JP2016041201A - Vacuum cleaner and cleaning system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、自律走行可能な本体ケースを有する電気掃除機およびこれを備えた掃除システムに関する。 Embodiments of the present invention relate to a vacuum cleaner having a main body case capable of autonomous traveling and a cleaning system including the same.
従来、例えばセンサなどを用いて障害物などを検出しつつ、被掃除面としての床面上を自律走行しながら床面を掃除する、いわゆる自律走行型の電気掃除機(掃除ロボット)が知られている。 Conventionally, a so-called autonomous traveling type vacuum cleaner (cleaning robot) that cleans the floor surface while autonomously traveling on the floor surface as a surface to be cleaned while detecting an obstacle using a sensor or the like is known. ing.
近年、このような電気掃除機の自律走行機能を利用して、外出中の自宅の様子(例えば窓が開けたままになっていないか、電気が点いたままになっていないかなど)やペットの様子などを監視および確認できるように、携帯端末からの指令によって電気掃除機が室内の様子をカメラによって自動的に撮像できるようにした掃除システムがある。 In recent years, using the autonomous running function of such a vacuum cleaner, the state of your home while you are out (for example, whether the window is left open or the light is on) and pets There is a cleaning system in which a vacuum cleaner can automatically capture an indoor state with a camera in response to a command from a portable terminal so that the state of the camera can be monitored and confirmed.
しかしながら、自律走行型の電気掃除機は、掃除をすることを基本的な目的とするものであるから、通常は上記のようなカメラを搭載しない。そのため、カメラを有さず基本的に掃除のみをする機種をベースとして、使用者のニーズに応じてカメラを搭載した機種を容易に製造できるようにすることが望ましい。 However, since the autonomous traveling type vacuum cleaner has a basic purpose of cleaning, the above-described camera is not usually mounted. Therefore, it is desirable to make it possible to easily manufacture a model equipped with a camera according to the needs of the user, based on a model that does not have a camera and is basically cleaned.
本発明が解決しようとする課題は、撮像機能および通信機能を容易に付加できる電気掃除機およびこれを備えた掃除システムを提供することである。 Problem to be solved by the invention is providing the vacuum cleaner which can add an imaging function and a communication function easily, and a cleaning system provided with the same.
実施形態の電気掃除機は、本体ケースと、駆動輪と、制御手段と、掃除部と、通信部とを有する。駆動輪は、本体ケースを走行可能とする。制御手段は、駆動輪の駆動を制御することで本体ケースを自律走行させる。掃除部は、被掃除面を掃除する。通信部は、制御手段と接続される。また、この通信部は、撮像可能な撮像手段、信号を外部と送受信可能な通信手段、および、信号処理回路を備え、制御手段と別体である。信号処理回路は、通信手段、制御手段および撮像手段とそれぞれ電気的に接続され、通信手段、制御手段および撮像手段の間での信号の授受を介在する。 The vacuum cleaner of an embodiment has a main part case, a drive wheel, a control means, a cleaning part, and a communication part. The drive wheel is allowed to travel in the main body case. The control means causes the main body case to autonomously travel by controlling driving of the drive wheels. The cleaning unit cleans the surface to be cleaned. The communication unit is connected to the control means. The communication unit includes an imaging unit that can capture an image, a communication unit that can transmit and receive a signal to and from the outside, and a signal processing circuit, and is separate from the control unit. The signal processing circuit is electrically connected to the communication means, the control means, and the imaging means, respectively, and intervenes signal exchange between the communication means, the control means, and the imaging means.
以下、一実施形態の構成を図1ないし図11を参照して説明する。 The configuration of one embodiment will be described below with reference to FIGS.
