FR2846588A1 - Robot de nettoyage, systeme de nettoyage a robot et procede pour leur commande - Google Patents
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Abstract
Ce dispositif comporte un corps principal (12) et une unité d'entraînement (20) pour entraîner des roues (22) situées à la partie inférieure du corps, un appareil photo d'observation dirigé vers le bas (50) et situé entre les roues sur la partie inférieure du corps pour photographier le sol perpendiculairement à une direction de déplacement du robot, une unité de commande (40) pour identifier la distance et la direction d'entraînement des roues et commander l'unité d'entraînement en fonction d'un travail en utilisant la direction et la distance identifiées des roues.Application notamment à des robots de nettoyage télécommandés.
Description
La présente invention concerne d'une manière générale un robot de
nettoyage, un système de nettoyage à robot et un procédé pour leur commande, et plus particulièrement un robot de nettoyage, un système de nettoyage à 5 robot et un procédé pour leur commande, qui permettent d'identifier la distance et la direction d'entraînement pour prévoir un trajet de déplacement en utilisant une information d'image d'un sol photographié, alors que le
robot de nettoyage se déplace sur le sol.
Un robot de nettoyage classique se déplace le long d'un contour d'une zone de travail qui est entourée par un mur ou un obstacle moyennant l'utilisation d'un capteur à ultrasons installé dans un corps principal pour déterminer l'étendue de la zone de travail, puis programme 15 un trajet de déplacement pour son travail, comme par exemple un travail de nettoyage ou de sécurité, dans la zone de travail prédéterminée. Ensuite le robot de nettoyage calcule la distance de déplacement et la position actuelle en utilisant un signal détecté par un capteur tel qu'un codeur 20 apte à détecter un nombre et un angle de rotation des roues pour entraîner les roues pour un déplacement le long du trajet de déplacement programmé. Cependant le procédé utilisé d'une manière générale plus haut pour entraîner le robot de nettoyage le long de la trajectoire de déplacement 25 peut produire des erreurs entre la distance et la position calculées à partir du signal détecté par le capteur et la distance et la position actuelles de déplacement en raison d'une irrégularité du sol, d'un glissement des roues, etc. Plus la distance sur laquelle le robot de nettoyage se 30 déplace est grande, plus les erreurs de reconnaissance de position peuvent se cumuler. Les erreurs de position cumulées peuvent par conséquent amener le robot de nettoyage à s'écarter de la trajectoire de déplacement programmée. Par conséquent, un nettoyage ne peut pas être 35 effectué pour une partie de la zone prédéterminée, ou bien peut être effectué de façon répétée pour d'autres zones, ce qui peut conduire à une réduction de l'efficacité de nettoyage et au fait qu'un travail de sécurité ne peut pas
être exécuté dans certains cas.
C'est pourquoi il est apparu nécessaire de disposer le robot de nettoyage apte à exécuter efficacement un travail commandé par détection précise de la distance et de la direction d'entraînement pour agencer une trajectoire de déplacement de façon précise indépendamment du glissement 10 de roues, d'une irrégularité du sol ou d'un autre événement
entraînant une erreur.
Un but de l'invention est d'éliminer au moins les problèmes et/ou inconvénients mentionnés précédemment et de fournir un robot de nettoyage, un système de nettoyage à 15 robot, et un procédé pour leur commande aptes à exécuter
efficacement un travail commandé, moyennant l'identification précise de la distance et de la direction de déplacement du robot de nettoyage.
Les buts et avantages indiqués précédemment sont 20 atteints à l'aide d'un robot de nettoyage destiné à exécuter une opération de travail tout en se déplaçant sur un sol, caractérisé en ce qu'il comporte un corps principal, une unité d'entraînement servant à entraîner une 25 pluralité de roues situées sur une partie inférieure du corps principal, un appareil photo d'observation dirigé vers le bas disposé entre les roues du véhicule sur la partie inférieure du corps principal pour photographier des images 30 du sol perpendiculairement à une direction de déplacement du robot de nettoyage, et une unité de commande servant à identifier la distance et la direction d'entraînement des roues en utilisant une information d'image du sol enregistrée par 35 l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas et commander l'unité d'entraînement conformément à un travail de consigne en utilisant la distance et la direction
identifiées des roues.
De préférence, l'unité de commande compare 5 l'image actuelle du sol enregistrée par l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas à des images précédentes du sol enregistrées par l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas et mémorisées de manière à identifier la distance et la direction de déplacement des roues. Ici il 10 est préférable que l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas photographie des images du sol à une cadence de
1500 fois par seconde.
De préférence, le robot de nettoyage comprend en outre un dispositif d'éclairage disposé sur la partie 15 inférieure du robot principal pour éclairer une zone photographiée par l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas de manière à la rendre plus brillante que des
zones environnantes.
