JP2019101871A - Vacuum cleaner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、本体が走行する領域を示す地図データに基づき設定された予定経路にしたがって走行する電気掃除機に関する。 An embodiment of the present invention relates to a vacuum cleaner that travels according to a planned route set based on map data indicating an area in which the main body travels.
従来、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 electric vacuum cleaner (cleaning robot) is known which cleans a floor surface while autonomously traveling on a floor surface as a surface to be cleaned.
このような電気掃除機において、例えば掃除したい部屋の大きさや形状、および障害物などを地図データに反映して作成(マッピング)し、この作成した地図データを塗り潰すように設定した予定経路にしたがって自律走行するものがある。 In such a vacuum cleaner, for example, the size and shape of a room to be cleaned and obstacles are reflected in map data and created (mapping), and the planned route set to fill the created map data There is one that runs autonomously.
このような走行を実現するためには、自己位置の推定精度が要求されることに加えて、電気掃除機が設定した予定経路どおりに走行することが必要となる。 In order to realize such traveling, it is necessary to travel along the planned route set by the vacuum cleaner, in addition to the requirement of estimation accuracy of the self position.
しかしながら、例えば毛並みが多い絨毯や凹凸段差を有する走行対象面を走行したり、人やペットなどと意図せずに衝突したりすることなどにより、電気掃除機が予定経路どおりに走行できなくなることが想定される。それらの場合、予定経路からずれた位置から予定経路に戻るように走行制御することが考えられるものの、この走行制御では走行済みの領域が歪となって、走行の効率が低下するおそれがある。 However, the electric vacuum cleaner can not travel along the planned route by, for example, traveling on a traveling target surface having a large amount of wool or uneven steps or unintentionally colliding with a person or a pet. is assumed. In these cases, although it is conceivable to control the traveling so as to return to the planned route from a position deviated from the planned route, in this traveling control, the area which has already been traveled is distorted, and the traveling efficiency may be reduced.
本発明が解決しようとする課題は、地図データに基づいて効率よく走行できる電気掃除機を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a vacuum cleaner that can travel efficiently based on map data.
実施形態の電気掃除機は、本体と、走行駆動部と、掃除部と、自己位置推定手段と、走行制御手段と、走行監視手段とを有する。走行駆動部は、本体を走行させる。掃除部は、被掃除部を掃除する。自己位置推定手段は、自己位置を推定する。走行制御手段は、走行駆動部の動作を制御することで本体が走行可能な領域の地図データに基づき設定された走行の予定経路にしたがって本体を領域で走行させる。走行監視手段は、自己位置が走行時に予定経路から外れた位置にあるか否かを監視する。そして、走行制御手段は、走行監視手段による監視に基づき、自己位置が予定経路から外れたことに応じて新たな予定経路を再構築する。 The vacuum cleaner according to the embodiment includes a main body, a traveling drive unit, a cleaning unit, a self position estimation unit, a traveling control unit, and a traveling monitoring unit. The travel drive unit travels the main body. The cleaning unit cleans the cleaned portion. The self position estimation means estimates the self position. The travel control means controls the operation of the travel drive unit to travel the main body in the area according to the planned travel route set based on the map data of the area in which the main body can travel. The traveling monitoring means monitors whether or not the self position is out of the planned route when traveling. Then, the traveling control means reconstructs a new planned route in response to the self position being deviated from the planned route based on the monitoring by the traveling monitoring means.
以下、一実施形態の構成を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, the configuration of one embodiment will be described with reference to the drawings.
図１ないし図５において、11は自律走行体としての電気掃除機である。そして、電気掃除機11は、本実施形態において、被掃除部である走行対象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(掃除ロボット)である。 In FIGS. 1 to 5, reference numeral 11 denotes a vacuum cleaner as an autonomous vehicle. And in this embodiment, the vacuum cleaner 11 is a so-called self-propelled robot cleaner (cleansing the floor surface while autonomously traveling (self-running) on the floor surface as the traveling target surface which is the portion to be cleaned). A robot).
この電気掃除機11は、本体である本体ケース20を備えている。また、この電気掃除機11は、走行駆動部としての駆動輪21を備えている。さらに、この電気掃除機11は、床面の塵埃を掃除する掃除部22を備えている。また、この電気掃除機11は、センサ部23を備えている。さらに、この電気掃除機11は、撮像部24を備えている。また、この電気掃除機11は、コントローラである制御手段としての制御部26を備えている。さらに、この電気掃除機11は、画像を表示する表示部を備えていてもよい。そして、この電気掃除機11は、電源部となる給電用の電池を備えていてもよい。さらに、この電気掃除機11は、外部装置や使用者との間で信号が入出力される入出力部を備えていてもよい。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２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。 The vacuum cleaner 11 includes a main body case 20 which is a main body. The vacuum cleaner 11 also includes a drive wheel 21 as a travel drive unit. Furthermore, the vacuum cleaner 11 is provided with a cleaning unit 22 for cleaning dust on the floor surface. Further, the vacuum cleaner 11 includes a sensor unit 23. Furthermore, the vacuum cleaner 11 includes an imaging unit 24. Moreover, this vacuum cleaner 11 is provided with the control part 26 as a control means which is a controller. Furthermore, this vacuum cleaner 11 may be provided with a display unit for displaying an image. And this vacuum cleaner 11 may be equipped with the battery for electric power feeding which becomes a power supply part. Furthermore, the vacuum cleaner 11 may have an input / output unit through which signals are input / output to / from an external device or a user. Hereinafter, the direction along the traveling direction of the vacuum cleaner 11 (body case 20) will be referred to as the front-rear direction (arrows FR and RR shown in FIG. 2), and the left-right direction The description will be made assuming that both sides) is the width direction.
本体ケース20は、例えば合成樹脂などにより形成されている。この本体ケース20は、各種装置や部品を収納可能な形状に形成されている。この本体ケース20は、例えば扁平な円柱状(円盤状)などに形成されていてもよい。また、この本体ケース20には、集塵口である吸込口31などが床面に対向する下部などに設けられていてもよい。 The main body case 20 is formed of, for example, a synthetic resin. The main body case 20 is formed in a shape that can store various devices and parts. The main body case 20 may be formed, for example, in a flat cylindrical shape (disk shape) or the like. Further, in the main body case 20, the suction port 31 which is a dust collection port or the like may be provided in a lower portion facing the floor surface or the like.
駆動輪21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る。本実施形態では、この駆動輪21は、例えば本体ケース20の左右に一対設けられている。この駆動輪21は、駆動手段としてのモータ33により駆動される。また、この駆動輪21は、本体ケース20に対して、例えば図示しない懸架装置を介して、あるいは自重により、本体ケース20に対して上下動可能に構成されている。したがって、この駆動輪21は、床面の凹凸形状に追従するようになっている。このため、この駆動輪21は、電気掃除機11が床面から持ち上がった場合、あるいは、深い凹段差に入り込んだ場合など、下方からの支持を失った場合に、本体ケース20から下方に突出するようになっている。すなわち、この駆動輪21は、外部の走行対象面(走行面)としての床面に接し、この床面の凹凸に応じて本体ケース20の下部(底面)からの突出量が変化する回転体である。なお、この駆動輪21に代えて、走行駆動部としての無限軌道などを用いることもできる。 The driving wheel 21 travels (autonomously travels) the vacuum cleaner 11 (main case 20) in the forward direction and backward direction on the floor surface, that is, for traveling. In the present embodiment, a pair of drive wheels 21 is provided, for example, on the left and right of the main body case 20. The drive wheel 21 is driven by a motor 33 as drive means. The drive wheel 21 is configured to be vertically movable relative to the main body case 20, for example, via a suspension device (not shown) or by its own weight. Therefore, the drive wheel 21 follows the uneven shape of the floor surface. For this reason, the drive wheel 21 protrudes downward from the main body case 20 when the vacuum cleaner 11 lifts from the floor surface, or when the support from the lower side is lost, such as when the vacuum cleaner 11 gets into a deep concave step. It is supposed to be. That is, this driving wheel 21 is a rotating body which is in contact with the floor surface as an external traveling target surface (traveling surface) and the amount of protrusion from the lower portion (bottom surface) of the main body case 20 changes according to the unevenness of the floor surface. is there. In addition, it can replace with this drive wheel 21, and can also use an endless track etc. as a run drive part.
モータ33は、駆動輪21に対応して配置されている。したがって、本実施形態では、このモータ33は、例えば左右一対設けられている。そして、このモータ33は、各駆動輪21を独立して駆動させることが可能となっている。 The motor 33 is disposed corresponding to the drive wheel 21. Therefore, in the present embodiment, for example, a pair of left and right motors 33 are provided. And this motor 33 can drive each drive wheel 21 independently.