図1ないし図3において、10は掃除システムを示し、この掃除システム10は、自律走行体としての電気掃除機11と、この電気掃除機11の充電用の基地部および塵埃の廃棄部となる図示しない充電装置(充電台)とを備え、電気掃除機11と、例えば家などの建物H内の掃除領域である部屋内などに配置されたホームゲートウェイ(ルータ)などの中継手段としてのアクセスポイント14との間でWi−Fi(登録商標)やBluetooth(登録商標)などの無線通信を用いて通信(送受信)することにより、インターネットなどの汎用の(外部)ネットワーク15を介して、建物H内外に位置するデータ格納手段としての汎用のサーバ16や、表示装置である汎用の外部装置17などと有線あるいは無線通信可能なシステムとなっている。
1 to 3,
電気掃除機11は、本実施形態において、被掃除面としての床面上を自律走行(自走)しつつ床面を掃除する、いわゆる自走式のロボットクリーナである。そして、この電気掃除機11は、走行・掃除部として、中空状の本体ケース20、この本体ケース20内に収容された動作部(掃除部)としての電動送風機21、この電動送風機21の吸込側に連通する集塵部22、例えば走行用の複数(一対)の駆動部としての駆動輪23,23、これら駆動輪23,23を駆動させる動作部としての駆動手段であるモータ24,24、旋回用の旋回輪25、本体ケース20の下部に床面に沿って旋回可能に配置された例えば複数(一対)の旋回清掃部(掃除部)としての補助掃除手段であるサイドブラシ26,26、これらサイドブラシ26,26を旋回させる動作部としての旋回駆動手段であるサイドブラシモータ27,27、本体ケース20の下部に回転可能に配置された回転清掃体(掃除部)としての掃除手段である回転ブラシ28、および、この回転ブラシ28を回転駆動させる動作部としての回転駆動手段であるブラシモータ29などを備えている。また、この電気掃除機11は、入出力・制御部として、各種センサを有する動作部としてのセンサ部31、表示手段としての表示部34、動作部(通信部)としての通信ユニット35、回路基板などにより構成された本体制御回路である制御手段37などを備えている。そして、この電気掃除機11には、上記の各部に対して給電する二次電池39を本体ケース20内に備えている。なお、以下、電気掃除機11(本体ケース20)の走行方向に沿った方向を前後方向(図3に示す矢印FR,RR方向)とし、この前後方向に対して交差(直交)する左右方向(両側方向)を幅方向として説明する。
In this embodiment, the
本体ケース20は、例えば合成樹脂などにより平坦な円柱状(円盤状)などに形成されており、円形状の下面の幅方向の中央部の後部寄りの位置に、幅方向に長手状、すなわち横長の吸込口41が開口されているとともに、この吸込口41の前方に複数の排気口42が開口されている。また、この本体ケース20の後部の左右方向の中央部には、集塵部22と連通する開閉可能な排出口43が開口されており、この排出口43の両側方に、二次電池39と電気的に接続された充電端子45,45が配置されている。
The
吸込口41は、集塵部22を介して電動送風機21の吸込側と連通している。また、この吸込口41には、回転ブラシ28が回転可能に配置されている。
The
排気口42は、集塵部22を介して電動送風機21の排気側とそれぞれ連通している。
The
電動送風機21は、駆動により負圧を発生させて吸込口41から集塵部22へと床面の塵埃を吸い込んで掃除するもので、例えば吸込側を後方に向けて、かつ、軸方向を前後方向(水平方向)に沿わせて本体ケース20の内部に収容されている。なお、この電動送風機21は、例えば回転ブラシ28などによって集塵部22へと塵埃を掻き上げる構成などの場合には不要となることもあり、必須の構成ではない。
The
集塵部22は、電動送風機21の駆動により吸込口41から吸い込まれた塵埃を捕集するものである。
The
各駆動輪23は、電気掃除機11(本体ケース20)を床面上で前進方向および後退方向に走行(自律走行)させる、すなわち走行用のものであり、左右幅方向に沿って図示しない回転軸を有し、幅方向に対称に配置されている。
Each
各モータ24は、例えば駆動輪23のそれぞれに対応して配置されており、各駆動輪23を独立して駆動させることが可能となっている。
Each
旋回輪25は、本体ケース20の幅方向の略中央部で、かつ、前部に位置しており、床面に沿って旋回可能な従動輪である。
The
各サイドブラシ26は、上下方向(鉛直方向)に沿って回転軸を有し床面に沿って旋回して塵埃を掻き集めて掃除するもので、放射状に突出して床面と接触する複数(例えば3つ)の清掃体としてのブラシ毛48をそれぞれ有している。そして、サイドブラシ26,26は、本体ケース20にて駆動輪23,23の前方でかつ旋回輪25の後方の両側方の位置に配置されている。
Each
各サイドブラシモータ27は、各サイドブラシ26を、本体ケース20の幅方向中心側へと、換言すれば右側のサイドブラシ26を左側へと、左側のサイドブラシ26を右側へと、すなわち各サイドブラシ26により前方(進行方向)の塵埃を吸込口41側へと掻き集めるようにそれぞれ回転可能である。
Each
なお、これらサイドブラシ26およびサイドブラシモータ27は、電動送風機21あるいは回転ブラシ28により充分に掃除できれば必須の構成ではない。
The
回転ブラシ28は、床面に沿って水平方向に回転軸を有し床面の塵埃を掻き出して掃除するもので、長尺状に形成され、吸込口41の幅方向両側部に両端部が回動可能に軸支されている。そして、この回転ブラシ28は、吸込口41から本体ケース20の下面の下方へと突出しており、電気掃除機11を床面上に載置した状態で下部が床面に接触して塵埃を掻き取るように構成されている。
The rotating
ブラシモータ29は、本体ケース20の内部に収容されており、機構部としての図示しないギヤ機構を介して回転ブラシ28と接続されている。
The
なお、これら回転ブラシ28およびブラシモータ29は、電動送風機21あるいはサイドブラシ26,26により充分に掃除できれば必須の構成ではない。
Note that the rotating
また、センサ部31は、例えばモータ24の回転数を測定する光エンコーダなどの回転数検出手段、壁や家具などの障害物との距離を検出することで障害物を検出する例えば超音波センサあるいは赤外線センサなどの測距手段である障害物検出手段、および、床面の段差などを検出する赤外線センサなどの段差検出手段などの機能を備え、本体ケース20の上部、外周部(前部および後部)および下部などの各部に配置されている。
The
表示部34は、時刻や時間、あるいは電気掃除機11に関する各種情報を表示するものであり、例えば本体ケース20の上部に配置されている。なお、この表示部34は、例えば使用者が各種設定を直接入力可能である入力操作手段の機能を兼ね備えるタッチパネルなどとしてもよい。
The
通信ユニット35は、制御手段37とは別体に構成されており、撮像手段としてのカメラ51と、信号を外部と送受信するための通信手段としての無線LANデバイス52と、これらカメラ51および無線LANデバイス52と電気的に接続された信号処理回路53とをユニット状に備えている。
The
カメラ51は、広角レンズ51aおよび図示しないCMOSセンサなどを備えた撮像用のカメラモジュールであり、図示しないコネクタなどを介して信号処理回路53に対して着脱可能に接続されている。このカメラ51は、例えば本体ケース20の外周部の後部45°方向などに配置され、本体ケース20の中心軸の径方向に沿った方向でかつ上方に傾斜した方向、本実施形態では前方から前方上部に亘る領域の画像を所定の水平画角(例えば105°など)で撮像可能であるとともに、この撮像した画像をデータ化して信号処理回路53に出力することが可能である。すなわち、このカメラ51は、本体ケース20の旋回中心(中心軸)から離間した位置に配置されている。
