CN109922702B - 电清扫机 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够提高清扫的效率、并且能够展现正在识别清扫区域的形状而进行清扫的电清扫机(11)。电清扫机(11)具有主体机壳、驱动轮、行驶控制部(61)、清扫部(22)、周围检测传感器(43)和地图生成部(64)。驱动轮能够使主体机壳行驶。行驶控制部(61)通过对驱动轮的驱动进行控制，使主体机壳自主行驶。清扫部(22)进行清扫。周围检测传感器(43)检测主体机壳的周围的形状。地图生成部(64)基于通过由行驶控制部(61)对驱动轮的驱动进行控制而使主体机壳在规定范围内进行规定的初始动作从而由周围检测传感器(43)扫描的周围的形状，制作清扫区域的初始地图。

Description

电清扫机
技术领域
本发明的实施方式涉及能够自主行驶的电清扫机。
背景技术
以往，已知有一边在作为被清扫面的地板面上自主行驶一边将地板面清扫的所谓自主行驶型的电清扫机(清扫机器人)。
在这样的电清扫机中，为了实现效率良好的清扫，有以下的技术：将想要清扫的房间的大小及形状、以及障碍物等反映并制作(映射)到地图中，基于该制作出的地图来设定最优的行驶路径，沿着该行驶路径而行驶。该地图例如基于使用配置在主体机壳上的照相机摄像的图像来制作。
在制作地图的情况下，通常一边从清扫开始位置进行预先决定的行驶控制，一边基于从摄像出的图像检测到的障碍物来依次制作地图，所以有时效率较差。因此，要求从地图的制作到基于该制作出的地图来决定清扫动作的一系列的动作的效率的提高。此外，在地图的制作时，由于与想要清扫的房间的形状无关，电清扫机采取预先决定的行驶路线，所以对于使用者而言电清扫机看起来如莽撞地行驶那样，所以难以展现电清扫机的性能。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特许第5426603号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的是提供一种能够提高清扫的效率、并且能够展现识别行驶场所的形状而清扫的电清扫机。
用来解决课题的手段
实施方式的电清扫机具有主体机壳、驱动部、行驶控制机构、清扫部、周围检测传感器和地图构建机构。驱动部能够使主体机壳行驶可能。行驶控制机构通过对驱动部的驱动进行控制，使主体机壳自主行驶。清扫部进行清扫。周围检测传感器检测主体机壳的周围的形状。地图构建机构基于通过由行驶控制机构对驱动部的驱动进行控制而使主体机壳在规定范围内进行规定的初始动作从而由周围检测传感器扫描的周围的形状，制作行驶场所的初始地图。
通过上述结构，通过由行驶控制部对驱动部的驱动进行控制，使主体机壳在规定范围内进行规定的初始动作，由此基于由周围检测传感器扫描的周围的形状来制作清扫区域的初始地图，所以能够基于该初始地图容易且精度良好地设定行驶路线等，能够提高清扫的效率。此外，由于使用者能够视觉识别通过电清扫机的规定的初始动作而正对周围进行扫描，所以能够向使用者展现电清扫机不是莽撞地对清扫区域进行清扫、而是在识别清扫区域的形状而进行清扫。
附图说明
图1是表示第1实施方式的电清扫机的框图。
图2是表示具备该电清扫机的电清扫装置的立体图。
图3是将该电清扫机从下方表示的平面图。
图4是示意地表示由该电清扫机的周围检测传感器执行的物体的三维坐标的计算方法的说明图。
图5是表示由该电清扫机进行的初始动作的一实施例的说明图。
图6是表示由该电清扫机进行的追加扫描的一实施例的说明图。
图7是表示由该电清扫机进行的追加扫描的另一实施例的说明图。
图8是表示由该电清扫机进行的追加扫描的又一实施例的说明图。
图9是表示由该电清扫机进行的追加扫描的又一实施例的说明图。
图10是表示该电清扫机的清扫动作的一实施例的说明图。
图11是表示该电清扫机的清扫动作的接着图10的动作的说明图。
图12是表示该电清扫机的清扫动作的接着图11的动作的说明图。
图13是表示该电清扫机的清扫动作的接着图12的动作的说明图。
图14是表示该电清扫机的控制的流程图。
图15是表示第2实施方式的电清扫机的清扫动作的一实施例的说明图。
图16是表示该电清扫机的清扫动作的另一实施例的说明图。
图17是表示该电清扫机的清扫动作的另一实施例的说明图。
具体实施方式
以下，参照附图说明第1实施方式的结构。
在图1至图4中，11是作为自主行驶体的电清扫机，该电清扫机11与作为该电清扫机11的充电用的基座部的基座装置的充电装置(充电台)12一起，构成作为自主行驶体装置的电清扫装置(电清扫系统)。并且，电动清扫机11在本实施方式中，是一边在作为行驶面的被清扫面即地板面上自主行驶(自行)一边将地板面清扫的所谓自行式的机器人清洁器(清扫机器人)。