掃除部22は、例えば床面の塵埃を除去するものである。この掃除部22は、例えば床面上の塵埃を吸込口31から集めて捕集したり、床面などを拭き掃除したりする機能を有している。この掃除部22は、吸込口31から空気とともに塵埃を吸い込む電動送風機35と、吸込口31に回転可能に取り付けられて塵埃を掻き上げる回転清掃体としての回転ブラシ36およびこの回転ブラシ36を回転駆動させるブラシモータ37と、本体ケース20の周縁部に回転可能に取り付けられて塵埃を掻き集める旋回清掃部としての補助掃除手段(補助掃除部)であるサイドブラシ38およびこのサイドブラシ38を駆動させるサイドブラシモータ39との少なくともいずれかを備えていてもよい。また、この掃除部22は、吸込口31と連通して塵埃を溜める集塵部40を備えていてもよい。そして、この掃除部22は、本体ケース20に対して所定幅WD(図７)の床面を掃除するように構成されている。本実施形態においては、本体ケース20の前側両側部に配置されたサイドブラシ38，38の外側部間の距離が掃除可能な床面の所定幅WDとなっている。すなわち、この掃除部22は、電気掃除機11が走行することで、床面において、走行方向に対し所定幅WD(図７)の帯状の領域を掃除するように構成されている。 The cleaning unit 22 is, for example, for removing dust on the floor surface. The cleaning unit 22 has, for example, a function of collecting and collecting dust on the floor surface from the suction port 31, and wiping and cleaning the floor surface and the like. The cleaning unit 22 includes an electric blower 35 for sucking dust with air from the suction port 31, a rotary brush 36 as a rotary cleaning body rotatably attached to the suction port 31 and scraping the dust, and rotationally driving the rotary brush 36 Brush motor 37, a side brush 38 as an auxiliary cleaning means (auxiliary cleaning portion) as a pivot cleaning portion rotatably attached to the peripheral portion of the main body case 20 and scraping dust, and a side for driving the side brush 38 At least one of the brush motor 39 may be provided. In addition, the cleaning unit 22 may include a dust collection unit 40 communicating with the suction port 31 to store dust. The cleaning unit 22 is configured to clean the floor surface of the predetermined width WD (FIG. 7) with respect to the main body case 20. In the present embodiment, the distance between the outer side portions of the side brushes 38 disposed on the front side both side portions of the main body case 20 is the predetermined width WD of the floor surface which can be cleaned. That is, the cleaning unit 22 is configured to clean a band-like region having a predetermined width WD (FIG. 7) in the traveling direction on the floor surface as the vacuum cleaner 11 travels.
センサ部23は、電気掃除機11(本体ケース20)の走行をサポートする各種の情報をセンシングするものである。より具体的に、このセンサ部23は、例えば床面の凹凸状態(段差)や、電気掃除機11の走行の障害となる壁あるいは障害物、床面の塵埃量などをセンシングするものである。このセンサ部23は、例えば障害物検出手段としての赤外線センサあるいは超音波センサや、吸込口31から集塵部40に吸い込む塵埃量を検出する塵埃量センサ(ごみセンサ)などを備えていてもよい。また、このセンサ部23は、駆動輪21が本体ケース20に対して下方に所定以上突出したことを検出する浮き上がり検出手段としての浮き上がりセンサを備えていてもよい。この浮き上がりセンサは、例えば駆動輪21が本体ケース20に対して下方に所定以上突出した位置でオンオフが切り換わるマイクロスイッチなどにより構成されていてもよい。さらに、このセンサ部23は、電気掃除機11(本体ケース20)の振動などを検出する、振動検出手段としてのジャイロセンサ、加速度センサ、あるいは所定部材の変位を検出するセンサなど、各種の振動センサを備えていてもよい。したがって、電気掃除機11は、障害物検出手段としての赤外線センサあるいは超音波センサを備えてもよい。また、電気掃除機11は、塵埃量センサ(ごみセンサ)を備えていてもよい。さらに、電気掃除機11は、浮き上がり検出手段としての浮き上がりセンサを備えていてもよい。また、電気掃除機11は、振動検出手段としてのジャイロセンサ、加速度センサ、あるいは所定部材の変位を検出するセンサなど、各種の振動センサを備えていてもよい。 The sensor unit 23 senses various types of information for supporting the traveling of the vacuum cleaner 11 (main body case 20). More specifically, the sensor unit 23 senses, for example, an uneven state (step) of the floor surface, a wall or an obstacle which hinders the traveling of the vacuum cleaner 11, an amount of dust on the floor surface, and the like. The sensor unit 23 may include, for example, an infrared sensor or an ultrasonic sensor as an obstacle detection unit, or a dust amount sensor (dust sensor) that detects the amount of dust sucked into the dust collection unit 40 from the suction port 31. . In addition, the sensor unit 23 may be provided with a floating sensor as a floating detection unit that detects that the drive wheel 21 protrudes downward with respect to the main body case 20 by a predetermined amount or more. The floating sensor may be configured by, for example, a micro switch that switches on and off at a position where the drive wheel 21 protrudes downward with respect to the main body case 20 by a predetermined amount or more. Furthermore, the sensor unit 23 detects various vibrations of the vacuum cleaner 11 (main body case 20), and various sensors such as a gyro sensor as a vibration detecting means, an acceleration sensor, or a sensor detecting a displacement of a predetermined member. May be provided. Therefore, the vacuum cleaner 11 may be provided with an infrared sensor or an ultrasonic sensor as obstacle detection means. Moreover, the vacuum cleaner 11 may be equipped with a dust amount sensor (garbage sensor). Furthermore, the vacuum cleaner 11 may be provided with a lift sensor as lift detection means. Moreover, the vacuum cleaner 11 may be equipped with various vibration sensors, such as a gyro sensor as a vibration detection means, an acceleration sensor, or a sensor for detecting a displacement of a predetermined member.
撮像部24は、撮像手段(撮像部本体)としてのカメラ51を備えている。また、この撮像部24は、検出補助手段(検出補助部)としてのランプ53を備えていてもよい。したがって、電気掃除機11は、撮像手段(撮像部本体)としてのカメラ51を備えている。また、電気掃除機11は、検出補助手段(検出補助部)としてのランプ53を備えていてもよい。 The imaging unit 24 includes a camera 51 as an imaging unit (imaging unit main body). In addition, the imaging unit 24 may include a lamp 53 as a detection assistance unit (detection assistance unit). Therefore, the vacuum cleaner 11 is provided with the camera 51 as an imaging means (imaging part main body). Moreover, the vacuum cleaner 11 may be equipped with the lamp | ramp 53 as a detection assistance means (detection assistance part).
カメラ51は、本体ケース20の走行方向である前方に向けられており、本体ケース20が載置される床面と平行な方向に対して、所定の水平画角(例えば１０５°など)でデジタルの画像(動画)を撮像するデジタルカメラである。このカメラ51は、単数でも複数でもよい。本実施形態では、カメラ51は、左右一対設けられている。また、これらカメラ51，51は、互いの撮像範囲(視野)が重なっている。そのため、これらカメラ51，51により撮像される画像は、その撮像領域が左右方向にラップしている。なお、カメラ51により撮像する画像は、例えば可視光領域のカラー画像や白黒画像でもよいし、赤外線画像でもよい。 The camera 51 is directed forward, which is the traveling direction of the main body case 20, and is digital at a predetermined horizontal angle of view (for example, 105 ° or the like) with respect to a direction parallel to the floor surface on which the main body case 20 is mounted. The digital camera captures an image (moving image) of The camera 51 may be singular or plural. In the present embodiment, a pair of cameras 51 is provided. In addition, the imaging ranges (fields of vision) of these cameras 51 and 51 overlap each other. Therefore, in the images captured by the cameras 51, 51, the imaging region is lapped in the left-right direction. The image captured by the camera 51 may be, for example, a color image or a black and white image of a visible light region, or an infrared image.
ランプ53は、カメラ51の撮像方向を照明することで撮像に必要となる明るさを得るものである。このランプ53は、各カメラ51に対応して設けられている。すなわち、ランプ53は、例えば一対設けられている。これらランプ53は、例えばＬＥＤなどが用いられる。これらランプ53は、必須の構成ではない。 The lamp 53 illuminates the imaging direction of the camera 51 to obtain the brightness required for imaging. The lamp 53 is provided corresponding to each camera 51. That is, for example, a pair of lamps 53 is provided. For example, an LED or the like is used as these lamps 53. These lamps 53 are not essential components.
