FR2823868A1 - Robot de nettoyage et son procede de commande - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un robot de nettoyage pouvant être commandé à distance. Il se caractérise en ce qu'il comprend : une unité d'entraînement (15) pour entraîner une pluralité de roues; une caméra supérieure (14) disposée sur un corps principal du robot susceptible de photographier une image supérieure dans une direction perpendiculaire à une direction de déplacement; et un dispositif de commande (18) pour contrôler l'unité d'entraînement de façon à permettre au robot de nettoyage de se déplacer à l'intérieur d'une région à nettoyer conformément à un motif d'entraînement prédéterminé, et de compenser une dérive du trajet en analysant l'image photographiée par la caméra supérieure.
Description
à un appareil de commutation électrique (10).
La présente invention a pour objet un robot de nettoyage, ainsi qu'un procédé pour commander le robot, et elle se rapporte plus particulièrement à un système et à un procédé permettant de contrôler le déplacement du robot de nettoyage en utilisant une image supérieure qui est photographiée tandis
que le robot se déplace.
Un robot de nettoyage effectue généralement un nettoyage en se déplaçant en suivant une piste extérieure qu'on détermine d'une région à nettoyer, laquelle est entourée par un mur ou un obstacle (qui la délimite), et il utilise à cet effet un capteur ultrasonique disposé sur un corps principal du o robot, en planifiant le trejet de nettoyage de façon à nettoyer la région déterm i née concernée. Après un e tel le plan ifi cati on, l e robot de nettoyage entrane des roues de manière à se déplacer suivant le trejet de nettoyage planifié en calculant une distance de déplacement et une position courante à partir d'un signal détecté par un capteur en détectant le nombre de tours des roues et 1'angle de rotation. Cependant, ce procédé pour reconnatre la position comporte une erreur entre la distance d'entranement et la position calculée de déplacement à partir du signal provenant du capteur et la distance d'entranement et la position réelles, compte tenu du glissement des roues et de la courbure du sol sur lequel le robot de nettoyage se déplace. Plus le robot se déplace, plus les erreurs de reconnaissance de position s'accumulent. En conséquence, le robot de nettoyage entrané avec l es erreurs de reconnaissance de position accu mu lées peut être dévi é d u trajet de nettoyage planifié. En conséquence, certaines régions peuvent ne pas être nettoyées, et le robot de nettoyage peut effectuer le nettoyage plusieurs fois pour la même région. En conséquence, I'efficacité de
l'opération de nettoyage peut en être affectée.
Un objet de la présente invention est de prévoir un robot de nettoyage et un procédé de contrôle du robot susceptibles d'effectuer précisément un nettoyage commandé en compensant aisément la dérive d'entranement, et
so en reconnaissant exactement une position courante du robot de nettoyage.
Cet objet est atteint en prévoyant pour le robot de nettoyage qu'il comprend: une unité d'entrarnement pour entraner une pluralité de roues; une caméra supérieure disposée sur un corps principal du robot de manière à photographier une image supérieure perpendiculairement à une direction de déplacement; et un dispositif de commande pour contrôler l'unité d'entranement de façon à permettre au robot de nettoyage de se déplacer à l'intérieur d'une région de nettoyage conformément à un motif d'entranement prédéterminé, en compensant la dérive de trejet en
ana lysant l' i mage photograph iée par la caméra supérieure.
De préférence le dispositif de commande contrôle l'unité d'entranement pour entraner le robot à 1'intérieur de la région de nettoyage conformément à un motif prédéterminé d'entranement et le dispositif crée une carte image en regard de la région supérieure à partir de l'image photographiée par la caméra supérieure, lorsque le robot fonctionne suivant un mode dans lequel il cartographie une région à nettoyer. En outre, le dispositif de commande reconnat une position en comparant la carte image et une image courante entrée à partir de la caméra supérieure, et le dispositif commande l'unité d'entranement en correspondance à un trajet d'entranement cible à partir d'une position reconnue, lorsqu'un signal de
nettoyage est entré.
o De plus, le dispositif de commande crée la carte image que le signal
de nettoyage soit ou non transmis.
De préférence une caméra frontale est disposée sur le corps principal pour photographier une image face à la direction d'entranement. Le dispositif de commande crée la carte image en cartographiant de façon s tridimensionnel le l' image supérieure photograph iée à partir de la caméra
supéri eure et l' i mage frontale photograph iée par la caméra fronta l e.
Le dispositif de commande divise la carte image en une pluralité de petites cellules ayant une dimension prédéterminée, il détermine une caractéristique spéciale sur les petites cellules divisées, et il établit la so caractéristique spéciale déterminée en tant que point de coordonnées standard pour reconna^'tre la position. La caractéristique spéciale comprend au moins un élément tel qu'une ampoule, un détecteur d'incendie, une
lampe fluorescente, et un haut-parleur.