并且，该电清扫机11具备中空状的主体机壳20。此外，该电清扫机11具备作为驱动部的驱动轮21。进而，该电清扫机11具备清扫灰尘的清扫部22。此外，该电清扫机11具备传感器部23。进而，该电清扫机11具备作为控制器即控制机构的控制部24。此外，该电清扫机11具备作为报告机构的显示部25。并且，该电清扫机11也可以具备作为供电用的电池的二次电池。此外，该电清扫机11也可以具备例如通过有线或无线经由网络通信的作为信息发送机构的数据通信机构(通信部)。进而，该电清扫机11也可以具备在与外部装置或使用者之间输入输出信号的输入输出部。另外，以下，设沿着电清扫机11(主体机壳20)的行驶方向的方向为前后方向(图2所示的箭头FR、RR方向)，设相对于该前后方向交叉(正交)的左右方向(两侧方向)为宽度方向而进行说明。
主体机壳20例如由合成树脂等形成。该主体机壳20也可以形成为例如扁平的圆柱状(圆盘状)等。此外，在该主体机壳20上，也可以在与地板面对置的下部等设置作为集尘口的吸入口31等。
驱动轮21使电清扫机11(主体机壳20)在地板面上向前进方向及后退方向行驶(自主行驶)，即为行驶用。在本实施方式中，该驱动轮21例如在主体机壳20的左右设置有一对。该驱动轮21被作为驱动机构的马达33驱动。另外，也可以代替该驱动轮21而使用作为行驶驱动部的履带等。
马达33与驱动轮21对应而配置。因而，在本实施方式中，该马达33例如设置有左右一对。并且，该马达33能够将各驱动轮21独立地驱动。
清扫部22将例如地板面或壁面等的被清扫部的灰尘除去。该清扫部22具有将例如地板面上的灰尘从吸入口31收集并捕集、或将壁面擦拭清扫等的功能。该清扫部22具备以下部分的至少某个：电动送风机35，从吸入口31将灰尘与空气一起吸入；旋转刷36及将该旋转刷36旋转驱动的刷马达37，所述旋转刷36可旋转地安装在吸入口31上，为将灰尘拨起的旋转清扫体；以及边刷38及将该边刷38驱动的边刷马达39，所述边刷38可旋转地安装在主体机壳20的前侧等的两侧，将灰尘拨拢，是作为盘旋清扫部的辅助清扫机构(辅助清扫部)。此外，该清扫部22也可以具备与吸入口31连通而将灰尘积存的集尘部40。
传感器部23感应对电清扫机11(主体机壳20)的行驶进行支援的各种信息。更具体地讲，该传感器部23感应例如地板面的凹凸状态(阶差)、作为行驶的障碍的墙壁或障碍物、地板面的灰尘量等。该传感器部23具备周围检测传感器43。此外，该传感器部23也可以具备例如红外线传感器44或灰尘量传感器(垃圾传感器)45。
周围检测传感器43检测主体机壳20的周围的形状。该周围检测传感器43具备作为摄像机构的照相机51。此外，该周围检测传感器43具备判定部52。另外，该周围检测传感器43也可以具备作为检测辅助机构(检测辅助部)的灯53。
照相机51是将作为主体机壳20的行驶方向的前方分别以规定的水平视角(例如105°等)按每规定时间、例如每几十毫秒等的每微小时间、或者每几秒等对数字图像进行摄像的数字照相机。该照相机51既可以是单个，也可以是多个。在本实施方式中，照相机51设置有左右一对。即，该照相机51左右分离而配置在主体机壳20的前部。此外，这些照相机51、51其相互的摄像范围(视野)重叠。因此，由这些照相机51、51摄像的图像其摄像区域在左右方向上交迭。另外，由照相机51摄像的图像既可以是例如可视光域的彩色图像或黑白图像，也可以是红外线图像。
判定部52构成为，通过从由照相机51摄像的图像中提取特征点等，根据摄像出的图像检测位于主体机壳20的周围的物体(障碍物等)的形状(物体的距离及高度等)。换言之，该判定部52构成为，判定基于由照相机51摄像出的图像而计算出距主体机壳20的距离的物体是否是障碍物。例如，该判定部52构成为，利用已知的方法，基于由照相机51摄像出的图像和照相机51间的距离，计算物体(特征点)的距离(深度)及三维坐标。即，该判定部52具体而言构成为，应用基于照相机51、51与由这些照相机51、51摄像出的图像G、G的物体O(特征点SP)的距离f(视差)、以及照相机51、51间的距离l的三角测量，从由照相机51、51摄像出的各图像G、G中检测表示相同位置的像素点，计算该像素点的上下方向、左右方向及前后方向的角度，根据这些角度和照相机51、51间的距离l，计算距该位置的照相机51的距离及高度，并计算物体O(特征点SP)的三维坐标(图4)。此外，该判定部52构成为，例如将在规定的图像范围(例如与主体机壳20的宽度及高度对应而设定的图像范围)中摄像的物体的距离与预先设定的或可变设定的作为阈值的设定距离进行比较，将位于该设定距离以下的距离(距电清扫机11(主体机壳20)的距离)的物体判定是障碍物。另外，该判定部52也可以具备进行例如由照相机51摄像的原始图像的透镜的畸变修正及噪声的除去、对比度调整及图像中心的一致化等的一次图像处理的图像修正功能。此外，该判定部52也可以设置在控制部24中。进而，在照相机51是单个的情况下，判定部52也可以在电清扫机11(主体机壳20)移动时，根据对象物的坐标的移动量来计算距离。
灯53通过对照相机51的摄像范围进行照明来得到摄像所需要的明亮度。该灯53在本实施方式中配置在照相机51、51的中间位置，与各照相机51对应而设置。该灯53例如使用LED等。
红外线传感器44朝向主体机壳20的外方射出红外线，能够利用该射出的红外线被物体反射的反射波来检测障碍物等。
