CN110325089B - 电动吸尘器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够确保障碍物的检测精度的电动吸尘器。电动吸尘器(11)具有主体壳体、驱动轮、摄像机(51)、障碍物检测机构(64)、灯(53)和控制部(26)。驱动轮使主体壳体能够行进。摄像机(51)配置在主体壳体上，对主体壳体的行进方向一侧进行摄像。障碍物检测机构(64)基于由摄像机(51)摄像到的图像来检测障碍物。灯(53)辅助障碍物检测机构(64)的检测。控制部(26)基于障碍物检测机构(64)对障碍物的检测来控制驱动轮的驱动，由此使主体壳体自主行进。

Description

电动吸尘器
技术领域
本发明的实施方式涉及一种具备对主体的行进方向侧进行摄像的摄像机的电动吸尘器。
背景技术
以往，公知有在作为被吸尘面的地面上一边自主行进一边对地面进行吸尘的、所谓自主行进式的电动吸尘器(吸尘机器人)。
在这样的电动吸尘器中，为了实现高效的吸尘，存在如下技术：将想要吸尘的房间的大小、形状以及障碍物等反映到地图中而制作地图(地图绘制(mapping))，基于该制作出的地图来设定最佳的行进路径，并沿着该行进路径行进。该地图例如是基于使用配置在主体壳体上的摄像机而摄像的图像来制作的。
在如此地制作地图的情况下，根据从由摄像机摄像的图像中提取的特征点，对到所摄像的物体为止的距离进行检测、或者判断物体是否是障碍物。但是，例如，在接近到墙壁、障碍物的极近距离或者进入床下等黑暗中的情况、摄像机暴露于较强的逆光的情况下等，当摄像机的摄像范围被单色完全填充时，变得无法检测到图像的特征点、或者特征点显著减少，因此难以正常地检测到作为对象的物体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5426603号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明要解决的课题在于提供一种能够确保障碍物的检测精度的电动吸尘器。
用于解决课题的手段
实施方式的电动吸尘器具有主体、行进驱动部、摄像机、障碍物检测机构、检测辅助机构以及控制机构。行进驱动部使主体能够行进。摄像机配置在主体上，对主体的行进方向侧进行摄像。障碍物检测机构基于由摄像机摄像的图像来检测障碍物。检测辅助机构辅助障碍物检测机构的检测。控制机构基于障碍物检测机构对障碍物的检测来控制行进驱动部的驱动，由此使主体自主行进。
发明效果：根据本发明的上述结构，通过利用检测辅助机构来辅助障碍物检测机构的检测，由此在能够确保障碍物检测机构对障碍物的检测精度的同时，通过控制机构基于该检测出的障碍物信息来控制驱动部的驱动从而使主体自主行进，能够使主体高精度地自主行进。
附图说明
图1是表示第一实施方式的电动吸尘器的框图。
图2是表示具备所述电动吸尘器的电动吸尘系统的立体图。
图3是从下方表示所述电动吸尘器的俯视图。
图4是示意性地表示包括所述电动吸尘器的电动吸尘系统的说明图。
图5是示意性地表示所述电动吸尘器的检测辅助机构的侧视图。
图6是表示所述检测辅助机构的检测辅助状态的立体图。
图7是示意性地表示使用了所述电动吸尘器的摄像机的物体距离的计算方法的说明图。
图8中(a)是示意性地表示第二实施方式的电动吸尘器的检测辅助机构的主视图，(b)是示意地表示检测辅助机构的侧视图。
图9是表示所述检测辅助机构的检测辅助状态的立体图。
图10是表示第三实施方式的电动吸尘器的框图。
图11是示意性地表示包括所述电动吸尘器的电动吸尘系统的说明图。
图12是表示第四实施方式的电动吸尘器的框图。
具体实施方式
以下，参照附图说明第一实施方式的构成。
在图1至图4中，11是作为自主行进体的电动吸尘器，该电动吸尘器11与作为基地装置的充电装置(充电座)12一起构成作为自主行进体装置的电动吸尘装置(电动吸尘系统)，该充电装置12成为该电动吸尘器11的充电用的基地部。而且，在本实施方式中，电动吸尘器11是在作为行进面的被吸尘面即地面上一边自主行进(自行)一边对地面进行吸尘的、所谓自行式的机器人清洁器(吸尘机器人)。该电动吸尘器11例如通过与配置于吸尘区域内等的作为中继机构(中继部)的家庭网关(路由器,home gateway)14之间、利用有线通信或者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与作为数据保存机构(数据保存部)的通用的服务器16、作为显示终端(显示部)的智能手机、PC等通用的外部装置17等进行有线或者无线通信。