Selon un autre aspect de l'invention, un robot de 20 nettoyage pour exécuter une opération de travail alors qu'il se déplace sur un sol comprend un corps principal, une unité d'entraînement servant à entraîner une pluralité de roues situées sur une partie inférieure du 25 corps principal, un appareil photo d'observation dirigé vers le bas disposé entre les roues du véhicule sur la partie inférieure du corps principal pour photographier des images du sol perpendiculairement à une direction de déplacement 30 du robot de nettoyage, un appareil photo d'observation dirigé vers le haut disposé sur une partie supérieure du corps principal pour photographier des images d'un plafond perpendiculairement à la direction d'entraînement; et
une unité de commande pour identifier une posi-
tion du robot de nettoyage par l'utilisation de l'information d'image du plafond photographiée par l'appareil photo d'observation dirigé vers le haut et pour identifier une distance et une direction de déplacement des roues en 5 utilisant une information d'image du sol photographié par l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas et pour commander en outre l'unité d'entraînement en fonction du travail de consigne moyennant l'utilisation de la position,
de la distance et de la direction identifiées.
Ici l'unité de commande compare l'image actuelle
du sol enregistrée par l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas à des images précédentes du sol enregistrées par l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas et mémorisées de manière à identifier la distance et 15 la direction d'entraînement des roues.
Les buts et avantages indiqués précédemment sont en outre obtenus en prévoyant un système de nettoyage à robot, caractérisé en ce qu'il comporte: un robot de nettoyage comprenant 20 un corps principal, une unité d'entraînement pour entraîner une pluralité de roues disposées sur une partie inférieure du corps principal, et un appareil photo d'observation dirigé vers le 25 haut, disposé sur une partie supérieure du corps principal pour photographier des images d'un plafond perpendiculairement à une direction de déplacement du robot de nettoyage, et une unité de télécommande pour communiquer sans 30 fil avec le robot de nettoyage, le robot de nettoyage comprenant en outre un appareil photo dirigé vers le bas, disposé entre les roues sur la partie inférieure du corps principal pour photographier continment des images du sol perpendiculairement à la direction de déplacement, et l'unité de télécommande identifie une distance et une direction d'entraînement des roues moyennant l'utilisation d'une information d'image du sol photographié par l'appareil photo dirigé vers le bas et commande l'unité 5 d'entraînement conformément à un travail de cible moyennant l'utilisation de la distance et de la direction identifiées
des roues.
Ici l'unité de télécommande compare une image actuelle du sol photographiée par l'appareil photo dirigé 10 vers le bas à des images précédentes du sol mémorisées par l'appareil photo dirigé vers le bas pour identifier la
distance et la direction de déplacement des roues.
De préférence, le système de nettoyage à robot comporte en outre un dispositif d'éclairage disposé sur la 15 partie inférieure du corps principal pour éclairer une zone photographiée par l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas et d'une manière plus brillante que des zones environnantes. Les buts et avantages indiqués précédemment sont 20 en outre atteints à l'aide d'un procédé pour commander un robot de nettoyage comportant un appareil photo dirigé vers le bas, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: calculer un trajet de déplacement jusqu'à une 25 zone cible correspondant à un travail, lors de la réception d'une commande de travail; mémoriser des images d'un sol photographié par l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas, entraîner le robot de nettoyage le long de la 30 trajectoire de commande calculée, et comparer l'image actuelle du sol photographiée
par l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas, aux images mémorisées pour calculer une distance et une direction d'entraînement, et corriger ensuite le trajet de 35 déplacement.
Avec le robot de nettoyage, le système de nettoyage à robot et le procédé pour leur commande, décrits précédemment, la distance et la direction d'entraînement ou de déplacement du robot de nettoyage sont identifiées 5 moyennant l'utilisation des images du sol photographiées par l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas de manière à configurer la trajectoire de déplacement, ce qui
permet d'exécuter efficacement le travail commandé.