灰尘量传感器45例如是设置在集尘部40的上游侧、即从吸入口31向集尘部40连续的风路等中的光传感器。该灰尘量传感器45具备射出光的发光部和接受来自该发光部的光的受光部。并且，该灰尘量传感器45能够基于从发光部射出的光被受光部接受的量，检测经过这些发光部与受光部之间的灰尘量的多少。
控制部24使用具备例如作为控制机构主体(控制部主体)的CPU、ROM及RAM等的微型计算机。该控制部24具备作为使驱动轮21(马达33)驱动的行驶控制机构的行驶控制部61。此外，该控制部24具备与清扫部22电连接的作为清扫控制机构的清扫控制部62。进而，该控制部24具备与传感器部23电连接的作为传感器控制机构的传感器连接部63。此外，该控制部24作为地图构建机构(地图构建部)的地图生成部64。进而，该控制部24具备时间估算部65。此外，该控制部24具备与显示部25电连接的作为显示控制机构的显示控制部66。即，该控制部24与清扫部22、传感器部23、显示部25等电连接。此外，该控制部24与二次电池电连接。并且，该控制部24具有例如将驱动轮21即马达33驱动而使电清扫机11(主体机壳20)自主行驶的行驶模式、经由充电装置12将二次电池充电的充电模式和动作待机中的待机模式。另外，该控制部24例如也可以具备闪存存储器等的非易失性的存储器等。此外，该控制部24也可以具备对二次电池的充电进行控制的充电控制部。
行驶控制部61通过对马达33的驱动进行控制、即对流向马达33的电流的大小及方向进行控制，使马达33正转或反转，从而对马达33的驱动进行控制，通过对马达33的驱动进行控制，对驱动轮21的驱动进行控制。该行驶控制部61也可以构成为，基于由后述的地图生成部64制作出的地图来设定最优的行驶路线。这里，作为制作的最优的行驶路线，设定在地图中的可清扫的区域(除了障碍物或阶差等的不能行驶的区域以外的区域)中能够以最短的行驶距离来行驶的路线，例如电清扫机11(主体机壳20)尽可能直行(方向转换最少)的路线、与作为障碍物的物体的接触较少的路线、或在相同的部位重复行驶的次数为最小的路线等，能够有效率地进行行驶(清扫)的路线。此外，该行驶控制部61也可以根据由传感器部23(周围检测传感器43及红外线传感器44)检测出的障碍物而随时变更行驶路线。进而，行驶控制部61也可以基于二次电池的剩余量来设定电清扫机11(主体机壳20)的行驶速度及行驶路线。例如，在二次电池的剩余量不足的情况下，也可以将电清扫机11(主体机壳20)的速度设定得相对较大，使得能够以短时间清扫更大的清扫区域。
清扫控制部62对清扫部22的电动送风机35、刷马达37及边刷马达39的驱动进行控制，即通过对电动送风机35、刷马达37及边刷马达39的通电量分别单独地进行控制，对这些电动送风机35、刷马达37(旋转刷36)及边刷马达39(边刷38)的驱动进行控制。该清扫控制部62也可以基于二次电池的剩余量，对电动送风机35、刷马达37及边刷马达39的驱动进行控制。例如，在二次电池的剩余量不足的情况下，也可以降低电动送风机35、刷马达37及边刷马达39的驱动，来抑制二次电池的使用量。
传感器连接部63取得传感器部23(周围检测传感器43、红外线传感器44、灰尘量传感器45)的检测结果。此外，该传感器连接部63也可以具备对照相机51的动作(快门动作等)进行控制而按每规定时间使照相机51拍摄图像的摄像控制部、对灯53的动作(灯53的开启关闭)进行控制的照明控制部的功能。
地图生成部64基于由周围检测传感器43检测出的主体机壳20的周围的形状(作为障碍物的物体的距离及高度)，来制作表示是否能够在清扫区域中行驶的地图(map)。具体而言，该地图生成部64基于由照相机51摄像的图像中的物体的特征点的三维坐标，判断电清扫机11的自身位置及作为障碍物的物体的有无，并且制作记述位于电清扫机11(主体机壳20)所配置的清扫区域内的物体(障碍物)等的位置关系及高度的地图。即，在该地图生成部64中，可以使用已知的SLAM(simultaneous localization and mapping：即时定位及地图构建)技术。
时间估算部65构成为，基于由地图生成部64制作出的地图，估算设想在清扫中需要的清扫预计时间。具体而言，该时间估算部65构成为，根据由地图生成部64制作出的地图的大小(面积)，基于电清扫机11(主体机壳20)的大小及电清扫机11(主体机壳20)的平均的行驶速度，对清扫预计时间进行估算。
显示控制部66进行控制，以在显示部25上显示各种信息。例如，通过显示控制部66，能够使显示部25显示由时间估算部65估算出的清扫预计时间、从清扫开始起的经过时间、清扫的剩余时间或根据清扫时间计算的清扫结束预计时刻等。
输入输出部取得从未图示的遥控器等的外部装置发送的控制命令、设置在主体机壳20上的开关、或从触摸面板等的输入机构输入的控制命令，并对例如充电装置12等发送信号。该输入输出部具备向例如充电装置12等发送无线信号(红外线信号)的例如红外线发光元件等的未图示的发送机构(发送部)、以及接收来自充电装置12及遥控器等的无线信号(红外线信号)的例如光敏晶体管等的未图示的接收机构(接收部)等。