The
無線LANデバイス52は、アクセスポイント14およびネットワーク15を介して外部装置17と無線通信をするためのものである。したがって、この無線LANデバイス52を介して、ネットワーク15から各種情報を受信したり、外部装置17から各種情報を入力したりすることが可能となっている。すなわち、この無線LANデバイス52は、外部装置17からネットワーク15を介してアクセスポイント14から送信された外部信号を受信する外部信号受信手段および信号受信手段の機能を有している。そして、この無線LANデバイス52は、図示しないコネクタなどを介して信号処理回路53に対して着脱可能に接続されている。
The wireless LAN device 52 is used for wireless communication with the
信号処理回路53は、図示しないコネクタなどを介して制御手段37に対して着脱可能に接続されており、無線LANデバイス52を介して受信した信号を処理してカメラ51および制御手段37へと出力可能であるとともに、これらカメラ51および制御手段37からの信号を無線LANデバイス52へと出力可能である。この信号処理回路53は、カメラ51の広角レンズ51aにより生じるレンズ歪みを補正するレンズ歪み補正処理、重複する画像情報に基づいて隣接する画像同士を合成して合成画像(データ)を生成する合成処理、および、この合成処理により生成された画像のデータ55を所定のフォーマット、例えばjpegなどの形式に圧縮する圧縮処理などの各種の画像処理機能を備えている。
The
制御手段37は、制御手段本体であるCPU、このCPUによって読み出されるプログラムなどの固定的なデータを格納した格納部であるROM、プログラムによるデータ処理の作業領域となるワークエリアなどの各種メモリエリアを動的に形成するエリア格納部であるRAM、例えばカメラ51で撮像した画像データを記憶するSDRAMなどの記憶手段であるメモリ、現在の日時などのカレンダ情報を計時するタイマなどを備えている。この制御手段37は、電動送風機21、各モータ24、各サイドブラシモータ27、ブラシモータ29、センサ部31、表示部34、および、信号処理回路53と電気的に接続され、センサ部31による検出結果に基づいて、自律走行するとともに電動送風機21、各モータ24、各サイドブラシモータ27、ブラシモータ29などの駆動を制御する走行モードである掃除モードと、充電装置を介して二次電池39の充電を行う充電モードと、カメラ51により撮像する際の撮像モードと、動作待機中の待機モードとを有している。
The control means 37 includes various memory areas such as a CPU which is a main body of the control means, a ROM which is a storage unit storing fixed data such as a program read by the CPU, and a work area which is a work area for data processing by the program. A RAM that is an area storage unit that is dynamically formed, a memory that is a storage unit such as an SDRAM that stores image data captured by the
二次電池39は、電動送風機21、各モータ24、各サイドブラシモータ27、ブラシモータ29、センサ部31、通信ユニット35(カメラ51、無線LANデバイス52および信号処理回路53)および制御手段37などに給電するものである。
一方、充電装置は、部屋を区画する壁部の近傍など、掃除の妨げにならない位置に配置されている。この充電装置は、定電流回路などの二次電池39の充電用の充電回路、この充電回路と電気的に接続された対をなす充電用端子、商用電源と接続される給電用の電源コード、および、塵埃を溜める着脱可能なダストボックスなどを備えている。また、この充電装置には、帰還した電気掃除機11の排出口43と気密に接続されて、本体ケース20内の電動送風機21の駆動により集塵部22内の塵埃を吸い出す吸出口がダストボックスと連通して開口されている。
On the other hand, the charging device is disposed at a position that does not interfere with cleaning, such as in the vicinity of a wall section that divides a room. The charging device includes a charging circuit for charging the
また、アクセスポイント14は、建物H内に設置され、ネットワーク15に対して例えば有線により接続されている。
The
サーバ16は、ネットワーク15に接続されたコンピュータであり、各種データを保存可能である。このサーバ16には、カメラ51により撮像した画像のデータ55と、この画像のデータ55を閲覧するための専用のプログラムである表示手段56とが保存されており、これらの画像のデータ55および表示手段56がネットワーク15を介して外部装置17へとダウンロード可能となっている。
The
画像のデータ55は、カメラ51によって撮像された画像のデータが信号処理回路53によって合成された合成画像(パノラマ画像)のデータを含んでいる。
The
表示手段56は、例えばjavascript(登録商標)などの、外部装置17の機種に依存しない、換言すれば多種多様な外部装置17により実行可能な言語によって記述されており、画像のデータ55と併せて外部装置17にネットワーク15経由でダウンロードされるようになっている。この表示手段56には、例えばカメラ51による画像の撮像を指示するとともに撮像した画像を表示するための表示モードや、電気掃除機11の状態を表示するための状態表示モード、電気掃除機11の各種設定を入力するための設定モードなどの各種モードが搭載されている。そして、この表示手段56は、本実施形態の掃除システム10に専用のものであり、この表示手段56、電気掃除機11、および、充電装置などによって、掃除システム10が構成されている。
The display means 56 is described in a language that does not depend on the type of the
外部装置17は、建物Hの内部では例えばアクセスポイント14を介してネットワーク15に対して有線あるいは無線通信可能であるとともに、建物Hの外部ではネットワーク15に対して有線あるいは無線通信可能な、例えばPC(タブレット端末(タブレットPC))17aやスマートフォン(携帯電話)17bなどの汎用のデバイスである。この外部装置17は、画像を表示可能な表示部、この表示部の表示を制御する表示エンジン、および、各種の動作を制御する外部装置制御手段などをそれぞれ備えている。
The
次に、上記一実施形態の動作を説明する。 Next, the operation of the one embodiment will be described.
