CN114745999A - 自主行走型吸尘器 - Google Patents
自主行走型吸尘器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114745999A CN114745999A CN202080082670.6A CN202080082670A CN114745999A CN 114745999 A CN114745999 A CN 114745999A CN 202080082670 A CN202080082670 A CN 202080082670A CN 114745999 A CN114745999 A CN 114745999A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- vacuum cleaner
- cleaner
- unit
- camera
- distance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000428 dust Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 7
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
- A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
Abstract
本发明的目的在于提供一种自主行走型吸尘器,能够准确地制作清扫场所的地图。为此,本发明具备:吸尘器主体(1);驱动轮(3、4),其驱动吸尘器主体(1);LiDAR单元(长距离周围检测传感器)(40),其设置于吸尘器主体(1);测距传感器(近距离测距传感器)(60),其设置于吸尘器主体(1)的前表面和侧面;以及摄像机(50),其设置于吸尘器主体(1)。另外,LiDAR单元(长距离周围检测传感器)(40)具备红外线的发光部(41a)和红外线的受光部(41b)。
Description
技术领域
本发明涉及自主行走型吸尘器。
背景技术
在专利文献1中记载了一种能够自主行走的电动吸尘器,该电动吸尘器具备绘图单元,该绘图单元通过利用行走控制单元对驱动部进行控制而使主体壳体转向,基于由检测主体壳体的周围的形状的周围检测传感器扫描到的周围的形状来制作行走场所的初始地图。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2018-75191号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而,在专利文献1所记载的电动吸尘器中,作为周围检测传感器而使用摄像机、激光中的一方(0074)。但是,在固定于吸尘器主体的周围检测传感器中,只要不驱动吸尘器主体的驱动部,就只能检测相对于吸尘器主体限定的角度的障碍物。由于驱动部的动作取决于地板的状况,因此由周围检测传感器检测的障碍物的配置不稳定,误差变大。
本发明是为了解决上述以往的课题而完成的,其目的在于提供一种能够准确地制作清扫场所的地图的自主行走型吸尘器。
用于解决课题的方案
本发明的特征在于,具备:吸尘器主体;驱动部,其驱动所述吸尘器主体;长距离周围检测传感器,其设置于所述吸尘器主体;近距离测距传感器,其设置于所述吸尘器主体的前表面和侧面;以及拍摄部,其设置于所述吸尘器主体。
发明效果
根据本发明,能够提供一种能够准确地制作清扫场所的地图的自主行走型吸尘器。
附图说明
图1是表示本实施方式的自主行走型吸尘器的外观立体图。
图2是表示本实施方式的自主行走型吸尘器的仰视图。
图3是图1的III-III线剖视图。
图4是表示从本实施方式的自主行走型吸尘器卸下了上壳体的状态的立体图。
图5是表示周围检测传感器单元的立体图。
图6是表示前方传感器单元的立体图。
图7是表示本实施方式的自主行走型吸尘器的控制框图。
图8是表示说明LiDAR的功能的图,(a)是运转开始时,(b)是运转中。
图9是表示本实施方式的自主行走型吸尘器的动作的流程图。
图10是表示本实施方式的自主行走型吸尘器的充电座返回的动作的流程图。
图11是说明本实施方式的自主行走型吸尘器的充电座返回动作的图。
具体实施方式
以下,适当参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。此外,在自主行走型吸尘器S(以下,简称为吸尘器S)行进的方向中,将吸尘器S主要行进的方向设为前方,将铅垂朝上的方向设为上方,将驱动轮(驱动部)3、4对置的方向即驱动轮3侧设为右方,将驱动轮4侧设为左方(参照图2)。即,如图1等所示,定义前后、上下、左右方向。
图1是表示本实施方式的自主行走型吸尘器的外观立体图。
如图1所示,吸尘器S是一边在预定的清扫区域(例如房间的地板表面Y(参照图4))自主地移动一边自动地进行清扫的电气设备。另外,吸尘器S具备吸尘器主体1、覆盖吸尘器主体1的侧周的缓冲器2、一对驱动轮3、4(参照图2)、辅助轮5(参照图2)以及侧刷6。
吸尘器主体1具有形成上表面的至少一部分的上罩1u以及形成底面的至少一部分的下壳体1s。