二次电池向清扫部22、传感器部23、控制部24及显示部25等供电。此外，该二次电池与例如在主体机壳20的下部等露出的作为连接部的充电端子71电连接，通过这些充电端子71与充电装置12侧电气及机械地连接，经由该充电装置12进行充电。
充电装置12内置有例如恒流电路等的充电电路。此外，在该充电装置12中，设置有二次电池的充电用的充电用端子73。该充电用端子73与充电电路电连接，与回到充电装置12的电清扫机11的充电端子71机械及电气地连接。
外部装置是在建筑物的内部例如经由家庭网关能够对网络有线或无线通信、并且在建筑物的外部能够对网络有线或无线通信的例如PC(平板电脑终端(平板电脑PC))或智能电话(手机)等的通用的设备。该外部装置也可以具有显示图像的显示功能。
接着，参照附图说明上述第1实施方式的动作。
通常，电清扫装置大体被分为由电清扫机11进行清扫的清扫作业、和由充电装置12将二次电池充电的充电作业。由于充电作业采用使用内置于充电装置12中的充电电路的已知的方法，所以仅对清扫作业进行说明。此外，也可以另外具备根据来自外部装置等的指令通过照相机51将规定的对象物摄像的摄像作业。
首先，对从清扫的开始到结束的概况进行说明。电清扫机11如果开始清扫，则在连接于充电装置12上的情况下是在从充电装置12脱离的位置、在未连接于充电装置12上的情况下是在其位置，对作为行驶场所的清扫区域进行扫描。即，电清扫机11在清扫的开始前的扫描时，不使位置移动(不行驶)而进行规定的初始动作。并且，在存储器中没有存储地图的情况下，通过该扫描制作初始地图，在存储器中存储有地图的情况下，通过该地图与由扫描制作出的初始地图的比较，确认清扫区域的地图的变更及自身位置。在本实施方式中，初始地图是将最初通过清扫区域的扫描(初始扫描)制作出的地图通过进一步追加进行扫描而根据需要进行扩展而更新并制作的。即，在本实施方式中，在清扫动作的开始前，由地图生成部64制作尽可能详细的初始地图。并且，电清扫机11基于地图设定行驶路线，一边沿着该设定的行驶路线行驶一边进行清扫，并将地图随时更新而完成。如果清扫结束，则电清扫机11在向充电装置12返回后，转移到二次电池的充电作业。
如果更具体地说明上述的控制，则电清扫机11例如在成为预先设定的清扫开始时刻时、或由输入输出部接收到由遥控器或外部装置发送的清扫开始的控制命令时等的时刻，控制部24从待机模式切换为行驶模式。接着，电清扫机11在连接于充电装置12的情况下，在通过行驶控制部61对驱动轮21(马达33)的驱动进行控制而从充电装置12直行规定距离而从其脱离之后，对清扫区域进行扫描(初始扫描)。在该扫描时，电清扫机11通过由行驶控制部61对驱动轮21(马达33)的驱动进行控制而使主体机壳20在规定范围内进行规定的初始动作，由此基于由周围检测传感器43扫描出的周围的形状来制作清扫区域的初始地图。这里，所谓的规定范围，是不依存于清扫场所的形状(大小)的预先设定的范围。在本实施方式中，例如通过行驶控制部61对驱动轮21(马达33)的驱动进行控制，主体机壳20(电清扫机11)进行盘旋规定角度例如360°的动作(图5)。即，在本实施方式中，电清扫机11不从扫描开始位置进行移动，而是就地进行扫描。在本实施方式中，该盘旋动作例如通过行驶控制部61使一方的驱动轮21(马达33)和另一方的驱动轮21(马达33)相互反转，电清扫机11(主体机壳20)在原地盘旋(盘旋)。由此，从电清扫机11(主体机壳20)观察，能够取得除了作为物体(障碍物)O的遮蔽处的位置以外的清扫区域，作为初始地图PM。
进而，在本实施方式中，在初始扫描后，执行追加扫描，如果在初始地图的外方还检测到作为行驶场所的清扫区域，则将初始地图更新并扩展。即，在初始扫描中，例如在沙发等的家具配置在清扫区域中的情况下，从电清扫机11的位置观察该家具的所谓成为遮蔽处的位置不能由周围检测传感器43检测到，所以通过实施追加扫描，将由初始扫描不能检测到的清扫区域反映到初始地图中。
作为该追加扫描时的电清扫机11的动作，能够进行各种各样的动作，例如可以进行在初始地图内的多个位置盘旋而确认初始地图的外方的行驶场所(多次盘旋)、一边沿着初始地图的边缘部行驶一边确认初始地图的外方的行驶场所(边缘部行驶)、一边在初始地图的范围内行驶一边确认初始地图的外方的行驶场所(内部行驶)、或在初始地图的边缘部向从当前位置离开的位置行驶后确认初始地图的外方的行驶场所(远部行驶)等。
例如在上述多次盘旋的情况下(图6)，通过一边在由初始扫描制作出的初始地图PM的范围内由行驶控制部61对驱动轮21(马达33)的驱动进行控制而使主体机壳20向多个位置移动、并在分别移动到的位置处由行驶控制部61对驱动轮21(马达33)的驱动进行控制，从而使主体机壳20分别一边盘旋、一边由周围检测传感器43检测初始地图PM的外方的形状(障碍物)，来确认作为位于初始地图PM的外方的行驶场所的清扫区域。
