JP2002325708A - ロボット掃除機とそのシステム及び制御方法 - Google Patents

ロボット掃除機とそのシステム及び制御方法

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JP2002325708A JP2002005165A JP2002005165A JP2002325708A JP 2002325708 A JP2002325708 A JP 2002325708A JP 2002005165 A JP2002005165 A JP 2002005165A JP 2002005165 A JP2002005165 A JP 2002005165A JP 2002325708 A JP2002325708 A JP 2002325708A
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map
traveling
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貞 坤 宋
Jang-Youn Ko
將 然 高
Seung-Bin Moon
承 彬 文
Kyoung-Mu Lee
▲きょん▼ 武 李
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Samsung Gwangju Electronics Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 掃除機の現在位置をさらに正確に認識し、走
行軌跡を容易に補正できるようにして指示された作業を
効率よく行えるロボット掃除機とそのシステム及び制御
方法を提供する。 【解決手段】 外部装置と無線で通信しつつ作業を行う
ロボット掃除機は、複数の輪を駆動する駆動部と、走行
方向に垂直した上方のイメージを撮像できるように本体
上に設けられた上方カメラと、所定の走行パターンによ
り作業領域内を走行するよう駆動部を制御しつつ上方カ
メラにより撮像されたイメージを分析して走行経路を補
正する制御部とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はロボット掃除機とそ
のシステム及び制御方法に係り、さらに詳しくは掃除機
が走行しつつ撮像された上方イメージを用いて走行を調
整するロボット掃除機とそのシステム及び制御方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】一般のロボット掃除機は、本体上に設け
られた超音波センサを用いて壁や障害物に取り囲まれた
掃除領域の外郭を走行して掃除する領域を決め、決まっ
た掃除領域を掃除するための掃除経路を計画する。その
後、輪の回転数及び回転角度を検出するセンサを通して
検出された信号から走行距離及び現在位置を算出しつつ
計画された掃除経路を走行できるよう輪を駆動させる。
ところが、このような位置認識方式は掃除機が走行する
間輪のスリップ、床面の屈曲などによりセンサで検出さ
れた信号から算出された走行距離及び移動位置と実際走
行距離及び位置とエラーが発生する。このような位置認
識エラーは掃除機が走行すればするほど累積され、よっ
て累積された位置認識エラーにより走行される掃除機が
計画された掃除経路を離脱する場合がある。その結果、
掃除作業が行われない領域が発生したり、同一領域を数
回反復掃除する場合があって作業効率を低下させる問題
点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前述したよう
な問題点を改善するために案出されたもので、掃除機の
現在位置をさらに正確に認識し、走行軌跡を容易に補正
できるようにして指示された作業を効率よく行えるロボ
ット掃除機とそのシステム及び制御方法を提供するとこ
ろにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために本発明に係るロボット掃除機は、外部装置と無線
で通信しつつ作業を行うロボット掃除機において、複数
の輪を駆動する駆動部と、走行方向に垂直上方のイメー
ジを撮像できるよう本体上に設けられた上方カメラと、
所定の走行パターンにより作業領域内を走行するよう前
記駆動部を制御しつつ前記上方カメラにより撮像された
イメージを分析して走行経路を補正する制御部とを備え
る。
【０００５】望ましくは、前記制御部は作業領域マップ
作成モード時所定の走行パターンにより作業領域内を走
