电动扫除机(11)。电动扫除机(11)包括本体壳体、驱动轮、扫除部(22)、提取机构(77)及控制机构(27)。驱动轮使本体壳体能够移行。扫除部(22)对地面进行扫除。提取机构(77)提取本体壳体的周边的特征点。控制机构(27)通过控制驱动轮的驱动而使本体壳体自主移行。控制机构(27)在扫除开始时通过对由提取机构(77)提取的特征点与对应于预先记忆的扫除区域的特征点进行比较，以确定当前的扫除区域。

Description

电动扫除机
技术领域
本发明涉及一种能够自主移行的电动扫除机。
背景技术
从前，已知有一边在作为被扫除面的地面上进行自主移行，一边对地面进行扫除的所谓自主移行型的电动扫除机(扫除机器人)。
此种电动扫除机预先记忆要扫除的房间的布局，或者暂且在房间内部进行移行以记忆布局，并对应于所记忆的布局设定最佳移行路径，从而一边沿所述移行路径进行移行一边进行扫除。然而，若要扫除的房间发生变化，则所记忆的房间布局与要扫除的房间的布局不同，因此必须记忆新的布局并制成移行路径。此时，由于实际对房间进行扫除时的动作与用于记忆房间布局的动作大不相同，若电动扫除机在每次要扫除的房间发生变化时均制成移行路径，则不仅需要时间，扫除效率也下降。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开平8-16241号公报
发明内容
发明所要解决的问题
本发明所要解决的问题在于提供一种可缩短扫除时间、且可效率佳地根据扫除区域进行扫除的电动扫除机。
解决问题的技术手段
本发明的电动扫除机包括本体壳体、驱动轮、扫除部、提取机构及控制机构。驱动轮使本体壳体能够移行。扫除部对被扫除面进行扫除。提取机构提取本体壳体的周边的特征点。控制机构通过控制驱动轮的驱动而使本体壳体自主移行。并且，所述控制机构在扫除开始时通过对由提取机构提取的特征点与对应于预先记忆的扫除区域的特征点进行比较，以确定当前的扫除区域。
根据所述的构成，控制机构在扫除开始时，通过对由提取机构提取的特征点与对应于预先记忆的扫除区域的特征点进行比较，以确定当前的扫除区域，由此，若为预先记忆的扫除区域，则无需用于对扫除区域内进行探索来重新生成地图或移行路径的时间，可立即开始扫除。因此，可缩短扫除时间，且可根据扫除区域效率佳地进行扫除。
附图说明
图1是表示一实施例的电动扫除机的方块图。
图2是表示所述电动扫除机及基地装置的立体图。
图3是自下方表示所述电动扫除机的平面图。
图4是示意性地表示所述电动扫除机的物体深度的计算方法的说明图。
图5(a)是表示其中一个摄像机构所拍摄到的图像的一例的说明图，图5(b)是表示另一个摄像机构所拍摄到的图像的一例的说明图，图5(c)是表示基于图5(a)及图5(b)而生成的距离图像的一例的说明图。
图6是表示所述电动扫除机的扫除作业的控制的流程图。
图7(a)是示意性地表示所述电动扫除机的扫除开始时的动作的说明图，图7(b)是表示所述电动扫除机所记忆的扫除区域的地图的一例的说明图，图7(c)是表示所述扫除区域的移行路径的一例的说明图。
图8(a)是表示其中一个摄像机构所拍摄到的图像的一例的说明图，图 8(b)是表示另一个摄像机构所拍摄到的图像的一例的说明图，图8(c)是表示具有基于图8(a)及图8(b)而提取的特征点的图像的一例的说明图。
图9(a)是示意性地表示所述电动扫除机的扫除开始时的扫除区域的平面图，图9(b)是示意性地表示所述电动扫除机的生成地图或移行路径时的动作的平面图，图9(c)是表示利用图9(b)的动作而生成的地图的一例的平面图，图9(d)是示意性地表示所述电动扫除机的生成地图或移行路径时的、继图9(b)之后的动作的平面图，图9(e)是表示利用图9(d)的动作而修正的地图的一例的平面图。
符号的说明
11：电动扫除机
12：充电装置
20：本体壳体
20a：侧面部
20b：上表面部
20c：下表面部
21：移行部
22：扫除部
23：通信部
25：摄像部
26：感测部
27：控制机构
28：二次电池
31：吸入口