此外，在上述边缘部行驶的情况下(图7)，在由初始扫描制作出的初始地图PM的范围内，通过一边由行驶控制部61对驱动轮21(马达33)的驱动进行控制而使主体机壳20沿着初始地图PM的边缘部E行驶、一边由周围检测传感器43检测初始地图PM的外方的形状，来确认位于初始地图PM的外方的清扫区域EA。
进而，在上述内部行驶的情况下(图8)，在由初始扫描制作出的初始地图PM的范围内，通过一边由行驶控制部61对驱动部21(马达33)的驱动进行控制而使主体机壳20行驶、一边由周围检测传感器43检测初始地图PM的外方的形状，来确认位于初始地图PM的外方的清扫区域EA。此时，在本实施方式中，使电清扫机11(主体机壳20)在初始地图PM内随机地行驶，但例如也可以以锯齿状等规则性地行驶。
此外，在上述远部行驶的情况下(图9)，在通过初始扫描制作出的初始地图PM的边缘部E附近，通过行驶控制部61对驱动轮21(马达33)的驱动进行控制，使电清扫机11(主体机壳20)向从当前位置离开的位置行驶后，通过由周围检测传感器43检测初始地图PM的外方的形状，确认位于初始地图PM的外方的清扫区域EA。另外，所谓的从当前位置离开的位置，例如是在初始地图PM的边缘部E，距电清扫机11(主体机壳20)的位置距离最远的位置、或距离第2远的位置等。
这些动作优选的是根据初始地图PM的形状及电清扫机11的动作对于使用者的呈现方式等的制品规格来选择，但例如也可以相互组合，也可以依次进行任意的多个动作。
并且，地图生成部64如果在初始地图PM的范围的外方检测到清扫区域EA，则制作将该清扫区域EA追加到初始地图PM中而更新后的初始地图PM1。另外，该初始地图PM1存储到控制部24等所具备的存储器中。
如果制作了初始地图，则行驶控制部61基于初始地图设定行驶路线。
另一方面，电清扫机11在没有与充电装置12连接的情况下，除了从充电装置12的脱离动作以外，与上述的动作及控制同样地设定行驶路线。即，在电清扫机11没有连接在充电装置12上的情况下，例如有可能被运送到不同的地板等与前次清扫的区域不同的区域中而使用，所以需要确认当前的场所与前次的清扫区域相同还是不同。所以，在此情况下，与电清扫机11连接在充电装置12上的情况同样，使用周围检测传感器43对清扫区域进行扫描，在存储器中没有存储地图的情况下通过该扫描制作初始地图，在存储器中存储有地图的情况下，通过该地图与由扫描制作出的初始地图的比较，确认清扫区域的地图的变更及自身位置。
此外，时间估算部65基于地图，估算清扫时间，由显示控制部66在显示部25上显示与该估算出的清扫时间关联的显示。
并且，通过一边由行驶控制部61对驱动轮21(马达33)进行控制而使主体机壳20沿着设定的行驶路线自主行驶、一边由清扫控制部62使清扫部22动作，将清扫区域的地板面清扫(清扫模式)。在清扫部22中，通过例如受控制部24(清扫控制部62)驱动的电动送风机35、刷马达37(旋转刷36)或边刷马达39(边刷38)将地板面的灰尘经由吸入口31向集尘部40捕集。此外，电清扫机11在自主行驶时，如果由传感器部23的周围检测传感器43或红外线传感器44检测到在初始地图中没有记载的清扫区域内的障碍物等的物体的三维坐标及位置，则地图生成部64将其反映到地图中，存储到存储器中(图10至图12)。此外，控制部24能够使电动送风机35及旋转刷36(刷马达37)、或边刷38(边刷马达39)的驱动力与由灰尘量传感器45检测出的灰尘量及地板面的种类等对应而增减。例如在由灰尘量传感器45检测出的灰尘量较多的情况下，将它们的驱动力提高，在灰尘量相对较少的情况下降低。
如果走完了所设定的行驶路线，则结束清扫动作，电清扫机11其行驶控制部61对驱动轮21(马达33)的驱动进行控制，向充电装置12返回(图13)，与该充电装置12连接(将充电端子71与充电用端子73机械及电气地连接)，从该连接起规定时间后等，在规定的时刻转移到充电动作。
参照图14所示的流程图说明上述的动作及控制。首先，如果清扫开始，则控制部24判断电清扫机11是否连接在充电装置12上(步骤S1)。在该步骤S1中，在判断为连接在充电装置12上的情况下，行驶控制部61对驱动轮21(马达33)的驱动进行控制，使电清扫机11(主体机壳20)从充电装置12脱离(步骤S2)。然后，地图生成部64判断在存储器中是否存储有地图(步骤S3)。在该步骤S3中，如果判断为没有存储地图，则电清扫机11通过一边由行驶控制部61对驱动轮21(马达33)的驱动进行控制而使电清扫机11(主体机壳20)进行规定的初始动作(例如盘旋)、一边由周围检测传感器43检测周围的形状，对清扫区域进行扫描，由地图生成部64生成初始地图(步骤S4)。接着，电清扫机11通过一边由行驶控制部61对驱动轮21(马达33)的驱动进行控制而使电清扫机11(主体机壳20)进行规定的动作、一边由周围检测传感器43检测周围的形状，对清扫区域进行追加扫描，由地图生成部64将初始地图更新(步骤S5)。