行するよう前記駆動部を制御しつつ前記上方カメラによ
り撮像されたイメージから上方領域に対する映像マップ
を生成して貯蔵し、作業要請信号が入力されれば前記映
像マップと上方カメラから入力された現在のイメージを
比較しつつ位置を認識し、認識された位置から目的とす
る走行経路に対応するよう前記駆動部を制御する。
【０００６】また、前記制御部は作業要請信号が受信さ
れる度に前記映像マップ作成を行う。
【０００７】前記本体上には走行方向に対向するイメー
ジを撮像できるよう設けられた前方カメラが備わり、前
記制御部は前記前方カメラから撮像された前方イメージ
と前記上方カメラから撮像された上方イメージを共に３
次元的にマッピングして映像マップを生成することが望
ましい。
【０００８】前記制御部は前記映像マップを設定された
サイズの多数の局部セルに分割し、分割された各局部セ
ル上で特徴要素を決め、決まった特徴要素を位置認識用
基準座標点と設定する。前記特徴要素は電球、火災感知
器、蛍光灯、スピーカのうち少なくとも一つ以上を備え
る。
【０００９】また、前記制御部は走行時前記上方カメラ
から撮像されたイメージから直線成分を抽出し、抽出さ
れた直線分情報を用いて走行軌跡を補正する。
【００１０】前述した目的を達成するために本発明に係
るロボット掃除機システムは、複数の輪を駆動する駆動
部と、走行方向に垂直した上方のイメージを撮像できる
よう本体上に設けられた上方カメラを備えたロボット掃
除機及び前記ロボット掃除機と無線で交信する遠隔制御
器を備えるロボット掃除機システムにおいて、前記遠隔
制御器は前記ロボット掃除機が所定の走行パターンによ
り作業領域内を走行するよう制御しつつ前記上方カメラ
により撮像され転送されたイメージを分析して走行軌跡
を補正する。
【００１１】前記遠隔制御器は、作業領域マップ作成モ
ード時所定の走行パターンにより作業領域内を走行する
よう前記ロボット掃除機を制御しつつ前記上方カメラに
より撮像されたイメージから上方領域に対する映像マッ
プを生成して貯蔵し、作業要請信号が入力されれば前記
映像マップと前記上方カメラから撮像され前記ロボット
掃除機から転送された現在のイメージを比較しつつ前記
ロボット掃除機の位置を認識し、認識された位置から目
的とする作業が行えるよう前記ロボット掃除機の作業経
路を制御することが望ましい。
【００１２】前記遠隔制御器は作業要請信号が受信され
る度に前記映像マップ作成を行うことが望ましい。
【００１３】前記ロボット掃除機の本体上には走行方向
に対向するイメージを撮像できるよう設けられた前方カ
メラが備わり、前記遠隔制御器は前記前方カメラから撮
像された前方イメージと前記上方カメラから撮像された
上方イメージを共に前記ロボット掃除機から受信され３
次元的にマッピングした映像マップを生成する。
【００１４】また、前記遠隔制御器は、前記ロボット掃
除機走行制御時前記上方カメラから撮像され転送された
イメージデータから直線成分を抽出し、抽出された直線
成分情報を用いて走行軌跡を補正することが望ましい。
【００１５】そして、前述した目的を達成するために本
発明に係るロボット掃除機の制御方法は、上方を撮像で
きる上方カメラが設けられたロボット掃除機の制御方法
において、所定の走行パターンにより前記ロボット掃除
機を作業領域内に走行させながら前記上方カメラにより
撮像されたイメージから上方領域に対する映像マップを
生成する段階と、作業要請信号が入力されれば、覚えら
れた前記映像マップイメージと前記上方カメラから撮像
された現在のイメージとを比較しつつ前記ロボット掃除
機の位置を認識し、認識された位置から目的位置までの
走行経路を算出する段階と、算出された走行経路に沿っ
て前記ロボット掃除機を走行させる段階とを備える。
【００１６】本発明の他の側面によれば、上方を撮像で
きる上方カメラが設けられたロボット掃除機の制御方法
において、作業領域マップ作成モードと判断されれば、
前記ロボット掃除機を作業領域内に走行させながら作業
領域マップを作成して貯蔵する段階と、作業要請信号が
入力されれば、指示された作業に対応する走行経路を算
出する段階と、算出された前記走行経路に沿って前記ロ
ボット掃除機を走行させる段階と、前記上方カメラから
撮像されたイメージを分析して走行経路を補正する段階
とを備える。
【００１７】望ましくは前記走行経路補正段階は、前記
上方カメラから撮像されたイメージから直線成分を抽出