在上罩1u设置有能够进行运转的开始、停止等各种操作的操作按钮7。另外,在上罩1u设置有能够装卸的集尘壳体8。该集尘壳体8设置于比前后方向的中央靠后侧。另外,集尘壳体8转动自如地安装有手柄8a。
缓冲器2设置于吸尘器主体1的侧周大致整体。作为这样的缓冲器2,例如能够形成为无底的大致筒形状,但只要至少吸尘器主体1的前方侧的侧周以在水平方向、特别是前后方向上可动的方式设置即可。另外,缓冲器2在伴随着吸尘器S移动而与障碍物等接触的情况下,通过被伴随着接触的力按压,能够朝向吸尘器S的内侧(在吸尘器S的前方侧与缓冲器2接触的情况下,后方)位移。
图2是表示本实施方式的自主行走型吸尘器的仰视图。
如图2所示,驱动轮3、4是作为驱动部的一例的车轮,安装于下壳体1s。另外,通过驱动轮3、4自身旋转,能够使吸尘器S前进、后退、转向(包括原地转向)。另外,驱动轮3、4配置于左右两侧,分别通过由行走马达3m、4m(参照图4)以及减速器构成的车轮单元而被旋转驱动。另外,驱动轮3、4在前后方向上大致中央,且在左右方向上靠近下壳体的外周(外侧)设置。
另外,在下壳体1s设置有收纳驱动机构的驱动机构收纳部11、11,该驱动机构构成为包括行走马达3m、4m(参照图4)、臂3a、4a以及减速机构3b、4b。
另外,在比驱动轮3、4和驱动机构收纳部11、11靠后侧设置有收容旋转刷14的吸口部12、刮取刷15等。
旋转刷14与通过驱动轮3、4的旋转中心的轴(左右方向)大致平行地配置。另外,旋转刷14由旋转刷马达14a(参照图4)驱动。
刮取刷15与旋转刷14的旋转轴平行地配置。另外,刮取刷15由所谓的棉绒刷构成,在预定的角度范围内转动。
辅助轮5是从动轮,是自由旋转的脚轮。另外,辅助轮5在前后方向上设置于吸尘器S的前方侧,在左右方向上设置于大致中央。另外,辅助轮5有助于与驱动轮3、4一起将下壳体1s保持在距地板表面Y(参照图4)预定高度。另外,通过驱动轮3、4以及辅助轮5,能够使吸尘器S顺畅地移动。辅助轮5通过伴随着吸尘器S的移动而在与地板表面Y之间产生的摩擦力而从动旋转,进而以朝向能够在水平方向上公转360°的方式轴支承于下壳体1s。
侧刷6是一部分位于比吸尘器主体1(参照图1)靠外侧、将不容易使旋转刷14到达的场所的尘埃引导至吸口部12的刷子。另外,侧刷6具有在俯视时以120°间隔呈放射状延伸的3束刷子,配置在下壳体1s的前侧。另外,侧刷6的根部固定于侧刷架6a。另外,侧刷6的旋转轴为上下方向(图2的纸面垂直方向),侧刷6的一部分在俯视时从吸尘器主体1(参照图1)向外侧突出。
另外,侧刷6的植毛以随着朝向前端而接近地板表面Y(参照图4)的方式倾斜,其前端附近与地板表面接触。另外,侧刷6如箭头α1所示,以在从左右方向外侧朝向内侧的方向上扫掠吸尘器S的前方外侧的区域的方式旋转,将地板表面Y上的尘埃集中到中央的旋转刷14侧。需要说明的是,侧刷6由侧刷马达6b(参照图4)旋转驱动。
另外,在下壳体1s中,在前后左右的四个部位设置有地板表面用测距传感器13a、13b、13c、13d。地板表面用测距传感器13a位于辅助轮5的前方。地板表面用测距传感器13b位于驱动轮3与右侧的侧刷6之间的外周侧。地板表面用测距传感器13c位于相对于地板表面用测距传感器13b左右对称的位置。地板表面用测距传感器13d位于刮取刷20的后方。
另外,在下壳体1s设置有与充电座电连接的连接部16、16。连接部16位于侧刷架6a与地板表面用测距传感器13a之间。
图4是表示从本实施方式的自主行走型吸尘器拆下上壳体的状态的立体图,图5是表示周围检测传感器单元的立体图。
如图4所示,吸尘器S具备作为利用光的测距传感器的一例的LiDAR单元(长距离周围检测传感器)40、摄像机(拍摄部)50、测距传感器(近距离测距传感器)60、红外线受光部70。这些LiDAR单元40配置在吸尘器S的上表面的中心轴上。如图4所示,摄像机50和测距传感器60、红外线受光部70以分别朝向正面侧的方式配置。通过具备吸尘器主体1、使吸尘器主体1驱动的驱动轮3、4、设置于吸尘器主体1的LiDAR单元(长距离周围检测传感器)40、设置于吸尘器主体1的前表面和侧面的摄像机(拍摄部)50、以及设置于吸尘器主体1的摄像机(拍摄部)50,能够提供能够准确地制作清扫场所的地图的自主行走型吸尘器。
如图4和图5所示,LiDAR单元40被分为上侧的旋转部40a和下侧的固定部40b。在上侧由使用红外线等光的测距传感器即LiDAR41和用于检测LiDAR的水平面上的角度的光遮断器构成。下侧的固定部40b由用于使LiDAR41旋转的电动机42、减轻将电动机42的旋转向LiDAR41传递的带43与旋转部旋转时的固定部的摩擦力的轴承、以及用于光遮断器检测水平面上的角度的突起构成。LiDAR41由发光部41a和受光部41b构成,基于发光部41a的发光角度和受光部41b的受光角度,通过三角法来测定与物体的距离。在本实施方式中,发光部41a是红外线的发光部,受光部41b是红外线的受光部,是一个单元。关于相对于吸尘器主体1的水平面上的角度,利用固定于吸尘器主体1的固定部40b上的各突起和旋转部的光遮断器,根据在光遮断器的发光元件与受光元件之间检测出的突起的个数来检测旋转部的水平面上的角度。仅使吸尘器主体1的前表面方向有一个突起,缩短其他突起,检测吸尘器主体1的前表面的角度,利用距此的突起的检测数来检测各角度。基于由LiDAR单元40测定出的吸尘器主体1的水平面上的角度与障碍物的距离,制作周围的地图信息,并且确定地图上的吸尘器主体1的位置、速度矢量。此外,长距离周围检测传感器只要是毫米波雷达、超声波传感器等能够测定1m以上的测距传感器来代替LiDAR41即可。LiDAR单元的配置不限于吸尘器主体1的上表面,也可以是下表面。另外,LiDAR单元40的旋转部的旋转角度不限于360°,只要能够将带置换为连杆机构而测定60°以上即可。旋转也可以是摇头动作。LiDAR的距离的测定方法也可以不是三角法,而是利用了发光部和受光部的光的相位差的Time of Flight(飞行时间)方式。