32：排气口
34：驱动轮
35：马达
36：回旋轮
41：电动鼓风机
42：旋转刷
43：有刷马达
44：边刷
45：边刷马达
46：集尘部
51a：相机
51b：相机
53：灯
55：转数传感器
61：存储器
62：深度计算部
63：图像生成部
64：判定部
65：提取部
66：确定部
67：图像处理部
71：移行控制部
72：扫除控制部
73：摄像控制部
74：照明控制部
76：作为障碍物检测机构的障碍物传感器
77：提取机构
78：充电端子
79：充电用端子
A：图像范围
CA：扫除区域
D：规定距离
DA：死角
FR、RR：箭头
L：中心线
M：地图
O：物体
P1、P2、P4、P5、P6：图像
P3：距离图像
R：范围
RT：移行路径
Va、Vb：摄像范围
①～⑦：步骤
具体实施方式
以下，参照附图，对一实施例的构成进行说明。
在图1至图3中，11是电动扫除机，所述电动扫除机11与充电装置12 (充电台)等一并构成电动扫除装置(电动扫除系统)，所述充电装置12成为所述电动扫除机11的充电用基地部而作为基地装置。并且，电动扫除机11 在本实施例中，是一边在作为移行面的被扫除面即地面上进行自主移行(自移)，一边对地面进行扫除的所谓自移式的机器人清除器(扫除机器人)。
另外，所述电动扫除机11包括中空状的本体壳体20。而且，所述电动扫除机11包括使本体壳体20在地面上移行的移行部21。进而，所述电动扫除机11包括对地面等的尘埃进行扫除的扫除部22。另外，所述电动扫除机 11也可包括与包含充电装置12的外部装置进行通信的通信部23。进而，所述电动扫除机11也可包括对图像进行拍摄的摄像部25。另外，所述电动扫除机11也可包括感测部26。进而，所述电动扫除机11包括对移行部21、扫除部22、通信部23及摄像部25等进行控制的控制器即控制机构(控制部) 27。而且，所述电动扫除机11也可包括对移行部21、扫除部22、通信部23、摄像部25、感测部26及控制机构27等进行供电的二次电池28。再者，以下，将沿电动扫除机11(本体壳体20)的移行方向的方向设为前后方向(图2所示的箭头FR方向、箭头RR方向)，将与所述前后方向交叉(正交)的左右方向(两侧方向)设为宽度方向来进行说明。
本体壳体20例如由合成树脂等形成为扁平的圆柱状(圆盘状)等。即，所述本体壳体20包括侧面部20a(图2)、以及与所述侧面部20a的上部及下部分别连续的上表面部20b(图2)及下表面部20c(图3)。所述本体壳体20 的侧面部20a形成为大致圆筒面状，在所述侧面部20a，例如配置有摄像部 25等。而且，本体壳体20的上表面部20b及下表面部20c分别形成为大致圆形，如图3所示，在与地面相对向的下表面部20c，分别开设有作为集尘口的吸入口31及排气口32等。
移行部21包括作为多个(一对)驱动部的驱动轮34、驱动轮34，作为使这些驱动轮34、驱动轮34驱动的动作部的驱动机构即马达35、马达35(图 1)。所述移行部21也可包括回旋用的回旋轮36等。
各个驱动轮34是使电动扫除机11(本体壳体20)在地面上沿前进方向及后退方向移行(自主移行)的构件，即移行用的构件，具有沿左右宽度方向未图示的旋转轴，在宽度方向上对称配置。
各个马达35(图1)例如与各个驱动轮34相对应而配置，能够使各个驱动轮34独立驱动。
回旋轮36是位于本体壳体20的下表面部20c的宽度方向上的大致中央部且位于前部、能够沿地面进行回旋的从动轮。
扫除部22包括例如位于本体壳体20内将尘埃自吸入口31与空气一并吸入且自排气口32排出的电动鼓风机41、以能够旋转的方式安装在吸入口31 而将尘埃拢上去的作为旋转清扫体的旋转刷42及使所述旋转刷42旋转驱动的有刷马达43(图1)、以能够旋转的方式安装在本体壳体20的前侧等的两侧而将尘埃拢集起来的作为回旋清扫部的辅助扫除机构(辅助扫除部)即边刷44及使所述边刷44驱动的边刷马达45(图1)、以及与吸入口31连通而蓄积尘埃的集尘部46(图2)等。再者，只要至少包括电动鼓风机41、旋转刷42及有刷马达43(图1)、边刷44及边刷马达45(图1)中的任一个即可。
