JP2006122179A - 自走式走行機 - Google Patents

Abstract

【課題】 寝ているか起きているかの判定を確実に行うことができ、無駄の報知を行わないようにすることが可能な自走式走行機の提供を課題とする。
【解決手段】 ４つの焦電センサ３５（３５ａ〜３５ｄ）のいずれかにより人体が検知されたことを受けて、検知を行った焦電センサ３５の方向にＣＣＤカメラ７３を向けるように本体ＢＤを旋回させるとともに、ＣＣＤカメラ７３により人体の撮像を行う。そして、ＣＣＤカメラ７３にて生成された撮像信号に基づいて、人体の動きの検出および人体の姿勢の検出を行い、人体が静止した状態で、且つ、人体が横になっていると判定されたときに、人体が就寝中であるとして、予め設定された時刻になるとアラ−ム音による報知を行う。
【選択図】 図４

Description

本発明は、自走式走行機に関し、特に、予め設定された時刻に音声等による報知を行うアラ−ム機能を具備する自走式走行機に関するものである。

従来、アラ−ム機能を具備する目覚まし時計として、人体を検出するセンサを具備し、このセンサにより人体が検出されているときにのみ、設定時刻にアラ−ム音を鳴らすように構成された目覚まし時計が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。このような目覚まし時計によれば、目覚まし時計の近傍に人がいないときには、設定時刻になったとしてもアラ−ム音が鳴らないように制御することが可能である。
実開平４−２９８９３号公報 特開平５−８７９６０号公報 特開平７−１７４８７０号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載の目覚まし時計では、人体の存在を検知することができるものの、その人が起きている場合であってもアラ−ム音が鳴ってしまったり、また、留守中にもアラ−ム音が鳴ってしまったりして近隣の迷惑になってしまう虞がある。また、特許文献３に記載の目覚まし時計では、人が起きて立ち上がったり、ベッドから降りたりしたときに、そのことが検知されるように構成されているが、例えば、ベッドに寝転がって本を読んだりしているときであっても、その人が寝ていると判定されてしまうため、その人が起きているか寝ているかを判定する方法としては精度を欠いているものである。

本発明は、上記課題にかんがみてなされたものであり、寝ているか起きているかの判定を確実に行うことができ、無駄の報知を行わないようにすることが可能な自走式走行機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項２にかかる発明は、操舵および駆動を実現する駆動機構と、予め設定された時刻に所定の報知を行うアラ−ム手段とを具備する自走式走行機において、
人体センサと、
所定の視野角を有するカメラと、
上記人体センサにて人体が検出されたことを受けて、上記カメラにて上記人体の撮像を行うとともに、同カメラからの撮像信号に基づいて同人体が就寝中であるか否かを判定する就寝判定手段とを具備し、
上記アラ−ム手段は、上記就寝判定手段により人体が就寝中であると判定されたときに、上記予め設定された時刻に上記所定の報知を行う構成としてある。

上記のように構成した請求項２において、自走式走行機は、操舵および駆動を実現する駆動機構と、予め設定された時刻に所定の報知を行うアラ−ム手段とを具備している。また、人体センサと、所定の視野角を有するカメラとを具備している。すなわち、近傍に存在する人体を検出することができるとともに、その人体をカメラにより撮像することも可能なように構成されているのである。

さらに、自走式走行機は、上記人体センサにて人体が検出されたことを受けて、上記カメラにて上記人体の撮像を行うとともに、同カメラからの撮像信号に基づいて同人体が就寝中であるか否かを判定する就寝判定手段を具備し、更に、上記アラ−ム手段は、上記就寝判定手段により人体が就寝中であると判定されたときに、上記予め設定された時刻に上記所定の報知を行うように構成されている。すなわち、人体センサにより、一旦、人体の存在が検出された後、カメラにより、その人体が就寝中であるか否かを判定するのである。このように、人体の存在の有無と、その人体が就寝中であるか否かとの２段階の検知を行うことにより、寝ているか起きているかの判定の精度を向上させることができる。そして、人体が就寝中であると判定されたときにのみアラ−ム手段にて所定の報知（例えば、音声による報知）を行うことにより、無駄な報知を行わないようにすることが可能であり、近隣の迷惑になってしまうことを防止することが可能となる。