し、抽出された直線成分を用いて走行経路を補正する。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明の望ましい実施例を詳述する。
【００１９】図１及び図２を参照するに、ロボット掃除
機１０は、吸塵部１１、センサ部１２、前方カメラ１
３、上方カメラ１４、駆動部１５、記憶装置１６、送受
信部１７及び制御部１８とを備える。１９はバッテリで
ある。
【００２０】吸塵部１１は空気を吸引しつつ対向する床
の埃を集塵できるよう本体１０ａ上に設けられている。
このような吸塵部１１は知られている多様な方式により
構成されうる。一例に、吸塵部１１は吸引モータ(図示
せず)と、吸引モータの駆動により床と対向形成された
吸引口または吸引管を通して吸引された埃を集塵する集
塵室を備える。
【００２１】センサ部１２は外部に信号を送出し、反射
された信号を受信できるよう胴体の側面の周りに所定間
隔に配置されている障害物検出センサ１２ａと、走行距
離を測定できる走行距離検出センサ１２ｂとを備える。
【００２２】障害物検出センサ１２ａは赤外線を出射す
る赤外線発光素子１２ａ１と、反射された光を受信する
受光素子１２ａ２が垂直状に対をなして外周面に追って
多数が配列されている。または障害物検出センサ１２ａ
は超音波を出射し、出射された超音波を受信できるよう
になった超音波センサが適用されうる。障害物検出セン
サ１２ａは障害物または壁との距離を測定するのにも用
いられる。
【００２３】走行距離検出センサ１２ｂは、輪１５ａな
いし１５ｄの回転数を検出する回転検出センサが適用さ
れうる。例えば、回転検出センサはモータ１５ｅ、１５
ｆの回転数をそれぞれ検出するよう設けられたエンコー
ダが適用されうる。
【００２４】前方カメラ１３は、前方のイメージを撮像
できるよう本体１０ａ上に設けられ撮像されたイメージ
を制御部１８に出力する。
【００２５】上方カメラ１４は、上方のイメージを撮像
できるよう本体１０ａ上に設けられ撮像されたイメージ
を制御部１８に出力する。
【００２６】駆動部１５は、前方の両側に設けられた二
つの輪１５ａ、１５ｂと、後方の両側に設けられた二つ
の輪１５ｃ、１５ｄ、後方の二つの輪１５ｃ、１５ｄを
それぞれ回転駆動させるモータ１５ｅ、１５ｆ及び後方
の輪１５ｃ、１５ｄから発生する動力を前方の輪に伝え
られるよう設けられたタイミングベルト１５ｇを備え
る。駆動部１５は制御部１８の制御信号に応じて各モー
タ１５ｅ、１５ｆを独立的に正方向/逆方向回転駆動さ
せる。方向回転は各モータの回転数を相違に駆動すれば
良い。
【００２７】送受信部１７は、送信対象データをアンテ
ナ１７ａを介して送出し、アンテナ１７ａを通して受信
された信号を制御部１８に転送する。
【００２８】制御部は送受信部１７を通して受信された
信号を処理し、各要素を制御する。本体１０ａ上に機器
の機能設定を操作するための多数のキーが設けられたキ
ー入力装置(図示せず)がさらに備わった場合、制御部１
８はキー入力装置から入力されたキー信号を処理する。
【００２９】制御部１８は、指示された作業により決ま
った走行パターンにより作業領域内を走行するよう駆動
部１５を制御しつつ上方カメラ１４により撮像されたイ
メージを分析して走行経路を補正する。
【００３０】本発明の一側面によれば、制御部１８は映
像マップ作成モード時所定のマップ作成走行パターンに
より作業領域を走行するよう駆動部１５を制御して上方
カメラ１４により撮像されたイメージから上方領域に対
する映像マップを生成して記憶装置１６に貯蔵する。制
御部１８は、キー入力装置または外部から無線で映像マ
ップ作成モード遂行を指示する信号が入力されれば、映
像マップ作成モードを行うよう設定されうる。また、キ
ー入力装置または外部から無線で作業指示が受信されれ
ば、作業遂行前に映像マップ作成モードを行うよう設定
されうる。
【００３１】制御部１８は、映像マップ作成モード時障
害物または壁で取り囲まれた作業領域全体、例えばルー
ム全体を上方カメラ１４で区画して撮像できるよう設定
された走行パターンにより駆動部１５を制御する。走行
パターンの例としては現在位置から前方に直進させ、障
害物センサ１２ａにより壁や障害物が検出されれば、こ
れを初期位置にセッティングした後、その後壁面に沿っ
てルームの外郭を回りながら初期位置に復帰されるまで
走行するよう駆動部１５を制御する。それから、走行さ
れた外郭ラインにより決まった領域を一定間隔を有する
よう延びた走行ラインに沿って走行させる。すなわち、
図５に示した通り決定された作業領域２１について計画
された走行ライン２２に沿って走行するよう駆動部１５