Le dispositif de commande extrait un élément linéaire de l'image photographiée par la caméra supérieure pendant que le robot de nettoyage se déplace, et il compense la dérive de trajet en utilisant l'élément linéaire extrait. Le système à robot de nettoyage conforme à la présente invention comprend, pour atteindre l'objet ci-dessus: une unité d'entranement pour entraner une pluralité de roues; un robot de nettoyage comprenant une o caméra supérieure disposée sur un corps principal pour photographier une image supérieure perpendiculairement à une direction de déplacement; et un dispositif de commande éloignée pour communiquer sans fil avec le robot de nettoyage. Le dispositif de commande éloignée contrôle le robot de nettoyage pour l'entraner à l'intérieur d'une région à nettoyer conformément s à un motif d'entranement prédéterminé, et il compense la dérive de trejet en analysant l'image transmise après qu'elle a été photographiée par la caméra supérieure. De préférence le dispositif de commande éloignse contrôle le robot de nettoyage pour l'entra ner à l' intérieur de la rég ion à nettoyer o conformément à un motif d'entranement prédéterminé et y créer une carte image en regard de la région supérieure à partir de l'image photographise par la caméra supérieure, lorsqu'il fonctionne en mode de cartographie d'une région à nettoyer. En outre, le dispositif de commande éloignse reconnat une position du robot de nettoyage en comparant la carte image et une image courante transmise à partir du robot de nettoyage après qu'elle a été photographiée par la caméra supérieure et il contrôle le trejet de nettoyage du robot de nettoyage de manière à effectuer un travail ciblé à
partir d'une position reconnue, lorsqu'un signal de nettoyage est entré.
Il est souhaitable que le dispositif de commande éloignée crée la
so carte image que le signal de nettoyage soit ou non transmis.
Une caméra frontale est disposée sur le corps principal de manière à photographier une image face à la direction d'entrainement du robot de nettoyage. De plus, le dispositif de commande éloignée crée la carte image en effectuant une cartographie tridimensionnelle de l'image supérieure et de l'image frontale transmise depuis le robot de nettoyage après qu'elle a été photographiée par la caméra supérieure et la caméra frontale, respectivement. Il est recommandé que le dispositif de commande éloignée extraie un élément linéaire à partir de l'image transmise après qu'elle a été photographiée par la caméra supérieure et qu'il compense une dérive o possible du trejet d'entrainement en utilisant 1'élément linéaire extrait, tout en
contrôlant l'entrainement du robot de nettoyage.
Le procédé de commande du robot de nettoyage conforme à la présente invention en vue d'obtenir l'objet ci-dessus comprend les étapes consistant à: créer une carte image en regard d'une région supérieure à partir d'une image photographiée par la caméra supérieure en entrainant le robot de nettoyage à l'intérieur d'une région à nettoyer conformément à un motif d'entrainement prédéterminé; reconnaitre une position du robot de nettoyage en comparant une image de la carte image enregistrée et l'image courante photograph iée par la caméra supérieure, et en ca l cu lant un trejet o d'entrainement à partir de la position reconnue vers une position cible, lorsqu'un signal de nettoyage est entré; et entrainer le robot de nettoyage
conformément au trejet d'entra nement calculé.
Conformément à un autre aspect de la présente invention, le procédé de commande du robot de nettoyage comprend les étapes consistant à: : créer une carte de la région de nettoyage en entrainant le robot de nettoyage à l'intérieur d'une région de nettoyage et en mémorisant la carte, lorsqu'on détermine un mode de cartographie d'une région à nettoyer; calculer un trejet d'entrainement correspondant à un nettoyage ordonné, lorsqu'un signal de nettoyage est entré; entrainer le robot de nettoyage so conformément au trajet d'entrainement calculé; et compenser le trejet d'entrainement en analysant une image photographiée par la caméra supérieure. De préférence l'étape de compensation du trajet d'entranement extrait un élément linéaire à partir de l'image photographice par la caméra supérieure, et compense une éventuelle dérive du trajet d'entranement en utilisant l'élément linéaire extrait. L'objet et les caractéristiques de la présente invention apparatront
plus clairement de la description qui va suivre de quelques modes de
réalisation préférés de la présente invention en faisant référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue en perspective montrant un état dans lequel le couvercle d'un robot de nettoyage conforme à la présente invention a été séparé du robot; la figure 2 est un diagramme synoptique illustrant le système du robot de nettoyage conforme à la présente invention; la figure 3 est un diagramme synoptique montrant une unité de commande centrale de la figure 2; la figure 4 est une vue montrant l'état dans lequel le robot de nettoyage de la figure 1 est placé dans une pièce; la figure 5 est une vue montrant la piste que le robot de nettoyage suit o dans la pièce de la figure 4; la figure 6 est une vue montrant un exemple d'une carte image créée en cartographiant une image photographiée le long du trejet d'entranement montré à la figure 5; la figure 7 est un diagramme montrant le processus de commande du robot de nettoyage conformément à un mode de réalisation préféré de la présente invention; la figure 8 est une vue montrant un autre exemple du plafond de la pièce; et la figure 9 est un diagramme montrant le processus de commande du so robot de nettoyage conformément à un autre mode de réalisation préféré de
la présente invention.