また、請求項３にかかる発明は、上記就寝判定手段が、上記カメラからの撮像信号に基づいて、人体が横になっているか否かを判定することにより、同人体が就寝中であるか否かを判定する構成としてある。
上記のように構成した請求項３において、カメラからの撮像信号を解析して人体の姿勢を検知し、その姿勢に応じて人体が就寝中であるか否かを判定することができるため、寝ているか起きているかの判定を確実に行うことが可能となる。

また、請求項４にかかる発明は、上記就寝判定手段が、上記カメラからの撮像信号に基づいて、人体が静止しているか否かを判定することにより、同人体が就寝中であるか否かを判定する構成としてある。
上記のように構成した請求項４において、カメラからの撮像信号を解析して人体の動きを検知し、その動きの有無に応じて人体が就寝中であるか否かを判定することができるため、寝ているか起きているかの判定を確実に行うことが可能となる。

また、請求項５にかかる発明は、上記人体センサが複数備えられるとともに、同人体センサの各々は、略円周方向に等間隔に配置され、
上記就寝判定手段が、上記カメラによる撮像を行う際に、複数の上記人体センサのうち、人体が検出された人体センサが配置されている方向を上記カメラが向くように本体を旋回させる構成としてある。

上記のように構成した請求項５において、複数の人体センサの各々を略円周方向に等間隔に配置させることにより、自走式走行機の本体の周囲のどの方向に人体が位置していても、その存在を確実に検知することが可能となる。また、人体が検知された方向にカメラが向くように構成されているため、どの方向で人体が検知されても、確実にカメラによる同人体の撮像を行うことが可能となる。

また、請求項６にかかる発明は、本発明の自走式走行機が、掃除機構を具備する自走式掃除機である構成としてある。
上記のように構成した請求項６において、掃除機を持ち歩いて掃除を行う必要がなくなるため、掃除を行う使用者の負担を軽減することが可能となる。

以上説明したように請求項２にかかる発明によれば、寝ているか起きているかの判定の精度を向上させることかできるとともに、無駄な報知を行わないようにすることが可能となる。
また、請求項３にかかる発明によれば、寝ているか起きているかの判定を確実に行うことが可能となる。
さらに、請求項４にかかる発明によれば、寝ているか起きているかの判定を確実に行うことが可能となる。
さらに、請求項５にかかる発明によれば、自走式走行機の本体の周囲のどの方向に人体が位置していても、その存在を確実に検知することが可能となり、また、どの方向で人体が検知されても、確実にカメラによる同人体の撮像を行うことが可能となる。
さらに、請求項６にかかる発明によれば、掃除機を持ち歩いて掃除を行う必要がなくなるため、掃除を行う使用者の負担を軽減することが可能となる。

以下、下記の順序に従って本発明の実施形態を説明する。
（１）自走式掃除機の外観：
（２）自走式掃除機の内部構成：
（３）自走式掃除機の動作：
（４）各種変形例：
（５）まとめ：

（１）自走式掃除機の外観：
図１は、本発明にかかる自走式掃除機の外観斜視図であり、図２は、図１に示した自走式掃除機の裏面図である。なお、図１において、矢印Ａにより示した方向が自走式掃除機の前進時の進行方向である。以下の実施形態においては、本発明の走行機が、掃除機構を具備する自走式掃除機である場合について説明するが、本発明に適用される走行機としては、これに限定されるものではなく、掃除機構を具備しないものであってもよい。図１に示すように、本発明にかかる自走式掃除機１０は、略円柱形状の本体ＢＤを備えており、本体ＢＤの裏側に設けられた２つの駆動輪１２Ｒ、１２Ｌ（図２参照）が個別に駆動されることにより、直進、後退および旋回を行うことが可能となっている。また、本体ＢＤの前面側中央部分には、上記カメラとしてのＣＣＤカメラ７３が設けられている。これにより、本体ＢＤの前方部分を所定の視野角で撮像することが可能である。

また、ＣＣＤカメラ７３の下側には、７つの超音波センサ３１（３１ａ〜３１ｇ）が設けられている。超音波センサ３１は、超音波を発生する発信部と、同発信部から発せられ、前方の壁に反射して戻ってくる超音波を受信する受信部とを備え、発信部から発せられた超音波が受信部により受信されるまでの時間から、壁までの距離を算出することができるようになっている。これら７つの超音波センサ３１のうち、本体ＢＤの前面側中央に超音波センサ３１ｄが設けられており、超音波センサ３１ａおよび超音波センサ３１ｇ、超音波センサ３１ｂおよび超音波センサ３１ｆ、超音波センサ３１ｃおよび超音波センサ３１ｅは、それぞれ左右対称に設けられている。本体ＢＤの進行方向が前方の壁に対して垂直であるときには、左右対称に設けられた超音波センサ３１のによりそれぞれ計測された距離が同一となる。