を制御する。この際、走行ラインの間隔は走行ラインに
沿って掃除機が移動時撮像される上方のイメージが相互
連続されうるよう決定される。また、走行中に取るか抜
粋する上方画面は隣接したフレームとの重複率が１０な
いし２０％ほどになるようフレーム撮像サイクルを決め
ることが望ましい。このような撮像サイクル決定方式は
最初数回の間に撮像された複数の画像を通して撮像サイ
クルを決定することもでき、上方カメラ１４の視野角と
通常の建物内における床面から天井面までの離隔距離を
考慮して撮像サイクルを予め設定して置き、設定された
撮像サイクル毎に撮像するようすることもできる。
【００３２】このような走行過程を通して上方カメラ１
４から得られた映像は天井に図４のような電球３１、火
災検出器３２、蛍光灯３３の施設物が設けられた場合、
図６に示したような施設物に対するイメージが特徴化さ
れた上方映像マップが制御部１８に制御され記憶装置１
６に貯蔵される。
【００３３】望ましくは、制御部１８は記憶装置１６に
貯蔵された映像マップを多数のセルに分割し、各セルに
当るイメージのうち特徴点を抜粋してロボット掃除機１
０の位置認識を容易に判断するための位置認識用基準座
標点として設定する映像処理を行う。例えば、電球３
１、火災検出器３２、直管型蛍光灯３３が設けられた図
４の天井施設物について得られた映像について電球３
１、火災検出器３２、直管型蛍光灯３３を知られている
映像処理方式に特徴点と決定する。撮像されたイメージ
からの特徴点を抽出する映像処理方式は公知の多様な方
式が適用されうる。例えば、撮像されたイメージについ
てグレーレベルに変換した後類似した値を有するピクセ
ル点を繋いで算出された座標値を特徴点として処理する
方式が適用されうる。また、特徴点に対するイメージデ
ータ分布形態を予め覚えさせた後、覚えられたデータ値
と類似した分布を有するイメージ領域を該当特頂点とし
て決定しても良い。
【００３４】本発明の他の側面によれば、制御部１８は
撮像サイクル毎に前方カメラ１３により撮像された前方
イメージと上方カメラ１４により撮像された上方イメー
ジを共に３次元的にマッピングさせ映像マップを生成し
て記憶装置１６に貯蔵する。このように３次元映像マッ
プを作成して用いれば、位置認識に対する精度を一層高
められる。この場合、位置認識時施設物変更が相対的に
少ない上方イメージから位置認識を先に処理し、位置認
識が正確に把握されない時前方イメージを参照するよう
にすることが望ましい。
【００３５】制御部１８は、映像マップ作成後は作業遂
行時作成された映像マップを用いて位置を認識する。す
なわち、制御部１８はキー入力装置または外部から無線
で作業要請信号が入力されれば、覚えられた映像マップ
と上方カメラ１４または上方カメラ１４及び前方カメラ
１３から入力された現在のイメージを比較しながらロボ
ット掃除機１０の現位置を認識し、認識された位置から
目的とする走行経路に対応するよう駆動部１５を制御す
る。ここで、作業要請信号は掃除作業またはカメラ１
３、１４を通した監視作業などを含む。目的とする走行
経路に沿って移動する時はエンコーダから測定された走
行距離と現在撮像されたイメージと覚えられた映像マッ
プとの比較により認識された現位置を用いて走行エラー
を算出し、エラーを補償して目的とする走行経路を追跡
するよう駆動部１５を制御する。
【００３６】以上の説明では映像マップを制御部１８が
直接生成し、生成された映像マップを用いて自主的に位
置を認識できる例を説明した。
【００３７】本発明の他の側面によれば、ロボット掃除
機１０の映像マップ作成及び位置認識時必要な演算処理
負担を軽減するために上方映像マップ作成及びロボット
掃除機１０の位置認識を外部で処理するようロボット掃
除機システムが構築される。
【００３８】このためロボット掃除機１０は撮像された
映像情報を外部に無線で送出し、外部から受信された制
御信号に応じて動作するよう構成され、遠隔制御器４０
はロボット掃除機１０の駆動を無線で制御しつつ映像マ
ップ作成及びロボット掃除機の位置を認識する。
【００３９】遠隔制御器４０は無線中継器４１と中央制
御装置５０を備える。無線中継器４１はロボット掃除機
１０から受信された無線信号を処理して有線を通して中
央制御装置５０に転送し、中央制御装置５０から受信さ
れた信号をアンテナ４２を介して無線でロボット掃除機
４１に送出する。
【００４０】中央制御装置５０は通常のコンピュータで
構築され、その一例が図３に示されている。同図を参照