掃除をする際には、電気掃除機11は、例えば予め設定された掃除開始時刻となったとき、あるいは外部装置17から送信されネットワーク15経由でアクセスポイント14により送信された掃除指令信号を無線LANデバイス52が受信し、信号処理回路53を介してこの掃除指令信号に基づく掃除開始信号が制御手段37に入力されたときなど、掃除の開始のタイミングで、待機モードから掃除モードとなった制御手段37が電動送風機21、駆動輪23,23(モータ24,24)、サイドブラシ26,26(サイドブラシモータ27,27)および回転ブラシ28(ブラシモータ29)などを駆動させ、例えば充電装置から離脱して、駆動輪23,23により床面上を自律走行しながら掃除を開始する。なお、掃除の開始位置は、電気掃除機11の走行開始位置、あるいは部屋の出入り口など、任意の場所に設定可能である。
When cleaning, for example, the
走行中、制御手段37は、センサ部31を介して例えば部屋の周囲を囲む壁部や部屋内の障害物などとの距離、および、床面の段差などを検出することで電気掃除機11(本体ケース20)の走行状態を監視し、このセンサ部31からの検出に対応して駆動輪23,23(モータ24,24)を駆動させることで、障害物や段差などを回避しながら電気掃除機11を床面上で例えばランダムに、あるいは壁部に沿って走行させる。
During traveling, the control means 37 detects, for example, the distance from the wall portion surrounding the room or an obstacle in the room, the floor level difference, and the like via the
そして、この電気掃除機11は、旋回駆動されたサイドブラシ26,26により塵埃を吸込口41へと掻き集め、電動送風機21の駆動によって発生した負圧が集塵部22を介して作用した吸込口41により、床面上の塵埃を空気とともに吸い込む。また、回転駆動された回転ブラシ28が床面の塵埃を集塵部22へと掻き取る。
Then, the
吸込口41から空気とともに吸い込まれた塵埃は、集塵部22に分離捕集され、塵埃が分離された空気は電動送風機21に吸い込まれ、この電動送風機21を冷却した後、排気風となって排気口42から本体ケース20の外部へと排気される。
The dust sucked together with the air from the
掃除領域の掃除が完了した、または、二次電池39の容量が所定量まで低下して掃除を完了させるのに不足している(二次電池39の電圧が放電終止電圧近傍まで低下している)などの所定条件時には、電気掃除機11は、制御手段37により駆動輪23,23(モータ24,24)を駆動させて充電装置へと帰還する。なお、この帰還の際には、例えば充電装置から出力したガイド信号に基づいて電気掃除機11を充電装置に接近させるようにしてもよいし、制御手段37内に予め記憶した部屋のマップに従って充電装置の位置に帰還してもよい。そして、電気掃除機11は、充電装置まで移動(帰還)した状態で充電用端子に充電端子45を(機械的および電気的に)接続させ、各部を停止させて掃除作業を終了する。
Cleaning of the cleaning area has been completed, or the capacity of the
この掃除作業の終了後、例えば制御手段37が電動送風機21を駆動させて、集塵部22に捕集した塵埃を排出口43から充電装置の吸出口を介してダストボックスへと吸い出す。また、所定のタイミング、例えば予め設定された充電開始時刻となったとき、あるいは電気掃除機11が充電装置に接続されてから所定時間が経過したときなどに、制御手段37は充電モードに移行し、充電装置の充電回路を駆動させて二次電池39を充電させ、二次電池39の電圧が所定の使用可能電圧まで上昇したと判断すると、充電装置が充電回路による充電を停止させて充電作業を終了し、制御手段37が待機モードとなる。
After the cleaning operation is completed, for example, the
そして、カメラ51を用いて部屋などの建物Hの内部(宅内)の様子を撮影する際には、図9に示すフローチャートも参照しながら説明すると、信号処理回路53は、外部装置17からネットワーク15を介してアクセスポイント14により送信されたカメラ51での撮像を指示する外部信号である撮像指示信号を無線LANデバイス52により受信したかどうかを例えばリアルタイム、あるいは所定時間毎に判断する(ステップ1)。なお、外部装置17と電気掃除機11との無線通信については、例えば外部装置17毎、および、電気掃除機11毎にIDおよびパスワードなどを設定して接続時に認証を要求することで、不正な信号に関しては受信できないようにすることが好ましい。
Then, when taking a picture of the interior (home) of the building H such as a room using the
このステップ1において、撮像指示信号を受け取っていないと判断したときはステップ1を繰り返し、撮像指示信号を受け取ったと判断したときには、信号処理回路53がその撮像指示信号に基づく移動指令信号を制御手段37に出力する(ステップ2)。次いで、移動指令信号を受け取った制御手段37は、そのモードに拘らず二次電池39の残容量を検出して、二次電池39の残容量が、カメラ51による撮像が可能な撮像可能容量であるかどうかを判断する(ステップ3)。なお、以下、撮像可能容量とは、例えば本体ケース20(電気掃除機11)が所定距離以上走行可能で、かつ、カメラ51による撮像および撮像した画像のデータ55を信号処理回路53で処理した後、無線LANデバイス52を介してネットワーク15から外部装置17へと送信可能な容量とする。