而且，该电动吸尘器11具备中空状的主体即主体壳体20。另外，该电动吸尘器11具备行进部21。并且，该电动吸尘器11具备对尘埃进行吸尘的吸尘部22。另外，该电动吸尘器11具备作为信息发送机构的数据通信机构即数据通信部23，该数据通信部23通过有线或者无线经由网络15进行通信。并且，该电动吸尘器11具备对图像进行摄像的摄像部24。此外，该电动吸尘器11具备传感器部25。另外，该电动吸尘器11具备作为控制器即控制机构的控制部26。并且，该电动吸尘器11具备图像处理器(GPU)即作为图像处理机构的图像处理部27。另外，该电动吸尘器11具备与外部装置之间输入输出信号的输入输出部28。而且，该电动吸尘器11具备供电用的电池即二次电池29。另外，以下，将沿着电动吸尘器11(主体壳体20)的行进方向的方向设为前后方向(图2所示的箭头FR、RR方向)，将与该前后方向交叉(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。该主体壳体20例如也可以形成为扁平的圆柱状(圆盘状)等。另外，在该主体壳20上，作为集尘口的吸入口31等也可以设置在与地面对置的下部等。
行进部21具备作为行进驱动部的驱动轮34。另外，该行进部21具备使驱动轮34驱动的驱动机构即未图示的马达。即，电动吸尘器11具备驱动轮34和使该驱动轮34驱动的马达。另外，该行进部21也可以具备回转用的回转轮36等。
驱动轮34使电动吸尘器11(主体壳体20)在地面上向前进方向以及后退方向行进(自主行进)、即为行进用的机构。在本实施方式中，该驱动轮34例如在主体壳体20的左右设置有一对。另外，也可以代替该驱动轮34而使用作为行进驱动部的环状轨道等。
马达与驱动轮34对应地配置。因此，在本实施方式中，该马达例如设置有左右一对。而且，该马达能够独立地驱动各驱动轮34。
吸尘部22例如用于除去地面、墙面等被吸尘部的尘埃。该吸尘部22例如具有从吸入口31对地面上的尘埃进行收集而捕集、或对壁面进行擦拭吸尘的功能。该吸尘部22也可以具备以下中的至少任一个：从吸入口31将尘埃与空气一起吸入的电动鼓风机40；能够旋转地安装于吸入口31而将尘埃聚拢的作为旋转吸尘体的旋转刷41及旋转驱动该旋转刷41的刷马达；以及能够旋转地安装于主体壳20的前侧等的两侧而将尘埃聚拢的作为旋转吸尘部的辅助吸尘机构(辅助吸尘部)即侧刷43及驱动该侧刷43的侧刷马达。另外，该吸尘部22也可以具备与吸入口31连通而积存尘埃的集尘部。
数据通信部23例如是用于经由家庭网关14和网络15与外部装置17收发各种信息的无线LAN设备。此外，例如也可以在数据通信部23中搭载无线存取点功能，不经由家庭网关14地与外部装置17直接进行无线通信。此外，例如也可以对数据通信部23附加网络服务器功能。
摄像部24具备作为摄像机构(摄像部主体)的摄像机51。即，电动吸尘器11具备作为摄像机构(摄像部主体)的摄像机51。另外，该摄像部24也可以具备作为检测辅助机构(检测辅助机构)的灯53。即，电动吸尘器11也可以具备作为检测辅助机构(检测辅助机构)的灯53。
摄像机51是如下的数字摄像机：朝主体壳体20的行进方向即前方，分别以规定的水平视角(例如105°等)，每隔规定时间、例如每隔数十毫秒等微小时间或者每隔数秒等摄像数字图像。该摄像机51可以是单个，也可以是多个。在本实施方式中，摄像机51设置有左右一对。即，该摄像机51左右分离地配置在主体壳体20的前部。另外，这些摄像机51、51彼此的摄像范围(视野)重合。因此，由这些摄像机51摄像的图像为，其摄像区域在左右方向上重叠。另外，由摄像机51摄像的图像，例如可以是可见光区域的彩色图像、黑白图像，也可以是红外线图像。另外，由摄像机51摄像到的图像例如也能够通过图像处理部27等压缩为规定的数据形式。