制御部26は、例えば制御手段本体(制御部本体)であるＣＰＵやＲＯＭおよびＲＡＭなどを備えるマイコンが用いられる。この制御部26は、駆動輪21(モータ33)を駆動させる走行制御手段である走行制御部61を備えている。また、この制御部26は、掃除部22と電気的に接続される掃除制御手段である掃除制御部62を備えている。さらに、この制御部26は、センサ部23と電気的に接続されるセンサ制御手段であるセンサ接続部63を備えている。また、この制御部26は、撮像部24と電気的に接続される検出部64を備えている。さらに、この制御部26は、自己位置推定手段である推定部65を備えている。また、この制御部26は、マッピング手段(マッピング部)である地図作成部66を備えている。さらに、この制御部26は、走行監視手段である監視部67を備えている。また、この制御部26は、記憶手段(記憶部)としてのメモリ68を備えていてもよい。さらに、この制御部26は、電池と電気的に接続されている。また、この制御部26は、電池の充電を制御する充電制御部を備えていてもよい。したがって、電気掃除機11は、走行制御手段である走行制御部61を備えている。また、電気掃除機11は、掃除制御手段である掃除制御部62を備えている。さらに、電気掃除機11は、センサ制御手段であるセンサ接続部63を備えている。また、電気掃除機11は、障害物検出部である検出部64を備えている。さらに、電気掃除機11は、自己位置推定手段である推定部65を備えている。また、電気掃除機11は、マッピング手段(マッピング部)である地図作成部66を備えている。さらに、電気掃除機11は、走行監視手段である監視部67を備えている。また、電気掃除機11は、記憶手段としてのメモリ68を備えていてもよい。さらに、電気掃除機11は、電池の充電を制御する充電制御部を備えていてもよい。 The control unit 26 is, for example, a microcomputer including a CPU as a control unit main body (control unit main body), a ROM, a RAM, and the like. The control unit 26 includes a travel control unit 61 that is a travel control unit that drives the drive wheel 21 (motor 33). The control unit 26 further includes a cleaning control unit 62 that is a cleaning control unit electrically connected to the cleaning unit 22. Further, the control unit 26 includes a sensor connection unit 63 which is sensor control means electrically connected to the sensor unit 23. The control unit 26 further includes a detection unit 64 electrically connected to the imaging unit 24. Furthermore, the control unit 26 includes an estimation unit 65 which is a self-position estimation unit. The control unit 26 further includes a map creating unit 66 which is a mapping unit (mapping unit). Furthermore, the control unit 26 includes a monitoring unit 67 which is a travel monitoring unit. The control unit 26 may also include a memory 68 as a storage unit (storage unit). Furthermore, the control unit 26 is electrically connected to the battery. The control unit 26 may also include a charge control unit that controls charging of the battery. Therefore, the vacuum cleaner 11 is provided with the traveling control part 61 which is a traveling control means. Moreover, the vacuum cleaner 11 is equipped with the cleaning control part 62 which is a cleaning control means. Furthermore, the vacuum cleaner 11 is provided with the sensor connection part 63 which is a sensor control means. Moreover, the vacuum cleaner 11 is provided with the detection part 64 which is an obstruction detection part. Furthermore, the vacuum cleaner 11 is provided with the estimation part 65 which is a self-position estimation means. Moreover, the vacuum cleaner 11 is equipped with the map preparation part 66 which is a mapping means (mapping part). Furthermore, the vacuum cleaner 11 is provided with the monitoring part 67 which is a traveling monitoring means. Moreover, the vacuum cleaner 11 may be equipped with the memory 68 as a memory | storage means. Furthermore, the vacuum cleaner 11 may be equipped with the charge control part which controls charge of a battery.
走行制御部61は、モータ33の駆動を制御する、すなわち、モータ33に流れる電流の大きさおよび向きを制御することにより、モータ33を正転、あるいは逆転させることで、モータ33の駆動を制御し、モータ33の駆動を制御することで駆動輪21の駆動を制御するものである。この走行制御部61は、電気掃除機11が配置されて走行可能な領域である走行領域を示す(走行領域に対応する)地図データに基づいてこれから走行する予定の走行経路、すなわち予定経路を設定し、駆動輪21(モータ33)の駆動を制御することで、この予定経路にしたがって本体ケース20(電気掃除機11)を走行領域で自律走行させる走行モードを備えている。この走行制御部61により設定する予定経路としては、地図データ中の走行可能(掃除可能)な領域(障害物や段差などの走行不能な領域を除く領域)を最短の走行距離で走行できる経路、例えば電気掃除機11(本体ケース20)が可能な限り直進する(方向転換が最も少ない)経路、障害物となる物体への接触が少ない経路、あるいは、同じ箇所を重複して走行する回数が最小となる経路など、効率的に走行(掃除)を行うことができるように設定される。すなわち、走行制御部61は、走行済み(掃除済み)領域を避けて予定経路を設定することができる。なお、本実施形態において、電気掃除機11が走行可能な領域は実質的に掃除部22による掃除対象となる領域であるから、走行領域は掃除対象領域と同一となっている。 The traveling control unit 61 controls the drive of the motor 33, that is, controls the magnitude and direction of the current flowing through the motor 33 to control the drive of the motor 33 by rotating the motor 33 forward or reverse. The drive of the drive wheel 21 is controlled by controlling the drive of the motor 33. The traveling control unit 61 sets a traveling route to be traveled from now on, that is, a planned route based on map data (corresponding to the traveling region) indicating a traveling region which is a region where the vacuum cleaner 11 is disposed and can travel. By controlling the drive of the drive wheel 21 (motor 33), a travel mode is provided in which the main body case 20 (the vacuum cleaner 11) is autonomously traveled in the travel area according to the planned route. As a planned route set by the travel control unit 61, a route which can travel at the shortest travel distance in a travelable (cleanable) region (a region excluding travel impossible regions such as obstacles and steps) in map data, For example, the path where the vacuum cleaner 11 (body case 20) travels straight as much as possible (the least change of direction), the path where contact with an object as an obstacle is less, or the number of times the same location is traveled redundantly is the least It is set so that traveling (cleaning) can be performed efficiently, such as the route which becomes That is, the traveling control unit 61 can set the planned route avoiding the traveled (cleaned) area. In addition, in this embodiment, since the area | region which can travel the vacuum cleaner 11 is an area | region which becomes the cleaning object by the cleaning part 22 substantially, a traveling area is the same as the area | region for cleaning.
例えば、上記の走行モードとしては、走行領域をジグザグ状の走行パターンを繰り返す経路に沿って自律走行するジグザグ走行モードとする。ここで、ジグザグ状の自律走行(ジグザグ走行)とは、走行領域において所定の一方向に平行な方向に沿って往復走行を繰り返しながら一方向と交差(直交)する他方向に順次進んで走行領域(掃除対象領域)を塗り潰すように自律走行することをいう。すなわち、ジグザグ状の自律走行とは、走行領域において所定の方向に往復を繰り返しながら、この所定の方向と交差(直交)する方向に向かって進んでいく走行動作をいう。より詳細に、ジグザグ状の自律走行とは、所定の一方向に沿って走行し、その方向に対して交差(直交)する他方向に走行し、所定の一方向に沿って反対方向に走行し、その方向に対して交差(直交)する他方向に走行し、…という走行を順次繰り返す、いわば矩形波状の経路に沿って走行する走行動作をいう。例えば図６ないし図１２においては、ジグザグ走行モードとして、走行領域を図中の上下方向に往復しつつ左から右に向かって順次進むように走行する例を挙げて説明している。すなわち、これら図中においては、電気掃除機11の位置に対して図中の左側が走行済み領域、図中の右側が未走行領域となっている。そして、このジグザグ走行モードにおいて、走行制御部61は、例えば地図データから複数の経由点を設定し、これら経由点を直線状に結ぶことで全体としてジグザグ状の予定経路を設定することができる。なお、走行制御部61は、ジグザグ走行モードの他に、その他の予定経路を設定する走行モードを別途備えていてもよい。 For example, the traveling mode is a zigzag traveling mode in which the traveling region travels autonomously along a route repeating a zigzag traveling pattern. Here, in the traveling region, the autonomous traveling (zigzag traveling) is a traveling region in which traveling is sequentially performed in the other direction crossing (orthogonal to) one direction while repeating reciprocating traveling along a direction parallel to a predetermined one direction in the traveling region. It means running autonomously to fill up the area to be cleaned. In other words, the zigzag autonomous traveling refers to traveling operation that travels in a direction crossing (orthogonal to) the predetermined direction while repeating reciprocation in the predetermined direction in the traveling region. More specifically, the zigzag autonomous traveling is traveling along a predetermined one direction, traveling in the other direction crossing (orthogonal to) that direction, and traveling in the opposite direction along the predetermined one direction. It travels in the other direction that crosses (orthogonal to) that direction, and repeats traveling of ... sequentially, that is, traveling operation along a so-called rectangular wave-like route. For example, in FIGS. 6 to 12, an example is described in which, as the zigzag travel mode, travel is performed so as to sequentially advance from left to right while reciprocating in the vertical direction in the drawing. That is, in these figures, the left side in the figure is the traveled area with respect to the position of the vacuum cleaner 11, and the right side in the figure is the untraveled area. Then, in this zigzag traveling mode, the traveling control unit 61 can set a plurality of planned routes, for example, by setting a plurality of via points from map data and connecting these via points linearly. In addition to the zigzag travel mode, the travel control unit 61 may separately include a travel mode for setting other planned routes.
上記の通り、走行制御部61は、電気掃除機11がこれから走行する経路である予定経路を設定するとともに、後述の監視部67からの情報を受けて、一旦設定した予定経路を走行中に再構築することもできる。この予定経路の再構築については後述する。 As described above, the travel control unit 61 sets a planned route, which is a route along which the vacuum cleaner 11 is to travel, and receives information from the monitoring unit 67 described later, and reruns the planned route once it has been set. It can also be built. The reconstruction of this planned route will be described later.
掃除制御部62は、掃除部22の動作を制御するものである。本実施形態において、この掃除制御部62は、電動送風機35、ブラシモータ37およびサイドブラシモータ39の駆動を制御する、すなわち、電動送風機35、ブラシモータ37、および、サイドブラシモータ39の通電量をそれぞれ別個に制御することで、これら電動送風機35、ブラシモータ37(回転ブラシ36)、および、サイドブラシモータ39(サイドブラシ38)の駆動を制御する。 The cleaning control unit 62 controls the operation of the cleaning unit 22. In the present embodiment, the cleaning control unit 62 controls the drive of the electric blower 35, the brush motor 37 and the side brush motor 39, that is, the amount of energization of the electric blower 35, the brush motor 37 and the side brush motor 39 By separately controlling them, the drive of the electric blower 35, the brush motor 37 (rotating brush 36), and the side brush motor 39 (side brush 38) is controlled.
センサ接続部63は、センサ部23による検出結果を取得するものである。 The sensor connection unit 63 is for acquiring the detection result by the sensor unit 23.