するに、中央制御装置は中央処理装置(ＣＰＵ)５１、Ｒ
ＯＭ５２、ＲＡＭ５３、表示装置５４、入力装置５５、
記憶装置５６及び通信装置５７を備える。
【００４１】記憶装置５６にはロボット掃除機１０を制
御しロボット掃除機１０から転送された信号を処理する
ロボット掃除機ドライバ５６ａが設けられている。ロボ
ット掃除機ドライバ５６ａは実行されれば、ロボット掃
除機１０の制御を設定できるメニューを表示装置５４を
通して提供し、提供されたメニューについてユーザから
選択されたメニュー項目がロボット掃除機により実行さ
れうるよう処理する。前記メニューは大分類として作業
領域マップ作成、掃除作業遂行、監視作業遂行を含み、
大分類に対するサブ選択メニューとして映像マップ作
成、作業対象領域選択リスト、作業方式など適用される
機器で支援できる多数のメニューが提供されることが望
ましい。
【００４２】作業領域マップまたは映像マップ作成メニ
ューの場合、映像マップ更新条件に対するサブメニュ
ー、例えば作業遂行時毎に、一週間または一月のように
ユーザが設定した更新周期毎をユーザが設定できるよう
提供されることが望ましい。
【００４３】ロボット掃除機ドライバ５６ａは、設定さ
れた映像マップ作成時期またはユーザにより入力装置５
５を通して映像マップ作成要請信号が入力されれば、映
像マップを作成するために要求される作業領域全体の上
方イメージをロボット掃除機１０から受信されうるよう
ロボット掃除機１０を前述した通り制御する。ロボット
掃除機ドライバ５６ａは、ロボット掃除機１０を制御し
て受信されたイメージをマッピングして前述した方式に
より映像マップを作成及び作成された映像マップを記憶
装置５６に貯蔵させる。この場合、ロボット掃除機１０
の制御部１８は、ロボット掃除機ドライバ５６ａから無
線中継器４１を通して受信された制御情報に基づき駆動
部１５を制御し、映像マップ作成に対する演算処理負担
は軽減される。そして、制御部１８は走行中に一定サイ
クルに撮像された上方イメージを無線中継器４１を通し
て中央制御装置５０に転送する。ロボット掃除機ドライ
バ５６ａは前方イメージと上方イメージを共にマッピン
グして映像マップを作成するようにできることは勿論で
ある。
【００４４】このような方式により動作されるロボット
掃除機の位置認識方法を図７に基づきさらに詳しく説明
する。
【００４５】まず、映像マップ作成モードを行うべきか
を判断する(段階１００)。
【００４６】映像マップ作成モードと判断されれば、作
業領域内上方全体のイメージを撮像できるようにロボッ
ト掃除機１０を走行させる(段階１１０)。
【００４７】走行過程において上方カメラ１４により撮
像された上方イメージ(及び前方イメージ)を作業領域と
対応するようマッピングさせ映像マップを作成し、作成
された映像マップを記憶装置１６、５６に貯蔵させる
(段階１２０)。
【００４８】その他、作業命令が受信されたのかを判断
する(段階１３０)。
【００４９】作業命令が受信されたと判断されれば、現
在上方カメラ１４から受信された上方イメージと覚えら
れた映像マップイメージを比較してロボット掃除機１０
の位置を認識する(段階１４０)。段階１４０において映
像マップが前方イメージに対する情報を有している場
合、現在の前方イメージも位置認識判断に用いることも
できる。
【００５０】その後、認識された現位置から受信された
作業命令に応ずる作業場所または作業経路に移動するた
めの走行経路を算出する(段階１５０)。
【００５１】それから、算出された走行経路に沿ってロ
ボット掃除機１０を走行させる(段階１６０)。
【００５２】その後、作業が完了されたのかを判断する
(段階１７０)。この作業は、走行が行われる作業、例え
ば目的地への移動または掃除対象経路を走行しつつ行う
掃除作業を指す。作業が完了されていないと判断されれ
ば、作業が完了する前まで段階１４０ないし１６０を繰
り返す。
【００５３】一方、本発明の他の側面によれば、天井が
直交型輪郭を有する施設物で施設される場合、これを撮
像して走行経路に対する補正演算処理負担をさらに緩和
させるようロボット掃除機を駆動する方策を適用する。
【００５４】例えば、図８に示した通り、長方形の石膏
ボード３４をならべさせ天井が仕上げられているか、直
管型蛍光灯器具３５が多数設置された場合にこのような
直線輪郭を提供する天井環境を用いて走行エラーを補正
するよう制御部１８及び/または遠隔制御器４０が構築
される。
【００５５】このため、制御部１８は走行時上方カメラ
１４から撮像されたイメージから通常知られている境界