灯53是通过照射在摄像机51的摄像范围内形成特定形状的光、在本实施方式中为红外光来辅助后述的障碍物的检测的照射机构(照射体)。在本实施方式中，该灯53配置在摄像机51、51的中间位置，且与各摄像机51对应地设置。即，在本实施方式中，灯53设置有一对。另外，该灯53输出与由摄像机51摄像的光的波长范围相应的光。因此，该灯53可以照射包含可见光区域的光，也可以照射红外光。如图5所示，该灯53具备作为照射机构主体(照射体主体)的灯主体55、及覆盖该灯主体55的光照射侧的透明(具有透光性)的罩56。灯主体55例如使用具有指向性的LED、激光等。在本实施方式中，灯主体55(灯53)能够向摄像机51的摄像范围的大致中央的位置照射例如四边形状的光(点)S(图6)。
图1所示的传感器部25传感检测对电动吸尘器11(主体壳体20(图2))的行进进行支援的各种信息。更具体地说，该传感器部25例如对地面的凹凸状态(阶差)、成为行进的障碍的墙壁或障碍物等进行传感检测。即，该传感器部25例如具有红外线传感器、接触传感器等阶差传感器、障碍物传感器等。
控制部26例如使用具有作为控制机构主体(控制部主体)的CPU、ROM以及RAM等的微型计算机。虽然未图示，但该控制部26具备与行进部21电连接的行进控制部。另外，虽然未图示，但该控制部26具备与吸尘部22电连接的吸尘控制部。并且，虽然未图示，但该控制部26具备与传感器部25电连接的传感器连接部。另外，虽然未图示，但该控制部26具备与图像处理部27电连接的处理连接部。并且，虽然未图示，但该控制机构26具备与输入输出部28电连接的输入输出连接部。即，该控制部26与行进部21、吸尘部22、传感器部25、图像处理部27以及输入输出部28电连接。另外，该控制部26与二次电池29电连接。并且，该控制部26例如具有对驱动轮34即马达进行驱动而使电动吸尘器11(主体壳体20(图2))自主行进的行进模式、经由充电装置12(图2)对二次电池29进行充电的充电模式、以及动作待机中的待机模式。
行进控制部通过控制行进部21的马达的动作、即流过马达的电流的大小和方向，来使马达正转或反转，由此控制马达的动作，通过控制马达的动作来控制驱动轮34的动作。
吸尘控制部通过控制图3所示的吸尘部22的电动鼓风机40、刷马达及侧刷马达的动作、即分别独立地控制电动鼓风机40、刷马达及侧刷马达的通电量，由此控制这些电动鼓风机40、刷马达(旋转刷41)及侧刷马达(侧刷43)的动作。
传感器连接部用于取得传感器部25的检测结果。
处理连接部用于取得基于图1所示的图像处理部27的图像处理而设定的设定结果。
输入输出连接部经由输入输出部28取得控制命令，并且将从输入输出部28输出的信号输出到输入输出部28。
图像处理部27对由摄像机51摄像到的图像(原始图像)进行图像处理。更具体而言，该图像处理部27通过图像处理从由摄像机51摄像到的图像中提取特征点，由此检测到障碍物为止的距离以及高度而制作吸尘区域的地图(map)，或者推测电动吸尘器11(主体壳体20(图2))的当前位置。而且，该图像处理部27例如是具备作为图像处理机构主体(图像处理部主体)的CPU、ROM以及RAM等的图像处理引擎。虽然未图示，但该图像处理部27具备控制摄像机51的动作的摄像控制部。另外，虽然未图示，但该图像处理部27具备控制灯53的动作的照明控制部。因此，该图像处理部27与摄像部24电连接。并且，该图像处理部27具备作为存储机构(存储部)的存储器61。即，电动吸尘器11具备作为存储机构(存储部)的存储器61。另外，作为该图像处理存储机构(存储部)的图像处理部27具备图像修正部62，该图像修正部62生成对由摄像机51摄像的原始图像进行了修正的修正图像。即，电动吸尘器11具备图像修正部62。并且，该图像处理部27具备作为距离计算机构的距离计算部63，该距离计算部63基于图像来计算出到位于行进方向侧的物体为止的距离。即，电动吸尘器11具备作为距离计算机构的距离计算部63。另外，该图像处理部27具备作为障碍物检测机构的障碍物检测部64，该障碍物检测部64根据由距离计算部63计算出的到物体为止的距离来判定障碍物。即，电动吸尘器11具备作为障碍物检测机构的障碍物检测部64。另外，该图像处理部27具备作为自身位置推测机构的自身位置推测部65，该自身位置推测部65推测电动吸尘器11(主体壳体20)的自身位置。即，电动吸尘器11具备作为自身位置推测机构的自身位置推测部65。并且，该图像处理部27具备作为地图绘制机构的地图绘制部66，该地图绘制部66生成行进场所即吸尘区域的地图(map)。即，电动吸尘器11具备作为地图绘制机构的地图绘制部66。另外，该图像处理部27具备作为行进计划设定机构的行进计划设定部67，该行进计划设定部67设定电动吸尘器11(主体壳体20)的行进计划(行进路线)。即，电动吸尘器11具有作为行进计划设定机构的行进计划设定部67。