另外,LiDAR单元40通过变更LiDAR41的光的强度,能够检测更远方的障碍物。但是,不是始终提高强度,在不需要检测远方的障碍物时,通过降低强度,能够抑制功耗。另外,通过提高电动机42的转速,能够更详细地进行障碍物的检测。但是,电动机42也不是始终提高转速,在不需要以详细的角度检测障碍物时,通过降低转速,能够抑制功耗。
图6是前方传感器单元的立体图。
如图6所示,前方传感器单元在内部具备摄像机50、测距传感器60、红外线受光部70。
摄像机(拍摄部)50是单眼摄像机,位于吸尘器主体1的前表面的中心轴。另外,摄像机50与LiDAR单元40相比,能够准确地检测物体的形状、位置,因此容易避开障碍物。另外,摄像机50与LiDAR单元40相比能够取得较大的上下方向的视场角,因此能够避开地板表面的障碍物。例如,能够防止将位于地板表面的衣服卷入或软线缠绕在刷子上。这样,通过将摄像机50与LiDAR单元40并用,能够一边检测大范围的障碍物的大致的配置,一边明确地检测近距离的障碍物的形状和位置,能够判别障碍物。
另外,摄像机50能够使帧率变化。例如,在检测附近的障碍物时提高帧率,在没有任何障碍物的较宽的场所移动时降低帧率。由此,不需要使摄像机50始终在提高了帧率的状态下工作,因此能够抑制摄像机50的功耗。
这样,在本实施方式中,通过利用LiDAR41和摄像机这两者,能够高精度地检测到障碍物的距离信息和形状信息。更具体而言,在制作清扫区域的地图时,能够主要利用所检测的障碍物等的位置信息或者专门利用LiDAR41进行检测以及绘图,主要利用形状信息或者专门利用摄像机进行检测以及绘图。为了使它们的关联成为高精度,在本实施方式中,使LiDAR41与摄像机相互邻接(分离距离为10cm、5cm或3cm以内)地设置。
并且,也可以基于由LiDAR41检测的距离信息来调整摄像机的焦距或者变更吸尘器主体1的移动速度(例如减速)。
在关联技术的能够自主行走的电动吸尘器中,存在如下课题:无法检测位于家具等障碍物的后方的清扫区域,为了识别该区域,需要在绕到障碍物的后方之后利用摄像机、LiDAR41再次进行检测。
测距传感器60是检测到检测范围比LiDAR短例如1/10左右以上且比较接近的障碍物(例如1m左右,优选50cm或30cm左右以下)的距离的红外线传感器,例如由PSD(PositionSensitive Detector:位置敏感探测器)传感器构成。另外,测距传感器60设置在正面和左右两侧共计三处。另外,测距传感器60具有发出红外线的发光部和接收红外线被障碍物反射而返回的反射光的受光部。基于由受光部检测的反射光,计算到障碍物的距离。具体而言,基于接受反射光的位置、到接受反射光为止的时间、反射光的量、强度等,计算到障碍物的距离。此外,测距传感器60并不限定于PSD传感器,也可以是超声波传感器。通过这样设置多个测距传感器60,能够进行沿着墙壁边的清扫。
另外,缓冲器2由使光透过的树脂或玻璃形成。缓冲器2中的至少测距传感器60的附近由红外线的透过率比可见光以及紫外线的透过率大的材料形成。由此,能够降低紫外线、可见光进入受光部而错误识别到障碍物的距离的可能性。另外,也可以使用仅透过所使用的光的波长的材料。
吸尘器S经由连接部16与充电座电连接,向蓄电池21供电。另外,吸尘器S通过由红外线受光部70接收从充电座发送的三种红外线LED,从而根据接收到的红外线的种类来确定充电座相对于吸尘器主体的方向。
图3是图1的III-III线剖视图。
如图3所示,吸尘器S在内部具备蓄电池21、吸引风扇22。
蓄电池21配置于吸引风扇22的前方,向行走马达3m、4m(参照图3)、旋转刷马达14a、吸引风扇22等各种马达、缓冲器传感器(未图示)、摄像机50、测距传感器60、地板表面用测距传感器13a~13d、LiDAR单元40等各种传感器供给电力。
吸引风扇22产生吸引力,将由旋转刷14刮取的尘埃收集到集尘壳体8内。另外,吸引风扇22在前后方向中央设置于驱动轮3、4之间。与尘埃一起被吸入到集尘壳体8的空气经由集尘过滤器8b被吸入到吸引风扇22内。吸引风扇22的排气主要从形成于下壳体1s的排气口1t(参照图2)向吸尘器S的外部排出,但一部分向吸尘器主体1的前方方向排出,将排气用于电动机42的冷却。
图7是表示本实施方式的自主行走型吸尘器的控制框图。
如图7所示,控制装置30综合控制吸尘器S,例如通过将微型计算机(Microcomputer)和周边电路安装于基板而构成。微型计算机读出存储于ROM(Read OnlyMemory)的控制程序并在RAM(Random Access Memory)中展开,通过CPU(CentralProcessing Unit)执行来实现各种处理。周边电路具有A/D和D/A转换器、各种马达的驱动电路、传感器驱动电路、蓄电池21的充电电路等。