線検出映像処理方式に基づき直線成分を抽出し、抽出さ
れた直線成分情報を用いて走行軌跡を補正する。
【００５６】望ましくは、一定時間または一定距離につ
いてエンコーダから検出された走行エラー量を補正し、
その後上方カメラから撮像されたイメージの直線成分を
用いて走行エラー、すなわち直進性を補正することを単
位補正周期にして繰り返して適用する。
【００５７】すなわち、走行軌跡エラー量をまずエンコ
ーダで検出して算出し、算出されたエラー量により目標
とする走行軌跡に復帰するよう制御部１８は駆動部１５
を制御し、その後上方カメラ１４から撮像されたイメー
ジデータを分析して抽出された直線成分の方向情報を用
いてロボット掃除機１０の軌道離脱エラー量を算出して
走行エラーを補正する。
【００５８】このような方式は前述したロボット掃除機
システムにもそのまま適用されうる。ここで、境界線検
出映像処理方式は、ソベルアルゴリズム(Sobel Algorit
hm)、ナバティアーク バブ アルゴリズム（Navatiark
Babu Algorithm）など知られている多様な方式が適用
されうる。
【００５９】このように上方イメージから直線成分を抽
出して走行エラーを補正するロボット掃除機制御過程を
図９に基づきさらに詳述する。
【００６０】まず、作業領域マップ作成モードを行うべ
きかを判断する(段階２００)。
【００６１】作業領域マップ作成モードと判断されれ
ば、作業領域内にロボット掃除機１０を走行させる(段
階２１０)。
【００６２】作業領域マップ作成モードに対するロボッ
ト掃除機走行パターンは前述した例のように現在位置か
ら前方に直進させ、障害物検出センサ１２ａにより壁や
障害物が検出されれば、これを初期位置にセットした
後、以後壁面に沿ってルームの外郭を回りながら初期位
置に復帰されるまで走行するよう駆動部１５を制御す
る。それから、走行された外郭ラインにより決まった領
域を一定間隔を有するよう延びた走行ラインに沿って走
行させる。このような走行過程で検出された走行軌跡情
報及び障害物に対する情報を用いて作業領域マップを作
成し、作成された作業領域マップを貯蔵する(段階２２
０)。または、前述した映像マップ作成モードと同様な
方式で作業領域マップを作成して貯蔵しても良い。
【００６３】その後、作業命令が受信されたかを判断す
る(段階２３０)。作業命令が受信されたと判断されれ
ば、受信された作業命令に応ずる作業場所または作業経
路に移動するための走行経路を算出する(段階２４０)。
【００６４】それから、算出された走行経路によりロボ
ット掃除機１０を走行させる(段階２５０)。
【００６５】ロボット掃除機走行過程において上方カメ
ラ１４から撮像されたイメージから直線成分を抽出し、
抽出された直線成分情報を用いて走行エラーを補正する
(段階２６０)。ここで、上方カメラ１４から撮像された
イメージを分析する過程はイメージ処理負担を緩和させ
るために設定された周期毎に行うことが望ましい。
【００６６】このような過程によりロボット掃除機１０
を走行させながら作業が完了されたかを判断する(段階
１７０)。作業が完了されていないと判断されれば、作
業が完了する前まで段階２４０ないし２６０を繰り返
す。
【００６７】
【発明の効果】今まで述べた通り、本発明に係るロボッ
ト掃除機とそのシステム及び制御方法によれば、施設物
変更が相対的に少ない上方のイメージを用いて位置を認
識することにより、位置認識をさらに精密にできて目的
地への移動エラーを低減させ指示された作業を一層円滑
に行える。
【００６８】以上本発明の望ましい実施例について示し
かつ説明したが、本発明は前述した実施例に限らず、請
求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱せず当該発明の
属する分野において通常の知識を持つ者ならば誰でも多
様な変形実施が可能なことは勿論、そのような変形は請
求の範囲の記載の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るロボット掃除機のカバーを取り外
した状態を示した斜視図である。
【図２】本発明に係るロボット掃除機システムを示した
ブロック図である。
【図３】図２の中央制御装置を示したブロック図であ
る。
【図４】図１のロボット掃除機が室内に位置された状態
を示した図である。
【図５】図４の室内をロボット掃除機が走行する軌跡を
示した図である。
【図６】図５に示した走行軌跡に沿って撮像されたイメ