検出部64は、カメラ51により撮像された画像を利用して、電気掃除機11と周囲の物体(電気掃除機11の走行の障害となる壁や家具など)との距離を検出し、電気掃除機11(本体ケース20)からの距離を算出した物体が障害物であるかどうかを判定するように構成されている。この検出部64は、既知の方法を用いて、カメラ51により撮像した画像と、カメラ51間の距離とに基づいて電気掃除機11と周囲の物体との距離を計算するように構成されている。 The detection unit 64 detects the distance between the vacuum cleaner 11 and a surrounding object (such as a wall or furniture that interferes with the travel of the vacuum cleaner 11) using the image captured by the camera 51, and performs the electric cleaning It is comprised so that it may be judged whether the object which calculated distance from machine 11 (body case 20) is an obstacle. The detection unit 64 is configured to calculate the distance between the vacuum cleaner 11 and the surrounding object based on the image captured by the camera 51 and the distance between the cameras 51 using a known method. .
図４を参照して、カメラ51，51から周囲の物体までの距離を検出する技術の概要を説明する。まず、左右一対で設けられた２つのカメラ51，51のうち一方の撮像画像G1において、距離検出の対象となる物体Ｏで位置が一意に定まる特徴点SP(角部など)を複数抽出する。この撮像画像G1を撮影したカメラ51から焦点距離ｆだけ離れた位置に撮像座標平面を設定すると、三次元の座標空間では、カメラ51の中心と撮像座標平面上の各特徴点とを結んだ延長線上に物体Ｏの特徴点SPが存在するはずである。同様のことを２つのカメラ51，51のうち他方の撮像画像G2を用いて行えば、こちらの撮像座標平面上の各特徴点を結んだ延長線上にも物体Ｏの特徴点SPが存在するはずである。したがって、物体Ｏの特徴点SPの三次元座標空間における座標は、２つの撮像座標平面それぞれを通過する延長線上の交わる位置として一意に定めることができる。さらに、２つのカメラ51，51間の距離ｌに基づくことで、カメラ51，51から物体Ｏの各特徴点SPまでの実際の空間における距離を取得することができる。このような処理を撮像範囲全体で行うことで、カメラ51，51から周囲の物体までの距離情報を撮像画像に付加した距離画像(いわゆる視差画像)を得ることができる。 An outline of a technique for detecting the distance from the camera 51, 51 to the surrounding object will be described with reference to FIG. First, in one captured image G1 of the two cameras 51, 51 provided as a left-right pair, a plurality of feature points SP (corners etc.) whose positions are uniquely determined for the object O to be subjected to distance detection are extracted. When the imaging coordinate plane is set at a position separated by the focal distance f from the camera 51 that captured this captured image G1, in a three-dimensional coordinate space, an extension connecting the center of the camera 51 and each feature point on the imaging coordinate plane A feature point SP of the object O should exist on the line. If the same thing is performed using the other captured image G2 of the two cameras 51, 51, the feature point SP of the object O should be present on an extension connecting each feature point on the image capture coordinate plane here. It is. Therefore, the coordinates in the three-dimensional coordinate space of the feature point SP of the object O can be uniquely determined as the intersecting position on the extension passing through each of the two imaging coordinate planes. Furthermore, based on the distance l between the two cameras 51, 51, the distance in the actual space from the cameras 51, 51 to each feature point SP of the object O can be acquired. By performing such a process on the entire imaging range, it is possible to obtain a distance image (so-called parallax image) in which distance information from the cameras 51 and 51 to surrounding objects is added to the captured image.
図５は、一方のカメラ51による撮像画像G1(図５(a))と、他方のカメラ51による撮像画像G2(図５(b))とに基づいて、距離画像GL(図５(c))を生成した例を示している。図５(c)に例示する距離画像GLでは、明度が高いほど(紙面では白いほど)カメラ51からの距離が近いことを示している。例えばこの距離画像GLの下部は全幅に亘って白くなっており、また下部ほど白さが増して、カメラ51からの距離が近くなっていることから、電気掃除機11が置かれた床面であることが分かる。また、距離画像GL中、全体が同じくらいの白さで所定形状のものは１つの物体として検出することができ、図示する例では物体Ｏである。上述したように、カメラ51，51から物体Ｏまでの距離は取得されているので、距離画像GL中の幅Ｗ、高さＨに基づき、物体Ｏの実際の幅、高さを知ることもできる。このような情報に加えてカメラ51，51の撮像方向や電気掃除機11の進行方向を考慮すれば、物体Ｏが電気掃除機11の走行の障害となる障害物か否かを判断することも可能となる。 FIG. 5 shows a distance image GL (FIG. 5 (c)) based on a captured image G1 (FIG. 5 (a)) by one camera 51 and a captured image G2 (FIG. 5 (b)) by the other camera 51. An example of generating) is shown. In the distance image GL illustrated in FIG. 5C, it is shown that the distance from the camera 51 is closer as the lightness is higher (the whiter in the drawing). For example, the lower part of the distance image GL is white over the entire width, and the white part increases in the lower part, and the distance from the camera 51 is closer, so the floor surface on which the vacuum cleaner 11 is placed I know that there is. Further, in the distance image GL, the whole of the whiteness and the predetermined shape can be detected as one object, which is the object O in the illustrated example. As described above, since the distances from the cameras 51 and 51 to the object O are acquired, it is possible to know the actual width and height of the object O based on the width W and the height H in the distance image GL. . In consideration of the imaging direction of the cameras 51 and 51 and the traveling direction of the vacuum cleaner 11 in addition to such information, it is also possible to determine whether the object O is an obstacle that hinders the traveling of the vacuum cleaner 11 or not. It becomes possible.
すなわち、この検出部64は、例えばカメラ51により所定の画像範囲(例えば本体ケース20の幅および高さに対応して設定された画像範囲)中に撮像されている物体の距離を、予め設定された、あるいは可変設定された閾値である設定距離と比較し、この設定距離以下の距離(電気掃除機11(本体ケース20)からの距離)に位置する物体を障害物であると判定するように構成されている。したがって、この検出部64は、カメラ51により撮像された画像に基づいて本体ケース20からの距離を算出した物体が障害物であるかどうかを判定する障害物判定部の機能を備えている。 That is, the detection unit 64 sets, in advance, the distance of an object imaged in a predetermined image range (for example, an image range set corresponding to the width and height of the main body case 20) by the camera 51, for example. In order to determine an object located at a distance equal to or less than this set distance (a distance from the vacuum cleaner 11 (body case 20)) as an obstacle in comparison with a set distance which is a threshold set variably or variably It is configured. Therefore, the detection unit 64 has a function of an obstacle determination unit that determines whether an object whose distance from the main body case 20 is calculated based on the image captured by the camera 51 is an obstacle.
なお、カメラ51による撮像画像を用いて周囲の物体までの距離を検出する技術については周知であるから、上述以上の詳しい説明は省略するが、上述のように２つのカメラ51，51(いわゆるステレオカメラ)を用いることに限られず、１つのカメラによっても、複数位置からの撮像画像を用いることで視差を利用して距離情報を得ることができる。 In addition, since a technique for detecting a distance to a surrounding object using a captured image by the camera 51 is well known, detailed description above is omitted, but as described above, two cameras 51, 51 (so-called stereo Not limited to using a camera, distance information can be obtained using parallax by using captured images from a plurality of positions even with one camera.
また、この検出部64は、例えばカメラ51により撮像された生画像のレンズの歪み補正やノイズの除去、コントラスト調整、および画像中心の一致化などの一次画像処理をする画像補正機能を備えていてもよい。また、この検出部64は、カメラ51やランプ53の駆動を制御する撮像制御部の機能を備えていてもよい。 Further, the detection unit 64 has an image correction function of performing primary image processing such as distortion correction of a lens of a raw image picked up by the camera 51, removal of noise, contrast adjustment, and matching of the image center. It is also good. In addition, the detection unit 64 may have a function of an imaging control unit that controls the driving of the camera 51 and the lamp 53.
この検出部64による判定すなわち障害物の検出処理は、例えばカメラ51により撮像した画像の所定フレーム毎に実行することができる。このため、この検出処理は、例えば約０．０３秒毎などの短時間のうちに繰り返し実行されてもよい。また、この検出処理は、電気掃除機11が走行している間、継続的に実行されてもよい。 The determination by the detection unit 64, that is, the detection process of the obstacle can be performed, for example, for each predetermined frame of the image captured by the camera 51. Therefore, this detection process may be repeatedly performed in a short time, for example, about every 0.03 seconds. Also, this detection process may be performed continuously while the vacuum cleaner 11 is traveling.
推定部65は、検出部64により検出された本体ケース20の周囲の形状(障害物となる物体の距離および高さ)に基づき走行領域における電気掃除機11の自己位置を推定するものである。具体的に、この推定部65は、カメラ51により撮像した画像中の物体の特徴点の三次元座標に基づき、走行領域における電気掃除機11の自己位置を推定する。 The estimation unit 65 estimates the self position of the vacuum cleaner 11 in the traveling region based on the shape (the distance and the height of an object serving as an obstacle) around the main body case 20 detected by the detection unit 64. Specifically, the estimation unit 65 estimates the self position of the vacuum cleaner 11 in the traveling region based on the three-dimensional coordinates of the feature points of the object in the image captured by the camera 51.