摄像控制部例如具备控制摄像机51的动作的控制电路，并以通过摄像机51摄像运动图像、或每隔规定时间通过摄像机51摄像图像的方式进行控制。
照明控制部是检测辅助控制机构(检测辅助控制部)，例如经由开关等控制灯53的开启关闭。该照明控制部构成为，在规定条件时，例如在由摄像机51摄像的图像的亮度值大致均匀(亮度值的偏差(最大值与最小值之差)小于规定)时，使灯53(灯主体55)点亮。由摄像机51摄像的图像的亮度值可以是图像整体的亮度值，也可以是图像中的规定摄像范围内的亮度值。
另外，这些摄像控制部以及照明控制部可以构成为与图像处理部27相独立的摄像控制机构(摄像控制部)，例如也可以设置于控制部26。
存储器61例如存储由摄像机51摄像的图像的数据、由地图绘制部66生成的地图等各种数据。作为该存储器61，使用与电动吸尘器11的电源的开启关闭无关地保持所存储的各种数据的例如闪存器等非易失性存储器。
图像修正部62执行对由摄像机51摄像的原始图像的镜头的失真修正、噪声去除、对比度调节以及图像中心的一致化等一次图像处理。
距离计算部63使用已知的方法，基于由摄像机51摄像的图像、在本实施方式中为由摄像机51摄像并由图像修正部62修正后的修正图像、和摄像机51之间的距离，来计算物体(特征点)的距离(深度)以及三维坐标。即，如图7所示，该距离计算部63例如应用基于摄像机51的进深f、摄像机51与由摄像机51摄像的图像G1、G2的物体(特征点)之间的距离(视差)、以及摄像机51之间的距离l的三角测量，从由摄像机51摄像的各图像(由图像修正部62(图1)处理后的修正图像)中检测表示同一位置的像素点，计算该像素点的上下方向、左右方向以及前后方向的角度，根据这些角度和摄像机51之间的距离来计算该位置距摄像机51的距离以及高度，并且计算物体O(特征点SP)的三维坐标。因此，在本实施方式中，优选由多个摄像机51摄像的图像的范围尽可能重合(重叠)。另外，该图1所示的距离计算部63也可以制作表示该计算出的物体的距离的距离图像(视差图像)。在制作该距离图像时，通过如下那样来进行：将计算出的各像素点的距离，例如按照每1个点等的每规定个点转换为亮度或色调等通过视觉确认能够识别的灰度而进行显示。因此，该距离图像是所谓的将位于由图2所示的电动吸尘器11(主体壳体20)的行进方向前方的摄像机51摄像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，通过对由图1所示的图像修正部62修正后的图像、距离图像例如进行边缘检测等，由此能够提取特征点。边缘检测方法可以使用已知的任意方法。
障碍物检测部64根据由摄像机51摄像的图像来检测障碍物。更具体地说，该障碍物检测部64判定由距离计算部63计算出距离的物体是否是障碍物。即，该障碍物检测部64根据由距离计算部63计算出的物体的距离，提取规定的图像范围中的部分，将该图像范围中摄像到的物体的距离与预先设定的或者可变设定的阈值即设定距离进行比较，将该设定距离以下的距离(距电动吸尘器11(主体壳体20(图2))的距离)的物体判定为障碍物。所述图像范围例如根据图2所示的电动吸尘器11(主体壳体20)的上下左右的大小来设定。即，图像范围将上下左右设定为电动吸尘器11(主体壳体20)直接直行时所接触的范围。
图1所示的自身位置推测部65基于由距离计算部63计算出的物体的特征点的三维坐标，判断电动吸尘器11的自身位置以及有无成为障碍物的物体。另外，地图绘制部66基于由距离计算部63计算出的特征点的三维坐标，制作记载位于配置有电动吸尘器11(主体壳体20(图2))的吸尘区域内的物体(障碍物)等的位置关系以及高度的地图。即，自身位置推测部65和地图绘制部66能够使用已知的SLAM(simultaneous localization and mapping：同步定位与地图绘制)技术。