图1所示的通信部23包括向充电装置12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机构(发送部)、以及接收来自充电装置12或未图示的遥控器等的无线信号(红外线信号)的例如光电晶体管 (phototransistor)等未图示的接收机构(接收部)等。
摄像部25包括多个例如作为其中一个及另一个摄像机构(摄像部本体) 的相机51a、相机51b。所述摄像部25也可包括对相机51a、相机51b赋予照明的作为照明机构(照明部)的发光二极管(light-emitting diode，简称：LED) 等的灯53。
如图2所示，相机51a、相机51b在本体壳体20的侧面部20a中，配置在前部的两侧。即，在本实施例中，相机51a、相机51b在本体壳体20的侧面部20a中，相对于电动扫除机11(本体壳体20)的宽度方向上的中心线L，分别配置在向左右方向倾斜大致相等的规定角度(锐角)的位置。换句话说，这些相机51a、相机51b相对于本体壳体20沿宽度方向大致对称地配置，这些相机51a、相机51b的中心位置与和电动扫除机11(本体壳体20)的移行方向即前后方向交叉(正交)的宽度方向上的中心位置大致一致。此外，这些相机51a、相机51b分别配置在沿上下方向大致相等的位置，即大致相等的高度位置。因此，这些相机51a、相机51b在将电动扫除机11载置于地面上的状态下自所述地面算起的高度设定为彼此大致相等。因此，相机51a、相机51b隔开地配置在相互错开的位置(在左右方向上错开的位置)。而且，这些相机51a、相机51b是对本体壳体20的移行方向即前方，分别以规定的镜头最大角度(horizontal angle of view)(例如105°等)每隔规定时间，例如每隔数十毫秒等每隔微小时间，或每隔数秒等拍摄数字图像的数字相机。此外，这些相机51a、相机51b的彼此的摄像范围(视场)Va、摄像范围(视场) Vb重合(图4)，这些相机51a、相机51b所拍摄的(其中一个及另一个)图像P1、图像P2(图5(a)及图5(b))在其摄像区域包含将电动扫除机11 (本体壳体20)的宽度方向上的中心线L加以延长的前方位置在内的区域内在左右方向上重叠(lap)。在本实施例中，这些相机51a、相机51b例如设为对可见光区域的图像进行拍摄。再者，这些相机51a、相机51b所拍摄到的图像例如也可利用未图示的图像处理电路等而压缩成规定的数据格式。
灯53是输出利用相机51a、相机51b对图像进行拍摄时的照明用的光的构件，配置在相机51a、相机51b的中间位置，即本体壳体20的侧面部20a 的中心线L上的位置。即，灯53与相机51a、相机51b相距的距离大致相等。而且，所述灯53配置在与相机51a、相机51b在上下方向上大致相等的位置，即大致相等的高度位置。因此，所述灯53配置在相机51a、相机51b的宽度方向上的大致中央部。在本实施例中，所述灯53对包含可见光区域的光进行照明。
图1所示的感测部26例如包括对各个驱动轮34(各个马达35)的转数进行检测的光编码器等转数传感器55。所述转数传感器55通过所测定的驱动轮34(图3)或马达35的转数，对电动扫除机11(本体壳体20(图3)) 的回旋角度或行进距离进行检测。因此，所述转数传感器55是检测例如自充电装置12等的基准位置起的电动扫除机11(本体壳体20(图3))的相对位置的位置检测传感器。再者，所述感测部26也可进而包括例如：作为障碍物检测机构通过与障碍物的接触检测障碍物的接触传感器，作为尘埃量检测机构检测集尘部46所收集的尘埃量的光传感器等。