另一方面，在步骤S1中，在判断为没有连接在充电装置12上的情况下，电清扫机11通过一边由行驶控制部61对驱动轮21(马达33)的驱动进行控制而使电清扫机11(主体机壳20)进行规定的初始动作(例如盘旋)一边由周围检测传感器43检测周围的形状，对清扫区域进行扫描(步骤S6)。并且，地图生成部64判断在存储器中是否存储有地图(步骤S7)。在该步骤S7中，如果判断为没有存储地图，则向步骤S4前进，如果判断为存储有地图，则地图生成部64通过将由步骤S6的扫描检测出的周围的形状与地图比较来确认自身位置，即掌握当前位置(步骤S8)，向步骤S9前进。另外，在配置在清扫区域中的障碍物之中，有时包括例如椅子等位置有可能不一定的物体，所以在步骤S8中，在存储在存储器中的地图与由步骤S6的扫描检测出的周围的形状不同的情况下，也能够反映到所存储的地图中而将地图更新。
并且，电清扫机11由时间估算部65基于地图来估算清扫时间并显示在显示部25上(步骤S9)，由清扫部22进行清扫(步骤S10)。接着，通过由周围检测传感器43等检测周围的形状，地图生成部64判断是否检测到在地图中没有的障碍物或清扫区域(步骤S11)。该步骤S11中，在判断为检测到的情况下，地图生成部64将地图更新(步骤S12)，向步骤S13前进。在因该地图的更新而需要变更行驶路线的情况下，行驶控制部61再设定行驶路线。此外，在步骤S11中判断为没有检测到的情况下，判断行驶控制部61是否走完了行驶路线，即清扫是否结束(步骤S13)。在该步骤S13中判断为清扫没有结束的情况下，向步骤S10返回，在判断为清扫结束的情况下，行驶控制部61对驱动轮21(马达33)的驱动进行控制，使电清扫机11(主体机壳20)向充电装置12返回(步骤S14)，结束清扫。
如上述那样，根据上述第1实施方式，在通过由行驶控制部61对驱动轮21的驱动进行控制而使主体机壳20在规定范围内进行规定的初始动作、从而基于由周围检测传感器43扫描出的周围的形状制作出的清扫区域的初始地图中，有可能不能检测到清扫区域的全貌，所以通过由追加扫描将初始地图更新(扩展)，能够在清扫开始前制作详细的初始地图。因而，由行驶控制部61进行的行驶路线的设定等成为与实际的清扫区域相符的更高精度，能够效率更好且无遗漏地将清扫区域清扫。
例如，在初始扫描后，在通过由行驶控制部61对驱动轮21的驱动进行控制而使主体机壳20一边在多个位置分别盘旋一边由周围检测传感器43对初始地图的外方的清扫区域进行确认的情况下，能够进一步提高初始地图的精度。
此外，在初始扫描后，在地图生成部64一边通过由行驶控制部61对驱动轮21的驱动进行控制而使主体机壳20沿着初始地图的边缘部行驶、一边对初始地图的外方的清扫区域进行确认的情况下，能够容易地从初始地图的边缘部确认在其前方是否有清扫区域。
在初始扫描后，在地图生成部64一边通过由行驶控制部61对驱动轮21的驱动进行控制而使主体机壳20在初始地图的范围内行驶、一边对初始地图的外方的清扫区域进行确认的情况下，通过电清扫机11(主体机壳20)在初始地图内所谓徘徊地行驶，能够容易地确认初始地图的外方的清扫区域。
地图生成部64在通过由行驶控制部61对驱动轮21的驱动进行控制而使主体机壳20在初始地图的边缘部向从当前位置离开的位置行驶后，确认初始地图的外方的清扫区域情况下，能够容易地从初始地图的边缘部确认在其前方是否有清扫区域。
并且，地图生成部64如果检测到初始地图的外方的清扫区域，则通过将该初始地图更新，能够进一步提高地图的精度。
接着，参照图15至图17说明第2实施方式。另外，对于与上述第1实施方式同样的结构及作用赋予相同的标号而省略其说明。
该第2实施方式是：在上述第1实施方式中在清扫开始后的初始地图的制作后，不进行将该初始地图扩展(更新)的动作，而是一边沿着基于该初始地图设定的行驶路线行驶一边进行清扫，并且将初始地图随时更新而完成地图。即，在本实施方式中，在用于初始地图的制作的扫描(初始扫描)之后，不进行追加的扫描而直接转移到清扫动作。换言之，在本实施方式中，减少初始地图的制作所需要的时间而较早地开始清扫，一边进行清扫一边将地图随时更新。因而，该第2实施方式省略了上述第1实施方式的图14中表示的流程图的步骤S5。
行驶控制部61能够基于初始地图或存储在存储器中的地图而任意地设定行驶路线，例如可以是在可清扫的区域中以锯齿状行驶的行驶路线(锯齿行驶路线)、将初始地图(地图)划分为多个区域而按照每个区域行驶的行驶路线(区域行驶路线)、在移动到初始地图(地图)的距当前位置较近的边缘部之后以该位置为基点而行驶的行驶路线(近部行驶路线)等。
例如在锯齿行驶路线的情况下(图15)，通过由行驶控制部61对驱动轮21(马达33)的驱动进行控制，设定主体机壳20能够在初始地图PM(地图)中的可清扫的区域(除了障碍物及阶差等的不能行驶的区域以外的区域)中以最短的行驶距离行驶的路线，例如电清扫机11(主体机壳20)尽可能执行(方向转换最少)的路线、与作为障碍物的物体的接触较少的路线、或者在相同的部位重复行驶的次数最少的路线等能够有效率地进行行驶(清扫)的路线。
此外，在区域行驶路线的情况下(图16)，例如行驶控制部61或地图生成部64将初始地图PM(地图)划分为多个区域A，按照每个区域A设定锯齿行驶路线等的行驶路线。另外，例如在二次电池的剩余量不足以在初始地图PM(地图)的全部区域A中行驶而清扫的情况下，也可以基于该二次电池的剩余量设定行驶路线，以从这些多个区域A中仅优先地清扫一部分的区域A。