D'autres caractéristiques et avantages de la pré10 sente invention ressortiront de la description donnée ciaprès prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels les mêmes chiffres de référence désignent des éléments
identiques et: - la figure 1 est une vue en élévation représen15 tant un robot de nettoyage utilisé pour la photographie d'images de sol lorsque le robot se déplace sur ce dernier, conformément à l'invention; - la figure 2A est une vue en perspective représentant la partie inférieure du robot de nettoyage de la 20 figure 1; - la figure 2B est une vue en perspective représentant le robot de nettoyage de la figure 1, dont le couvercle supérieur a été retiré; - la figure 3 représente un schéma-bloc montrant 25 un système de nettoyage à robot conforme à l'invention; - la figure 4A est une vue en plan montrant une image du sol photographiée par un appareil photo dirigé vers le bas du robot de nettoyage de la figure 1, lorsqu'il est à l'arrêt; - la figure 4B est une vue en plan représentant une image du sol photographié par l'appareil photo dirigé vers le bas du robot de nettoyage lorsqu'il avance à partir de la position représentée sur la figure 4a; - la figure 4C est une vue en plan représentant 35 une image du sol photographié par l'appareil photo dirigé vers le bas du robot de nettoyage lorsqu'il avance à partir de la position représentée sur la figure 4c; - la figure 4D est une vue en plan représentant une image du sol photographié par l'appareil photo dirigé 5 vers le bas du robot de nettoyage lorsqu'il se déplace vers la droite à partir de la position représentée sur la figure 4a; - la figure 4E est une vue en plan représentant une image du sol photographié par l'appareil photo dirigé 10 vers le bas du robot de nettoyage lorsqu'il se déplace vers la droite à partir de la position représentée sur la figure 4a; - la figure 4F est une vue en plan représentant une image du sol photographié par l'appareil photo dirigé 15 vers le bas du robot de nettoyage lorsqu'il se déplace sur un angle d'environ 450 vers la gauche à partir de la position représentée sur la figure 4a; - la figure 5 est un schéma-bloc de l'unité centrale de commande CCU représentée sur la figure 3; et - la figure 6 est un organigramme représentant le processus de travail du robot de nettoyage conforme à l'invention. On va décrire ci-après de façon détaillée les
formes de réalisation préférées de l'invention en référence 25 aux dessins annexés.
En référence aux figures 1, 2A et 2B, un robot de nettoyage 10 comporte un corps principal 12, une unité d'aspiration 16, une unité d'entraînement 20, un appareil photo d'observation dirigé vers le haut 30, un appareil 30 photo d'observation dirigé vers l'avant 32, des photographieurs d'obstacles 34, un appareil photo d'observation dirigé vers le bas 50, un dispositif d'éclairage 55, une unité de commande 40, une mémoire 41 et une unité formant émetteur-récepteur 43. La source 35 d'alimentation peut comporter une source électrique
stockée, telle qu'une batterie 14.
L'unité d'aspiration 16 est installée sur le
corps principal 2 de manière à collecter de la poussière sur une surface, telle qu'un sol, devant être nettoyé au 5 moyen d'une aspiration d'air. L'unité d'aspiration 16 peut être réalisée en utilisant des procédés bien connus.
L'unité d'aspiration 16 peut comporter, à titre d'exemple, un moteur d'aspiration (non représenté) et une chambre d'aspiration pour collecter la poussière entraînée dans un 10 trou d'aspiration ou une canalisation d'aspiration formée par exemple sur le côté inférieur du corps 12, en visà-vis du sol devant être nettoyé, par activation du moteur d'aspiration. L'unité d'entraînement 20 comprend deux roues 15 21a, 21b disposées sur les deux côtés de l'avant du corps 12, deux roues 22a, 22b disposées des deux côtés de l'arrière du corps 12, les moteurs 23, 24 pour entraîner en rotation respectivement les roues arrière et des courroies de synchronisation 25 pour transmettre une puissance pro20 duite aux roues arrière 22a, 22b par les moteurs 23, 24 aux roues avant 21a, 21b. L'unité d'entraînement 20 commande la rotation des moteurs 23, 24 respectivement dans le sens direct ou dans le sens inverse conformément à des signaux de commande reçus de la part de l'unité de commande 40. La 25 direction d'entraînement du robot 10 peut être déterminée au moyen de la commande des moteurs 23, 24 de manière
qu'ils exécutent des quantités de rotation différentes.
L'appareil photo d'observation 32 dirigé vers l'avant est installé sur le corps principal 12 de manière à 30 photographier des images dans la direction tournée vers l'avant. L'appareil photo d'observation 32 dirigé vers l'avant envoie des images photographiées à l'unité de
commande 40.
L'appareil photo d'observation 30 dirigé vers le 35 haut est disposé sur le corps principal 12 de manière à
photographier des images supérieures d'un plafond dans une direction d'observation vers le haut. L'appareil photo d'observation dirigé vers le haut 30 délivre les images photographiées à l'unité de commande 40. De préférence 5 l'appareil photo d'observation dirigé vers le haut comprend une lentille en oeil de poisson (non représentée).
Les lentilles en oeil de poisson possèdent au moins une lentille agencée de manière à fournir un grand angle d'observation pour l'appareil photo, similaire aux 10 yeux d'un poisson par exemple, et peuvent produire une
image jusqu'à environ 180 degrés. La lentille en oeil de poisson est conçue de manière à s'adapter sur une gamme requise d'angles d'observation, tout en incluant une distorsion disponible. On ne donnera pas ici une 15 description détaillée de la lentille en oeil de poisson.