控制机构27是包括例如作为控制机构本体(控制部本体)的中央处理器 (CentralProcessing Unit，简称：CPU)、存储有由所述CPU读取的程序等固定的数据的存储部即只读存储器(read only memory，简称：ROM)、动态形成成为利用程序而进行的数据处理的作业区域的工作区(work area)等各种记忆区的区存储部即随机存取存储器(random accessmemory，简称：RAM) (分别未图示)等的微型计算机(microcomputer)。所述控制机构27也可进而包括例如：存储器61，作为记忆机构(记忆部)记忆相机51a、相机51b所拍摄到的图像的数据等。另外，所述控制机构27也可包括：深度计算部62，作为计算机构(计算部)基于相机51a、相机51b所拍摄到的图像计算自相机 51a、相机51b算起的物体的深度。进而，所述控制机构27也可包括图像生成部63，作为图像生成机构(图像生成部)基于深度计算部62所计算的物体的深度生成距离图像。而且，所述控制机构27也可包括判定部64，作为障碍物判定机构(障碍物判定部)基于深度计算部62所计算的深度判定障碍物。进而，所述控制机构27也可包括提取部65，自相机51a、相机51b所拍摄到的图像、本实施例中为图像生成部63所生成的距离图像提取特征点。而且，所述控制机构27也可包括确定部66，通过对提取部65所提取的特征点与存储器61等所记忆(注册)的特征点进行比较，以确定扫除区域。进而，所述控制机构27也可包括图像处理部67，作为地图生成机构(地图生成部) 基于深度计算部62所计算的物体的深度来生成扫除区域的地图。而且，所述控制机构27也可包括对移行部21的马达35、马达35(驱动轮34、驱动轮 34)的动作进行控制的移行控制部71。进而，所述控制机构27也可包括对扫除部22的电动鼓风机41、有刷马达43及边刷马达45的动作进行控制的扫除控制部72。另外，所述控制机构27也可包括对摄像部25的相机51a、相机51b进行控制的摄像控制部73。进而，所述控制机构27也可包括对摄像部25的灯53进行控制的照明控制部74。并且，所述控制机构27具有例如对驱动轮34、驱动轮34(马达35、马达35)进行驱动而使电动扫除机11 (本体壳体20)自主移行的移行模式。另外，所述控制机构27也可具有经由充电装置12对二次电池28进行充电的充电模式。进而，所述控制机构27也可具有动作待机中的待机模式。
存储器61是不论电动扫除机11的电源的接通或断开(on-off)均保持所记忆的各种数据的例如闪速存储器(flash memory)等非易失性存储器。
深度计算部62使用已知的如下方法：基于相机51a、相机51b所拍摄到的图像以及相机51a、相机51b间的距离计算物体O的深度(图5)。即，深度计算部62应用三角测量，自相机51a、相机51b所拍摄到的各图像中检测出表示同一位置的像素点(pixel dot)，计算所述像素点的上下方向及左右方向上的角度，根据这些角度与相机51a、相机51b间的距离计算所述位置的距相机51a、相机51b的深度。因此，相机51a、相机51b所拍摄的图像优选尽可能地范围重合(重叠)。
图像生成部63生成表示深度计算部62所计算出的物体(特征点)的距离的距离图像。所述图像生成部63生成距离图像是通过如下方式来进行：将所算出的各像素点的距离，例如针对每个点等规定点转换成能够通过明度或色调等的视认而识别的阶层来显示。在本实施例中，图像生成部63生成距离图像，作为距离越大明度越小的黑白图像，即自电动扫除机11(本体壳体20) 算起向前方的距离越远越黑且距离越近越白的例如256阶层(8位＝28)的灰阶(gray scale)的图像。因此，所述距离图像是使位于所谓电动扫除机11(本体壳体20)的移行方向前方的相机51a、相机51b所拍摄的范围内的物体的距离信息(距离数据)的集合体可视化的图像。再者，所述图像生成部63既可仅针对相机51a、相机51b所拍摄到的各图像中的规定的图像范围内的像素点生成距离图像，也可生成整个图像的距离图像。