Ci-après, on va décrire plus en détail des modes de réalisation
préférés de la présente invention en se référant aux dessins annexés.
En se reportant aux figures 1 et 2, un robot de nettoyage 10 comprend une unité d'aspiration 11, une unité de détection 12, une caméra frontale 13, une caméra supérieure 14, une unité d'entranement 15, une mémoire 16, un émetteur 17, et un dispositif de commande 18. La référence
numérique 19 désigne une batterie d'alimentation.
L'unité d'aspiration 11 est installée sur un corps principal 1 Oa de manière à recueillir la poussière se trouvant sur le sol en dessous lorsque la o poussière est aspirée par l'air. L'unité d'aspiration 11 peut être construite suivant un procédé bien connu. Par exemple, I'unité d'aspiration 11 peut com porter un moteur d'aspi ration (non représenté), et une cham bre d'aspiration pour recueillir l'air aspiré à travers un trou d'aspiration ou un
tuyau d'aspiration formé face au sol en entranant le moteur d'aspiration.
L'unité de détection 12 envoie un signal à l'extérieur. L'unité de détection 12 comprend un capteur 12a de détection d'obstacles qui est disposé sur la périphérie latérale du corps de l'appareil à des intervalles prédéterminés de manière à recevoir un signal réfléchi, et un capteur 12b de détection de distance d'entranement pour mesurer une distance
d'entranement.
Le capteur 12a de détection d'obstacles comporte une pluralité d'éléments lumineux à rayons infrarouges 12a1 qui projettent des rayons infrarouges et des éléments récepteurs de lumière 1 2a2 qui reçoivent la lumière réfléchie. Les éléments lumineux à rayons infrarouges 12a1 et les éléments récepteurs de lumière 12a2 sont disposés suivant la périphérie extérieure du capteur de détection d'obstacles 12a selon des groupes sensiblement verticaux, un capteur de réception 12a2 étant compris entre deux capteurs émetteurs 12a1. D'autre part, le capteur de détection d'obstacles 12a peut utiliser un capteur à ultrasons susceptible de projeter so un ultrason et de recevoir un signal réfléchi d'ultrasons. Le capteur de détection d'obstacles 12a est également utilisé pour mesurer la distance
entre le robot de nettoyage et l'obstacle ou une paroi.
Le capteur de détection de distance d'entranement 12b peut utiliser un capteur de détection de rotation pour détecter le nombre de tours effectués par les roues 1 5a à 1 5d. Par exemple, le capteur de détection de rotation peut utiliser un codeur pour détecter le nombre de tours des moteurs 1 5e, 1 5f, respectivement, lesquels entranent les roues 1 5c et 1 5d, respectivement. La caméra frontale 13 est disposée sur le corps principal 1 Oa de manière à photographier une image frontale, et elle envoie l'image
o photographiée au dispositif de commande 18.
La caméra supérieure 14 est disposée sur le corps principal 1 Oa de façon à photographier une image supérieure, et elle envoie l'image
photographiée au dispositif de commande 18.
L'unité d'entranement 15 comprend: deux roues 1 5a, 1 5b disposéss des deux côtés de la partie frontale; deux roues 1 5c, 1 5d disposées des deux côtés de la partie arrière, et des moteurs 1 5e, 1 5f pour faire tourner respectivement les roues 1 5c, 1 5d sur la partie arrière; et une courroie de temporisation 1 5g pour transmettre la puissance engendrée aux roues 1 5c, 1 5d sur la partie arrière aux roues 1 5a, 1 5b sur la partie avant. L'unité o d'entranement 15 fait tourner indépendamment les moteurs 1 5e, 1 5f dans une direction directe ou inverse conformément au signal de commande du dispositif de commande 18. La rotation peut être effectuée pour entraner les
moteurs avec un nombre de tours différent.
L'émetteur 17 envoie une donnée cible au travers d'une antenne 1 7a,
s et émet un signal transmis par l'antenne 17a au dispositif de commande 18.
Le dispositif de commande 18 traite le signal transmis par l'émetteur 17, et contrôle chacun des éléments. Le dispositif de commande 18 traite un signal de touche d'entrée à partir d'un appareil d'entrée à clavier, lorsqu'un appareil d'entrée à clavier, qui comporte plusieurs touches (non so représentées) pour régler les fonctions de l'appareil, est en outre prévu sur
le corps principal 1 Oa.
Le dispositif de commande 18 compense une dérive de trejet d'entraînement du robot de nettoyage 10 en analysant l'image photographiée par la caméra supérieure 14 tandis que le dispositif de commande 18 contrôle l'unité d'entraînement 15 en entraînement à l'intérieur d'une région à nettoyer conformément à un motif d'entraînement déterminé
par une commande de nettoyage.