また、本体ＢＤの前面側の左右両側には、上記人体センサとしての焦電センサ３５（３５ａ、３５ｂ）がそれぞれ設けられている。焦電センサ３５ａ、３５ｂは、人体から発生する赤外線を検出することにより、本体ＢＤの近傍に存在する人物を検知することが可能である。なお、図１には示していないが、本体ＢＤの裏側の左右両側にも、焦電センサ３５（３５ｃ、３５ｄ）がそれぞれ設けられており、これら合計４つの焦電センサ３５により、本体ＢＤの周囲３６０°が検出範囲となるように構成されている。なお、本発明において、上記人体センサとしては焦電センサに限定されるものではなく、例えば、人体により反射した特有の波長を有する赤外線を検知するセンサであってもよい。

図２において、本体ＢＤの裏側中央の左右両端部には、２つの駆動輪１２Ｒ、１２Ｌがそれぞれ設けられている。また、本体ＢＤの裏側の前側（進行方向側）には、３つの補助輪１３がそれぞれ設けられている。さらに、本体ＢＤの裏側の右上、右下、左上、左下には、路面の凹凸や段差を検知する段差センサ１４がそれぞれ設けられている。また、本体ＢＤの裏側中央より下側には、メインブラシ１５が設けられている。このメインブラシ１５は、メインブラシモ−タ５２（図示せず）により回転駆動され、路面上の塵埃を掻き出すことができる。また、メインブラシ１５が取り付けられている部分の開口は、吸引口であり、メインブラシ１５により塵埃を掻き出しながら、同掻き出された塵埃が吸引口に吸引されるようになっている。また、本体ＢＤの裏側の右上および左上側には、サイドブラシ１６がそれぞれ設けられている。
なお、本発明にかかる自走式掃除機１０は、図１および図２に示した超音波センサ３１、焦電センサ３５、段差センサ１４の他にも各種のセンサを備えているが、それらについては、後に図面（図３）を用いて説明する。

（２）自走式掃除機の内部構成：
図３は、図１、図２に示した自走式掃除機の構成を示すブロック図である。同図において、本体ＢＤには、制御部としてＣＰＵ２１と、ＲＯＭ２３と、ＲＡＭ２２がバス２４を介して接続されている。ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２３に記憶されている制御プログラムおよび各種パラメ−タテ−ブルに従い、ＲＡＭ２２をワ−クエリアとして使用して各種の制御を実行する。

本体ＢＤは、バッテリ−２７を有しており、ＣＰＵ２１は、バッテリ−監視回路２６を介してバッテリ−２７の残量をモニタ−可能となっている。また、バッテリ−２７は、後述する充電装置１００から充電を行うための充電端子２７ａを備えている。この充電端子２７ａには、充電装置１００の給電端子１０１が接続されて充電が行われる。バッテリー監視回路２６は主にバッテリー２７の電圧を監視して残量を検知する。また、本体ＢＤはバス２４と接続する音声回路２９ａを有しており、同音声回路２９ａにて生成した音声信号に応じてスピーカ２９ｂが音声を発する。

また、本体ＢＤは、超音波センサ３１（３１ａ〜３１ｇ）と、上記人体センサとしての焦電センサ３５（３５ａ〜３５ｄ）と、段差センサ１４とをそれぞれ備えている（図１、図２参照）。また、本体ＢＤは、図１、図２に示していない他のセンサとして、側方の壁を検出する横壁センサ３６Ｒ、３６Ｌを備えている。この横壁センサ３６Ｒ、３６Ｌは、例えば、パッシブセンサや超音波センサ等により構成することが可能である。さらに、本体ＢＤは、上記他のセンサとして、ジャイロセンサ３７を備えている。ジャイロセンサ３７は、本体ＢＤの進行方向の変化に起因する角速度の変化を検出する角速度センサ３７ａを備え、角速度センサ３７ａにより検出されたセンサ出力値を積算することにより本体ＢＤの向いている方向角を検出することが可能である。