判定部64基于深度计算部62所计算的物体深度，判定物体是否为障碍物。即，所述判定部64自深度计算部62所计算的深度提取规定范围、例如距离图像P3中的四边形形状的规定的图像范围A(图5(c))中的部分，将所述图像范围A中的物体O的深度与预先设定的或者是可变化地设定的阈值即设定距离D(图4)进行比较，将位于所述设定距离D以下的深度(距电动扫除机11(本体壳体20)的距离)的物体O判定为障碍物。图像范围A 是根据电动扫除机11(本体壳体20)的上下左右的大小而设定。即，图像范围A的上下左右设定为电动扫除机11(本体壳体20)径直前进时接触的范围。因此，由相机51a、相机51b(摄像部25)、深度计算部62、图像生成部63 及判定部64，构成检测障碍物的作为障碍物检测机构的障碍物传感器76。
提取部65通过对相机51a、相机51b所拍摄到的图像、本实施例中为图像生成部63所生成的距离图像进行例如边缘检测等特征检测(特征提取)，以提取距离图像中的特征点。所述边缘检测方法可使用已知的任意方法。因此，如图1所示，由相机51a、相机51b(摄像部25)、深度计算部62、图像生成部63及提取部65构成提取电动扫除机11(本体壳体20)的周边的特征点(相机51a、相机51b所拍摄到的图像中的特征点)的提取机构77。此处，所谓电动扫除机11(本体壳体20)的周边，以下不仅是指电动扫除机11(本体壳体20)的周围附近，也包括例如天花板等对电动扫除机11(本体壳体 20)相隔有距离的位置(相机51a、相机51b能够进行拍摄的范围的位置)。
确定部66将提取部65(提取机构77)所提取的特征点与例如存储器61 等所记忆的扫除区域的例如对应于地图的特征点进行比较，以计算相似率，并且根据所述相似率是否为规定阈值以上，判定提取了特征点的距离图像中相机51a、相机51b所拍摄到的扫除区域是否与所记忆的扫除区域相一致，从而确定当前的扫除区域。关于所记忆的对应于扫除区域的特征点，可由所有者预先将地图等输入至电动扫除机11来注册，也可将电动扫除机11以前确定扫除区域时所使用的特征点对应于当时所扫除的扫除区域的地图或移行路径来记忆。
图像处理部67根据深度计算部62所计算的物体深度，对电动扫除机11 (本体壳体20)的周边物体与电动扫除机11(本体壳体20)的距离进行计算，并根据所述距离与感测部26的转数传感器55所检测到的电动扫除机11(本体壳体20)的位置，对配置有电动扫除机11(本体壳体20)的扫除区域及位于所述扫除区域内的物体等的位置关系进行计算而生成地图和/或移行路径。
移行控制部71通过对流入至马达35、马达35的电流的大小及方向进行控制，而使马达35、马达35正转或反转，由此对马达35、马达35的驱动进行控制，通过对这些马达35、马达35的驱动进行控制而对驱动轮34、驱动轮34(图3)的驱动进行控制。而且，所述移行控制部71构成为对应于判定部64的判定，对电动扫除机11(本体壳体20)的移行方向和/或移行速度进行控制。
扫除控制部72通过分别各别地对电动鼓风机41、有刷马达43及边刷马达45进行导通角控制，来对这些电动鼓风机41、有刷马达43(旋转刷42(图 3))及边刷马达45(边刷44(图3))的驱动进行控制。而且，所述扫除控制部72构成为对应于判定部64的判定，对扫除部22的动作进行控制。再者，也可分别对应于这些电动鼓风机41、有刷马达43及边刷马达45而各别地设置控制部。
摄像控制部73包括对相机51a、相机51b的快门(shutter)的动作进行控制的控制电路，以通过每隔规定时间使所述快门运行，而利用相机51a、相机51b每隔规定时间拍摄图像的方式进行控制。
照明控制部74由开关等来控制灯53的开启关闭。所述照明控制部74在本实施例中，包括对电动扫除机11的周边的亮度进行检测的传感器，设为当所述传感器所检测到的亮度为规定值以下时使灯53点灯，其他时候则不使灯 53点灯。
二次电池28例如与在图3所示的本体壳体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78、充电端子78电性连接，这些充电端子78、充电端子78与充电装置12侧电性连接及机械连接，由此经由所述充电装置12而充电。