地图绘制部66基于距离计算部63和自身位置推测部65的计算结果，根据三维数据来制作行进场所的地图。该地图绘制部66基于由摄像机51摄像的图像、即由距离计算部63计算出的物体的三维数据，使用任意方法来制作地图。即，该地图的数据由三维数据、即物体的二维配置位置数据以及高度数据构成。另外，该地图的数据也可以进一步包括记述吸尘时的电动吸尘器11(主体壳体20(图2))的行进轨迹的行进轨迹数据。
行进计划设定部67基于由地图绘制部66制作的地图以及由自身位置推测部65推测出的自身位置，设定最佳的行进路线。在此，作为所制作的最佳的行进路线，设定能够以最短的行进距离在地图中的能够吸尘的区域(除了障碍物、阶差等无法行进的区域以外的区域)行进的路线、例如电动吸尘器11(主体壳体20(图2))尽可能直行(方向转换最少)的路线、与成为障碍物的物体的接触较少的路线、或者在相同部位重复行进的次数最少的路线等能够高效地进行行进(吸尘)的路线。另外，在本实施方式中，由行进计划设定部67设定的行进路线是指在存储器61等中展开的数据(行进路线数据)。
输入输出部28取得从未图示的遥控器等外部装置发送的控制命令、从设置于主体壳体20(图2)的开关或者触摸面板等输入机构输入的控制命令，并且例如对充电装置12(图2)等发送信号。该输入输出部28例如具备向充电装置12(图2)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(图2)、遥控器等的无线信号(红外线信号)的例如光电晶体管等未图示的接收机构(接收部)等。
二次电池29对行进部21、吸尘部22、数据通信部23、摄像部24、传感器部25、控制部26、图像处理部27以及输入输出部28等供电。另外，该二次电池29例如与在主体壳体20(图2)的下部等露出的作为连接部的充电端子71(图3)电连接，这些充电端子71(图3)与充电装置12(图2)侧电连接并且机械地连接，由此经由该充电装置12(图2)进行充电。
图2所示的充电装置12例如内置有恒流电路等充电电路。另外，在该充电装置12上设置有二次电池29(图1)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，与返回到充电装置12的电动吸尘器11的充电端子71(图3)机械地连接并且电连接。
图4所示的家庭网关14也被称为无线存取点等，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是在建筑物的内部例如能够经由家庭网关14而与网络15进行有线或者无线通信、并且在建筑物的外部能够与网络15进行有线或者无线通信的例如PC(平板电脑终端(平板PC))、智能手机(便携电话)等通用的设备。该外部装置17至少具有显示图像的显示功能。
接着，参照附图说明所述第一实施方式的动作。
一般情况下，电动吸尘装置大致分为通过电动吸尘器11进行吸尘的吸尘作业和通过充电装置12对二次电池29进行充电的充电作业。充电作业使用利用内置于充电装置12的充电电路的已知方法，因此仅对吸尘作业进行说明。另外，也可以另外具备根据来自外部装置17等的指令而通过摄像机51对规定的对象物进行摄像的摄像作业。
首先，说明从吸尘开始到结束的概略情况。电动吸尘器11为，当开始吸尘时，从充电装置12脱离，在存储器61中未存储有地图的情况下，基于由摄像机51摄像的图像等通过地图绘制部66制作地图，并以沿着由行进计划设定部67基于该地图设定的行进路线行进的方式，控制部26一边控制电动吸尘器11(主体壳体20)一边通过吸尘部22进行吸尘。在存储器61中存储有地图的情况下，以沿着由行进计划设定部67基于该地图设定的行进路线行进的方式，控制部26一边控制电动吸尘器11(主体壳体20)一边通过吸尘部22进行吸尘。在该吸尘的过程中，基于由摄像机51摄像的图像，通过地图绘制部66检测物体的二维配置位置以及高度，并反映到地图中而存储到存储器61中。而且，当吸尘结束时，控制部26进行行进控制以使电动吸尘器11(主体壳体20)返回到充电装置12，在返回到充电装置12之后，在规定的定时转移到二次电池29的充电作业。
更详细地说，电动吸尘器11例如在成为预先设定的吸尘开始时刻时、由输入输出部28接收到由遥控器或者外部装置17发送来的吸尘开始的控制指令时等的定时，控制部26从待机模式切换到行进模式，该控制部26(行进控制部)驱动马达(驱动轮34)而从充电装置12脱离规定距离。