Cependant, une telle lentille en oeil de poisson est décrite dans les brevets coréens N01996-7005245, 199748669, 1994-22112, etc., et est disponible auprès de
différents fabricants de lentilles.
Des détecteurs d'obstacles 34 sont disposés autour d'une paroi latérale cylindrique du corps, à des intervalles prédéterminés, et sont prévus pour la transmission de signaux à l'extérieur du corps 12 et la réception des signaux réfléchis. Chacun des détecteurs d'obstacles 34 25 comporte une pluralité d'éléments lumineux infrarouges 34a servant à projeter un rayonnement infrarouge et des éléments de réception de lumière 34b pour recevoir un rayonnement infrarouge réfléchi. Les éléments d'émission de rayonnement infrarouge 34a et les éléments de réception de 30 lumière 34b sont disposés le long d'une circonférence de chacun des détecteurs d'obstacles 34, selon des paires disposées perpendiculairement. Les détecteurs d'obstacles 34 peuvent également inclure un détecteur à ultrasons apte à projeter des ultrasons et à recevoir une vibration ultraso35 nique réfléchie. Les détecteurs d'obstacles 34 peuvent être
utilisés pour mesurer la distance entre le robot de nettoyage et un obstacle ou une paroi adjacente.
L'appareil photo d'observation dirigé vers le bas est disposé sur le corps principal 12 de manière à 5 photographier des images du sol dans une direction tournée vers le bas. L'appareil photo d'observation dirigé vers le bas 50 délivre les images photographiées à l'unité de commande 40. L'appareil photo d'observation dirigé vers le bas 50 peut photographier des images à des vitesses élevées 10 de manière à permettre une reconnaissance rapide et précise du trajet de déplacement du robot. De préférence on peut utiliser l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas pouvant réaliser une photographie à une cadence d'environ
1500 fois par seconde.
Le dispositif d'éclairage 55 est disposé autour de l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas, qui est disposé au-dessous du corps principal 12 pour éclairer une zone du sol photographiée par l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas 50. Le dispositif 20 d'éclairage 55 éclaire constamment la zone photographiée par l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas de manière à rendre cette zone plus claire que les zones environnantes. Le dispositif d'éclairage 55 permet à l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas de 25 photographier de faibles différences du sol et réduit les variations présentes dans les images photographiées en
raison de l'éclairement environnant.
L'unité de commande 40 traite les signaux reçus par l'intermédiaire de l'unité formant émetteur/récepteur 30 43. Dans le cas o le corps principal 12 comporte en outre
un dispositif d'entrée à touches (non représenté), comportant une pluralité de touches de telle sorte qu'un utilisateur peut manipuler les touches pour régler les fonctions, l'unité de commande 40 peut traiter un signal de 35 touche d'entrée provenant du dispositif d'entrée à touches.
il En se référant maintenant aux figures 1, 2A, 2B et 3, la mémoire 41 mémorise les images supérieure et inférieure photographiées respectivement par l'appareil photo d'observation dirigé vers le haut 30 et l'appareil photo 5 d'observation dirigé vers le bas 50, et assiste l'unité de commande 40 pour le calcul d'une information de position ou d'entraînement. L'unité formant émetteur/récepteur 43 envoie des
données par l'intermédiaire d'une entrée 42 et transmet un 10 signal reçu par l'antenne 42 à l'unité de commande 40.
On va décrire ci-après un procédé pour commander
le robot de nettoyage comportant l'agencement décrit précédemment au moyen de l'unité de commande.
L'unité de commande 40 identifie la position 15 actuelle du robot moyennant l'utilisation de l'information de position connue d'objets spécifiques, comme par exemple des lampes fluorescentes à lumière directe ou des système d'alarme en cas d'incendie, du type apparaissant de manière évidente dans les images supérieures d'un plafond d'une 20 zone de travail photographiée par l'appareil photo d'observation dirigé vers le haut, ou bien moyennant l'utilisation de l'information de position de marques installées sur le plafond de la zone de travail pour la reconnaissance de la position. La mémoire 41 mémorise 25 l'information d'image standard des objets spécifiques à des
fins de comparaison ou les marques à des fins de reconnaissance de position de manière à permettre à l'unité de commande 40 de reconnaître l'objet spécifique ou les marques spécifiques dans les images photographiées par 30 l'appareil photo d'observation dirigé vers le haut 30.
L'unité de commande 40 calcule alors un trajet de déplacement pour l'exécution du travail de consigne moyennant l'utilisation de l'information de position identifiée et transmet des signaux de commande à chaque partie pour 35 déplacer le robot de nettoyage 10 sur la trajectoire de
déplacement désirée.