进而，在近部行驶路线的情况下(图17)，设定行驶路线，以在初始地图PM(地图)的边缘部E附近，通过行驶控制部61对驱动轮21(马达33)的驱动进行控制，在使电清扫机11(主体机壳20)向距当前位置较近的位置行驶后，以该位置为基点而在清扫区域内例如进行锯齿行驶。另外，所谓的距当前位置较近的位置，为例如在初始地图PM(地图)的边缘部E处，距电清扫机11(主体机壳20)的位置距离最近的位置或距离第2近的位置等。
并且，如果一边进行清扫一边在初始地图PM的范围的外方检测出清扫区域EA，则将该清扫区域EA追加到初始地图PM中，将地图随时更新。在行驶控制部61中，也可以通过基于更新后的地图将行驶路线追加/修正，对行驶路线进行再设定。
这样，如果通过规定的初始动作(盘旋)将清扫区域扫描而制作初始地图，则立即转移到该初始地图的可清扫的区域的清扫，所以能够缩短初始地图的制作所需要的时间，能够较早地开始清扫。
即，在制作初始地图的扫描的时点能够将清扫区域的大部分扫描的情况下，可以认为在追加扫描中需要的时间为浪费的，所以通过不进行追加扫描而开始清扫，对于清扫的更加高效是有效的。特别是，在以二次电池为电源的电清扫机11的情况下，由于能够削减追加扫描所需要的二次电池的容量，所以也能够有效地利用二次电池的容量。
例如，在由地图生成部64制作出初始地图后，一边由行驶控制部61对驱动轮21的驱动进行控制而使主体机壳20在该初始地图的范围内行驶一边由清扫部22进行清扫的情况下，首先能够将初始地图的内部的可清扫的区域先清扫，所以能够缩短清扫所需要的时间，能够进一步提高清扫的效率。
此外，在由地图生成部64制作出初始地图后，一边由行驶控制部61对驱动轮21的驱动进行控制而使主体机壳20按照该初始地图内的划分的每个区域依次行驶一边由清扫部22进行清扫的情况下，能够将初始地图细分化为多个区域，使电清扫机11效率良好地行驶。
进而，在由地图生成部64制作出初始地图后，一边由行驶控制部61对驱动轮21的驱动进行控制而使主体机壳20移动到该初始地图的最近的边缘部并在该初始地图的范围内行驶、一边由清扫部22进行清扫的情况下，能够从最近的边缘部起较早地开始清扫。
另外，在上述第2实施方式中，由行驶控制部61设定的行驶路线也能够对上述第1实施方式适用。
此外，在上述各实施方式中，可以将地图的数据不仅向存储器，也经过数据通信机构经由网络向服务器发送并存储，或向外部装置发送而向外部装置的存储器存储，或显示在外部装置上。
进而，作为周围检测传感器43，除了适用照相机51以外，还可以采用例如使用激光等检测物体的三维坐标的任意的结构。
此外，作为报告机构，不仅是由图像等显示的显示部25，还可以适用例如用声音报告的声音输出机构(发声部)等。
进而，做成了在控制部24中分别具备行驶控制部61、清扫控制部62、传感器连接部63、地图生成部64、时间估算部65及显示控制部66等的结构，但也可以分别单独地具备，也可以任意地一体组合。
根据以上说明的至少一个实施方式，通过由行驶控制部61对驱动轮21的驱动进行控制，使主体机壳20在规定范围内进行规定的初始动作，由此基于由周围检测传感器43扫描的周围的形状来制作清扫区域的初始地图，所以能够基于该初始地图容易且精度良好地设定行驶路线等，能够提高清扫的效率。此外，由于使用者能够视觉识别通过电清扫机11的规定的初始动作(盘旋)而正对周围进行扫描，所以能够向使用者展现电清扫机11不是莽撞地对清扫区域进行清扫、而是在识别清扫区域的形状而进行清扫。
此外，在由地图生成部64制作初始地图时，由于行驶控制部61通过对驱动轮21的驱动进行控制而使主体机壳20盘旋，所以能够容易地检测主体机壳20的周围的形状，并且向使用者展现正在对清扫区域进行扫描，能够提高商品性。
并且，通过在显示部25上显示而报告清扫时间，使用者能够知道大约的清扫时间，能够进一步提高商品性。
说明了本发明的一些实施方式，但这些实施方式是作为例子提示的，不是要限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种各样的形态实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种各样的省略、替换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围及主旨中，并且包含在权利要求书所记载的发明及与其等价的范围中。
(1)一种电清扫机的行驶控制方法，其特征在于，通过在规定范围内进行规定的初始动作，将周围的形状扫描，基于该扫描，制作行驶场所的初始地图。
(2)如(1)所述的电清扫机的行驶控制方法，其特征在于，在制作初始地图时进行盘旋。
(3)如(2)所述的电清扫机的行驶控制方法，其特征在于，一边在多个位置分别进行盘旋，一边由周围检测传感器确认初始地图的外方的行驶场所。
(4)如(1)至(3)中任一项所述的电清扫机的行驶控制方法，其特征在于，一边使主体机壳沿着初始地图的边缘部行驶，一边由周围检测传感器确认上述初始地图的外方的行驶场所。