ージをマッピングして生成された映像マップの一例を示
した図である。
【図７】本発明の一実施例によるロボット掃除機の制御
過程を示したフローチャートである。
【図８】室内の他の天井構造を例示した図である。
【図９】本発明の他の実施例によるロボット掃除機の制
御過程を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１０ ロボット掃除機 １０ａ 本体 １１ 吸塵部 １２ センサ部 １２ａ 障害物検出センサ １２ｂ 走行距離検出センサ １２ａ１ 赤外線発光素子 １２ａ２ 受光素子 １３ 前方カメラ １４ 上方カメラ １５ 駆動部 １５ａ〜１５ｄ 輪 １５ｅ、１５ｆ モータ １５ｇ タイミングベルト １６、５６ 記憶装置 １７ 送受信部 １７ａ、４２ アンテナ １８ 制御部 ２１ 作業領域 ２２ 走行ライン ３１ 電球 ３２ 火災検出器 ３３ 直管型蛍光灯 ３４ 石膏ボード ３５ 直管型蛍光灯器具 ４０ 遠隔制御器 ４１ 無線中継器 ５０ 中央制御装置 ５１ 中央処理装置（ＣＰＵ） ５２ ＲＯＭ ５３ ＲＡＭ ５４ 表示装置 ５５ 入力装置 ５６ａ ロボット掃除機ドライバ ５７ 通信装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 李 ▲きょん▼ 武 大韓民国ソウル特別市龍山区二村洞 ハン ガラムアパート201−801（番地なし) Ｆターム(参考） 3B006 KA01 3B057 DA00 5H301 AA02 AA10 BB11 CC03 CC06 DD02 DD15 GG03 GG08 GG10 GG12 HH01 HH10 HH19 KK03 KK08 KK20 LL01 LL06 LL12

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 外部装置と無線で通信しつつ作業を行う
    ロボット掃除機において、 複数の輪を駆動する駆動部と、 走行方向に垂直に上方のイメージを撮像できるよう本体
    上に設けられた上方カメラと、 所定の走行パターンに従って作業領域内を走行するよう
    前記駆動部を制御しつつ前記上方カメラにより撮像され
    たイメージを分析して走行経路を補正する制御部とを備
    えることを特徴とするロボット掃除機。
  2. 【請求項２】 前記制御部は、作業領域マップ作成モー
    ド時所定の走行パターンにより作業領域内を走行するよ
    う前記駆動部を制御しつつ前記上方カメラにより撮像さ
    れたイメージから上方領域に対する映像マップを生成し
    て貯蔵し、作業要請信号が入力されれば前記映像マップ
    と上方カメラから入力された現在のイメージとを比較し
    つつ位置を認識し、認識された位置から目的とする走行
    経路に対応するよう前記駆動部を制御することを特徴と
    する請求項１に記載のロボット掃除機。
  3. 【請求項３】 前記制御部は、作業要請信号が受信され
    る時毎に前記映像マップ作成を行うことを特徴とする請
    求項２に記載のロボット掃除機。
  4. 【請求項４】 前記本体上に走行方向に対向するイメー
    ジを撮像できるように設けられた前方カメラをさらに備
    え、前記制御部は前記前方カメラから撮像された前方イ
    メージと前記上方カメラから撮像された上方イメージを
    共に３次元的にマッピングさせ映像マップを生成するこ
    とを特徴とする請求項２に記載のロボット掃除機。
  5. 【請求項５】 前記制御部は、前記映像マップを設定さ
    れたサイズの多数の局部セルに分割し、分割された各局
    部セル上で特徴要素を決め、決まった特徴要素を位置認
    識用基準座標点として設定することを特徴とする請求項
    ２に記載のロボット掃除機。
  6. 【請求項６】 前記特徴要素は、電球、火災感知器、蛍
    光灯、スピーカのうち少なくとも一つ以上を備えること
    を特徴とする請求項５に記載のロボット掃除機。
  7. 【請求項７】 前記制御部は、走行時前記上方カメラか
    ら撮像されたイメージから直線成分を抽出し、抽出され
    た直線成分情報を用いて走行軌跡を補正することを特徴
    とする請求項１に記載のロボット掃除機。
  8. 【請求項８】 複数の輪を駆動する駆動部と、走行方向
    に垂直した上方のイメージを撮像できるよう本体上に設
    けられた上方カメラを備えたロボット掃除機及び前記ロ