另外,控制装置30根据使用者对能够输入指令的操作按钮7的操作、从缓冲器传感器(未图示)、地板表面用测距传感器13a~13d、测距传感器60、摄像机50、LiDAR单元40输入的信号来执行运算处理,并输出运算处理后的信号。
图8表示对吸尘器S从S1移动到S2时的基于LiDAR41的绘图进行说明的图,(a)是移动前,(b)是移动后。此外,在图8中,示出了在房间R中放置有障碍物T的状态。
如图8(a)所示,从运转开始起,使LiDAR单元40的电动机42旋转,通过带43使LiDAR41旋转。由此,LiDAR41能够检测(识别)吸尘器S1的周围的障碍物T1和房间R的墙壁W1。吸尘器S从S1移动到S2的图为图8(b)。在S2的位置能够识别房间R的障碍物T2和墙壁W2。提取障碍物T1和T2以及墙壁W1和W2的特征点,使S1和S2中的房间R的形状一致,确定房间R中的位置S1和S2,由此识别自身位置。这样,通过利用电动机42使LiDAR41旋转,能够对房间R1的整体进行绘图(制作房间的障碍物的配置图)和进行地图内的自身位置辨别。通过在开始清扫之前事先在整个房间中行走并收集绘图数据,能够削减清扫时的无用的路径,抑制清扫时的功耗并且扩大能够清扫的范围。
也可以在自动清扫结束后也存储事先制作绘图数据或上次清扫时的绘图数据,在下次以后省略事先制作绘图处理。例如,可以由用户指定是否需要事先创建绘图数据。用户在最新的绘图之后进行了外观改变等的情况下,能够进行为了进行地图的更新所需要的指定。
图9是表示本实施方式的自主行走型吸尘器的动作的流程图。
如图9所示,在步骤S10中,确认基于事先的地图制作行走的地图或以前的清扫时的地图是否登记在主体或网络服务器上。
在步骤S20中,控制装置30使LiDAR单元40的电动机42旋转,使LiDAR41旋转。此外,在吸尘器S与充电座(未图示)连接的情况下,执行从充电座离开的控制。另外,通过使LiDAR41旋转1周,能够检测(识别)吸尘器S当前所处的房间的墙壁的状况和障碍物。另外,除了基于LiDAR41的检测之外,也可以使摄像机50工作来识别位于墙壁的近前的障碍物的种类。确认这样检测出的地图和吸尘器S的当前的位置是否能够与已登记的地图一致。
在步骤S30、31中,控制装置30计算清扫路径。如步骤S30那样,在清扫路径存在已登记的地图,能够进行自身位置辨别的情况下,根据已登记的整体的地图计算最佳的路径。如步骤S31那样,在没有已登记的地图、或者无法进行自身位置辨别的情况下,根据由LiDAR41检测出的房间的墙壁、障碍物,进行清扫路径的计算。
在步骤S40中,控制装置30基于步骤S30或步骤S31开始清扫。即,使驱动轮3、4、侧刷6和旋转刷14旋转,并且驱动吸引风扇22,将尘埃从吸口部12吸入,吸入集尘壳体8内。
在步骤S50中,控制装置30将摄像机50设为ON(打开)。此时,成为降低了摄像机50的帧率的状态。通过降低帧率,能够抑制摄像机50的功耗。
另外,通过一边使吸尘器S行走一边利用LiDAR41检测房间的墙壁和障碍物,能够识别当前正在清扫的房间中的吸尘器S的自身位置。因此,即使在清扫开始后放置物品、或者宠物进来的情况等新的障碍物出现的情况下,也不会将它们误识别为墙壁。即,在本实施方式中,通过始终识别墙壁的位置,能够始终识别自身的位置,能够忽略宠物等新的障碍物来执行清扫。
在步骤S60中,控制装置30判定是否识别到障碍物。此外,障碍物能够通过由LiDAR41或者摄像机50检测来识别。控制装置30在检测到障碍物的情况下(S60,是),进入步骤S70,在判定为未检测到障碍物的情况下(S60,否),进入步骤S100。
在步骤S70中,控制装置30提高摄像机50的帧率。例如,将帧率从10fps设为30fps,容易识别物体(障碍物)的形状。
在步骤S80中,控制装置30判定是否识别到障碍物,在识别到障碍物的情况下(是),进入步骤S90,在未识别到障碍物的情况下(否),重复步骤S80的处理。
在步骤S90中,控制装置30降低摄像机50的帧率(例如,将帧率从30fps设为10fps)。
在步骤S100中,控制装置30判定清扫是否完成。此外,清扫是否完成能够通过参照在步骤S30中计算出的在清扫路径上行进的记录来判定。控制装置30在判定为清扫已完成的情况下(S100,是),结束,在判定为清扫未完成的情况下(S100,否),返回步骤S60。
这样,在本实施方式中,通过LiDAR41测量距离,通过摄像机50进行障碍物的形状识别。通过使摄像机50的帧率根据LiDAR41和摄像机50的值而变化,能够兼顾低功耗和高性能距离检测。即,如果在通常行走时利用LiDAR41或摄像机50检测到障碍物(步骤S60),则提高摄像机50的帧率(10fps→30fps),容易识别障碍物的形状(步骤S70),在识别后返回到原来的帧率(步骤S90)。这样,仅在需要障碍物的形状识别时使用高功耗的摄像机50。
然而,在吸尘器S中单独使用摄像机50的情况下,在由二次电池(蓄电池21)驱动的自主行走型吸尘器中功耗大,难以进行准确的距离检测。另外,在将激光等距离传感器单体固定于吸尘器S来使用的情况下,为了检测吸尘器S的周围的状况,必须控制驱动轮3、4来使吸尘器S的前表面朝向左右,存在地图的制作时间变长、地图的精度降低的课题。