本発明にかかる自走式掃除機１０は、駆動機構として、モ−タドライバ４１Ｒ、４１Ｌ
、駆動輪モ−タ４２Ｒ、４２Ｌ、および、駆動輪モ−タ４２Ｒ、４２Ｌと上述した駆動輪１２Ｒ、１２Ｌとの間に介装される図示しないギアユニットとを備えている。駆動輪モ−タ４２Ｒ、４２Ｌは、旋回走行を行う際に回転方向と回転角度とが、モ−タドライバ４１Ｒ、４１Ｌによって詳細に駆動制御される。各モータドライバ４１Ｒ，４１Ｌは、ＣＰＵ２１からの制御指示に応じて対応する駆動信号を出力する。なお、ギアユニットや駆動輪１２Ｒ、１２Ｌは各種のものを採用可能であり、円形のゴム製タイヤを駆動させるようにしたり、無端ベルトを駆動させるようにして実現しても良い。

また、駆動輪モータ４２Ｒ，４２Ｌと一体的に取り付けられているロータリーエンコーダ（図示せず）の出力から現実の駆動輪の回転方向と回転角度が正確に検知できるようになっている。なお、ロータリーエンコーダは駆動輪と直結させず、駆動輪の近傍に自由回転可能な従動輪を取り付け、同従動輪の回転量をフィードバックさせることによって駆動輪にスリップが生じているような場合でも現実の回転量を検知できるようにしても良い。また、加速度センサ４４はＸＹＺ三軸方向における加速度を検知し、検知結果を出力する。ギアユニットや駆動輪は各種のものを採用可能であり、円形のゴム製タイヤを駆動させるようにしたり、無端ベルトを駆動させるようにして実現しても良い。

本発明にかかる自走式掃除機１０における掃除機構は、本体ＢＤの裏面側に設けられた２個のサイドブラシ１６（図２参照）と、本体ＢＤの裏面中央部分に設けられたメインブラシ１５（図２参照）と、同メインブラシ１５により掻き出される塵埃を吸引してダストボックス内に格納する吸引ファン（図示せず）とから構成されている。メインブラシ１５は、メインブラシモ−タ５２により駆動され、また、上記吸引ファンは、吸引モ−タ５５により駆動される。メインブラシモ−タ５２、吸引モ−タ５５には、それぞれモ−タドライバ５４、５６から駆動電力が供給される。メインブラシ１５を使用した清掃は、床面の状況やバッテリ−の状況やユ−ザ−の指示等に応じてＣＰＵ２１が適宜判断して制御するようにしている。

本体ＢＤは、無線ＬＡＮモジュ−ル６１を有しており、ＣＰＵ２１は、所定のプロトコルに従って外部ＬＡＮと無線によって通信可能となっている。無線ＬＡＮモジュ−ル６１は、図示しないアクセスポイントの存在を前提として、同アクセスポイントは、ル−タ等を介して外部の広域ネットワ−ク（例えば、インタ−ネット）に接続可能な環境となっていることとする。従って、インタ−ネットを介した通常のメ−ルの送受信やＷＥＢサイトの閲覧といったことが可能である。なお、無線ＬＡＮモジュ−ル６１は、規格化されたカ−ドスロットと、同スロットに接続された規格化された無線ＬＡＮカ−ド等から構成されている。むろん、カ−ドスロットは、他の規格化されたカ−ドを接続することも可能である。

また、本体ＢＤは、ＣＣＤカメラ７３を備えている。ＣＣＤカメラ７３にて生成された撮像信号は、バス２４を介してＣＰＵ２１に送出され、ＣＰＵ２１にて同撮像信号を対象とした各種処理が行われる。ＣＣＤカメラ７３は、正面を撮像可能な光学系を有しており、同光学系にて実現される視野から入力される可視光線に応じて電気信号を生成する。具体的には、上記光学系による結像位置における各画素に対応して配列された多数のフォトダイオードが備えられ、各フォトダイオードが入力された可視光線の電気エネルギ−に応じた電気信号を生成する。そして、ＣＣＤ素子は、画素毎に生成した電気信号を一時的に記憶し、各画素について電気信号が連続する撮像信号を生成する。そして、同生成された撮像信号を適宜、ＣＰＵ２１に対して出力する。