L'unité de commande 40 reçoit la distance et la direction d'entraînement du robot de nettoyage 10 en utilisant des caractéristiques spéciales, comme des points dans 5 les images du sol, photographiées par l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas 50 et détermine si le robot de nettoyage 10 se déplace le long de la trajectoire de déplacement en utilisant la distance et la direction de déplacement identifiées et de ce fait commande une unité de 10 commande 20 pour l'entraînement du robot de nettoyage de manière qu'il suive la trajectoire de déplacement et ne
s'en écarte pas.
En effet, l'unité de commande 40 identifie des changements de position de caractéristiques spéciales, 15 comme par exemple des points, dans des images par comparaison d'une image actuelle du sol 15 photographié par l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas 50 à une image du sol 15 photographié avant l'image actuelle fournie par l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas 50, 20 image qui est mémorisée dans la mémoire 41. Ensuite l'unité
de commande 40 calcule la distance et la direction d'entraînement du robot de nettoyage 10 en utilisant les changements de position des caractéristiques spéciales.
Ici, toutes les configurations présentes sur le sol sont 25 différentes même si certaines configurations peuvent être vues par l'oeil humain comme étant constitué par les mêmes configurations, étant donné que l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas 50 peut identifier de très faibles différences dans les configurations. Par conséquent, il existe des caractéristiques spéciales, telles que des points et des rainures découpées, qui ne peuvent pas être aisément vues par l'oeil humain, mais peuvent être identifiés par l'appareil photo d'observation
dirigé vers le bas 50.
On peut adapter différents procédés connus en
tant que procédés de traitement d'images par extraction de caractéristiques spéciales dans les images photographiées.
Par exemple on peut adapter un procédé qui établit une distinction entre des points de pixels et d'autres points 5 voisins, après conversion de l'image photographiée en un niveau de gris.
Les figures 4A à 4F représentent des relations entre les caractéristiques spéciales extraites et les directions d'entraînement du robot de nettoyage 10. La 10 figure 4A représente une image 52 du sol photographié par
l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas 50 en un certain point alors que le robot de nettoyage 10 est arrêté ou se déplace. Ici une marque de référence P est la caractéristique spéciale extraite de l'image photographiée 15 par l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas 50.
La caractéristique spéciale P dans l'image du sol recule de façon relative, comme représenté sur la figure 4b, lorsque le robot de nettoyage 10 avance, tandis que la caractéristique spéciale P avance comme représenté sur la 20 figure 4C lorsque le robot de nettoyage 10 recule. En outre, la caractéristique spéciale P dans l'image du sol se déplace vers la gauche, comme représenté sur la figure 4D, lorsque le robot de nettoyage 10 se déplace vers la droite, tandis que la caractéristique spéciale P se déplace vers la 25 droite, comme représenté sur la figure 4E, lorsque le robot
de nettoyage 10 se déplace vers la gauche. En outre la caractéristique spéciale P se déplace sur un angle d'environ 45 degrés vers la droite comme représenté sur la figure 4F, lorsque le robot de nettoyage 10 se déplace sur 30 un angle d'environ 45 degrés vers la gauche.
L'appareil photo d'observation dirigé vers le bas
photographie de façon continue le sol, et la caractéristique spéciale P change continment de position dans les images photographiées comme décrit précédemment. L'unité de 35 commande 40 peut alors déterminer la distance et la direc-
tion d'entraînement du robot de nettoyage 10 depuis les changements de position de la caractéristique spéciale P.
Ensuite, l'unité de commande 40 détermine si le robot de nettoyage 10 a suivi la trajectoire de déplacement calculée 5 et, si le robot de nettoyage 10 s'est écarté de la trajectoire de déplacement calculée, l'unité de commande 40 commande l'unité d'entraînement 20 pour qu'elle entraîne le robot de nettoyage 10 pour modifier la trajectoire de déplacement actuelle de manière à suivre la trajectoire de 10 déplacement calculée.
On va décrire ci-après le fonctionnement de
l'unité de commande 40 pour la commande de l'unité d'entraînement 20 par l'intermédiaire de l'appareil photo d'observation dirigé vers le haut 30 et de l'appareil photo 15 d'observation dirigé vers le bas 50.
L'unité de commande identifie une position actuelle du robot de nettoyage 10 par comparaison de caractéristiques spéciales et de marques spéciales pour la reconnaissance dans une image actuelle introduite par 20 l'appareil photo d'observation dirigé vers le haut 30 avec les caractéristiques spéciales et marques de reconnaissance mémorisées, lors de la réception d'un signal de commande de travail de la part du dispositif d'entrée à touches ou sans fil à partir de l'extérieur, puis commande l'unité 25 d'entraînement 20 correspondant à un trajet de déplacement cible à partir de la position identifiée. Ici, le signal de commande de travail peut inclure une commande pour nettoyer le sol ou exécuter un travail de sécurité à l'aide des
appareils photo.