    ボット掃除機と無線で交信する遠隔制御器を備えるロボ
    ット掃除機システムにおいて、 前記遠隔制御器は前記ロボット掃除機が所定の走行パタ
    ーンにより作業領域内を走行するよう制御しつつ前記上
    方カメラにより撮像され転送されたイメージを分析して
    走行軌跡を補正することを特徴とするロボット掃除機シ
    ステム。
  9. 【請求項９】 前記遠隔制御器は、作業領域マップ作成
    モード時所定の走行パターンにより作業領域内を走行す
    るよう前記ロボット掃除機を制御しつつ前記上方カメラ
    により撮像されたイメージから上方領域に対する映像マ
    ップを生成して貯蔵し、作業要請信号が入力されれば前
    記映像マップと前記上方カメラから撮像され前記ロボッ
    ト掃除機から転送された現在のイメージを比較しつつ前
    記ロボット掃除機の位置を認識し、認識された位置から
    目的とする作業が行われるよう前記ロボット掃除機の作
    業経路を制御することを特徴とする請求項８に記載のロ
    ボット掃除機システム。
  10. 【請求項１０】 前記遠隔制御器は、作業要請信号が受
    信される度に前記映像マップ作成を行うことを特徴とす
    る請求項９に記載のロボット掃除機システム。
  11. 【請求項１１】 前記ロボット掃除機の本体上に走行方
    向に対応するイメージを撮像できるよう設けられた前方
    カメラをさらに備え、前記遠隔制御器は前記前方カメラ
    から撮像された前方イメージと前記上方カメラから撮像
    された上方イメージを共に前記ロボット掃除機から受信
    され３次元的にマッピングさせた映像マップを生成する
    ことを特徴とする請求項１０に記載のロボット掃除機シ
    ステム。
  12. 【請求項１２】 前記遠隔制御器は、前記映像マップを
    設定されたサイズの多数の局部セルに分割し、分割され
    た各局部セル上で特徴要素を決定し、決定された特徴要
    素を位置認識用基準イメージとして設定することを特徴
    とする請求項９に記載のロボット掃除機システム。
  13. 【請求項１３】 前記特徴要素は、電球、火災感知器、
    蛍光灯、スピーカのうち少なくとも一つ以上を含むこと
    を特徴とする請求項１２に記載のロボット掃除機システ
    ム。
  14. 【請求項１４】 前記遠隔制御器は、前記ロボット掃除
    機走行制御時前記上方カメラから撮像され転送されたイ
    メージデータから直線成分を抽出し、抽出された直線成
    分情報を用いて走行軌跡を補正することを特徴とする請
    求項８に記載のロボット掃除機システム。
  15. 【請求項１５】 上方を撮像できる上方カメラが設けら
    れたロボット掃除機の制御方法において、 所定の走行パターンにより前記ロボット掃除機を作業領
    域内に走行させながら前記上方カメラにより撮像された
    イメージから上方領域に対する映像マップを生成する段
    階と、 作業要請信号が入力されれば、覚えられた前記映像マッ
    プイメージと前記上方カメラから撮像された現在のイメ
    ージとを比較しつつ前記ロボット掃除機の位置を認識
    し、認識された位置から目的位置までの走行経路を算出
    する段階と、 算出された走行経路に沿って前記ロボット掃除機を走行
    させる段階とを備えることを特徴とするロボット掃除機
    の制御方法。
  16. 【請求項１６】 上方を撮像できる上方カメラが設けら
    れたロボット掃除機の制御方法において、 作業領域マップ作成モードと判断されれば、前記ロボッ
    ト掃除機を作業領域内に走行させながら作業領域マップ
    を作成して貯蔵する段階と、 作業要請信号が入力されれば、指示された作業に対応す
    る走行経路を算出する段階と、 算出された前記走行経路に沿って前記ロボット掃除機を
    走行させる段階と、 前記上方カメラから撮像されたイメージを分析して走行
    経路を補正する段階とを備えることを特徴とするロボッ
    ト掃除機の制御方法。
  17. 【請求項１７】 前記走行経路補正段階は、前記上方カ
    メラから撮像されたイメージから直線成分を抽出し、抽
    出された直線成分を用いて走行経路を補正することを特
    徴とする請求項１６に記載のロボット掃除機の制御方
    法。
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