地図作成部66は、カメラ51により撮像された画像に基づいて検出部64により検出された本体ケース20の周囲の形状(障害物となる物体の距離および高さ)に基づき、走行可能な走行領域を示す地図(マップ)データを作成(マッピング)するものである。具体的に、この地図作成部66は、カメラ51により撮像された画像中の物体の特徴点の三次元座標に基づき、検出部64により検出された走行領域内に位置する物体(障害物)などの位置関係および高さを記す地図を作成する。換言すれば、この地図作成部66は、検出部64により判定された物体(障害物)の形状、位置関係および高さを反映した地図データを作成する。この地図データは、例えば所定の座標系(例えば直交座標系)上に作成される。より詳細に、この地図データは、例えばこの座標系に基づき設定されるメッシュを基本単位として作成される。したがって、この地図データには、この座標系を構成する、互いに交差(直交)する基準方向が設定され、この基準方向に基づいて地図データが作成される。この地図作成部66により作成した地図データは、メモリ68に記憶することができる。なお、この地図作成部66は、すでに作成した地図データ中の障害物などの形状や配置と検出部64により検出された周囲の形状や配置とが一致しない場合には、地図データを適宜補正することができる。 The map generation unit 66 can travel in a travelable area based on the shape (distance and height of an object to be an obstacle) detected by the detection unit 64 based on the image captured by the camera 51. To create (map) data indicating. Specifically, based on the three-dimensional coordinates of the feature points of the object in the image captured by the camera 51, the map creating unit 66 determines an object (obstacle) or the like located in the traveling area detected by the detecting unit 64. Create a map that describes the location and height of the In other words, the map creating unit 66 creates map data reflecting the shape, positional relationship, and height of the object (obstacle) determined by the detecting unit 64. This map data is created, for example, on a predetermined coordinate system (for example, an orthogonal coordinate system). More specifically, this map data is created, for example, with a mesh set based on this coordinate system as a basic unit. Therefore, in the map data, reference directions intersecting (orthogonal) with each other which constitute the coordinate system are set, and map data is created based on the reference directions. The map data created by the map creation unit 66 can be stored in the memory 68. When the shape or arrangement of an obstacle or the like in the already generated map data does not match the shape or arrangement of the surroundings detected by the detection unit 64, the map generation unit 66 appropriately corrects the map data. be able to.
そして、これら推定部65による自己位置推定処理および地図作成部66による地図データの作成処理および補正処理には、既知のＳＬＡＭ(simultaneous localization and mapping)技術を用いることができる。したがって、これら推定部65および地図作成部66は、一体に構成されていてもよい。また、これらの処理は、例えばそれぞれカメラ51により撮像した同一の画像データに基づいて実行されてもよい。これらの処理は、例えばカメラ51により撮像した画像の所定フレーム毎に実行することができる。これらの処理周期は、検出部64による障害物の検出処理と同じでもよいし、異なっていてもよい。このため、これらの処理は、例えば約０．１秒毎などの短時間のうちに繰り返し実行されてもよい。また、これらの処理は、電気掃除機11が走行している間、継続的に実行されてもよい。さらに、推定部65による自己位置推定処理は、累積誤差によって精度が低下することも想定されるため、例えばジグザグ走行モードにおいては、方向転換する際に地図データと推定した自己位置とを照合することで自己位置推定の精度をチェックするようにしてもよい。仮に推定した自己位置が地図データと一致しない場合、すなわち自己位置をいわば見失ってしまった場合には、電気掃除機11は所定の動作、例えばその場で３６０°旋回してカメラ51により周囲の画像を取得するなどの動作をすることで、推定部65により自己位置を再取得してもよい。 Then, for the self-position estimation processing by the estimation unit 65 and the creation processing and correction processing of the map data by the map creation unit 66, known simultaneous localization and mapping (SLAM) technology can be used. Therefore, the estimation unit 65 and the map creation unit 66 may be integrally configured. Also, these processes may be performed based on the same image data captured by the camera 51, for example. These processes can be performed, for example, for each predetermined frame of the image captured by the camera 51. These processing cycles may be the same as or different from the detection processing of an obstacle by the detection unit 64. For this reason, these processes may be repeatedly performed in a short time, for example, about every 0.1 second. Moreover, these processes may be performed continuously, while the vacuum cleaner 11 is drive | working. Further, in the self-position estimation processing by the estimation unit 65, it is assumed that the accuracy is reduced due to the accumulated error, so for example, in the zigzag traveling mode, the map data and the estimated self-position should be checked when turning. The accuracy of the self-position estimation may be checked by If the estimated self position does not match the map data, ie, if the self position is lost, the vacuum cleaner 11 performs a predetermined operation, for example, turns 360 ° in place and the surrounding image is captured by the camera 51. The estimation unit 65 may reacquire the self position by performing an operation such as acquiring.
なお、上述のＳＬＡＭ技術、すなわち、周囲をセンシングして走行可能な領域を示す地図データを作成するとともに、その地図データにおける電気掃除機11の自己位置を取得する技術は、上述のようにカメラ51の撮像画像を利用する方法に限られない。例えば、赤外線センサを利用したり、角速度センサと加速度センサとを併用したりして周囲をセンシングする方法もあり、ＳＬＡＭ技術についても特定の方法に限らず、各種の方法を用いることができる。 The above-described SLAM technique, that is, a technique for sensing the surroundings and creating map data indicating a travelable area, and acquiring the self position of the vacuum cleaner 11 in the map data is the camera 51 as described above. It is not limited to the method of using the captured image of. For example, there is also a method of sensing the surroundings by using an infrared sensor or using an angular velocity sensor and an acceleration sensor in combination, and the SLAM technology is not limited to a specific method, and various methods can be used.
監視部67は、電気掃除機11の自己位置が、走行時に、走行制御部61により設定された予定経路から外れた位置(予定経路に対してずれた位置)にあるか否かを監視するものである。この監視部67による自己位置の監視については後述する。 The monitoring unit 67 monitors whether the self-position of the vacuum cleaner 11 is at a position deviated from the planned route set by the traveling control unit 61 (a position deviated from the planned route) during traveling. It is. The monitoring of the self position by the monitoring unit 67 will be described later.
メモリ68は、例えばフラッシュメモリなどの不揮発性のものが用いられる。このメモリ68には、地図作成部66により作成された地図データとともに、この地図データにおける走行済み(掃除済み)領域が記憶される。そして、地図データに対応する走行領域中の各座標位置(例えば地図データの座標系に基づき設定されるメッシュ)を通過した回数がメモリ68に記憶されることで、１回の掃除中において、その位置を走行済み(掃除済み)であるか否か、および、その位置を何回走行したかをメモリ68に記憶することができる。なお、このメモリ68には、複数の走行領域に対応して複数の地図データがそれぞれ記憶されてもよい。 The memory 68 is, for example, a non-volatile memory such as a flash memory. In this memory 68, together with the map data created by the map creation unit 66, a traveled (cleaned) area in this map data is stored. Then, the number of times of passing through each coordinate position (for example, a mesh set based on the coordinate system of the map data) in the travel area corresponding to the map data is stored in the memory 68, so that during one cleaning. It can be stored in the memory 68 whether the position has been traveled (cleaned) and how many times the position has been traveled. A plurality of map data may be stored in the memory 68 correspondingly to a plurality of travel areas.
入出力部は、図示しないリモコンなどの外部装置から送信される制御コマンドや、本体ケース20に設けられたスイッチ、あるいはタッチパネルなどの入力手段から入力される制御コマンドを取得するとともに、例えば電池の充電用の図示しない充電装置などに対して信号を送信するものである。 The input / output unit acquires a control command transmitted from an external device such as a remote control (not shown), a control command input from a switch provided on the main body case 20, or an input unit such as a touch panel. Signal is transmitted to a charging device (not shown) or the like.
電池は、掃除部22、センサ部23、撮像部24、および、制御部26などに給電するものである。この電池としては、本実施形態において、例えば充電可能な二次電池が用いられる。このため、本実施形態では、例えば本体ケース20の外部に、電池を充電するための図示しない充電端子が露出して配置されていてもよい。 The battery supplies power to the cleaning unit 22, the sensor unit 23, the imaging unit 24, the control unit 26, and the like. In this embodiment, for example, a rechargeable secondary battery is used as this battery. For this reason, in the present embodiment, for example, a charge terminal (not shown) for charging the battery may be exposed and arranged outside the main body case 20.
次に、上記一実施形態の動作を説明する。 Next, the operation of the above embodiment will be described.
まず、電気掃除機11による掃除の開始から終了までの概略を説明する。電気掃除機11は、掃除を開始すると、メモリ68に記憶された地図データに基づいて走行しつつ床面を掃除し、地図データを随時更新していく。また、走行中に、自己位置が設定された予定経路から外れた場合には、設定されていた予定経路に沿った新たな予定経路を再構築する(リカバリ動作)。そして、掃除が終了すると、電気掃除機11は、例えば充電装置などへと帰還した後、電池の充電作業に移行する。 First, the outline from the start to the end of the cleaning by the vacuum cleaner 11 will be described. When cleaning is started, the vacuum cleaner 11 cleans the floor surface while traveling based on the map data stored in the memory 68, and updates the map data as needed. In addition, if the self-location deviates from the set planned route during traveling, a new planned route along the set planned route is reconstructed (recovery operation). Then, when cleaning is completed, the vacuum cleaner 11 returns to, for example, a charging device or the like, and then shifts to a battery charging operation.