（３）自走式掃除機の動作：
次に、本発明にかかる自走式掃除機２０の動作について説明する。
本発明にかかる自走式掃除機１０には、（Ａ）自動掃除モ−ド、（Ｂ）アラ−ムモ−ドの２つのモ−ドが用意されており、ユ−ザ−の選択操作によりモ−ドの変更を行うことが可能となっている。

（Ａ）自動掃除モ−ド
上記自動掃除モ−ドに設定されると、自走式掃除機１０は、ＲＯＭ２３等に予め記憶された制御プログラムに従って自動走行しながら掃除を行う。走行中に、壁や床面の凹凸がセンサにより検知されたときには、上述した制御プログラムに基づいて、走行制御が行われる。

（Ｂ）アラ−ムモ−ド
上記アラ−ムモ−ドに設定されると、自走式掃除機１０は、予め設定された時刻の所定時間前（例えば、１０分前）になるまで、停止した状態で待機を行う。そして、同所定時間前になると、予めＲＯＭ２３等に記憶された制御プログラムに従って自動走行を行うとともに、焦電センサ３５（３５ａ〜３５ｄ）による人体の検出を行う。そして、人体が検出されたときには、ＣＣＤカメラ７３による人体の撮像を行うとともに、同人体が就寝中であるか否かの判定を行い、就寝中である場合にはアラ−ム音による報知を行う一方、就寝中ではない場合には現在の時刻の音声による報知を行う。このアラ−ムモ−ドについては、後に図面（図４〜図８）を用いて詳述する。

以下、本発明にかかる自走式掃除機１０において実行されるアラ−ムモ−ド実行処理の流れを図４に示すフロ−チャ−トに基づいて説明する。なお、以下の説明では、自走式掃除機１０が具備するＲＡＭ２２等に、ユ−ザ−により予め設定された時刻が１または複数記憶されていることを前提とする。アラ−ムモ−ド実行処理が開始されると、まず、ステップＳ１００において、設定時刻の１０分前であるか否かを判断する。この処理において、現在の時刻が、予めユ−ザ−により設定され、ＲＡＭ２２等に記憶されている設定時刻の１０分前に達したか否かを判断する。例えば、アラ−ム音を鳴らす設定時刻を７：３０に設定している場合には、その１０分前の７：２０になったか否かを判断するのである。

ステップＳ１００において設定時刻の１０分前に達していないと判断した場合には処理をステップＳ１００に戻して待機を行う一方、設定時刻の１０分前に達したと判断した場合には、次に、ステップＳ１１０において、焦電センサを有効化させる処理を行う。すなわち、４つの焦電センサ３５（３５ａ〜３５ｄ）の各々により、人体から発生する赤外線を検出可能なようにするのである。

ステップＳ１１０の処理を実行すると、次に、ステップＳ１２０において、自動走行処理を行う。この処理において、ＲＯＭ２３等に予め記憶された制御プログラムに従って、モ−タドライバ４１Ｒ、４１Ｌを介して、駆動輪モ−タ４２Ｒ、４２Ｌをそれぞれ主導的に制御して本体ＢＤに自動走行を行わせる。なお、このとき、室内の状況（広さや、障害物の位置等）を自走式掃除機１０に記憶させ、自動走行により室内を巡回するように制御してもよい。

ステップＳ１２０の処理を実行すると、次に、ステップＳ１３０において、人体を検出したか否かを判断する。すなわち、有効化されている焦電センサ３５ａ〜３５ｄのいずれかにより、人体から発生する赤外線が検出されたか否かを判断する。ステップＳ１３０において人体を検出していないと判断した場合には、処理をステップＳ１２０に戻して本体ＢＤの自動走行を継続させる一方、人体を検出したと判断した場合には、次に、ステップＳ１４０において、人体が検出された焦電センサの方向へＣＣＤカメラを向ける処理を行う。この処理において、本体ＢＤを停止させ、４つの焦電センサ３５（３５ａ〜３５ｄ）のうち、ステップＳ１３０の処理にて人体が検出された焦電センサ３５が設置されている方向をＣＣＤカメラ７３が向くように、本体ＢＤを旋回させる。例えば、４つの焦電センサ３５のうち、焦電センサ３５ａにて人体が検出された場合には、焦電センサ３５ａが設置されている方向、すなわち、前方斜め右方向をＣＣＤカメラ７３が向くように、本体ＢＤを右方向に旋回させるのである。このステップＳ１４０の処理が実行されてＣＣＤカメラの向きの変更がなされると、ＣＣＤカメラ７３の撮像範囲内に、焦電センサ３５により検出された人体が入ることとなる。