If it is determined in step 1 that an imaging instruction signal has not been received, step 1 is repeated. If it is determined that an imaging instruction signal has been received, the
そして、ステップ3において、二次電池39の残容量が撮像可能容量でないと判断した場合には、制御手段37が撮像不可能である信号を生成して信号処理回路53へと出力し、この制御手段37から受け取った信号に基づき信号処理回路53から無線LANデバイス52へと、例えば外部装置17に撮像不可能であることを報知する信号を出力して、この無線LANデバイス52からアクセスポイント14を介してネットワーク15経由で外部装置17へと送信し(ステップ4)、撮像指示信号を無視してステップ1に戻る。
If it is determined in
一方、ステップ3において、二次電池39の残容量が撮像可能容量以上であると判断した場合には、制御手段37は、現在のモードを判断する(ステップ5)。
On the other hand, if it is determined in
このステップ5において、充電モードまたは待機モードであると判断した場合には、制御手段37は駆動輪23,23(モータ24,24)を駆動させ、電気掃除機11を充電装置から離間させて(ステップ6)、撮像モードに移行する(ステップ7)。一方、ステップ5において、掃除モードであると判断した場合には、制御手段37は、例えば電動送風機21、サイドブラシ26,26(サイドブラシモータ27,27)および回転ブラシ28(ブラシモータ29)の駆動を停止させて掃除を中断し(ステップ8)、ステップ7に進んで撮像モードに移行する。この撮像モードの処理については、後述する。
If it is determined in
そして、ステップ7の撮像モードが終了すると、信号処理回路53は、撮像モードの終了を示す信号を制御手段37に出力し(ステップ9)、この信号を受け取った制御手段37は、撮像モードに移行する直前のモードを判断する(ステップ10)。このステップ10において、充電モードまたは待機モードであったと判断したときには、制御手段37が掃除作業時と同様に電気掃除機11を充電装置に帰還させ、充電モードに移行する(ステップ11)。
When the imaging mode in
一方、ステップ10において、掃除モードであった(掃除モードを中断して撮像モードに移行した)と判断したときには、制御手段37が二次電池39の容量が残りの掃除に要する容量と比較して充分であるかどうかを判断し(ステップ12)、容量が充分と判断したときには制御手段37が電動送風機21、サイドブラシ26,26(サイドブラシモータ27,27)および回転ブラシ28(ブラシモータ29)を駆動させて掃除に復帰し(ステップ13)、容量が不充分と判断したときには、ステップ11に進み、掃除作業時と同様に電気掃除機11を充電装置に帰還させて充電モードに移行する。なお、撮像モードに移行する直前のモードに拘らず、撮像モードが終了した場合には必ず充電モードに移行するように制御してもよい。この場合、二次電池39の充電が終了した後には、例えばそのまま待機モードに移行してもよいし、この充電の後、撮像モードに移行する直前のモードが掃除モードであった場合にのみ、掃除に復帰してもよい。
On the other hand, when it is determined in
次に、上記ステップ7の撮像モードについて、図10に示すフローチャートも参照しながら説明する。
Next, the imaging mode in
この撮像モードにおいては、まず、制御手段37が駆動輪23,23(モータ24,24)を駆動させて本体ケース20を所定位置へと自律走行させる(ステップ21)。この所定位置への移動は、例えば室内などに設置された図示しない誘導手段により本体ケース20を所定位置へと誘導するガイドビーコンを出力して誘導してもよいし、センサ部31の機能を用い、周囲の壁部などから所定距離以上離間した部屋の略中央位置などとしてもよい。なお、撮像指示信号を受信した位置が上記所定位置であった場合には、その位置で撮像を行う。すなわち、所定位置に本体ケース20を自律走行させるとは、本体ケース20の自律走行距離が0である場合を含む。また、撮像位置は、複数の中から選択するようにしてもよい。その場合、使用者が外部装置17などを用いて撮像位置を選択、あるいは設定ができるようにすることが好ましい。
In this imaging mode, first, the control means 37 drives the
次いで、制御手段37は、移動を停止した信号を信号処理回路53へと出力し、この信号を受け取った信号処理回路53が、撮像を指示する信号をカメラ51に出力することで、カメラ51により画像を撮像し(図7(a))、その画像のデータを信号処理回路53に出力する(ステップ22)。この後、信号処理回路53は、受け取った画像のデータに対して、カメラ51の広角レンズ51aの歪みを補正するレンズ歪みの補正処理を行う(ステップ23、図7(b))、この補正処理をした画像のデータから四角形状の領域をトリミング(図7(b)の想像線に示す)して円筒面上に投影して合成処理し、合成画像(パノラマ画像)のデータを生成する(ステップ24、図7(c))。この画像の合成処理のアルゴリズムは、既知のものであるため詳細を省略する。