因此,在本实施方式的吸尘器S中,具备:吸尘器主体1;驱动轮3、4(驱动部),其驱动吸尘器主体1;LiDAR单元40,其设置于吸尘器主体1;以及蓄电池21(蓄电装置),其蓄积向驱动轮3、4和LiDAR单元40供给的电力。由此,能够一边行走一边测定周围的距离,因此能够高效地制作清扫场所的地图。
另外,在本实施方式中,LiDAR单元40位于吸尘器主体1的上表面且中心轴上。由此,能够进行周围360°的距离的测定,并且能够容易地识别物体相对于吸尘器主体1的中心位于哪个位置。
图10是表示图9的步骤S110的吸尘器S的充电座返回的动作的详细情况的流程图。吸尘器S通过由吸尘器主体1的前表面所具备的红外线受光部70接收从充电座发送的红外线信号来确定充电座的位置,控制驱动轮3、4而与充电座电连接。如图10所示,在步骤S210中,确认基于事先的地图制作行走的地图或清扫时的地图在主体或网络服务器上是否登记有充电座的位置。在地图上登记有充电座的情况下,转移到步骤S220进行自身位置辨别。然后,利用自身位置和地图计算到充电座的路径,如步骤S330那样向充电座返回。在地图上没有登记充电座的情况下,转移到步骤S240。
在步骤S240中,吸尘器S当场进行原地旋转,由此仅通过前方具备的红外线受光部全方位搜索来自充电座的返回信号。吸尘器主体1能够从离开约4m的位置接收充电座的红外线信号,因此在该原地旋转时无法接收充电座的红外线信号的情况下,判断为在吸尘器主体1的周围4m以内不存在充电座。在结束了原地旋转后,转移到步骤S250。
在步骤S250中,在能够接收到充电座的红外线信号的情况下,开始充电座返回动作。在未能接收到充电座的红外线信号的情况下,转移到步骤S260。在步骤S260中,基于利用周围检测传感器生成的地图数据,进行墙壁等封闭的封闭空间C(参照图11)和周围检测传感器无法检测到墙壁、障碍物的开放空间OP(参照图11)的识别。在不存在开放空间OP的情况下,判断为在能够返回的范围内不存在充电座,并当场停止。在存在开放空间OP的情况下,移至步骤S270。在步骤S270中,进行向开放空间OP的移动。在存在多个开放空间OP的情况下,判断为开口部最宽的开放空间是存在充电座的可能性最高的区域并进行移动。之后,再次返回到步骤S240,通过进行原地旋转来搜索充电座的红外线信号。通过重复该动作,可靠地在未知的区域进行充电座的红外线信号的搜索,进行高效的充电座返回的动作。
充电座返回动作除了使用者发出充电座返回的指令的情况以外,在清扫完成后自动开始,因此从蓄电池21的电池余量少的状态开始充电座返回动作。若在蓄电池21的电池余量少的状态下持续动作,则放电深度变深,蓄电池21的寿命变短。通过利用地图数据高效地进行充电座返回动作,能够抑制蓄电池21的劣化。另外,在不存在充电座的情况下,或者在无法接收充电座的红外线信号的情况下,一边利用地图数据一边判断房间内的充电座的红外线信号的有无并停止,由此能够防止吸尘器主体1搜索充电座直到蓄电池21的放电深度变深为止,能够保护蓄电池21免受劣化。
另外,在本实施方式中,LiDAR单元(长距离周围检测传感器)40通过驱动机构使传感器自身旋转并进行扫描。但是,也可以由驱动轮3、4驱动吸尘器主体1,从而不设置驱动LiDAR单元(长距离周围检测传感器)40的机构来进行扫描。
另外,在本实施方式中,驱动轮3、4在充电座搜索时使吸尘器主体1进行360度原地转向。由此,能够一次搜索周围是否存在充电座。另外,能够同时通过摄像机50确认在周围是否存在障碍物。
另外,在本实施方式中,吸尘器主体1具备摄像机50(拍摄部)。由此,能够判别障碍物的种类,视场角更宽,因此能够检测吸尘器主体1的附近的地板表面的障碍物。由此,能够防止将掉落于地板表面的衣服卷入、或地板表面的软线缠绕于驱动轮3、4或旋转刷14。
另外,在本实施方式中,摄像机50是单眼摄像机。由此,能够比立体摄像机更廉价地构成。
另外,在本实施方式中,摄像机50配置于吸尘器主体1的前表面以及中心轴上的上方。通过将摄像机50配置为从更高的位置朝向前表面下方,从而使正面的物体的阴影变得明确。
另外,在本实施方式中,具备控制摄像机50的帧率的控制装置30。控制装置30在摄像机50检测到障碍物的情况下提高帧率,在识别到障碍物的情况下降低帧率(复原)。由此,仅在检测到障碍物时提高帧率,因此能够抑制摄像机50的功耗。
另外,在本实施方式中,吸尘器主体1具备在红外线的反射光的位置测定距离的测距传感器60。由此,与根据红外线的反射光的有无来进行物体的判定的红外线传感器相比,能够高精度地检测附近的墙壁。因此,靠近墙壁的附近,能够进行角落的清扫、沿着墙壁边的清扫。另外,即使代替测距传感器60而采用超声波传感器,也能够得到同样的效果。另外,也可以使用缓冲器或摄像机。