上記の制御をより具体的に説明すると、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や、リモコンまたは外部装置によって送信された掃除開始の制御コマンドを入出力部によって受信したときなどのタイミングで、制御部26が走行モードに切り換わり、掃除を開始する。このとき、メモリ68に走行領域の地図データが記憶されていない場合には、所定の動作を行ってカメラ51、検出部64、およびセンサ部23などによって電気掃除機11(本体ケース20)の周囲の障害物などを検出することで地図作成部66により地図データを作成することもできるし、外部から地図データを入力または読み込むこともできる。 More specifically describing the above control, the vacuum cleaner 11 receives the control command of the cleaning start transmitted by the remote control or the external device by the input / output unit, for example, when the cleaning start time set in advance is reached. The control unit 26 is switched to the traveling mode at the timing when the vehicle has run, and cleaning is started. At this time, when the map data of the traveling area is not stored in the memory 68, a predetermined operation is performed, and the periphery of the vacuum cleaner 11 (main case 20) by the camera 51, the detection unit 64, the sensor unit 23, and the like. It is possible to create map data by the map creation unit 66 by detecting an obstacle or the like, or to input or read map data from the outside.
次いで、地図データに基づき、走行制御部61が予定経路を作成する。例えば、本実施形態では、電気掃除機11(本体ケース20)が走行領域をジグザグ状に走行する経路(以下、ジグザグ走行)とする。 Next, the traveling control unit 61 creates a planned route based on the map data. For example, in the present embodiment, the vacuum cleaner 11 (main body case 20) travels in a zigzag in a traveling region (hereinafter, zigzag traveling).
そして、走行制御部61が駆動輪21(モータ33)を制御することで本体ケース20を設定した予定経路にしたがって自律走行させつつ、掃除制御部62が掃除部22を動作させて走行領域(掃除対象領域)の床面を掃除する(掃除モード)。掃除部22では、例えば掃除制御部62により駆動された電動送風機35、ブラシモータ37(回転ブラシ36)、あるいはサイドブラシモータ39(サイドブラシ38)により床面の塵埃を、吸込口31を介して集塵部40へと捕集する。また、電気掃除機11は、自律走行の際、センサ部23や検出部64により地図に記されていない走行領域内の障害物などの物体を検出すると、その物体の三次元座標を取得して地図作成部66が地図データに反映させ、メモリ68に記憶していく。さらに、地図データにおいて走行済み(掃除済み)の領域をメモリ68に記憶していくことで、走行済み(掃除済み)の領域を必要以上に繰り返して走行(掃除)しないよう、走行制御部61が予定経路を設定する。 Then, the traveling control unit 61 controls the driving wheels 21 (motors 33) to autonomously travel along the planned route in which the main body case 20 is set, and the cleaning control unit 62 operates the cleaning unit 22 to operate the traveling region (cleaning Clean the floor of the target area) (cleaning mode). In the cleaning unit 22, dust on the floor surface is collected via the suction port 31 by, for example, the electric blower 35 driven by the cleaning control unit 62, the brush motor 37 (rotating brush 36), or the side brush motor 39 (side brush 38). The dust is collected to the dust collection unit 40. In addition, when the vacuum cleaner 11 detects an object such as an obstacle in a travel area not marked on the map by the sensor unit 23 or the detection unit 64 during autonomous traveling, it acquires three-dimensional coordinates of the object. The map creating unit 66 reflects the map data and stores it in the memory 68. Furthermore, by storing the traveled (cleaned) area in the map data in the memory 68, the travel control unit 61 prevents the traveled (cleaned) area from traveling (cleaning) more than necessary repeatedly. Set the planned route.
このような走行制御は、推定部65による自己位置の推定精度が求められることに加え、電気掃除機11も設定された予定経路通りに走行することが必要である。しかしながら、例えば毛並みの多い絨毯や凸凹がある段差、あるいは人やペットとの不意な衝突などにより、想定通りの走行ができない場合も予想される。 In addition to the estimation accuracy of the self position by the estimation unit 65 being required, such traveling control requires that the vacuum cleaner 11 also travel along the set planned route. However, it may be expected that the vehicle can not travel as expected due to, for example, a carpet with a large amount of hair, uneven steps or a sudden collision with a person or a pet.
例えば図６(a)に示すように、床面Ｆに配置された絨毯Ｃ上を走行する場合、左右の駆動輪21が不均一にスリップすることにより、左右のいずれかにずれる可能性がある。また、例えば図６(b)に示すように、段差Ｄ上を走行する場合、進入する角度や方向により、一方の駆動輪21のみが一時的に床面Ｆから浮き上がり、電気掃除機11が斜めになってしまうことで、進行方向が変化する可能性がある。これらの場合、電気掃除機11を設定された予定経路に復帰させるように自律走行させる(図中の二点鎖線に示す)方法も考えられるものの、そのまま、ずれ始めた位置に復帰してしまうと、走行済み領域が歪になることで、走行済み領域を避けて走行しようとすると歪な予定経路が設定されてしまうなど、複雑な走行制御が必要になったり、走行距離が長くなったりするなど、走行効率が低下して、走行領域(掃除対象領域)を走行(掃除)し終えるまでに時間を要するおそれがある。 For example, as shown in FIG. 6A, when traveling on a carpet C disposed on the floor surface F, the left and right driving wheels 21 may slip unevenly, which may cause either of the left and right sides to be shifted. . Further, for example, as shown in FIG. 6B, when traveling on the step D, only one of the drive wheels 21 is temporarily lifted from the floor surface F depending on the entering angle and direction, and the vacuum cleaner 11 is inclined. If it becomes, the traveling direction may change. In these cases, a method of autonomously moving the vacuum cleaner 11 back to the set planned route (indicated by a two-dot chain line in the figure) may be considered, but once it has returned to the position where it began to shift Because the traveled area becomes distorted, if you try to run away from the traveled area, a distorted planned route will be set, and complex travel control will be required, and the travel distance will increase, etc. The traveling efficiency is lowered, and it may take time to finish traveling (cleaning) the traveling area (the cleaning target area).
そこで、本実施形態では、例えば走行中に監視部67により常に自己位置を監視しておき、電気掃除機11の自己位置が意図していない位置、つまり設定された予定経路どおりに走行ができず、予定経路から自己位置が外れてしまった場合には、実際に走行してきた現在の経路(現在経路)に応じて、これら走行する予定の予定経路を再構築するリカバリ動作を実施する。そのために監視部67は、電気掃除機11の地図データ上における自己位置が予定経路から外れていないか監視し、自己位置が予定経路から外れている場合にはその旨を示す情報を走行制御部61に送る。以下、監視部67で実行される処理について説明する。 Therefore, in the present embodiment, for example, the self-location is constantly monitored by the monitoring unit 67 while traveling, and the self-location of the vacuum cleaner 11 can not travel along an unintended position, that is, a set planned route. When the self-location has deviated from the planned route, a recovery operation is performed to reconstruct the planned route to be run according to the current route (current route) that has actually traveled. For that purpose, the monitoring unit 67 monitors whether or not the self position on the map data of the vacuum cleaner 11 deviates from the planned route, and when the self position deviates from the planned route, the travel control unit Send to 61 The processing executed by the monitoring unit 67 will be described below.
例えば、監視部67は、電気掃除機11の予定経路、すなわち電気掃除機11の進行方向に対して交差する方向、さらには直交(略直交も含む)する方向である垂直成分の距離を監視することで、電気掃除機11の自己位置が予定経路から外れた位置であるか否かを判定することができる。監視部67は、例えば図７に示すように、電気掃除機11の自己位置が予定経路RT(破線に示す)に対して掃除部22により掃除する所定幅WDに対応する距離(閾値距離)分、予定経路に対して垂直成分の距離がずれた場合に、自己位置が予定経路RTから外れた、意図していない位置であると判定する。この所定幅WDに対応する距離とは、所定幅WDそのものでもよいし、所定幅WDに対して僅かに異なる略所定幅(例えば、所定幅WD±１ｃｍなど)でもよい。このずれを判定するための閾値距離としては、所定幅より大きく設定する場合、床面Ｆに塵埃が残った領域、すなわちごみ残しが生じるおそれはあるものの、例えば所定幅または略所定幅の整数倍に設定されていれば、床面Ｆを効率よく塗り潰すように走行できる。一方、所定幅より小さく設定する場合、例えば所定幅WDよりもかなり小さい値(例えば１０ｃｍ)などとして設定すると、予定経路RTに対して僅かにずれただけで意図しない位置にあると判定されるため、都度予定経路の再構築が必要となり、予定経路がかえって歪になるおそれがある。したがって、ずれを判定するための閾値距離は、これらを考慮して、予定経路に対して垂直成分の距離が所定幅WDまたは上記略所定幅、あるいはこれらいずれかの整数倍などとすることが好ましい。 For example, the monitoring unit 67 monitors a predetermined path of the vacuum cleaner 11, that is, a distance of a vertical component which is a direction crossing or even orthogonal to the traveling direction of the vacuum cleaner 11. Thus, it can be determined whether the self position of the vacuum cleaner 11 is a position deviated from the planned route. For example, as shown in FIG. 7, the monitoring unit 67 is a distance (threshold distance) corresponding to the predetermined width WD that the cleaning unit 22 cleans the self position of the vacuum cleaner 11 with respect to the planned route RT (shown by a broken line). When the distance of the vertical component deviates from the planned route, it is determined that the self position deviates from the planned route RT and is an unintended position. The distance corresponding to the predetermined width WD may be the predetermined width WD itself or may be a substantially predetermined width slightly different from the predetermined width WD (for example, the predetermined width WD ± 1 cm or the like). When the threshold distance for determining this deviation is set larger than a predetermined width, there is a possibility that dust remains on the floor surface F, that is, dust remains, but, for example, a predetermined width or an integral multiple of a predetermined width If it is set to, it can travel so as to fill the floor F efficiently. On the other hand, when setting smaller than the predetermined width, for example, if it is set as a value (for example, 10 cm) considerably smaller than the predetermined width WD, it is determined that it is at an unintended position only slightly deviated from the planned route RT. In each case, it is necessary to reconstruct the planned route, and the planned route may be distorted. Therefore, in consideration of these, it is preferable that the distance of the vertical component with respect to the planned route be a predetermined width WD or the above-mentioned substantially predetermined width or an integral multiple of any of these, in consideration of these. .