L'unité de commande 40 calcule une erreur d'entraînement moyennant l'utilisation de la distance et de la direction d'entraînement mesurées par l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas 50 et la position actuelle identifiée par comparaison de l'image supérieure 35 photographiée actuellement aux images supérieures photographiées antérieurement et mémorisées dans la mémoire 41, et commande l'unité d'entraînement 20 de manière à suivre la trajectoire d'entraînement de consigne par
compensation de l'erreur d'entraînement calculée.
La description ci-dessus fournit un exemple au
moyen duquel l'unité de commande 20 peut identifier de façon indépendante la position du robot de nettoyage 10 moyennant l'utilisation directe de l'information d'image photographiée par l'appareil photo d'observation dirigé 10 vers le haut 30 et l'appareil photo d'observation dirigé
vers le bas 50.
Selon un autre aspect de l'invention, il est prévu un système de nettoyage à robot, qui peut traiter des calculs requis pour identifier de l'extérieur une position 15 d'un robot de nettoyage 10, de manière à réduire la charge de calcul pour la reconnaissance de la position du robot de
nettoyage 10.
En référence à la figure 3, le robot de nettoyage est configuré de manière à émettre sans fil, de l'exté20 rieur, une information concernant l'image photographiée, et pour fonctionner en outre en réponse à un signal de commande reçu de la part du centre de commande externe. Un dispositif de télécommande 60 est prévu pour commander sans fil l'entraînement du robot de nettoyage 10. Le dispositif 25 de télécommande 60 comprend une unité de transmission radio
63 et une unité de commande centrale 70.
L'unité de transmission radio 63 traite un signal radio reçu du robot de nettoyage 10 et transmet le signal traité à l'unité de commande centrale70, à l'aide d'un 30 fil, puis envoie, sans fil, un signal reçu de la part de l'unité de commande centrale 70 au robot de nettoyage 10
par l'intermédiaire d'une antenne 62.
L'unité de commande centrale 70 est équipée d'un ordinateur classique, dont un exemple est représenté sur la 35 figure 5. En référence à la figure 5, l'unité de commande centrale 70 comprend une unité centrale CPU 71, une mémoire ROM 72, une mémoire RAM 73, un dispositif d'affichage 74, un dispositif d'entrée 75, une mémoire 76 et un dispositif
de communication 77.
La mémoire 76 est équipée d'un dispositif 76a d'entraînement d'un robot de nettoyage, pour le traitement
d'un signal délivré par le robot de nettoyage 10.
Lorsqu'il est actionné, le dispositif 76a de commande du robot de nettoyage délivre un menu au niveau du 10 dispositif d'affichage 74, pour régler la commande du robot de nettoyage 10, et traite un élément de menu, sélectionné par un utilisateur au moyen du dispositif d'entrée 75, pour qu'il soit exécuté par le robot de nettoyage 10. De préférence, le robot peut inclure une commande pour 15 exécuter un travail de nettoyage et/ou un travail de
sécurité en tant que classements primaires. Le menu peut en outre fournir des menus de sélection secondaires pour chaque classification primaire, comme par exemple une liste de sélection de zones cibles et des procédés devant être 20 utilisés pour le nettoyage.
Le dispositif 76a de commande du robot de nettoyage commande le robot de nettoyage 10 de manière à identifier la position actuelle du robot de nettoyage 10 par comparaison de l'information de position de caractéris25 tiques spéciales ou de marques pour l'identification dans
une image supérieure actuelle, à l'information de position des caractéristiques spéciales et des marques de reconnaissance, mémorisées dans une mémoire, et commande l'unité d'entraînement 20 conformément à un trajet de 30 déplacement de consigne à partir de la position identifiée.
Le dispositif 76a de commande du robot de nettoyage calcule en outre toute erreur d'entraînement en utilisant la distance et la direction d'entraînement calculées à partir de l'image reçue du sol et la position actuelle identifiée 35 par comparaison de l'image supérieure actuellement reçue aux images supérieures photographiées antérieurement et mémorisées dans la mémoire 76, et commande l'unité d'entraînement 20 pour suivre la trajectoire d'entraînement de consigne par compensation de l'erreur d'entraînement calculée. L'unité de commande 40 du robot de nettoyage 10 commande l'unité d'entraînement 20 en réponse au signal de commande reçu de la part de l'unité de transmission radio 63, et par conséquent la charge de fonctionnement appliquée 10 au processeur interne pour le traitement des images pour identifier la position et déterminer la trajectoire d'entraînement diminue fortement. L'unité de commande 40 transmet en outre l'image supérieure et l'image du sol photographiée régulièrement lors d'un cycle au cours du 15 déplacement du robot de nettoyage 10, à l'unité de commande centrale 70 par l'intermédiaire de l'unité de transmission
radio 63.