Conformément à un premier aspect de la présente invention, le dispositif de commande 18 crée une carte image en regard de la région supérieure à partir de l'image photographise par la caméra supérieure 14 en o contrôlant l'unité d'entraînement 15 pour qu'elle entraîne le robot de nettoyage 10 à l'intérieur de la région de nettoyage conformément à un motif d'entraînement prédéterminé pour créer la carte, et le dispositif stocke la carte image créée dans la mémoire 16 lorsqu'un mode de création de la carte image est établi. Le dispositif de commande 18 peut être réglé de façon à effectuer le mode de création de la carte image, lorsqu'un signal de commande pour effectuer le mode de création de la carte image est entré
par un système sans fil depuis l'extérieur ou par l'appareil d'entrée à clavier.
D'autre part, le dispositif de commande 18 peut être réglé de façon à effectuer le mode de créstion de la carte image avant d'effectuer le o nettoyage, lorsque la commande de nettoyage est transmise par un moyen
sans fil en provenance de l'extérieur ou de l'appareil d'entrée à clavier.
Le dispositif de commande 18 contrôle l'unité d'entranement 15 conformément au motif d'entraînement déterminé de manière à photographier la région de nettoyage entourée par un obstacle ou une paroi; en d'autres termes, il traite une pièce entière en divisant la pièce au moyen de la caméra supérieure 14, lorsqu'il fonctionne en mode de créstion de carte image. Comme exemple de motif d'entraînement, le dispositif de commande 18 fait avancer le robot de nettoyage 10 en avant à partir de la position courante, et lorsque la paroi ou l'obstacle est détecté par le capteur ^7, o d'obstacles 12a, alors il détermine la position comme étant une position initiale. Après cela, le dispositif de commande 18 contrôle l'unité d'entrarnement 15 pour qu'elle entrane le robot de nettoyage 10 jusqu'à ce que le robot de nettoyage 10 retourne à sa position initiale d'entranement le long de la paroi. Alors, le dispositif de commande 18 entrane le robot de nettoyage 10 à l'intérieur de la région déterminée le long d'une ligne d'entranement prolongée de façon à présenter un intervalle réqulier. En d'autres termes, le dispositif de commande 18 contrôle l'unité d'entranement pour qu'elle entrane le robot de nettoyage 10 le long de la ligne d'entranement 22 planifiée par rapport à la région à nettoyer 21 déterminée, comme montré à la figure 5 par des aller-retour entre les deux parois de la o pièce, décalés chaque fois d'une distance déterminée. À ce moment, I' interval le de la ligne d'entrarnement 22 est déterminé de façon à permettre que les images supérieures se suivent. L' image supérieure est photographiée tandis que le robot de nettoyage 10 se déplace le long de la ligne d'entranement 22. De plus, il est préférable qu'un cycle de cadrage de s photograph i es soit déterm i n é de man ière à assurer un taux de recouvrement de 10% à 20%, avec une image adjacente, des images supérieures ph otog raph iées ou extra ites lors du dépl acement. Le procédé de détermination du cycle de photographies peut être effectué à travers une plural ité des images photograph iées d'abord plusieurs fois. D'autre part, le o cycle de photographie est déterminé à l'avance en considérant un angle de vision de la caméra supérieure 14 et une distance séparant le sol d'un plafond dans une pièce usuelle, après quoi la photographie peut être
effectuée par n'importe quel cycle déterminé de photographie.
L'image photographiée à partir de la caméra supérieure 14, lors du processus d'entranement, est stockée dans la mémoire 16 en tant que carte image supérieure, comme montré à la figure 6, dans laquel le l' image en regard des éléments est spécialisée, et est contrôlée par le dispositif de commande 18, lorsque des éléments tels qu'une ampoule 31, un détecteur d'incendie 32, et une lampe fluorescente 33, comme illustré à la figure 4,
so sont installés sur le plafond.
De préférence, le dispositif de commande 18 divise la carte image stockée dans la mémoire 16 en plusieurs cellules. En outre, le dispositif de commande 18 effectue un traitement d'image pour tirer une caractéristique spéciale telle qu'un point de coordonnées standard pour reconnatre la position de manière à juger aisément la position du robot de nettoyage 10 en extrayant la caractéristique spéciale parmi les images correspondant à chacune des cellules. Par exemple, I'ampoule 31, le capteur d'incendie 32, et la lampe fluorescente constituée par un tube rectiligne 33 sont déterminés comme constituant des caractéristiques particulières pour le procédé de o traitement d' image en regard de l' image photographiée pour les éléments installés 31,32,33 de la figure 4. Le procédé de traitement d'image pour extraire les caractéristiques spéciales à partir de l'image photographise peut utiliser de nombreux procédés divers connus. Par exemple, on peut utiliser un procédé qui traite un point de coordonnées calculé en reliant les points de pixel ayant des valeurs similaires aux caractéristiques spéciales après conversion de l' image photographiée à un niveau de gris. De plus, une région image ayant une distribution similaire à la valeur des donnéss enregistrses peut être détermince comme une caractéristique spéciale correspondante, après que des données image avec une distribution type en
o regard des caractéristiques spéciales ont été stockées par avance.