また、監視部67は、例えば電気掃除機11の本体ケース20の向き(すなわち現在の進行方向)に基づき、電気掃除機11の自己位置が予定経路から外れた位置であるか否かを判定してもよい。監視部67は、例えば図８に示すように、予定経路RTに沿って電気掃除機11が経由点、あるいは目標地点などに向かって一方向に直進している場合、この走行方向に対して電気掃除機11の本体ケース20の向きが所定以上の角度差θ(例えば５°以上など)を有する場合に、自己位置が予定経路RTから外れた、意図していない位置にあると判定する。 Further, the monitoring unit 67 determines whether or not the self position of the vacuum cleaner 11 deviates from the planned route based on, for example, the direction of the main body case 20 of the vacuum cleaner 11 (ie, the current traveling direction). May be For example, as shown in FIG. 8, when the vacuum cleaner 11 goes straight in one direction toward a passing point or a target point along the planned route RT as shown in FIG. When the orientation of the main body case 20 of the vacuum cleaner 11 has a predetermined angular difference θ (eg, 5 ° or more), it is determined that the self position deviates from the planned route RT and is at an unintended position.
さらに、監視部67は、例えば駆動輪21の床面Ｆから浮き上がりに基づき電気掃除機11の自己位置が予定経路RTから外れた位置であるか否かを判定してもよい。駆動輪21の浮き上がりは、例えば浮き上がりセンサの検出結果に基づいて判定できる。監視部67は、例えば図９に示すように、使用者が電気掃除機11を持ち上げて別の場所に移動させたことを検出したときに、自己位置が予定経路RTから外れた、意図していない位置であると判定する。このとき、ジャイロセンサや加速度センサなどを電気掃除機11が備える場合には、例えば地図データ上の現在位置と、移動されている時のジャイロセンサや加速度センサなどの値から、電気掃除機11が現在選択している地図データに対応する走行領域内にあるか、その他の走行領域内にあるかを推定し、同じ走行領域内にあると判断すれば、リカバリ動作を実施して走行(掃除)を再開できる。 Furthermore, the monitoring unit 67 may determine whether or not the self position of the vacuum cleaner 11 is out of the planned route RT based on, for example, floating from the floor surface F of the drive wheel 21. The floating of the drive wheel 21 can be determined, for example, based on the detection result of the floating sensor. For example, as shown in FIG. 9, when the monitoring unit 67 detects that the user lifts the vacuum cleaner 11 and moves it to another location, the self-location deviates from the planned route RT. It is determined that there is no position. At this time, in the case where the vacuum cleaner 11 includes a gyro sensor, an acceleration sensor, etc., the vacuum cleaner 11 is, for example, from the current position on the map data and the values of the gyro sensor, acceleration sensor, etc. when being moved. It is estimated whether it is in the running area corresponding to the currently selected map data or in the other running area, and if it is judged that it is in the same running area, recovery operation is carried out and running (cleaning) Can resume.
なお、監視部67は、電気掃除機11の振動を検出する振動センサを電気掃除機11が備える場合には、この検出により電気掃除機11の自己位置の予定経路からのずれの要因となる人やペットとの衝突や段差の通過により生じる振動を検出することもできる。 In addition, when the monitoring part 67 is equipped with the vibration sensor which detects the vibration of the vacuum cleaner 11, the person who becomes a factor of the deviation from the planned path of the self-position of the vacuum cleaner 11 by this detection. It is also possible to detect vibrations caused by collision with a pet or passage of a step.
そして、本実施形態において、予定経路の再構築(リカバリ動作)とは、予定経路から外れた電気掃除機11の位置を自己位置が外れる前の位置(外れる前の位置近傍も含む)などに戻すことなく、先に走行(掃除)を進めるように予定経路を構築し直すことをいう。この予定経路の再構築は、好ましくは予め設定された予定経路を基準として行う。 Then, in the present embodiment, reconstruction of the planned route (recovery operation) is to return the position of the vacuum cleaner 11 deviated from the planned route to a position before the self position deviates (including the vicinity of the position before disengaging) To construct a planned route so as to advance traveling (cleaning) first. The reconstruction of the planned route is preferably performed on the basis of a preset planned route.
例えば、図１０に示すように、自己位置が予定経路RTから外れた位置が走行領域中の未走行(未掃除)領域であった場合には、走行制御部61は現在位置つまり監視部67により自己位置が予定経路RTから外れた位置と判定された位置から、予定経路RTに沿った新たな予定経路RTNを再構築し、当初予定していた予定経路RTに戻らずに走行(掃除)を再開する。この図１０に示す例の場合、新たな予定経路RTNは、例えば当初予定していた予定経路RTと同形状のジグザグ状で、かつ、この予定経路RTに対して未走行領域側にずれたものとする。すなわち、電気掃除機11が置かれた部屋(走行領域)の任意の位置から、走行済みの領域を徐々に広げるような態様で予定経路を設定するようにして走行済みの領域側と未走行の領域側とが区別される場合に、電気掃除機11の現在の自己位置が、予定経路RTから未走行の領域側に外れたときには、予定経路RTとは異なる経路の新たな予定経路RTNを再構築する。 For example, as shown in FIG. 10, when the position at which the self position deviates from the planned route RT is the untraveled (uncleaned) area in the traveling area, the traveling control unit 61 uses the current position, ie, the monitoring unit 67. From the position where it is determined that the self position is a position deviated from the planned route RT, the new planned route RTN along the planned route RT is reconstructed, and the traveling (cleaning) is performed without returning to the planned route RT originally planned. Resume. In the case of the example shown in FIG. 10, the new planned route RTN is, for example, a zigzag shape having the same shape as the planned route RT initially planned, and shifted to the non-traveling area side with respect to the planned route RT. I assume. That is, the planned route is set in such a manner that the traveled area is gradually extended from an arbitrary position of the room (traveling area) where the vacuum cleaner 11 is placed, and the traveled area side and the untraveled When the current self-position of the vacuum cleaner 11 deviates from the planned route RT to the untraveled area side when the area side is distinguished from the planned route RT, a new planned route RTN of a route different from the planned route RT is read again. To construct.
また、図１１に示すように、自己位置が予定経路RTから外れた位置が走行領域中の走行済み(掃除済み)領域であった場合には、予定経路RT中の現在位置から最も近い未走行位置に移動して、その位置から新たな予定経路RTNを当初予定していた予定経路RTに沿って再構築する。この図１１に示す例の場合、新たな予定経路RTNは、例えば当初予定していた予定経路RTと同形状のジグザグ状で、かつ、この予定経路RTと一致(略一致)するものとする。すなわち、電気掃除機11が置かれた部屋(走行領域)の任意の位置から、走行済みの領域を徐々に広げるような態様で予定経路を設定するようにして走行済みの領域側と未走行の領域側とが区別される場合に、電気掃除機11の現在の自己位置が、予定経路RTから走行済みの領域側に外れたときには、予定経路RTに合流(復帰)することとし、現在の自己位置から予定経路RTに合流(復帰)する経路を含めた新たな予定経路RTNを再構築する。 Further, as shown in FIG. 11, when the position where the self position deviates from the planned route RT is the traveled (cleaned) region in the traveling region, the untraveled vehicle closest to the current position in the planned route RT It moves to a position and reconstructs a new planned route RTN from that position along the planned route RT originally scheduled. In the case of the example shown in FIG. 11, the new planned route RTN is, for example, in a zigzag shape having the same shape as the planned route RT initially planned, and matches (substantially matches) with the planned route RT. That is, the planned route is set in such a manner that the traveled area is gradually extended from an arbitrary position of the room (traveling area) where the vacuum cleaner 11 is placed, and the traveled area side and the untraveled When the current self-position of the vacuum cleaner 11 deviates from the planned route RT to the traveled area side when it is distinguished from the area side, it is decided that it merges (returns) to the planned route RT. A new scheduled route RTN including a route joining (returning) from the position to the scheduled route RT is reconstructed.
なお、走行済み(掃除済み)領域であるか未走行(未掃除)領域であるかは、現在設定されている予定経路に基づいて判定してもよい。すなわち、例えば走行領域をより隈なく掃除(走行)するために、走行制御部61が同じ走行領域に対して(異なる)予定経路を複数回設定して走行する場合も想定される。このため、このような場合には、現在の予定経路において未走行(未掃除)の領域は、それ以前の予定経路において走行済み(掃除済み)の領域であっても、上記定義する未走行(未掃除)領域と判定してもよい。 Note that it may be determined based on the currently set planned route whether the region is a traveled (cleaned) region or a non-traveled (uncleaned) region. That is, for example, in order to clean (travel) the travel area more smoothly, it is assumed that the travel control unit 61 travels by setting a (different) planned route multiple times for the same travel area. Therefore, in such a case, the untraveled (uncleaned) area on the current planned route is the above-mentioned untraveled (even cleaned) area on the previous planned route. It may be determined as an uncleaned area.