Next, the control means 37 outputs a signal that stops moving to the
さらに、信号処理回路53では、カメラ51により、予め設定された所定枚数、本実施形態では例えば8枚撮像したかどうかを判断する(ステップ25)。そして、このステップ25において、所定枚数撮像していないと判断した場合には、制御手段37に信号を出力し、この信号を受け取った制御手段37が駆動輪23,23(モータ24,24)を駆動させて本体ケース20を、所定の旋回角度、左方向(または右方向)へと旋回させ(ステップ26)、ステップ22に戻る。この所定の旋回角度は、所定の撮像角度、本実施形態では360°を所定枚数で除した角度かつカメラ51の水平画角未満の所定角度、好ましくは水平画角の半分以下の所定角度、本実施形態では45°に設定されている。このように制御することで、電気掃除機11は、カメラ51の水平画角未満の角度で順次隣り合う複数の方向の画像を、所定の撮像角度分撮像できる(図6)。したがって、これら画像には、少なくとも隣接する画像同士に互いに重複する画像情報(撮像領域)が例えば30°分含まれ、本実施形態では、互いに隣接する画像の半分以上が重複しており、全体として所定の撮像角度に亘って死角なく画像が撮像されている。なお、以下、本体ケース20(電気掃除機11)の旋回とは、一方の駆動輪23(一方のモータ24)と他方の駆動輪23(他方のモータ24)とを互いに反対方向に回動させることにより、本体ケース20の中心軸を中心としてその位置を保ったまま旋回する、いわゆる超信地旋回をいうものとするが、これに限定されず、例えば所定の旋回中心の周囲に所定半径で旋回するように円走行する場合も含む。
Further, in the
一方、ステップ25において、所定枚数撮像したと判断した場合には、信号処理回路53は、合成画像のデータを圧縮処理して、画像のデータ55を生成し(ステップ27)、無線LANデバイス52へとこの画像のデータ55を出力して、無線LANデバイス52からアクセスポイント14を介して画像のデータ55をサーバ16へとネットワーク15経由で送信する(ステップ28)。
On the other hand, if it is determined in
そして、この無線送信された画像のデータ55を保存したサーバ16は、この保存の際に、外部装置17に対して、合成画像を生成したことや当該画像のデータ55の位置を示すURLなどを記載した電子メールを送信し(ステップ29)、撮像モードの処理を終了する。
Then, the
上記のステップ29においてサーバ16に保存された画像のデータ55は、外部装置17からネットワーク15経由で上記のURLにアクセスすることで外部装置17に表示手段56とともにダウンロードされ、この表示手段56が外部装置17で実行されることにより、任意のタイミングで目視確認できる。この表示手段56では、例えば画像のデータ55により生成される合成画像から再生(切り出し)する角度範囲を本体ケース20の旋回角度に換算して所定の角度(一定の間隔)ずつ変化させて1枚ずつ表示させていく方法(コマ送り表示)、および、画像のデータ55により生成される合成画像を本体ケース20の旋回角度に換算して所定の微小角度ずつ一定時間間隔で連続してコマ送り表示する方法(アニメーション表示)のいずれかが選択可能である。
The
例えば、この表示手段56は、外部装置17で実行されて表示モードが選択された状態で、例えば図4、あるいは図5に示すような入出力のインターフェース画像を表示する。図4に示すインターフェース画像は、例えば表示画面が比較的広く横長の、PC17aなどの端末用のものであり、図5に示すインターフェース画像は、例えば表示画面が比較的狭く縦長の、スマートフォン17bなどの端末用のものである。これら画面には、画像が表示される表示エリア61が略中央部に設けられ、その表示エリア61の下部には、画像をコマ送り表示する際のコマ送り方向を指示するための操作入力手段としてのコマ送りボタン62,63、および、画像をアニメーション表示する際の開始および停止を指示するためのアニメーション操作入力手段としての自動表示操作ボタン64などが配置されている。さらに、このインターフェース画像には、表示エリア61の上部などに、表示手段56のモードを切り換えるモード切換ボタン65が配置されている。
For example, the
そして、この表示手段56は、コマ送りボタン62,63を操作することで、例えば撮像時の本体ケース20の旋回角度である所定角度(本実施形態では45°)よりも小さい角度で双方向、本実施形態では例えば±15°ずつの角度範囲を合成画像から表示エリア61に切り出して表示し、自動表示操作ボタン64を操作することで、例えば合成画像からコマ送り表示の際の再生する角度よりも小さい角度、本実施形態では例えば1°ずつ上記角度範囲の画像を切り出し連続して表示エリア61に表示する。勿論、コマ送り表示の際およびアニメーション表示の際の再生する角度は、上記の角度に限定する必要はなく、撮像された画像や、使用者が見やすい角度に適宜設定すればよい。
Then, the display means 56 operates the
表示手段56での具体的な表示制御を、図11のフローチャートも参照しながら説明する。 Specific display control by the display means 56 will be described with reference to the flowchart of FIG.