利用地图数据向墙壁边清扫的动作转移。在墙壁边动作时,首先,检测由LiDAR41测定出的地图内的自身位置,决定如能够相对于墙壁平行地动作的大致的路径。接着,用吸尘器主体1的侧面的测距传感器60测定与墙壁的距离,控制驱动轮3、4,移动至侧刷6旋转时前端与墙壁接触的位置。之后按照基于地图数据的路径进行移动。此时,一边用吸尘器主体1的侧面的测距传感器60测定与墙壁的距离一边移动,在吸尘器主体1偏移到侧刷6没有接触的位置时,提高与墙壁相反侧的驱动轮3或4的旋转速度,移动到侧刷6可接触的位置。侧刷6配置于吸尘器主体1的单侧,因此在配置于右侧的情况下以顺时针进行墙壁边清扫,在配置于左侧的情况下以逆时针进行墙壁边清扫。另外,为了提高从墙壁边扫出尘埃的量,在墙壁边清扫时提高侧刷的转速。
在角落清扫的动作中,在墙壁边清扫中利用LiDAR单元40和测距传感器60进行转移。在墙壁边清扫中相对于墙壁平行地移动的中途,在吸尘器主体1的前表面的测距传感器60检测到正面的墙壁时转移到角落清扫动作。此时,用吸尘器主体1的正面和侧面的测距传感器60测定与墙壁的距离,控制驱动轮3、4,使侧刷6旋转时前端移动到与正面和侧面的墙壁接触的位置,进行角落的清扫。然后再次转移到墙壁边清扫。
另外,在本实施方式中,测距传感器60位于吸尘器主体1的正面且宽度方向的中央。由此,能够容易地识别物体相对于吸尘器主体1的中心位于哪个位置。另外,也可以利用LiDAR41来设定障碍物、墙壁面的位置,利用摄像机来设定形状,利用测距传感器、缓冲器的检测信息来修正位置信息、形状。
此外,本发明的内容并不限定于实施方式,在不脱离其主旨的范围内能够适当变更。另外,作为电气设备,以在地板表面上行走的吸尘器S为例进行了说明,但应用于飞行的移动体也具有同样的效果。通过应用于飞行的移动体,不仅能够去除地板表面的尘埃,还能够去除附着于墙壁面的尘埃。
另外,在本实施方式中,以搭载单眼摄像机50的情况为例进行了说明,但也可以是代替单眼摄像机50而搭载复眼摄像机的结构。
另外,也可以与LiDAR单元40同样地使摄像机50能够旋转。在该情况下,旋转角度不限于360°,只要能够测定60°以上即可。旋转也可以是摇头动作。
另外,也可以在摄像机50的附近设置近红外线的LED。
符号说明
1:吸尘器主体;3、4:驱动轮(驱动部);21:蓄电池(蓄电装置);22:吸引风扇;30:控制装置;40:LiDAR单元;41:LiDAR;42:电动机;50:摄像机(拍摄部);60:测距传感器;S:自主行走型吸尘器。
Claims (8)
1.一种自主行走型吸尘器,其特征在于,具备:
吸尘器主体;
驱动部,其驱动所述吸尘器主体;
长距离周围检测传感器,其设置于所述吸尘器主体;
近距离测距传感器,其设置于所述吸尘器主体的前表面和侧面;以及
拍摄部,其设置于所述吸尘器主体。
2.根据权利要求1所述的自主行走型吸尘器,其特征在于,
所述长距离周围检测传感器具备红外线的输出部和红外线的受光部。
3.根据权利要求1所述的自主行走型吸尘器,其特征在于,
所述长距离周围检测传感器是毫米波雷达。
4.根据权利要求2所述的自主行走型吸尘器,其特征在于,
所述红外线的输出部和受光部是一个单元,所述单元进行旋转。
5.根据权利要求4所述的自主行走型吸尘器,其特征在于,
所述旋转是摇头动作。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的自主行走型吸尘器,其特征在于,
所述拍摄部进行旋转。
7.根据权利要求6所述的自主行走型吸尘器,其特征在于,
所述旋转是摇头动作。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的自主行走型吸尘器,其特征在于,
在所述拍摄部的附近设置有近红外线的LED。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019226076A JP2021094118A (ja) | 2019-12-16 | 2019-12-16 | 自律走行型掃除機 |
JP2019-226076 | 2019-12-16 | ||
PCT/JP2020/033258 WO2021124615A1 (ja) | 2019-12-16 | 2020-09-02 | 自律走行型掃除機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114745999A true CN114745999A (zh) | 2022-07-12 |
Family
ID=76429738
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202080082670.6A Pending CN114745999A (zh) | 2019-12-16 | 2020-09-02 | 自主行走型吸尘器 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021094118A (zh) |
CN (1) | CN114745999A (zh) |
WO (1) | WO2021124615A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023119996A1 (ja) * | 2021-12-24 | 2023-06-29 | 株式会社クボタ | 障害物検出システム、農業機械および障害物検出方法 |
JP2024044740A (ja) * | 2022-09-21 | 2024-04-02 | 日立グローバルライフソリューションズ株式会社 | 自律走行型掃除機 |