Conformément à un second aspect de la présente invention, le dispositif de commande 18 crée la carte image en cartographiant en trois dimensions l'image frontale photographiée par la caméra frontale 13 et l'image supérieure photographiée par la caméra supérieure 14, et il stocke la carte image créce dans la mémoire 16. Lorsque la carte image en trois dimensions est créée et utilisse, la précision de la reconnaissance de position peut être améliorée. Dans ce cas, il est préférable que la reconnaissance de position à partir de l' image supérieure qui présente moins de variétés des éléments installés soit traitée la première pour la so reconnaissance de position. Lorsque la position n'est pas exactement
reconnue, il est souhaitable de se reporter ultérieurement à l'image frontale.
Le dispositif de commande 18 reconnait la position du robot de nettoyage 10 en utilisant la carte image créée lorsque le robot de nettoyage effectue le nettoyage après que la carte image a été créce. En d'autres termes, le dispositif de commande 18 reconnat la position courante du robot de nettoyage 10 en comparant l'image courante entrée en provenance de la caméra supérieure 14 seule, ou des deux caméras, à savoir la caméra frontale 13 et la caméra supérieure 14, avec la carte image stockée, et le dispositif de commande contrôle l'unité d'entranement 15 en correspondance avec le trejet d'entranement cible à partir de la position o reconnue, lorsque le signal de commande du nettoyage est entré par une commande sans fil depuis l'extérieur ou par l'appareil d'entrée à clavier. À ce moment, le signal de commande de nettoyage comprend un travail d'observation par les caméras 13 et 14 lors du nettoyage. Le dispositif de commande 18 calcule l'erreur de trajectoire en utilisant la position courante s reconnue par la distance de déplacement mesurée par le codeur et en comparant l'image photographiée de façon courante et la carte image stockée, et le dispositif commande l'unité d'entrainement 15 de façon à suivre le trejet d'entranement cible (le trajet désiré) en compensant les erreurs. o 11 a été décrit que la carte image est directement créée par le dispositif de commande 18, et que la position du robot de nettoyage 10 est
reconnue par lui-même lorsqu'il utilise la carte image créée.
Conformément au troisième aspect de la présente invention, le système du robot de nettoyage est établi de façon à traiter à l'extérieur la création de la carte image supérieure et la reconnaissance de position du robot de nettoyage 10 de façon à réduire la charge d'opération requise pour la création de la carte image du robot de nettoyage 10 et la reconnaissance
de position du robot de nettoyage 10.
À cette fin, le robot de nettoyage 10 est construit avec une commande so sans fil pour envoyer l'information d' image photographiée à l'extérieur, et pour fonctionner en conformité au signal de commande transmis provenant de l'extérieur. De plus, un dispositif de commande éloignée 40 sans fil contrôle l'entranement du robot de nettoyage 10, reconnat la position du
robot de nettoyage 10, et crée la carte image.
Le dispositif de commande éloignée 40 comprend un appareil de relais sans fil 41 et une unité de commande centrale 50. L'appareil 41 de relais sans fil traite le signal transmis sans fil provenant du robot de nettoyage 10 et transmet le signal traité à l'unité de commande centrale 50 au moyen d'un câble. En outre, l'appareil 50 de relais sans fil envoie sans fil le signal transmis en provenance de l'unité de o commande centrale 50 au robot de nettoyage 10 au moyen d'une antenne 42. L'unité de commande centrale 50 comporte un ordinateur général, et
un exemple d'une unité de commande centrale 50 est illustré à la figure 3.
En se reportant à la figure 3, I'unité de commande centrale 50 comprend une s unité centrale de traitement CPU 51, une mémoire morte ROM 52, une mémoire vive RAM 53, un appareil d'affichage 54, un appareil d'entrée 55,
une mémoire 56, et un appareil de communication 57.
La mémoire 56 comporte un module de commande 56a de robot de nettoyage pour contrôler le robot de nettoyage 10 et pour traiter le signal
o transmis en provenance du robot de nettoyage 10.
Le module de commande 56a du robot de nettoyage fournit un menu pour déterminer la commande du robot de nettoyage 10 en passant par l'unité d'affichage 54, et il traite le menu sélectionné par l'utilisateur pour qu'il soit suivi par le robot de nettoyage 10, lorsqu'il doit fonctionner. ll est s préférable que le menu soit largement diversifié comprenant la créstion d'une carte d'une région à nettoyer, l'opération de nettoyage, et l'observation du fonctionnement. De plus, il est souhaitable d'avoir un choix de sous programmes relativement à la créstion de la carte image, d'une liste choisie
de régions cibles à nettoyer, et de programmes de nettoyage.
so Dans le cas du menu destiné à créer la carte de la région à nettoyer ou la carte image, il est préférable que l'utilisateur puisse établir un cycle mis à jour sur une semaine ou sur un mois en ce qui concerne la condition de mise à jour de la carte image, lorsque le robot de nettoyage 10 effectue
son opération de nettoyage.