充电装置12内置有定电流电路等充电电路。而且，在所述充电装置12 中设有与电动扫除机11的充电端子78、充电端子78机械连接及电性连接的、二次电池28的充电用的充电用端子79、充电用端子79。这些充电用端子79、充电用端子79与充电电路电性连接。
其次，对所述一实施例的动作进行说明。
通常，电动扫除装置大致分为利用电动扫除机11进行扫除的扫除作业、以及利用充电装置12对二次电池28进行充电的充电作业。充电作业是使用利用充电装置12的充电电路的已知的方法，故而仅对扫除作业进行说明。另外，也可另行包括根据来自外部装置等的命令利用相机51a、相机51b中的至少任一个对规定的对象物进行拍摄的摄像作业。
概略而言，所述扫除作业如图6的流程图所示那样，在开始时电动扫除机11利用提取机构77提取周边的特征点(步骤1)，对所述特征点与预先记忆的特征点是否一致进行判定(步骤2)。在所述步骤2中，当判定为特征点一致时，控制机构27读取与所述特征点对应的地图或移行路径(步骤3)，驱动驱动轮34、驱动轮34(马达35、马达35)使电动扫除机11(本体壳体 20)沿所述地图或移行路径移行，同时由扫除部22进行扫除(步骤4)。另一方面，在步骤2中，当判定为特征点不一致时，通过控制机构27控制驱动轮34、驱动轮34(马达35、马达35)的驱动而使电动扫除机11(本体壳体 20)移行，同时利用障碍物传感器76检测障碍物，由此辨识电动扫除机11 (本体壳体20)能够移行的区域与障碍物，从而生成地图或移行路径并进行记忆(步骤5)，以沿所生成的地图或移行路径移行的方式进入步骤4驱动驱动轮34、驱动轮34(马达35、马达35)，使电动扫除机11(本体壳体20) 移行，同时由扫除部22进行扫除。然后，根据判定扫除区域的扫除是否结束、或二次电池28的容量是否不足等，以判定是否结束扫除(步骤6)，在判定为不结束扫除时返回步骤4，在判定为结束扫除时，回归规定位置例如充电装置12(步骤7)，结束扫除作业。
更详细而言，电动扫除机11例如在达到预先设定的扫除开始时刻时或接收到由遥控器或外部装置发送的扫除开始的命令信号时等的时机，控制机构 27自待机模式切换至移行模式，开始扫除作业。
其次，电动扫除机11自其位置由相机51a、相机51b拍摄前方，控制机构27根据这些相机51a、相机51b所拍摄到的图像，利用深度计算部62计算所拍摄的物体深度，并利用图像生成部63生成距离图像。此时，相机51a、相机51b所拍摄到的范围是在自当前的电动扫除机11的位置起的相机51a、相机51b的视角内，如图7(a)所示，位于自扫除区域CA除去因物体O而形成的死角DA的范围R内。
进而，控制机构27自所生成的距离图像由提取部65提取特征点。例如图8(c)表示包括自基于图8(a)及图8(b)所示的图像P4、图像P5生成的距离图像所提取的特征点(例如配置在壁面附近的物体或地面的凹凸等的边缘)的图像P6。而且，由确定部66对所述提取的特征点与对应于所记忆的扫除区域(例如图7(b)所示的地图M)的特征点进行比较，计算相似率，若相似率为规定值以上，则判定为特征点一致，若相似率小于规定值，则判定为特征点不一致。所述判定是对于所记忆的扫除区域依次进行。因此，当记忆有多个扫除区域时，所述判定持续至确定出扫除区域为止，在提取出的特征点与所有扫除区域的特征点不一致时，判定为特征点不一致。另外，当无所记忆的扫除区域或其特征点时，判定为特征点不一致。
并且，当判定为特征点一致时，控制机构27确定当前扫除区域为其所记忆的扫除区域，读取对应于所述确定的扫除区域的地图M(例如图7(b)) 或者移行路径RT(例如图7(c))，并转移至后述的扫除模式。
另一方面，当判定为特征点不一致时，即判定为扫除区域的信息未被记忆时，控制机构27利用图像处理部67生成扫除区域的地图或移行路径。在生成所述地图或移行路径时，概略而言，电动扫除机11(本体壳体20)一边沿扫除区域的外壁等移行，或在所述位置进行回旋，一边计算相机51a、相机 51b所拍摄到的图像中的物体的距离，根据所述距离判定墙壁或障碍物，并基于当前的电动扫除机11的位置生成地图(地图生成模式)。移行路径可基于所述地图生成。