ステップＳ１４０の処理を実行すると、次に、ステップＳ１５０においてＣＣＤカメラによる撮像を行う。上述したように、ステップＳ１４０の処理により人体がＣＣＤカメラ７３の撮像範囲内に入っているため、このステップＳ１５０の処理にて同人体が撮像されることとなる。
ステップＳ１５０の処理を実行すると、次に、ステップＳ１６０において人体の動きを検出する処理を実行する。具体的には、図示しないフレ−ムメモリに記憶されている撮像信号のフレ−ム（一画面分の撮像信号）間の差分を検出する。

ステップＳ１６０の処理を実行すると、次に、ステップＳ１７０において、人体が静止しているか否かを判断する。具体的には、ステップＳ１６０にて撮像信号のフレ−ム間の差分を所定時間（例えば、５秒間）にわたって検出した結果、同所定時間にわたって動きがなく、静止した状態であるか否かを判断する。ステップＳ１７０において人体が静止していないと判断した場合、その人物は起きていることになるので、ステップＳ２００において、設定時刻になるまで待機した後、現在時刻を音声にて報知する処理を行う。

一方、ステップＳ１７０において人体が静止していると判断した場合、次に、ステップＳ１８０において人体の姿勢を検出する処理を実行する。具体的には、ＣＣＤカメラ７３にて生成された映像信号の解析を行い、人体の形状に類似する部分の特定を行うとともに、特定された部分の長手方向がどの方向であるかの検出を行う。ステップＳ１８０の処理を実行すると、次に、ステップＳ１９０において、人体が横になっているか否かを判断する。この処理ににおいて、ステップＳ１８０の処理にて、人体の形状に類似する部分の長手方向が横長方向であるか否かを判断する。横長方向であるということは、ＣＣＤカメラ７３にて撮像された人体が横になっている（寝転がっている）ということである。

ステップＳ１９０において人体が横になっていないと判断した場合には、上述したステップＳ２００の処理を行い、設定時刻になるまで待機した後、現在時刻を音声にて報知する処理を行う一方、ステップＳ１９０において人体が横になっていると判断した場合には、同人体が就寝中であるとして、ステップＳ２１０において、設定時刻になるまで待機し、設定時刻になるとアラ−ム音による報知を行う。

ステップＳ２１０、または、ステップＳ２００の処理を実行すると、次に、ステップＳ２２０において、設定時刻が記憶されているか否かを判断する。すなわち、ステップＳ２００の処理により現在時刻の報知を行うか、または、ステップＳ２１０の処理によりアラ−ム音による報知を行ったときの設定時刻以外の設定時刻がＲＡＭ２２等に記憶されているか否かを判断する。ステップＳ２２０において設定時刻が記憶されていると判断した場合には処理をステップＳ１００に戻す一方、記憶されていないと判断した場合にはアラ−ムモ−ド実行処理を終了させる。

以下、図４に示したアラ−ムモ−ド実行処理が実行されているときの具体例を、図５〜図８を用いて説明する。予め設定された時刻の１０分前になると、４つの焦電センサ３５（３５ａ〜３５ｄ）の各々を有効化させ（ステップＳ１１０）、本体ＢＤの自動走行を開始させる（ステップＳ１２０）。図５、図６は、４つの焦電センサが有効な状態で自動走行を行っているときの様子を示す図である。図５において、自走式掃除機１０の本体ＢＤの走行中に、本体ＢＤが就寝中の人体に接近したときの様子が示されている。このとき、同人体は、４つの焦電センサ３５のうち、前面左側の焦電センサ３５ｂにより検出される。その後、本体ＢＤを図５中、白抜きの矢印に示すように反時計回りに旋回させ（ステップＳ１４０）、図６に示すように、ＣＣＤカメラ７３が人体側に向くようにするのである。すなわち、図５に示したときの焦電センサ３５ｂが設置されている方向に、ＣＣＤカメラ７３が向くように本体ＢＤを旋回させるのである。