(5)如(1)至(3)中任一项所述的电清扫机的行驶控制方法，其特征在于，一边使主体机壳在初始地图的范围内行驶，一边由周围检测传感器确认上述初始地图的外方的行驶场所。
(6)如(1)至(3)中任一项所述的电清扫机的行驶控制方法，其特征在于，在使主体机壳在初始地图的边缘部向从当前位置离开的位置行驶后，由周围检测传感器确认上述初始地图的外方的行驶场所。
(7)如(4)至(6)中任一项所述的电清扫机的行驶控制方法，其特征在于，如果检测到初始地图的外方的行驶场所，则将该初始地图更新。
(8)如(1)至(7)中任一项所述的电清扫机的行驶控制方法，其特征在于，在制作初始地图后，一边在该初始地图的范围内行驶一边进行清扫。
(9)如(1)至(7)中任一项所述的电清扫机的行驶控制方法，其特征在于，在制作初始地图后，一边按照该初始地图内的划分的每个区域依次行驶一边进行清扫。
(10)如(1)至(7)中任一项所述的电清扫机的行驶控制方法，其特征在于，在制作初始地图后，移动到该初始地图的最近的边缘部，一边在该初始地图的范围内行驶，一边进行清扫。
(11)如(8)至(10)中任一项所述的电清扫机的行驶控制方法，其特征在于，在进行清扫的期间中，一边行驶一边将初始地图随时更新。
(12)如(1)至(11)中任一项所述的电清扫机的行驶控制方法，其特征在于，基于初始地图的大小估算并报告清扫时间。

Claims (11)

1.一种电清扫机，其特征在于，
具备：
主体机壳；
驱动部，能够使该主体机壳行驶；
行驶控制机构，通过对该驱动部的驱动进行控制，使上述主体机壳自主行驶；
清扫部，进行清扫；
周围检测传感器，检测上述主体机壳的周围的形状；以及
地图构建机构，基于在扫描开始位置由上述周围检测传感器扫描出的周围的形状，制作行驶场所的初始地图，并且通过由上述行驶控制机构对上述驱动部的驱动进行控制而使上述主体机壳在上述初始地图的范围内移动，基于通过上述周围检测传感器对在上述扫描开始位置由上述周围检测传感器进行扫描时成为物体的遮蔽处的位置进行追加扫描而获得的周围形状，来更新上述初始地图，
上述行驶控制机构根据更新后的上述初始地图设定上述清扫部进行清扫时的上述主体机壳的行驶路线。
2.如权利要求1所述的电清扫机，其特征在于，
上述行驶控制机构在由上述地图构建机构制作上述初始地图时，通过对上述驱动部的驱动进行控制，使上述主体机壳在上述扫描开始位置原地盘旋。
3.如权利要求2所述的电清扫机，其特征在于，
上述地图构建机构在更新上述初始地图时，一边通过由上述行驶控制机构对上述驱动部的驱动进行控制而使上述主体机壳在多个位置分别原地盘旋，一边由上述周围检测传感器对上述初始地图的外方的行驶场所进行确认。
4.如权利要求1或2所述的电清扫机，其特征在于，
上述地图构建机构在更新上述初始地图时，一边通过由上述行驶控制机构对上述驱动部的驱动进行控制而使上述主体机壳沿着上述初始地图的边缘部行驶，一边由上述周围检测传感器对上述初始地图的外方的行驶场所进行确认。
5.如权利要求1或2所述的电清扫机，其特征在于，
上述地图构建机构在更新上述初始地图时，一边通过由上述行驶控制机构对上述驱动部的驱动进行控制而使上述主体机壳在上述初始地图的范围内行驶，一边由上述周围检测传感器对上述初始地图的外方的行驶场所进行确认。
6.如权利要求1或2所述的电清扫机，其特征在于，
上述地图构建机构在更新上述初始地图时，通过由上述行驶控制机构对上述驱动部的驱动进行控制而使上述主体机壳向上述初始地图的边缘部、而且是远离当前位置的位置行驶后，由上述周围检测传感器对上述初始地图的外方的行驶场所进行确认。
7.如权利要求1所述的电清扫机，其特征在于，
在由上述地图构建机构制作出更新后的初始地图后，一边由上述行驶控制机构对上述驱动部的驱动进行控制而使上述主体机壳沿着所设定的行驶路线在该初始地图的范围内行驶，一边由上述清扫部进行清扫。
8.如权利要求1所述的电清扫机，其特征在于，
在由上述地图构建机构制作出更新后的初始地图后，一边由上述行驶控制机构对上述驱动部的驱动进行控制而使上述主体机壳沿着所设定的行驶路线按照上述初始地图内的划分的每个区域依次行驶，一边由上述清扫部进行清扫。
9.如权利要求1所述的电清扫机，其特征在于，
在由上述地图构建机构制作出更新后的初始地图后，一边由上述行驶控制机构对上述驱动部的驱动进行控制而使上述主体机壳沿着所设定的行驶路线移动到上述初始地图的最近的边缘部并在该初始地图的范围内行驶，一边由上述清扫部进行清扫。
10.如权利要求7～9中任一项所述的电清扫机，其特征在于，
上述地图构建机构在由上述行驶控制机构对上述驱动部的驱动进行控制而使上述主体机壳沿着所设定的行驶路线行驶并由上述清扫部进行清扫的期间中，将上述初始地图随时更新。
11.如权利要求1～3中任一项所述的电清扫机，其特征在于，具备基于上述初始地图的大小来估算并报告清扫时间的报告机构。
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