Lorsqu'un signal destiné à créer la carte image est entré au moyen de I'appareil d'entrée 55 par l'utilisateur ou au moment de la créstion de la carte image à établir, le module de commande 56a du robot de nettoyage commande au robot de nettoyage 10 de recevoir l'image supérieure de toute la région qu'il devra nettoyer pour créer la carte image, comme décrit précédemment. Le module de commande 56a du robot de nettoyage crée la o carte image en cartographiant l'image transmise en commandant le robot de nettoyage 10, et il stocke la carte image créée dans la mémoire 56. Dans ce cas, le dispositif de commande 18 du robot de nettoyage 10 commande l'unité d'entranement 15 en conformité avec une information de commande transmise depuis le module de commande 56a du robot de nettoyage au travers de l'appareil de relais sans fil 41, de sorte que la charge de l'opération relativement à la créstion de la carte image est supprimée. En outre, le dispositif de commande 18 transmet l'image supérieure photographiée par un cycle régulier tandis que le robot de nettoyage est relié à l' unité de commande centrale 50 par l' i ntermédiai re de l'apparei l de relais sans fil 41. Le module de commande 56a du robot de nettoyage peut créer la carte image en cartographiant ensemble l'image frontale et l'image supérieure. Le procédé de reconnaissance de position du robot de nettoyage 10 selon le procédé exécuté ci-dessus va être décrit en faisant référence à la
figure 7.
Tout d'abord, le dispositif de commande 18 juge si l'on doit exécuter
le mode de créstion de la carte image, cela à l'étape 100.
Lorsqu'il est jugé qu'il y a lieu d'exécuter le mode de créstion de lacarte image, le dispositif de commande 18 entrane le robot de nettoyage 10
so de façon qu'il photographie toute l'image supérieure, cela à l'étape 110.
Le dispositif de commande 18 crée la carte image en photographiant l' image supérieure (et l'image frontale) photographiée par la caméra supérieure 14 correspondant à la région de nettoyage, et il stocke la carte
image créée dans la mémoire 16, 56, cela à l'étape 120.
Après cela, le dispositif de commande 18 juge si une commande de
nettoyage est transmise, cela à l'étape 130.
Lorsqu'il est jugé qu'une commande de nettoyage est transmise, le dispositif de commande 18 reconnat la position du robot de nettoyage 10 en comparant l'image supérieure transmise à partir de la caméra supérieure 14 o et la carte image stockée, cela à l'étape 140. Lorsque la carte image comprend l'information de l'image frontale à l'étape 140, I'image frontale
courante peut alors être utilisée également pour reconnartre la position.
Alors, le dispositif de commande 18 calcule le chemin d'entranement à partir de la position courante reconnue pour déplacer le robot vers la s région à nettoyer ou sur le trejet de nettoyage correspondant à la commande
de nettoyage transmise, cela à l'étape 150.
Ensuite, le dispositif de commande 18 entrarne le robot de nettoyage
en conformité avec le trejet d'entranement calculé, cela à l'étape 160.
Après cela, le dispositif de commande 18 juge si le travail est achevé, o cela à l'étape 170. Le travail signifie ici que le nettoyage a été effectué suivant le trejet d'entranement de nettoyage ou que le robot s'étant déplacé vers la position cible. Lorsqu'il est jugé que le travail n'est pas achevé, les
étapes 140 à 160 sont répétées jusqu'à ce que le travail soit achevé.
D'autre part, conformément au quatrième mode de réalisation préféré de la présente invention, lorsque le plafond comporte un périmètre extérieur orthogonal, on adopte un procédé d'entranement du robot de nettoyage 10 permettant de réduire la charge de traitement de compensation en regard du
trajet d'entranement par photographie du platond.
Par exemple, comme montré à la figure 8, lorsque le plafond so comporte un réseau quadrillé de panneaux de plâtre rectangulaires 34, ou une pluralité de tubes fluorescents 35 montés sur le plafond, le dispositif de : commande 18 et/ou le dispositif de commande éloignée 40 sont conçus de façon à compenser l'erreur d'entranement en utilisant la condition du
plafond qui fournit un périmètre extérieur linéaire.