作为所述地图的生成的一例，例如如图9(a)所示那样电动扫除机11(本体壳体20)自连接于充电装置12的状态，至如图9(b)所示那样自充电装置12脱离规定距离后，以规定角度回旋(轴转回旋)同时由相机51a、相机 51b拍摄图像。此时，电动扫除机11(本体壳体20)的回旋角度例如设为360°。然后，根据所拍摄的物体的距电动扫除机11(本体壳体20)的距离与当前的电动扫除机11(本体壳体20)的位置辨识障碍物的位置(座标)，如图9(c) 所示那样生成地图M(图中以粗线表示)。此时，对于成为相机51a、相机51b 的死角的位置，视为障碍物或墙壁进行处理。继而，如图9(d)所示那样，电动扫除机11(本体壳体20)在向规定方向移行后的位置同样地进行回旋(轴转回旋)同时由相机51a、相机51b拍摄图像，根据所拍摄的物体的距电动扫除机11(本体壳体20)的距离与当前的电动扫除机11(本体壳体20)的位置辨识障碍物的位置(座标)，如图9(e)所示那样对地图M(图中以粗线表示)进行修正。此时，规定方向优选设为在最初生成的地图M中不存在障碍物的方向。视需要适宜地重复进行所述动作，由此，逐渐减少成为死角的位置，辨识电动扫除机11(本体壳体20)能够移行的区域与障碍物，从而地图M得以完成。然后，当判定为已绘制(mapping)全部扫除区域(已绘制扫除区域的规定范围以上的区域)时，控制机构27结束地图生成模式，基于所述地图视需要生成移行路径后，转移至以下的扫除模式。所述移行路径例如设为可以最短距离效率佳地在扫除区域内移行的路径，或者可对扫除区域中被推定为易脏的地方有效地进行扫除的路径等。
其次，电动扫除机11基于所读取的地图或移行路径，或者是新生成的并进行了记忆的地图或移行路径，一面在扫除区域内自主移行一面进行扫除(扫除模式)。在所述自主移行时，概略而言，电动扫除机11一面前进，一面计算相机51a、相机51b所拍摄到的图像中的物体的距离，并基于所述距离、地图或移行路径判定墙壁或障碍物，一面避开这些墙壁或障碍物一面进行移行，同时利用扫除部22进行扫除。再者，也可基于所述扫除时所判定的障碍物或墙壁来修正地图。
其结果为，电动扫除机11(本体壳体20)在扫除区域内的地面上，一面避开障碍物，一面自主移行至各个角落为止，同时利用控制机构27(扫除控制部72)使扫除部22运行来扫除地面的尘埃。即，电动扫除机11进行即使检测出障碍物也持续进行扫除作业等持续的动作。
在扫除部22中，利用经控制机构27(扫除控制部72)驱动的电动鼓风机41、旋转刷42(有刷马达43)或边刷44(边刷马达45)而将地面的尘埃经由吸入口31收集至集尘部46。然后，在扫除区域的扫除结束时，或在扫除作业中二次电池28的容量下降至规定量而不足以使扫除或拍摄结束(二次电池28的电压下降至放电终止电压附近)时等的规定条件时，在电动扫除机 11中，利用控制机构27(移行控制部71)对马达35、马达35(驱动轮34、驱动轮34)的动作进行控制以回归充电装置12。其后，当将充电端子78、充电端子78与充电装置12的充电用端子79、充电用端子79加以连接时，结束扫除作业，控制机构27转移至待机模式或充电模式。
根据以上说明的一实施例，控制机构27在扫除开始时，通过对由提取机构77提取的本体壳体20(电动扫除机11)的周边的特征点与对应于预先记忆的扫除区域的特征点进行比较，以确定当前的扫除区域，由此，若为预先记忆的扫除区域，则无需用于对扫除区域内进行探索来重新生成地图或移行路径的时间，可立即开始扫除。因此，可缩短扫除时间，且可根据扫除区域效率佳地进行扫除。
而且，若确定出扫除区域，则控制机构27可基于预先记忆的所述扫除区域的地图M(图7(b))或移行路径RT(图7(c))控制驱动轮34、驱动轮 34(马达35、马达35)的驱动以使本体壳体20(电动扫除机11)移行，由此可根据扫除区域的布局或障碍物的布置等效率佳地进行扫除。