表示手段56では、表示操作が入力されたかどうかを判断する(ステップ31)。このステップ31の表示操作とは、具体的に、コマ送りボタン62,63の操作によるコマ送り表示のコマ送り操作、あるいは自動表示操作ボタン64の操作によるアニメーション表示の開始または停止操作をいう。
The display means 56 determines whether a display operation has been input (step 31). The display operation in
そして、ステップ31において、コマ送りボタン62が操作された、すなわち順方向(本体ケース20の撮像時の旋回方向と同方向)にコマ送り操作する表示操作が入力されたと判断した場合には、表示手段56は、画像を再生する角度を所定の角度増加(例えば+15°)し(ステップ32)、合成画像から表示エリア61に再生表示する画像を切り出す(ステップ33)。一方、ステップ31において、コマ送りボタン63が操作された、すなわち逆方向(本体ケース20の撮像時の旋回方向と反対方向)にコマ送り操作する表示操作が入力されたと判断した場合には、表示手段56は、再生する角度を所定の角度増加(例えば−15°)し(ステップ34)、ステップ33に進む。そして、このステップ33の後、表示手段56は、切り出した再生画像の画像歪みを補正処理して(図8(a)および図8(b))表示エリア61に表示する(ステップ35)。このステップ35の歪み補正処理は、合成画像(パノラマ画像)を生成する際に円筒面上に投影された画像を平面上に投影する逆変換処理であり、既知の技術であるため、詳細な説明を省略する。
If it is determined in
このステップ35の後、表示手段56では、表示モードを終了するかどうかを判断する(ステップ36)。表示モードの終了とは、例えばモード切換ボタン65により他のモードを選択した場合などを示す。そして、このステップ36において、表示モードを終了すると判断した場合には、そのまま表示モードを終了する。また、ステップ36において、表示モードを終了しないと判断した場合には、ステップ31に戻る。
After this
また、ステップ31において、自動表示操作ボタン64が操作された、すなわちアニメーション表示する表示操作が入力されたと判断した場合には、表示手段56は、画像を再生する角度を所定の角度増加(例えば+1°)し(ステップ37)、その角度から所定の角度範囲の再生画像を合成画像から切り出し(ステップ38)、切り出した再生画像の画像歪みを補正処理(逆変換)して(図8(a)および図8(b))表示エリア61に表示する(ステップ39)。なお、ステップ37において、再生する角度が360°となった場合には、再生する角度を0°にリセットして継続(ループ表示)してもよいし、アニメーション表示を停止してステップ36に進んでもよい。
If it is determined in
そして、ステップ39の後、表示手段56は、自動表示操作ボタン64が操作されたかどうか、すなわちアニメーション表示の停止操作が入力されたかどうかを判断し(ステップ40)、自動表示操作ボタン64が操作されたと判断した場合にはアニメーション表示を停止して(ステップ41)、ステップ36に進み、自動表示操作ボタン64が操作されていないと判断した場合にはステップ37に戻る。
After
以上説明した一実施形態によれば、無線LANデバイス52、制御手段37およびカメラ51の間での信号(データ)の授受や外部装置17からの指令などの授受を信号処理回路53が介在するので、信号処理回路53、カメラ51、無線LANデバイス52が1つのユニットである通信ユニット35となった付加機能として動作する。したがって、例えば、カメラ51や無線通信機能を有さない電気掃除機に対して、制御手段37に信号処理回路53とのインターフェースのみを準備しておくことで、通信ユニット35の装着によって容易に撮像機能および通信機能を付加(拡張)できる。この結果、電気掃除機11の製品の機種バリエーションを増やす場合に有効な手段となる。
According to the embodiment described above, since the
制御手段37が駆動輪23,23を駆動させて本体ケース20を所定の旋回角度ずつ旋回させる毎にカメラ51により画像を撮像するので、部屋などの宅内の広い範囲を撮像できる。
Since the control means 37 drives the
また、カメラ51が広角レンズ51aを備えるので、1回の撮像で広い範囲を撮像でき、撮像回数を抑制できて、二次電池39の消費電力を抑制できる。一方で、広角レンズ51aにより撮像した画像は歪むため、信号処理回路53によりレンズ歪みを補正処理することで、広い範囲を撮像しつつ、使用者にとって見やすい画像を提供できる。
In addition, since the
制御手段37が、カメラ51の広角レンズ51aの画角未満の角度で順次隣り合う複数の方向の画像をカメラ51により撮像するので、カメラ51によって広範囲を死角なく確実に撮像できる。したがって、例えば室内の様子や変化などを効果的に捉えることができる。
Since the control means 37 captures images in a plurality of adjacent directions at an angle less than the angle of view of the wide-angle lens 51a of the
また、カメラ51により撮像する際の旋回角度をその水平画角の半分以下とすることで、隣接する画像に重複する画像情報が多く含まれるので、生成した合成画像の画質をより向上できる。
Further, by setting the turning angle when imaged by the
信号処理回路53により処理した画像のデータ55を、外部装置17へとダウンロード可能なサーバ16にネットワーク15経由で送信して保存するため、例えば宅内ではPC17aなどの外部装置17を用いて、アクセスポイント14などを介してネットワーク15経由でアクセスして、画像のデータ55を外部装置17に容易にダウンロードでき、宅外では、スマートフォン17bなどの外部装置17を用いて、ネットワーク15経由でサーバ16にアクセスして、画像のデータ55を容易にダウンロードできる。
Since the
また、カメラ51により撮像した各画像のデータを1枚の画像のデータ55に合成処理するので、この合成処理された合成画像(パノラマ画像)により、広い範囲を確認できるとともに、サーバ16に画像のデータ55を送信する際のデータ量が少なく、通信時間の短縮屋通信品質の安定化が図れ、通信負荷をより軽減できる。
In addition, since the data of each image captured by the
したがって、遠隔地でも外部装置17によって画像を見ることができ、宅内の様子を容易に確認できる。
Therefore, the image can be seen by the
さらに、画像のデータ55を圧縮処理するため、電気掃除機11から送信する画像のデータ55のデータ量がより小さくなり、通信時間の短縮や、送信の誤動作をより効果的に防止できる。
Further, since the
しかも、上記の各種画像処理を信号処理回路53で行うため、電気掃除機11が例えば移動など制御手段37にて別動作を行っていても、それに影響することなく画像処理が行われるので、安定して高速な画像処理が実現できる。
Moreover, since the above-described various image processing is performed by the
また、サーバ16には、画像のデータ55を加工して表示するためのプログラムである表示手段56をダウンロード可能に保存しているので、画像のデータ55とともにこの表示手段56を外部装置17にダウンロードして、表示手段56により加工した画像を外部装置17で見ることができるとともに、機種に依存しない言語で記述することにより、一つの表示手段56(プログラム)で様々な外部装置17に対応できる。
In addition, since the display means 56 that is a program for processing and displaying the
具体的に、表示手段56では、外部装置17のコマ送りボタン62,63により入力された操作に応じて、合成画像から本体ケース20の旋回角度に換算して所定の角度ずつ画像を順次切り出してコマ送りするので、撮像した室内などの様子をよりきめ細かく見ることができる。
Specifically, the
しかも、切り出した画像のコマ送りの方向を双方向に設定できるので、使用者が見たい箇所を容易に選択できる。 In addition, since the frame advance direction of the clipped image can be set in both directions, it is possible to easily select a location that the user wants to see.
また、表示手段56では、合成画像から本体ケース20の旋回角度に換算して所定の角度ずつ切り出して連続してコマ送りするので、データ量が多く通信負荷が大きい動画を用いる場合と比較して、少ないデータ量でありながら、パノラマの合成画像をあたかも動画のように再生できる。
Further, since the display means 56 converts the turning angle of the
そして、表示手段56では、切り出した画像に対して、歪み補正処理(逆変換)を行うので、実際にカメラ51で撮像された画像部分の他に、画像と画像との境目の画像部分でも表示可能となる。すなわち、合成画像のうち表示したい部分だけ切り取り、歪み補正処理を行うことにより、任意の位置の画像を途切れなく見ることができる。
The display means 56 performs distortion correction processing (inverse conversion) on the cut-out image, so that it displays not only the image portion actually captured by the
この結果、表示手段56により、広い範囲、本実施形態では360°全周を確実に見渡せる画像を表示させることができ、安心した見守り機能の画像を得ることができる。 As a result, the display means 56 can display an image over which a wide range, in this embodiment, the entire circumference of 360 ° can be surely viewed, and an image with a safe watching function can be obtained.