À cette fin, le dispositif de commande 18 extrait l'élément linéaire de I'image photographiée par la caméra supérieure 14 tandis que le robot de nettoyage 10 se déplace, cela en utilisant un procédé bien connu de traitement d'une image par détection de bord, et le dispositif de commande effectue la compensation de la dérive d'entranement en utilisant
l'information élémentaire linéaire extraite.
o De préférence le dispositif de commande 18 compense l'erreur de trajectoire détectée pendant un laps de temps ou sur une distance prédéterminée, donnés par le codeur, et le dispositif de commande 18 effectue de façon répétitive la correction en utilisant l'information linéaire extraite. s En d'autres termes, le dispositif de commande 18 calcule la dérive d'entranement en détectant l'erreur par rapport au trajet d'entranement au moyen du codeur, et le dispositif commande l'unité d'entranement 15 de façon à permettre que le robot de nettoyage 10 revienne vers le trejet d'entrarnement cible conformément à l'erreur calculée. Après quoi, le o dispositif de commande 18 compense l'erreur d'entranement en calculant l'erreur de déviation par rapport au trejet suivi par le robot de nettoyage 10 en utilisant une information directe provenant de l'élément linéaire extrait par analyse des données d'image photographiées à partir de la caméra
supérieure 14.
s Le procédé ci-dessus peut être adopté avec le système de robot de
nettoyage décrit précédemment.
On peut également utiliser le procédé de traitement d'une image du bord détecté en utilisant un des divers procédés connus tels que sous les
noms "Sobel Alorithm" ou "Navatiark Babu Alorithm".
Le procédé de commande du robot de nettoyage pour compenser les erreurs de trajectoire en extrayant l'élément linéaire de l'image supérieure
sera décrit plus en détail en faisant référence à la figure 9.
Tout d'abord, le dispositif de commande 18 juge s'il doit exécuter le
mode de création de la carte de la région à nettoyer, cela à l'étape 200.
Lorsqu'il est jugé qu'il y a lieu d'exécuter le mode de créstion de la carte de la région à nettoyer, le dispositif de commande 18 entrane le robot
à l'intérieur de la région à nettoyer, cela à l'étape 210.
Le motif d'entranement du robot de nettoyage 10 en ce qui concerne le mode de création de la carte de la région à nettoyer est le même que dans l'exemple décrit ci-dessus. Tout d'abord, le robot de nettoyage 10 est entrané en avant, et lorsque la paroi ou l'obstacle est détecté par le capteur 1 2a de détection d'obstacles, alors la position est indiquée comme constituant la position initiale. Après quoi, le dispositif de commande 18 contrôle l'unité d'entrainement 15 de façon à entraner le robot de nettoyage jusqu'à ce qu'il retourne à sa position initiale en suivant la ligne extérieure de la pièce le long de la paroi. Ensuite, le dispositif de commande 18 entrane le robot de nettoyage 10 à l'intérieur d'une région déterminée par la ligne extérieure d'entranement le long d'une ligne d'entranement se o prolongeant suivant un interval le prédéterminé. Le dispositif de commande 18 crée la carte de la région à nettoyer en utilisant l'information relative aux
obstacles ou au trejet d'entranement détecté lors de l'entranement décrit ci-
dessus, et il stocke la carte de la région à nettoyer, cela à l'étape 220.
D'autre part, la carte de la région à nettoyer est créée suivant le même procédé que le mode de création de la carte image décrit ci-dessus, et elle
est stockée.
Après quoi, le dispositif de commande 18 juge si une commande de
nettoyage a été transmise, cela à l'étape 230.
Lorsque le dispositif de commande 18 juge qu'une commande de so nettoyage a été transmise, alors le dispositif de commande 18 calcule le trejet d'entranement pour que le robot se déplace vers la région à nettoyer 1' ou pour que le robot suive le trajet de nettoyage correspondant à la
commande de nettoyage transmise, cela à l'étape 240.
Alors, le dispositif de commande 18 entrane le robot de nettoyage 10
conformément au trajet d'entranement calculé, cela à l'étape 250.
Le dispositif de commande 18 extrait l'élément linéaire à partir de l'image photographiée par la caméra supérieure 14 tandis que le robot de nettoyage 10 se déplace, et il réalise la compensation de dérive en utilisant l'information de l'élément linéaire extrait, cela à l'étape 260. Ici, il est préférable que le procédé d'analyse de l' image photograph ice à partir de la o caméra supérieure 14 soit effectué à chaque cycle de façon à réduire la
charge du traitement d'image.
Alors, le dispositif de commande 18 juge que le nettoyage est achevé en entranant le robot de nettoyage 10 suivant le processus décrit ci-dessus, cela à l'étape 270. Lorsqu'il est jugé que le nettoyage n'est pas achevé, le s dispositif de commande 18 répète les étapes 240 à 260 jusqu'à ce que le
robot de nettoyage 10 ait achevé le nettoyage.
Comme décrit jusqu'ici, le robot de nettoyage, le système de nettoyage comportant le robot, et le procédé permettant la commande conformément à la présente invention, permettent d'effectuer un travail de o nettoyage entièrement commandé, de manière plus aisée, en réduisant l'erreur de trejectoire par rapport à la position cible étant donné que le robot de nettoyage 10 peut reconnatre sa position de façon plus précise en utilisant l'image supérieure qui comporte un moins grand nombre d'éléments
variés installés.