本体ＢＤを旋回させてＣＣＤカメラ７３の撮像範囲内に人体が入るようになると、次に、ＣＣＤカメラ７３による撮像を行い（ステップＳ１６０）、ＣＣＤカメラ７３からの撮像信号に基づいて人体の動きを検出し（ステップＳ１６０）、人体が静止しているか否かの判定を行う。図７は、ＣＣＤカメラ７３により生成された撮像信号のフレ−ムの移り変わりを示す図である。図７では、ＣＣＤカメラ７３による撮像を開始してから所定時間（Ｔ）が経過するまでのフレ−ムの移り変わりを示している。なお、左端のフレ−ムが撮像開始時のフレ−ムである。撮像開始時のフレ−ム（ａ）、および、その次のフレ−ム（ｂ）では、人体が就寝中であり、フレ−ム間の差分から人体の動きは検出されないが、撮像開始時から所定時間（Ｔ）が経過するまでの途中のフレ−ム（ｃ）では、人体が起き上がっており、この時点で人体の動きが検出されることとなる。すなわち、図７に示した場合では、ステップＳ１７０の処理において、人体が静止していないと判断され、設定された時刻になるとアラ−ム音が鳴らずに、現在時刻が音声により報知されることとなる（ステップＳ２００）。一方、フレ−ム（ａ）、（ｂ）の状態のまま所定時間（Ｔ）が経過した場合には、ステップＳ１７０の処理において、人体が静止していると判断されるのである。

人体が静止していると判定された場合には、次に、人体の姿勢を検出する処理が行われ（ステップＳ１８０）、その検出から人体が横になっているか否かを判定する（ステップＳ１９０）。図８は、人体が横になっているときと、立っているときのフレ−ムを示す図である。ステップＳ１８０の処理では、生成された映像信号の解析を行い、人体の形状に類似する部分の特定を行うとともに、特定された部分の長手方向がどの方向であるかの検出を行い、続くステップＳ１９０において、上記特定された部分の長手方向が横長方向であるか否かを判定する。図８（ａ）の場合では、人体が横になっており、ステップＳ１８０、Ｓ１９０の処理が行われると、図中、矢印Ａにて示した長手方向が横長方向であると判定され、その後、設定時刻になるとアラ−ム音による報知が行われる（ステップＳ２１０）。一方、図８（ｂ）の場合では、人体が立った状態となっており、ステップＳ１８０、Ｓ１９０の処理が行われると、図中、矢印Ｂにて示した長手方向が縦長方向であると判定される。この場合は、設定時刻になったときには、アラ−ム音は鳴らず、現在時刻の報知が行われる（ステップＳ２００）。

（４）各種変形例：
上述した実施形態では、焦電センサにて人体が検出された後、ＣＣＤカメラにて生成された撮像信号に基づき、人体の動きの検出と人体の姿勢の検出との２つの検出を行い、人体が静止していると判定され、且つ、人体が横になっていると判定されたときに、人体が就寝中であるとして、アラ−ム音による報知が行われる場合について説明したが、本発明においては、上記２つの検出のどちらか一方のみを採用するようにしてもよい。例えば、人体が静止していると判定されたことのみを受けてアラ−ム音による報知が行われるようにしてもよいし、人体が横になっていると判定されたことのみを受けてアラ−ム音による報知が行われるようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、４つの人体センサ（焦電センサ）が、円周方向に等間隔に配置され、自走式掃除機本体の周囲３６０°が検出範囲となっている場合について説明したが、本発明において、人体センサの設置位置および設置数としては特に限定されるものではなく、例えば、２つの人体センサが本体の前側の左右両側に設置され、本体の前方部分が検出範囲となるようにしてもよい。

また、本発明の走行機では、赤外線を撮像光線とする赤外線カメラを具備し、人体の皮膚により反射した特有の波長の赤外線に基づく撮像信号から、人体の動きや、人体の姿勢を検出するようにしてもよい。このように構成することにより、可視光線のない暗中でも撮像することが可能となり、夜間の時刻にアラ−ムを設定した場合にも人体が就寝中であるか否かの判定を行い、設定した時刻に確実にアラ−ム音による報知を行うことが可能となる。

また、上述した実施形態においては、充電式走行システムを構成する走行機が、掃除機構を具備する自走式掃除機である場合について説明したが、本発明に適用される走行機としては、これに限定されるものではなく、掃除機構を有しないものであってもよい。