Ci-après, on va décrire de façon détaillée en
référence à la figure 6 un procédé pour commander le robot 20 de nettoyage 10 par l'unité de commande 40.
Tout d'abord, l'unité de commande 40 détermine si
un ordre de travail a été reçu, lors du pas S100.
Lorsque l'ordre de travail est reçu, l'unité de commande 40 détermine la position actuelle du robot de net25 toyage 10 moyennant l'utilisation des images supérieures du
plafond photographié par l'appareil photo d'observation dirigé vers le haut 30 et calcule un trajet de déplacement pour venir dans une position de consigne, qui est une zone de travail ou une trajectoire de travail, correspondant à 30 l'ordre de travail reçu, pas S110.
L'unité de commande 40 photographie alors des images du sol au moyen de l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas 50 et mémorise les images photographiées
du sol, pas S120.
Par conséquent, l'unité de commande 40 commande le robot de nettoyage 10 le long de la trajectoire de
déplacement calculée, pas S130.
L'unité de commande 40 calcule une distance et une direction d'entraînement en comparant l'image actuelle 5 du sol à l'image du sol photographiée juste auparavant parmi les images photographiées continment par l'appareil
photo d'observation dirigé vers le bas 50, pas S140.
Ensuite, l'unité de commande 40 analyse une trajectoire d'entraînement actuelle du robot de nettoyage 10 10 pour déterminer si la trajectoire d'entraînement actuelle concorde avec la trajectoire d'entraînement calculée et pour décider si la trajectoire actuelle d'entraînement
requiert un aménagement, pas S150.
Lorsqu'il est décidé lors du pas S150 que la tra15 jectoire d'entraînement actuelle du robot de nettoyage 10 requiert un aménagement ou une correction, l'unité de commande 40 aménage ou corrige la trajectoire actuelle d'entraînement en utilisant l'information analysée lors des
pas S150, pas S160.
Ensuite, une unité de commande 40 décide si le travail est achevé, pas S170. Le travail se réfère ici au travail effectué par l'entraînement du robot de nettoyage 10, par exemple le déplacement du robot de nettoyage 10 jusque dans une zone de consigne, ou désigne un travail de 25 nettoyage effectué par l'entraînement du robot de nettoyage le long d'une trajectoire de déplacement. Si le travail n'est pas achevé, l'unité de commande 40 répète les pas S130 à S170 jusqu'à ce que le travail soit achevé, comme
cela est représenté par la boucle.
Comme décrit précédemment, lorsque la distance et la direction d'entraînement du robot de nettoyage sont déterminées par l'utilisation des images du sol photographiées par l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas selon l'invention, aucune erreur ne peut se 35 produire même avec un glissement des roues de l'unité d'entraînement ou avec une irrégularité du sol, qui pouvait être produite dans l'art antérieur par l'utilisation du codeur. C'est pourquoi le robot de nettoyage peut exécuter
efficacement le travail commandé.
Bien que l'on ait décrit et représenté l'invention en référence à certaines formes de réalisation préférées, le spécialiste de la technique comprendra que l'on peut apporter différentes modifications du point de vue de la forme et des détails sans sortir du cadre de l'inven10 tion. Des formes de réalisation et avantages mentionnés
précédemment sont simplement indicatifs d'exemples et ne doivent pas être considérés comme limitant la présente invention. L'enseignement fourni par la présente invention 15 peut être aisément appliqué à d'autres types de dispositifs. En outre la description de la présente invention est censée être illustrative et sans aucun caractère limitatif et de nombreux changements, modifications et variantes apparaîtront à l'évidence aux spécialistes de la technique.
Claims (13)
1. Robot de nettoyage destiné à exécuter une opération de travail tout en se déplaçant sur un sol, caractérisé en ce qu'il comporte: 5 un corps principal (12), une unité d'entraînement (20) servant à entraîner une pluralité de roues (22) situées sur une partie inférieure du corps principal, un appareil photo d'observation dirigé vers le 10 bas (50) disposé entre les roues du véhicule sur la partie inférieure du corps principal pour photographier des images du sol perpendiculairement à une direction de déplacement du robot de nettoyage, et une unité de commande (40) servant à identifier 15 la distance et la direction d'entraînement des roues en
utilisant une information d'image du sol enregistrée par l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas et commander l'unité d'entraînement (20) conformément à un travail de consigne en utilisant la distance et la 20 direction identifiées des roues.