Citations (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003116756A (ja) * | 2001-10-18 | 2003-04-22 | Mitsubishi Electric Corp | 自走式掃除機 |
JP2006095005A (ja) * | 2004-09-29 | 2006-04-13 | Funai Electric Co Ltd | 自走式掃除機 |
JP2008298532A (ja) * | 2007-05-30 | 2008-12-11 | Konica Minolta Holdings Inc | 障害物計測方法、障害物計測装置及び障害物計測システム |
CN104055462A (zh) * | 2013-03-21 | 2014-09-24 | Lg电子株式会社 | 机器人清洁器及其操作方法 |
CN106073644A (zh) * | 2016-08-16 | 2016-11-09 | 北京小米移动软件有限公司 | 自动清洁设备 |
CN106575122A (zh) * | 2014-08-29 | 2017-04-19 | 东芝生活电器株式会社 | 自律行驶体 |
CN107249011A (zh) * | 2017-04-10 | 2017-10-13 | 江苏东方金钰智能机器人有限公司 | 基于WebRTC的机器人遥操作系统 |
CN107647828A (zh) * | 2017-10-27 | 2018-02-02 | 江苏环实科技有限公司 | 安装有鱼眼摄像头的扫地机器人 |
JP2018061529A (ja) * | 2016-10-11 | 2018-04-19 | 日立アプライアンス株式会社 | 自律走行型電気掃除機 |
CN108415037A (zh) * | 2018-05-14 | 2018-08-17 | 珠海市微半导体有限公司 | 一种红外和视觉特征的避障装置及控制方法 |
CN108968811A (zh) * | 2018-06-20 | 2018-12-11 | 四川斐讯信息技术有限公司 | 一种扫地机器人的物体识别方法及系统 |
CN109589050A (zh) * | 2019-01-08 | 2019-04-09 | 云鲸智能科技(东莞)有限公司 | 一种控制清洁模式的方法和清洁机器人 |
CN109744946A (zh) * | 2017-11-08 | 2019-05-14 | 日立空调·家用电器株式会社 | 自主行走式电吸尘器 |
JP2019111161A (ja) * | 2017-12-25 | 2019-07-11 | 日立グローバルライフソリューションズ株式会社 | 自律走行型電気掃除機 |
JP2019201754A (ja) * | 2018-05-22 | 2019-11-28 | 日立グローバルライフソリューションズ株式会社 | 自律走行型掃除機 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019097626A1 (ja) * | 2017-11-16 | 2019-05-23 | 学校法人 千葉工業大学 | 自走式掃除機 |
JP2019198345A (ja) * | 2018-05-14 | 2019-11-21 | 日立グローバルライフソリューションズ株式会社 | 移動体及び自律走行型掃除機 |
CN109124496B (zh) * | 2018-09-20 | 2023-11-28 | 小狗电器互联网科技(北京)股份有限公司 | 扫地机器人及清洁设备 |
-
2019
- 2019-12-16 JP JP2019226076A patent/JP2021094118A/ja active Pending
-
2020
- 2020-09-02 CN CN202080082670.6A patent/CN114745999A/zh active Pending
- 2020-09-02 WO PCT/JP2020/033258 patent/WO2021124615A1/ja active Application Filing
Patent Citations (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003116756A (ja) * | 2001-10-18 | 2003-04-22 | Mitsubishi Electric Corp | 自走式掃除機 |
JP2006095005A (ja) * | 2004-09-29 | 2006-04-13 | Funai Electric Co Ltd | 自走式掃除機 |
JP2008298532A (ja) * | 2007-05-30 | 2008-12-11 | Konica Minolta Holdings Inc | 障害物計測方法、障害物計測装置及び障害物計測システム |
CN104055462A (zh) * | 2013-03-21 | 2014-09-24 | Lg电子株式会社 | 机器人清洁器及其操作方法 |