また、上記の歪み補正処理は、外部装置17にて表示手段56によって動作させることにより、合成された小さなデータ量の画像のデータ55をダウンロードするのみで実現できるため、通信時間の短縮や、通信品質の安定化が図れる。
In addition, the distortion correction process described above can be realized simply by downloading the
なお、上記一実施形態において、二次電池39の充電作業中に撮像指示信号を受信した場合には、二次電池39が所定容量(例えば満充電など)まで充電されるまでの間待機し、充電した後に撮像モードに移行してもよい。
In the above embodiment, when the imaging instruction signal is received during the charging operation of the
さらに、撮像モード中に例えば電気掃除機11がネットワーク15(アクセスポイント14)との通信の死角に入ってしまった場合など、このネットワーク15と無線LANデバイス52との通信が途切れた場合には、その位置で電気掃除機11を停止させたり、所定位置まで自律走行させた後に電気掃除機11を停止させたりしてもよい。
Furthermore, when communication between the
そして、無線LANデバイス52を用いた無線通信は電力を消費するため、二次電池39の電力を用いている状態、すなわち掃除中などには、無線LANデバイス52による通信を抑制することが好ましい。したがって、掃除モード中に撮像指示信号を受信した場合には、無線LANデバイス52を用いてネットワーク15を介して現在掃除中である旨を使用者に報知し、撮像指示信号を無視するように制御し、電気掃除機11が充電装置に接続されている充電モードまたは待機モード時にのみ、撮像モードへの移行を可能としてもよい。
Since wireless communication using the wireless LAN device 52 consumes power, it is preferable to suppress communication by the wireless LAN device 52 in a state where the power of the
また、外部装置17を介して撮像指示信号を受信したときに撮像モードに移行したが、例えば予め記憶した所定時刻になったときや所定時間毎など、タイマを用いて自動的に撮像モードに移行するようにしてもよい。この場合、所定時刻や所定時間は、図示しないリモコンなどの外部入力手段や入力操作手段の機能を備える表示部34などを介して電気掃除機11(制御手段37)に直接設定してもよいし、外部装置17から遠隔設定してもよい。そして、この構成では、使用者が定期的に撮像したい対象があるときに自動で撮像することが可能となる。
Also, when the imaging instruction signal is received via the
また、撮像指示信号は、二次電池39を充電する充電モード中には無視したが、例えば、充電モード中でもセンサ部31に電力を供給しておき、充電モード中でも撮像指示信号を受け付けるようにすることで、部屋の様子を常時監視できる。
The imaging instruction signal is ignored during the charging mode for charging the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
10 掃除システム
11 電気掃除機
15 ネットワーク
16 データ格納手段としてのサーバ
17 表示装置である外部装置
20 本体ケース
21 掃除部としての電動送風機
23 駆動輪
26 掃除部としてのサイドブラシ
28 掃除部としての回転ブラシ
35 通信部としての通信ユニット
37 制御手段
51 撮像手段としてのカメラ
51a 広角レンズ
52 通信手段としての無線LANデバイス
53 信号処理回路
56 表示手段
62,63 操作入力手段としてのコマ送りボタン
10 Cleaning system
11 Vacuum cleaner
15 network
16 Server as a data storage means
17 External devices that are display devices
20 Main unit case
21 Electric blower as cleaning part
23 Drive wheels
26 Side brush as cleaning part
28 Rotating brush as cleaning part
35 Communication unit as communication unit
37 Control means
51 Cameras as imaging means
51a wide angle lens
52 Wireless LAN devices as communication means
53 Signal processing circuit
56 Display means
62, 63 Frame advance button as operation input means
Claims (12)
この本体ケースを走行可能とする駆動輪と、
この駆動輪の駆動を制御することで前記本体ケースを自律走行させる制御手段と、
被掃除面を掃除する掃除部と、
前記制御手段と接続される通信部とを具備し、
前記通信部は、撮像可能な撮像手段、信号を外部と送受信可能な通信手段、および、この通信手段、前記制御手段および前記撮像手段とそれぞれ電気的に接続され、前記通信手段、前記制御手段および前記撮像手段の間での信号の授受を介在する信号処理回路を備え、前記制御手段と別体である
ことを特徴とした電気掃除機。 A body case,
A drive wheel that allows the main body case to travel,
Control means for autonomously running the main body case by controlling the drive of the drive wheels;
A cleaning section for cleaning the surface to be cleaned;
A communication unit connected to the control means,
The communication unit is electrically connected to an imaging unit capable of imaging, a communication unit capable of transmitting / receiving a signal to / from the outside, and the communication unit, the control unit, and the imaging unit, and the communication unit, the control unit, and A vacuum cleaner comprising a signal processing circuit for intervening transmission / reception of signals between the imaging means and being separate from the control means.
前記撮像手段は、前記本体ケースが所定角度ずつ旋回する毎に画像を撮像する
ことを特徴とした請求項1記載の電気掃除機。 The control means drives the driving wheel to rotate the main body case by a predetermined angle when imaging by the imaging means,
The electric vacuum cleaner according to claim 1, wherein the imaging unit captures an image every time the main body case turns by a predetermined angle.
信号処理回路は、前記撮像手段により撮像した画像のレンズ歪みを補正処理する
ことを特徴とした請求項2記載の電気掃除機。 The imaging means includes a wide-angle lens,
The electric vacuum cleaner according to claim 2, wherein the signal processing circuit corrects lens distortion of the image captured by the imaging unit.
ことを特徴とした請求項3記載の電気掃除機。 The electric vacuum cleaner according to claim 3, wherein the control means drives the driving wheel to rotate the main body case by a predetermined angle less than the angle of view of the imaging means when imaging by the imaging means.
通信手段は、前記信号処理回路により処理された画像のデータを、このデータを保存可能でかつこのデータをネットワーク経由で表示装置によりダウンロード可能なデータ格納手段にネットワーク経由で送信する
ことを特徴とした請求項2ないし4いずれか一記載の電気掃除機。 The signal processing circuit processes the image data,
The communication means transmits the data of the image processed by the signal processing circuit via the network to the data storage means capable of storing the data and downloadable by the display device via the network. The vacuum cleaner as described in any one of Claims 2 thru | or 4.
ことを特徴とした請求項2ないし5いずれか一記載の電気掃除機。 The electric vacuum cleaner according to any one of claims 2 to 5, wherein the signal processing circuit combines a plurality of images picked up by the image pickup unit into a single combined image.
ことを特徴とした請求項6記載の電気掃除機。 The electric vacuum cleaner according to claim 6, wherein the signal processing circuit compresses the composite image data.
表示装置により実行されることで、データ格納手段に保存された画像のデータをダウンロードしてこの画像のデータを加工可能とするプログラムである表示手段と
を具備したことを特徴とした掃除システム。 A vacuum cleaner according to claim 5;
A cleaning system comprising: a display unit that is a program that can be executed by a display device to download image data stored in a data storage unit and process the image data.
ことを特徴とした請求項8記載の掃除システム。 The display means is capable of frame-by-frame feeding by sequentially cutting out images by a predetermined angle in terms of the turning angle of the main body case from the composite image according to the operation input by the operation input means of the external device. The cleaning system according to claim 8.
ことを特徴とした請求項9記載の掃除システム。 The cleaning system according to claim 9, wherein the display means can set the frame advance direction of the cut-out image in both directions.
ことを特徴とした請求項8記載の掃除システム。 The cleaning system according to claim 8, wherein the display means converts the turning angle of the main body case from the synthesized image and cuts out by a predetermined angle and continuously feeds the frames.
ことを特徴とした請求項9ないし11いずれか一記載の掃除システム。 The cleaning system according to any one of claims 9 to 11, wherein the display means corrects distortion of the image of the cut out portion and displays the corrected image on the display device.
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