接着，电动吸尘器11参照存储器61，判断在存储器61中是否存储有地图。在存储器61中未存储有地图的情况下，一边使电动吸尘器11(主体壳体20)行进(例如回转)，一边基于由摄像机51摄像到的图像以及由传感器部25接触或者非接触地检测到的障碍物，通过地图绘制部66制作吸尘区域的地图，并基于该地图通过行进计划设定部67制作最佳的行进路线。然后，当制作了吸尘区域整体的地图时，转移到后述的吸尘模式。
另一方面，在存储器61中预先存储有地图的情况下，不制作地图，而基于存储在存储器61中的地图，通过行进计划设定部67制作最佳的行进路线。
并且，电动吸尘器11沿着由行进计划设定部67生成的行进路线在吸尘区域内自主行进并且进行吸尘(吸尘模式)。在该吸尘模式下，在吸尘部22中，例如通过由控制部26(吸尘控制部)驱动的电动鼓风机40、刷马达(旋转刷41)或者侧刷马达(侧刷43)将地面的尘埃经由吸入口31捕集到集尘部。
在自主行进时，作为概略情况，电动吸尘器11重复进行如下动作：一边使吸尘部22动作，一边沿着行进路线行进，一边通过摄像机51对行进方向前方的图像进行摄像，同时通过障碍物检测机构64检测成为障碍物的物体，并且通过传感器部25对周边进行传感检测，通过自身位置推测部65定期地推测自身位置。此时，例如，在电动吸尘器11(主体壳体20)的行进方向前侧为没有花纹的墙壁的情况、或相对于障碍物接近到极近距离的情况下，可以假设由摄像机51摄像的图像的亮度值变得大致均匀，没有特征点、或特征点显著减少。在该情况下，照明控制部使灯53(灯主体55)点亮，由此对电动吸尘器11(主体壳体20)的行进方向前侧的物体形成特定形状的光S。该特定形状的光S形成在左右的摄像机51的摄像范围A的大致中央(图6)。因此，能够从该形成的特定形状中提取特征点。例如，在四边形的光S的情况下，作为特征点能够提取其四角、四边。然后，能够基于该提取出的特征点，通过地图绘制部66使特征点的详细信息(高度数据)反映到地图中来完成地图，并且能够基于自身位置推测部65推测电动吸尘器11(主体壳体20)的自身位置。
当沿着所设定的行进路线行进完成时，电动吸尘器11向充电装置12返回。在该返回紧后、从返回起经过了规定时间时、或者成为规定时刻时等适当的定时，控制机构26从行进模式切换到充电模式，而转移到二次电池29的充电。
另外，所完成的地图的数据不仅能够存储在存储器61中，还能够经由数据通信部23、经由网络15发送给服务器16而进行存储，或者发送给外部装置17而存储在外部装置17的存储器中或者显示在外部装置17上。
根据以上说明过的第一实施方式，利用照射在摄像机51的摄像范围内形成特定形状的光的灯53，在由摄像机51摄像的图像中形成特征点，因此障碍物检测机构64能够基于该特征点来检测障碍物。因此，即使在电动吸尘器11(主体壳体20)的行进方向前方存在缺乏花纹的墙壁等障碍物的情况、或电动吸尘器11(主体壳体20)接近到障碍物的极近距离的情况下，也能够可靠地检测到障碍物，能够确保障碍物的检测精度。
特别是，灯53照射红外光，因此使用者等不会看到由该灯53照射到障碍物上而形成的特定形状，使用者不会感觉到这样的用于生成特征点的处理，即，能够不对使用者带来不适感、不快感地进行实施。
接着，参照图8和图9说明第二实施方式。另外，对于与所述第一实施方式相同的构成和作用，赋予相同符号而省略其说明。
该第二实施方式中，所述第一实施方式的灯53是向摄像机51的摄像范围内投影特定形状的投影机构(投影部)。
即，灯53为，相对于罩56在与灯主体55相反侧、即相对于罩56在光从灯主体55出射的一侧，安装有用于遮断来自灯主体55的光的一部分而投影特定形状的遮光部件76。该遮光部件76能够成为任意的形状。在本实施方式中，该遮光部件76例如形成为十字状。因此，通过该遮光机构76，来自灯53(灯主体55)的光的一部分被遮光，而对电动吸尘器11(主体壳体20)的行进方向前侧的物体形成特定形状的影子SH。