CN106575122A (zh) * | 2014-08-29 | 2017-04-19 | 东芝生活电器株式会社 | 自律行驶体 |
CN106073644A (zh) * | 2016-08-16 | 2016-11-09 | 北京小米移动软件有限公司 | 自动清洁设备 |
JP2018061529A (ja) * | 2016-10-11 | 2018-04-19 | 日立アプライアンス株式会社 | 自律走行型電気掃除機 |
CN107249011A (zh) * | 2017-04-10 | 2017-10-13 | 江苏东方金钰智能机器人有限公司 | 基于WebRTC的机器人遥操作系统 |
CN107647828A (zh) * | 2017-10-27 | 2018-02-02 | 江苏环实科技有限公司 | 安装有鱼眼摄像头的扫地机器人 |
CN109744946A (zh) * | 2017-11-08 | 2019-05-14 | 日立空调·家用电器株式会社 | 自主行走式电吸尘器 |
JP2019111161A (ja) * | 2017-12-25 | 2019-07-11 | 日立グローバルライフソリューションズ株式会社 | 自律走行型電気掃除機 |
CN108415037A (zh) * | 2018-05-14 | 2018-08-17 | 珠海市微半导体有限公司 | 一种红外和视觉特征的避障装置及控制方法 |
JP2019201754A (ja) * | 2018-05-22 | 2019-11-28 | 日立グローバルライフソリューションズ株式会社 | 自律走行型掃除機 |
CN108968811A (zh) * | 2018-06-20 | 2018-12-11 | 四川斐讯信息技术有限公司 | 一种扫地机器人的物体识别方法及系统 |
CN109589050A (zh) * | 2019-01-08 | 2019-04-09 | 云鲸智能科技(东莞)有限公司 | 一种控制清洁模式的方法和清洁机器人 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021094118A (ja) | 2021-06-24 |
WO2021124615A1 (ja) | 2021-06-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101887055B1 (ko) | 로봇 청소기 및 그 제어 방법 | |
CN106572776B (zh) | 清洁机器人及其控制方法 | |
US9474427B2 (en) | Robot cleaner and method for controlling the same | |
KR102001422B1 (ko) | 전기청소기 | |
US11497364B2 (en) | Robot cleaner and controlling method thereof | |
EP2438843B1 (en) | Dust inflow sensing unit and robot cleaner having the same | |
EP3675702B1 (en) | Robot cleaner and control method thereof | |
TW201733512A (zh) | 自律移動體 | |
TW201730705A (zh) | 自律移動體 | |
WO2015087697A1 (ja) | 走行体装置 | |
EP3911480B1 (en) | Mobile robot and method of controlling plurality of mobile robots | |
CN114745999A (zh) | 自主行走型吸尘器 | |
JP6266331B2 (ja) | 走行体装置 | |
JP2021101812A (ja) | 自律走行型掃除機 | |
US20230096516A1 (en) | Mobile robot and control method therefor | |
JP2020099461A (ja) | 自律走行型掃除機 | |
JP7345139B2 (ja) | 自律走行型掃除機 | |
JP7107658B2 (ja) | 自律走行型掃除機及び自律走行型掃除機システム並びに移動体 | |
JP2021112417A (ja) | 自律走行型掃除機 | |
CN113219961A (zh) | 自走式移动体、判断程序和判断方法 | |
JP2021112416A (ja) | 自律走行型掃除機 | |
JP7282668B2 (ja) | 自律走行型掃除機 | |
JP2019208545A (ja) | 床面を移動する移動体 | |
CN113133715B (zh) | 自主行走型吸尘器 | |
WO2023166756A1 (ja) | 自律走行型掃除機 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20220712 |