（５）まとめ：
以上、説明したように、実施形態にかかる自走式掃除機１０では、４つの焦電センサ３５（３５ａ〜３５ｄ）のいずれかにより人体が検知されたことを受けて、検知を行った焦電センサ３５の方向にＣＣＤカメラ７３を向けるように本体ＢＤを旋回させるとともに、ＣＣＤカメラ７３により人体の撮像を行う。そして、ＣＣＤカメラ７３にて生成された撮像信号に基づいて、人体の動きの検出および人体の姿勢の検出を行い、人体が静止した状態で、且つ、人体が横になっていると判定されたときに、人体が就寝中であるとして、予め設定された時刻になるとアラ−ム音による報知を行う。このようにすることにより、人体が就寝中であるか起きているかの判定の精度を向上させることができるとともに、無駄の報知を行わないようにすることが可能となる。

本発明にかかる自走式掃除機の外観斜視図である。 図１に示した自走式掃除機の裏面図である。 図１、図２に示した自走式掃除機の構成を示すブロック図である。 自走式掃除機１０において実行されるアラ−ムモ−ド実行処理の流れを示すフロ−チャ−トである。 ４つの焦電センサが有効な状態で自動走行を行っているときの様子を示す図である。 ４つの焦電センサが有効な状態で自動走行を行っているときの様子を示す図である。 ＣＣＤカメラにより生成された撮像信号のフレ−ムの移り変わりを示す図である。 （ａ）は、人体が横になっているときのフレ−ムを示す図であり、（ｂ）は、人体が立っているときのフレ−ムを示す図である。

符号の説明

１０…自走式掃除機
１２Ｒ、１２Ｌ…駆動輪
１４…段差センサ
２１…ＣＰＵ
２２…ＲＡＭ
２３…ＲＯＭ
２６…バッテリ−監視回路
２７…バッテリ−
２７ａ…充電端子
２９ｂ…スピ−カ
３１（３１ａ〜３１ｇ）…超音波センサ
３５（３５ａ〜３５ｄ）…焦電センサ
３６Ｒ、３６Ｌ…横壁センサ
７３…ＣＣＤカメラ

Claims (6)

1. 掃除機構を具備する本体と、操舵および駆動を実現する駆動機構と、予め設定された時刻に所定の報知を行うアラ−ム手段とを具備する自走式掃除機において、
   略円周方向にそれぞれ等間隔に配置される複数の人体センサと、
   所定の視野角を有するカメラと、
   上記複数の人体センサのいずれかにより、人体が検出されたことを受けて、人体センサが配置されている方向を上記カメラが向くように、本体を旋回させて上記カメラにて上記人体の撮像を行うとともに、同カメラからの撮像信号に基づいて、人体が横になっているか否か、および／または、人体が静止しているか否かを判定することにより、同人体が就寝中であるか否かを判定する就寝判定手段とを具備し、
   上記アラ−ム手段は、上記就寝判定手段により人体が就寝中であると判定されたときに、上記予め設定された時刻に上記所定の報知を行うことを特徴とする自走式掃除機。
2. 操舵および駆動を実現する駆動機構と、予め設定された時刻に所定の報知を行うアラ−ム手段とを具備する自走式走行機において、
   人体センサと、
   所定の視野角を有するカメラと、
   上記人体センサにて人体が検出されたことを受けて、上記カメラにて上記人体の撮像を行うとともに、同カメラからの撮像信号に基づいて同人体が就寝中であるか否かを判定する就寝判定手段とを具備し、
   上記アラ−ム手段は、上記就寝判定手段により人体が就寝中であると判定されたときに、上記予め設定された時刻に上記所定の報知を行うことを特徴とする自走式走行機。
3. 上記就寝判定手段は、上記カメラからの撮像信号に基づいて、人体が横になっているか否かを判定することにより、同人体が就寝中であるか否かを判定することを特徴とする請求項２に記載の自走式走行機。
4. 上記就寝判定手段は、上記カメラからの撮像信号に基づいて、人体が静止しているか否かを判定することにより、同人体が就寝中であるか否かを判定することを特徴とする請求項２または３に記載の自走式走行機。
5. 上記人体センサは、複数備えられるとともに、同人体センサの各々は、略円周方向に等間隔に配置され、
   上記就寝判定手段は、上記カメラによる撮像を行う際に、複数の上記人体センサのうち、人体が検出された人体センサが配置されている方向を上記カメラが向くように本体を旋回させることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１に記載の自走式走行機。
6. 掃除機構を具備する自走式掃除機であることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１に記載の自走式走行機。
   

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