因此，例如在行进时电动吸尘器11(主体壳体20)的行进方向前侧为没有花纹的墙壁的情况、或相对于障碍物接近到极近距离的情况下，当由摄像机51摄像的图像的亮度值变得大致均匀，没有特征点或者特征点显著减少时，照明控制部使灯53(灯主体55)点亮，由此对电动吸尘器11(主体壳体20)的行进方向前侧的物体形成特定形状的影子SH。该特定形状的影子SH从左右的摄像机51的摄像范围A的大致中央遍及到外缘地形成，能够从该形成的特定形状中提取特征点。例如，在十字状的影子SH的情况下，能够提取其交叉位置、向四方延伸的边部作为特征点。并且，能够基于该提取出的特征点，通过地图绘制部66将特征点的详细信息(高度数据)反映到地图来完成地图，并且能够基于自身位置推测部65推测电动吸尘器11(主体壳体20)的自身位置。
如此，灯53通过遮光部件76将特定形状的影子SH投影到摄像机51的摄像范围内，由此在由摄像机51摄像的图像中形成特征点，因此障碍物检测机构64能够根据该特征点来检测障碍物。因此，即使在电动吸尘器11(主体壳体20)的行进方向前方存在缺乏花纹的墙壁等障碍物的情况、或电动吸尘器11(主体壳体20)接近到障碍物的极近距离的情况下，也能够可靠地检测障碍物，且能够确保障碍物的检测精度。
而且，仅通过在灯53的光的出射侧配置遮光部件76，就能够容易地将影子SH生成为所希望的形状。
根据以上说明的至少一个实施方式，通过将灯53的光S或影子SH的特定形状形成在摄像机51的摄像范围的大致中央，由此能够使由多个摄像机51摄像的图像分别可靠地摄像到光S或影子SH，并且能够基于所提取的特征点而容易地区别其他障碍物与这些光S或影子SH。特别是，在电动吸尘器11(主体壳体20)位于接近于障碍物的位置的情况下，左右的摄像机51的视差显著容易出现，在左右的摄像机51的图像中摄像到的同一点的偏移量变多，因此通过在图像的大致中央部形成光S、阴影SH，由此能够可靠地使这些光S、阴影SH进入到左右的摄像机51的摄像范围。
接着，参照图10和图11说明第三实施方式。另外，对于与所述各实施方式相同的构成和作用，赋予相同的符号而省略其说明。
该第三实施方式为，代替所述各实施方式的灯53，而具备作为检测辅助机构的无线通信部即数据通信部23，该数据通信部23对作为能够调整吸尘区域的光量的外部设备的电气设备81输出指示检测辅助的指令。
作为电气设备81，例如使用设置在吸尘区域的顶棚等的照明器具81a、覆盖设置在吸尘区域的墙壁上的窗的进行开闭的电动窗帘81b等。这些电气设备81例如能够经由家庭网关14与电吸尘器11进行无线通信。
另外，数据通信部23能够通过无线通信发送使电气设备81动作而使吸尘区域内的光量变化(减少)的控制命令。具体而言，该数据通信部23在由摄像机51摄像的图像的亮度值变得大致均匀时，判断为摄像机51暴露在来自吸尘区域内外的光、特别是逆光中，能够通过无线通信发送所述控制指令。在本实施方式中，例如使照明器具81a熄灭、或关闭电动窗帘81b，由此减少入射到摄像机51的光量。
因此，当通过该光量的减少而能够在由摄像机51摄像的图像中提取特征点时，基于该提取出的特征点，通过地图绘制部66将特征点的详细信息(高度数据)反映到地图中，由此能够完成地图，并且能够由自身位置推测部65推测电动吸尘器11(主体壳体20)的自身位置。
如此，通过具备对作为外部设备的电气设备81指示检测辅助的无线通信部即数据通信部23，由此能够与电气设备81协作而在由摄像机51摄像的图像中产生特征点。
具体而言，通过经由数据通信部23对能够调整吸尘场所的光量的电气设备81指示检测辅助，由此例如在逆光等由于入射到摄像机51的光量过剩而由摄像机51摄像的图像产生所谓的飞白、无法提取或者难以提取特征点的情况下，通过经由数据通信部23向电气设备81发送控制命令而以调整光量的方式使电气设备81动作，由此能够抑制入射到摄像机51的光量，能够提取特征点。
此外，在所述第三实施方式中也可以构成为，数据通信部23不经由家庭网关14而直接对电气设备81指示检测辅助。
另外，电气设备81不限于吸尘区域的光量的增减，例如也可以以在障碍物上形成特定形状的方式产生光、影子等，进行任意的检测辅助。
接着，参照图12说明第四实施方式。另外，对于与所述各实施方式相同的构成和作用，赋予相同的符号而省略其说明。