:s Pour autant cependant, ont seulement été décrits des modes de réalisation préférés de la présente invention, mais la présente invention n'est pas limitée à ces seuis modes que l'homme de l'art saura adapter selon
les situations.
Claims (10)
1. Robot de nettoyage destiné à effectuer un nettoyage au moyen d'une communication sans fil à partir d'un appareil extérieur, caractérisé en ce qu'il comprend: une unité d'entranement (15) pour entraner une pluralité de roues; une caméra supérieure (14) disposée sur un corps principal du robot (10) susceptible de photographier une image supérieure dans une direction perpendiculaire à une direction de déplacement; et un dispositif de commande (18) pour contrôler l'unité d'entranement de façon à permettre au robot de nettoyage de se déplacer à l'intérieur d'une région à nettoyer conformément à un motif d'entranement prédéterminé, et de compenser une dérive du trajet en analysant l' image photographiée par la ,.
camera superieure.
2. Robot de nettoyage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de commande (18) contrôle l'unité d'entranement (15) pour entraner le robot (10) à l'intérieur de la région à nettoyer conformément à un motif d'entranement prédéterminé et le dispositif de commande crse une carte image en regard de la région supérieure à partir de l'image o photographiée par la caméra supérieure (14), lorsque le robot fonctionne dans le mode de cartographie de la région à nettoyer, et le dispositif de commande reconnat une position en comparant la carte image et l'image courante entrée à partir de la caméra supérieure, et il contrôle l'unité d'entranement en correspondance au trejet d'entranement cible à partir
s d'une position reconnue, lorsqu'un signal de nettoyage est envoyé.
3. Robot de nettoyage sel on la revend icati on 2, caractéri sé en ce que le dispositif de commande crée la carte image indépendamment de la
transmission ou non du signal de nettoyage.
4. Robot de nettoyage selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en so ce qu'il comprend en outre une caméra frontale (13) disposée sur le corps principal du robot (10) de manière à photographier une image face à la direction d'entranement, le dispositif de commande (18) créant la carte image en cartographiant en trois dimensions l'image supérieure photographiée par la caméra supérieure (14) et l'image frontale photographiée par la caméra
frontale (13).
5. Robot de nettoyage sel on l' u ne quelconque des revend i cati ons 2 à 4, caractérisé en ce que le dispositif de commande divise la carte image en une plural ité de petites cel lules d' une dimension prédéterm inée, o détermine une caractéristique particulière des petites cellules divisées, et établit la caractéristique particulière déterminée comme un point de
coordonnées standard pour reconnatre la position courante.
6. Robot de nettoyage selon la revendication 5, caractérisé en ce que la caractéristique particulière comprend un élément telle qu'une ampoule (31) , un capteur d'incendie (32), un tube fluorescent (33, 35), un hautparleur.
7. Robot de nettoyage selon l'une quelconque des revendications
précédentes, caractéri sé en ce q ue le d i spos itif de commande extra it u n élément l inéaire de l' image photographiée par la caméra supérieure pendant que le robot de nettoyage se déplace et compense sa dérive de trejet en
utilisant l'élément linéaire extrait.
8. Procédé de commande d'un robot (10) de nettoyage équipé d'une caméra supérieure (14) de photographie, selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes
consistant à: créer une carte image d' une rég ion supérieure, par exemple de plafond d'une pièce, à partir de l'image photographiée par la caméra supérieure du robot en entranant le robot de nettoyage à travers la région à nettoyer suivant un motif d'entranement prédéterminé, reconnatre une position du robot de nettoyage en comparant une image de la carte image enregistrée et une image courante photographiée par la caméra supérieure, et en calculant le trajet suivi à partir de la position reconnue en direction d'une position cible, lorsqu'un signal de nettoyage est envoyé; et entraner le robot de nettoyage conformément au trejet d'entranement calculé.
9. Procédé de commande d'un robot (10) de nettoyage équipé d'une caméra supérieure (14) de photographie, selon l'une quelconque des
revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant
à: créer une carte de la région à nettoyer en entranant le robot de nettoyage à l'intérieur d'une région à nettoyer et en stockant la carte lorsqu'il est jugé d'exécuter le mode de cartographie de la région à nettoyer; calculer le trajet d'entranement correspondant à un nettoyage commandé lorsqu'un signal de nettoyage est envoyé; entraner le robot de nettoyage conformément au trejet d'entranement calculé; et compenser la dérive du trejet d'entranement en analysant l'image
photographiée à partir de la caméra supérieure.
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que pour o compenser la dérive du trejet d'entranement on extrait un élément linéaire de l' image photographice par la caméra supérieure, et l'on effectue la compensation de la dérive du trajet d'entranement en utilisant l'élément
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RM | Correction of a material error |
Effective date: 20110826 |
|
| TP | Transmission of property |
Owner name: SAMSUNG ELECTRONICS CO., LTD., KR Effective date: 20110826 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 15 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 16 |
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| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20180928 |