2. Robot de nettoyage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de commande (40) compare l'image actuelle du sol enregistrée par l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas (50) à des images 25 précédentes du sol enregistrées par l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas et mémorisées de manière à identifier la distance et la direction de déplacement des roues.
3. Robot de nettoyage selon la revendication 2, 30 caractérisé en ce que l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas (50) photographie des images du sol à une
cadence de 1500 fois par seconde.
4. Robot de nettoyage selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif 35 d'éclairage (55) disposé sur la partie inférieure du corps principal (12) pour éclairer une zone photographiée par l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas (50) de manière à la rendre plus brillante que des zones environnantes.
5. Robot de nettoyage pour effectuer une opération de travail alors qu'il se déplace sur un sol, caractérisé en ce qu'il comprend: un corps principal (12), une unité d'entraînement (20) servant à entraîner 10 une pluralité de roues (22) situées sur une partie inférieure du corps principal, un appareil photo d'observation dirigé vers le bas (50) disposé entre les roues (22) du véhicule sur la partie inférieure du corps principal (12) pour 15 photographier des images du sol perpendiculairement à une direction de déplacement du robot de nettoyage, un appareil photo d'observation dirigé vers le haut (30) disposé sur une partie supérieure du corps principal pour photographier des images d'un plafond 20 perpendiculairement à la direction d'entraînement; et une unité de commande (40) pour identifier une position du robot de nettoyage par l'utilisation de l'information d'image du plafond photographiée par l'appareil photo d'observation dirigé vers le haut (30) et 25 pour identifier une distance et une direction de déplacement des roues en utilisant une information d'image du sol photographié par l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas (50) et pour commander en outre l'unité d'entraînement (20) en fonction du travail de consigne 30 moyennant l'utilisation de la position, de la distance et
de la direction identifiées.
6. Robot de nettoyage selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'unité de commande (40) compare l'image actuelle du sol enregistrée par l'appareil photo 35 d'observation dirigé vers le bas (50) à des images précédentes du sol enregistrées par l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas et mémorisées de manière à identifier la distance et la direction d'entraînement des roues.
7. Robot de nettoyage selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas (50) photographie des images du sol à une
cadence de 1500 fois par seconde.
8. Robot de nettoyage selon la revendication 7, 10 caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif
d'éclairage (55) disposé sur la partie inférieure du corps principal (12) pour éclairer une zone photographiée par l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas (50) de manière à la rendre plus brillante que des zones 15 environnantes.
9. Système de nettoyage à robot, caractérisé en ce qu'il comporte: un robot de nettoyage comprenant un corps principal (12), une unité d'entraînement (20) pour entraîner une pluralité de roues disposées sur une partie inférieure du corps principal, et un appareil photo d'observation dirigé vers le haut (30), disposé sur une partie supérieure du corps 25 principal pour photographier des images d'un plafond perpendiculairement à une direction de déplacement du robot de nettoyage, et une unité de télécommande (60) pour communiquer sans fil avec le robot de nettoyage, le robot de nettoyage comprenant en outre un appareil photo dirigé vers le bas (50), disposée entre les roues sur la partie inférieure du corps principal pour photographier continment des images du sol perpendiculairement à la direction de déplacement, et 35 l'unité de télécommande identifie une distance et une
direction d'entraînement des roues moyennant l'utilisation d'une information d'image du sol photographié par l'appareil photo dirigé vers le bas (50) et commande l'unité d'entraînement conformément à un travail de 5 consigne moyennant l'utilisation de la distance et de la direction identifiées des roues.
10. Système de nettoyage à robot selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'unité de télécommande (60) compare une image actuelle du sol photographiée par 10 l'appareil photo dirigé vers le bas (50) à des images précédentes du sol mémorisées par l'appareil photo dirigé vers le bas pour identifier la distance et la direction
d'entraînement des roues.
11. Système de nettoyage à robot selon la reven15 dication 10, caractérisé en ce que l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas (50) photographie des
images du sol à une cadence de 1500 fois par seconde.
12. Système de nettoyage à robot selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un 20 dispositif d'éclairage (55) disposé sur la partie inférieure du corps principal pour éclairer une zone photographiée par l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas (50) et d'une manière plus brillante que des
zones environnantes.
13. Procédé pour commander un robot de nettoyage comportant un appareil photo dirigé vers le bas, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: calculer un trajet de déplacement jusqu'à une zone cible correspondant à un travail, lors de la réception 30 d'une commande de travail; mémoriser des images d'un sol photographié par l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas, entraîner le robot de nettoyage le long de la trajectoire de commande calculée, et comparer l'image actuelle du sol photographiée
par l'appareil photo d'observation dirigé vers le bas, aux images mémorisées pour calculer une distance et une direction d'entraînement, et corriger ensuite le trajet de déplacement.
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