该第四实施方式具备作为检测辅助机构的传感器部25。该传感器部25具备通过检测电动吸尘器11(主体壳体20)的行进信息来辅助障碍物的检测的功能。该传感器部25例如具备基于对左右的驱动轮34(各马达)的转速进行检测的光编码器等转速传感器的检测来对驱动轮34(各马达)的旋转角以及旋转角速度进行检测的传感器，能够对行进信息、例如电动吸尘器11(主体壳体20)距基准位置的行进距离以及行进方向进行推测(测程)。作为基准位置，例如设定开始行进的位置即充电装置12的位置等。此外，该传感器部25例如也能够构成为，通过陀螺仪传感器来推测电动吸尘器11(主体壳体20)的方向，例如也可以具备超声波传感器等对电动吸尘器11(主体壳体20)的行进信息进行检测的其他传感器。
而且，例如在电动吸尘器11(主体壳体20)的行进方向前侧为没有花纹的墙壁的情况、或相对于障碍物接近到极近距离的情况下，可以假设由摄像机51摄像到的图像的亮度值变得大致均匀，没有特征点、或特征点显著减少。例如，当在相对于在前方检测出的障碍物为规定距离(例如1m)的位置上，无法检测出规定数量以上的特征点的情况下，通过推测从变得无法检测出的时刻起的行进路径，并掌握到障碍物为止的剩余距离，由此障碍物检测机构64间接地检测障碍物。
如此，在障碍物检测机构64基于由摄像机51摄像的图像无法检测到障碍物的情况下，传感器部25基于主体壳体20的行进信息来辅助障碍物检测机构64对障碍物的检测，由此能够推测从电动吸尘器11(主体壳体20)的当前位置到障碍物为止的剩余距离，能够继续推测所检测出的障碍物的位置。
另外，通过利用自主行进式的电动吸尘器11通常具备的传感器部25，由此不追加另外的构成就能够通过简单的构成而容易地进行辅助检测。
另外，所述各实施方式也可以分别任意地组合使用。
另外，在所述各实施方式中，距离计算部63使用由多个(一对)摄像机51分别摄像的图像来计算特征点的三维坐标，但是例如也能够利用使用1个摄像机51在使主体壳体20移动的同时分时地摄像的多个图像来计算特征点的三维坐标。
根据以上说明的至少一个实施方式，通过利用灯53、数据通信部23或者传感器部25等来辅助障碍物检测机构64的检测，由此能够确保障碍物检测机构64对障碍物的检测精度，并且通过控制部26基于该检测出的障碍物的信息来控制驱动轮34(马达)的驱动，而使电动吸尘器11(主体壳体20)自主行进，由此能够使电动吸尘器11(主体壳体20)高精度地自主行进。
由于将图像的亮度大致均匀时设为检测辅助的实施定时，因此能够可靠且高效地实施检测辅助。
通过使用成对的多个摄像机51，由此即使在使电动吸尘器11(主体壳体20)停止的状态下，也能够使用由这些摄像机51分别摄像的图像、通过应用三角测量来高精度地检测到特征点为止的距离等。
对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子提示的，不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式来实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式、其应变包含于发明的范围、主旨，并且包含于专利请求的范围记载的发明和其等同的范围。

Claims (4)

1.一种电动吸尘器，其特征在于，具备：
主体；
行进驱动部，使该主体能够行进；
摄像机，配置于所述主体，对所述主体的行进方向一侧进行摄像；
障碍物检测机构，基于由该摄像机摄像到的图像来检测障碍物；
第一检测辅助机构，基于所述主体的行进信息来辅助所述障碍物检测机构的检测；以及
控制机构，基于所述障碍物检测机构对障碍物的检测来控制所述行进驱动部的驱动，由此使所述主体自主行进，
所述第一检测辅助机构为，在所述障碍物检测机构基于由所述摄像机摄像到的图像无法检测到障碍物的情况下，推测从变得无法检测出该障碍物的时刻起的所述主体的行进路径，
所述障碍物检测机构基于所述第一检测辅助机构的推测，推测到变得无法检测出的所述障碍物为止的距离。
2.如权利要求1所述的电动吸尘器，其特征在于，
所述电动吸尘器具备第二检测辅助机构，该第二检测辅助机构通过在所述摄像机的摄像范围内形成作出特征点的特定形状的光或影，来辅助所述障碍物检测机构的检测。
3.如权利要求2所述的电动吸尘器，其特征在于，
所述第二检测辅助机构在摄像机的摄像范围的大致中央形成特定形状。
4.如权利要求1至3中任一项所述的电动吸尘器，其特征在于，
所述摄像机成对地配置有多个。
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