而且，在由提取机构77提取的特征点与所记忆的扫除区域的特征点的相似率小于规定值时，通过控制机构27控制驱动轮34、驱动轮34(马达35、马达35)的驱动，使本体壳体20(电动扫除机11)移行，同时利用障碍物传感器76检测障碍物，由此辨识本体壳体20(电动扫除机11)能够移行的区域与障碍物，从而生成并记忆对应于扫除区域的地图或移行路径，由此，在下次及以后对所述扫除区域进行扫除时，可使用所述所记忆的地图或移行路径立即开始扫除，并且可根据扫除区域的布局或障碍物的布置等效率佳地进行扫除。
再者，在所述一实施例中，深度计算部62、图像生成部63、判定部64、提取部65、扫除控制部72、摄像控制部73及照明控制部74分别包含在控制机构27中，但既可分别设为彼此分开的构成，也可将任两个以上加以任意组合，也可与控制机构27分开设置。
而且，摄像机构也可设定3个以上。即，摄像机构只要为多个，则不限定其个数。
进而，作为障碍物传感器76，也可替代相机51a、相机51b而使用飞行时间(time offight，简称：TOF)方式的距离图像传感器等。
而且，虽设为自充电装置12开始扫除的构成，但也可任意设定扫除的开始位置。
进而，作为基地装置，并不限于充电装置12，可使用例如用于将集尘部 46所收集的尘埃集中的除尘站(dust station)等具有其他任意功能的基地装置。
已对本发明的一实施例进行说明，但所述实施例是作为例示起提示作用，并不意图限定发明的范围。所述新颖的实施例能够利用其他各种实施例来实施，在不脱离发明的主旨的范围内，可进行各种省略、置换、变更。所述实施例及其变形包含在发明的范围及主旨内，并且包含在权利要求书所述的发明及其同等的范围内。

Claims (5)

1.一种电动扫除机，其特征在于包括：
本体壳体；
驱动轮，使所述本体壳体能够移行；
扫除部，对被扫除面进行扫除；
提取机构，提取所述本体壳体的周边的特征点；
障碍物检测机构，检测障碍物；以及
控制机构，通过控制所述驱动轮的驱动而使所述本体壳体自主移行，
所述控制机构在扫除开始时通过对所述提取机构所提取的特征点与对应于预先记忆的扫除区域的特征点进行比较，以判定当前的扫除区域是否与所述预先记忆的扫除区域一致，当一致时，确定所述当前的扫除区域为所述预先记忆的扫除区域，当不一致时，控制所述驱动轮的驱动而使所述本体壳体移行，同时利用所述障碍物检测机构检测障碍物，由此辨识所述本体壳体能够移行的区域与障碍物，从而生成并记忆对应于所述当前的扫除区域的地图或移行路径，由此，确定所述当前的扫除区域为未被预先记忆的新的扫除区域。
2.根据权利要求1所述的电动扫除机，其特征在于：
若确定所述当前的扫除区域为所述预先记忆的扫除区域，则所述控制机构基于所述预先记忆的扫除区域的地图控制所述驱动轮的驱动，以使所述本体壳体移行。
3.根据权利要求2所述的电动扫除机，其特征在于：
在由所述提取机构提取的特征点与所述对应于所述预先记忆的扫除区域的特征点的相似率小于规定值时，所述控制机构确定所述当前的扫除区域与所述预先记忆的扫除区域不一致，通过控制所述驱动轮的驱动使所述本体壳体移行，同时利用所述障碍物检测机构检测障碍物，由此辨识所述本体壳体能够移行的区域与障碍物，从而生成对应于扫除区域的地图并进行记忆。
4.根据权利要求1所述的电动扫除机，其特征在于：
若确定所述当前的扫除区域为所述预先记忆的扫除区域，则所述控制机构基于对应于所述预先记忆的扫除区域的移行路径控制所述驱动轮的驱动，以使所述本体壳体移行。
5.根据权利要求4所述的电动扫除机，其特征在于：
在由所述提取机构提取的特征点与所述对应于所述预先记忆的扫除区域的特征点的相似率小于规定值时，所述控制机构确定所述当前的扫除区域与所述预先记忆的扫除区域不一致，通过控制所述驱动轮的驱动以使所述本体壳体移行，同时利用所述障碍物检测机构检测障碍物，由此辨识所述本体壳体能够移行的区域与障碍物，从而生成对应于扫除区域的移行路径并进行记忆。
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