また、本実施形態では、予定経路RTがジグザグ状となるジグザグ走行の場合について説明しているが、例えば壁際など、電気掃除機11の位置によっては、走行方向をその直前の走行方向と必ずしも一致させないほうが走行領域を無駄なく、効率よく走行できる場合もあるため、リカバリ動作後の走行方向については、電気掃除機11の自己位置に応じて適宜設定することができる。 Further, in the present embodiment, the case of zigzag travel where the planned route RT has a zigzag shape is described, but depending on the position of the vacuum cleaner 11 such as, for example, at the wall, the traveling direction does not necessarily coincide with the traveling direction immediately before If you do not do so, you may be able to travel efficiently without wasting the traveling region, so the traveling direction after the recovery operation can be appropriately set according to the self-position of the vacuum cleaner 11.
また、図１２に示すように、自己位置が当初予定していた予定経路RTから外れた位置が元々作成されていた予定経路RTの軌道上の走行予定の位置にある場合には、その位置から予定経路RTに乗ってこの予定経路RTを継続して走行する。つまり、監視部67により自己位置が予定経路RTから外れた位置と判定されたときに、その位置が地図データの未走行領域にあって、かつ、当初予定していた予定経路(すなわち、その判定がなされる前に設定された予定経路RT)上にある場合、当初の予定経路RTのうち未走行の部分が存在することになり、これに対して走行制御部61は、飛ばした部分(予定通りならば走行していたはずの部分)を省略して、当初の予定経路RTのうち現在の自己位置から始まる予定経路RTを新たな予定経路RTNとして再構築する。 In addition, as shown in FIG. 12, if the position deviated from the planned route RT originally planned is originally at a planned traveling position on the track of the planned route RT originally created, from that position The planned route RT is followed by the planned route RT. That is, when it is determined by the monitoring unit 67 that the self position is a position deviated from the planned route RT, the position is in the untraveled area of the map data and the planned route originally planned (that is, the determination If it is on the planned route RT set before the event is made, the untraveled part of the original planned route RT is present, and the traveling control unit 61 If it is a street, the part (which should have been running) is omitted, and a planned route RT starting from the current self position of the original planned route RT is reconstructed as a new planned route RTN.
上述したように、上記一実施形態によれば、走行制御部61が、予定経路から外れたことに応じて新たな予定経路を再構築することで、不必要な走行制御や走行距離、走行時間を抑制して走行領域において円滑に走行を継続でき、地図データに基づいて走行領域を精度よく、かつ、効率よく走行できる。したがって、地図データに基づいて、より短時間で掃除残しが少ない、高品位の掃除が可能になる。 As described above, according to the above-described embodiment, the travel control unit 61 reconstructs a new planned route in response to the departure from the planned route, thereby making unnecessary travel control, travel distance, and travel time. Can be continued smoothly in the traveling region, and traveling can be efficiently and efficiently with high accuracy based on the map data. Therefore, based on the map data, high-quality cleaning can be performed in a short time with less remaining cleaning.
具体的に、走行制御部61は、監視部67により自己位置が予定経路から外れた位置にあると判定したときに、その位置が地図データの未走行領域にある場合には、実際に走行してきた経路(現在経路)にしたがって(延長として)新たな予定経路をその位置から再構築することで(図１０)、例えば外れる前の当初の予定経路の位置に復帰する場合のように走行済み領域が歪になることを抑制できる。このため、歪な走行済み領域を避けるように予定経路を設定したり、歪な走行済み領域を回避するように走行制御したりする必要がなく、不必要な走行制御や走行距離、走行時間を抑制して走行領域において円滑に、かつ、効率よく走行を継続できる。 Specifically, when the traveling control unit 61 determines that the self position is at a position deviated from the planned route by the monitoring unit 67, if the position is in the untraveled area of the map data, the traveling control unit 61 actually travels. By rebuilding a new planned route from that position (as an extension) according to the selected route (the current route) (FIG. 10), for example, a traveled area as in the case of returning to the original planned route position before leaving. Can be suppressed from becoming distorted. For this reason, there is no need to set a planned route so as to avoid a distorted traveled area or to perform travel control so as to avoid a distorted traveled area, and unnecessary travel control, travel distance, and travel time It is possible to suppress and smoothly and efficiently continue traveling in the traveling region.
また、走行制御部61は、監視部67により自己位置が予定経路から外れた位置にあると判定したときに、その位置が地図データの走行済み領域にある場合には、その判定がなされる前に設定された予定経路に合流するように現在の自己位置から新たな予定経路を再構築することで(図１１)、走行済みの予定経路を繰り返し走行することなく、かつ、未走行の予定経路に短距離、短時間で効率よく移動して走行を継続できる。 In addition, when the traveling control unit 61 determines that the self position is at a position deviated from the planned route by the monitoring unit 67, if the position is in the traveled area of the map data, before the determination is made. By re-building a new planned route from the current self position so as to merge with the planned route set in (Fig. 11), the planned route which has already been run is not repeatedly traveled, and the planned route which has not been run You can move efficiently in a short distance and in a short time.
さらに、走行制御部61は、監視部67により自己位置が予定経路から外れた位置にあると判定したときに、その位置が地図データの未走行領域にあって、かつ、予定経路上にある場合には、その位置から予定経路にしたがって新たな予定経路を再構築することで(図１２)、走行済みの予定経路に復帰するなどの無駄な動きをすることなく、元の予定経路上に円滑に復帰できる。言い換えると、当初予定していた予定経路から一旦外れて、予定経路の一部分を飛ばした場合には、その一部分に戻ることなく走行を続けるようにすることで、予定経路の複雑化を避けることができる。なお、この場合、その回の掃除完了後に未掃除領域が残る可能性も生じ得るが、その領域の面積はごく僅かであるし、予定していた予定経路と実際に走行した経路(実行経路)とに基づいて未清掃領域を算出して記憶しておき、次回以降の掃除の際に確実に通過するようにしてもよい。 Furthermore, when the traveling control unit 61 determines that the self position is at a position deviated from the planned route by the monitoring unit 67, the position is in the untraveled area of the map data and on the planned route. By rebuilding a new planned route according to the planned route from that position (Fig. 12), it is smoothed on the original planned route without any useless movement such as returning to a planned planned route. You can return to In other words, if a part of the planned route is skipped once it deviates from the originally planned planned route, the travel of the planned route can be avoided by continuing the traveling without returning to that part. it can. In this case, there may be a possibility that the uncleaned area may remain after the cleaning is completed, but the area of the area is very small, and the planned route and the route actually traveled (execution route) The uncleaned area may be calculated and stored based on the above, and may be passed reliably at the next and subsequent cleanings.
また、監視部67は、電気掃除機11の進行方向に対して交差(直交)する方向の距離に基づき自己位置が予定経路から外れた位置にあるか否かを監視することで、電気掃除機11の自己位置の予定経路から外れたことを、効果的に監視できる。 In addition, the monitoring unit 67 monitors whether or not the self position is out of the planned route based on the distance in the direction crossing (orthogonal to) the traveling direction of the vacuum cleaner 11, thereby the vacuum cleaner It is possible to effectively monitor the departure from the planned route of 11 self-locations.
具体的に、監視部67は、進行方向に対して交差(直交)する方向の距離が、掃除部22により掃除可能な所定幅WDに対応する距離以上となった場合に、自己位置が予定経路から外れた位置にあると判定することで(図７)、例えば絨毯Ｃ(図６(a))に乗り上げて駆動輪21がスリップしたりして電気掃除機11が横ずれした場合などでも、電気掃除機11の自己位置が予定経路から外れたことを検出でき、電気掃除機11が予定経路に対して所定幅WDに対応する距離以上外れないように走行制御できる。このため、掃除部22が通らない走行領域が生じることを抑制でき、掃除部22によるごみ残しを抑制するように走行領域を走行できる。 Specifically, when the distance in the direction intersecting (orthogonal to) the traveling direction becomes equal to or greater than the distance corresponding to the predetermined width WD that can be cleaned by the cleaning unit 22, the monitoring unit 67 has its own position planned route 7 (for example, even when the vacuum cleaner 11 slips off due to the drive wheel 21 slipping on the carpet C (FIG. 6 (a)), etc. It can be detected that the self position of the vacuum cleaner 11 deviates from the planned route, and travel control can be performed so that the vacuum cleaner 11 does not deviate from the planned route by a distance corresponding to the predetermined width WD. For this reason, it can control that a run area which cleaning part 22 does not pass can arise, and can run a run area so that refuse residue by cleaning part 22 may be controlled.
また、監視部67は、本体ケース20の向き、すなわち電気掃除機11の進行方向に基づき自己位置が予定経路から外れた位置にあるか否かを監視することで、電気掃除機11の自己位置の予定経路から外れたことを、効果的に監視できる。すなわち、自己位置が予定経路から外れたか否かは、自己位置と予定経路とを地図データ上の座標位置で照らし合わせることで判定する他に、電気掃除機11の進行方向と予定経路上の進行方向とを照らし合わせることでも判定できるし、これらを併用することで判定精度の向上を図ってもよい。 In addition, the monitoring unit 67 monitors the self position of the vacuum cleaner 11 by monitoring whether the self position is out of the planned route based on the orientation of the main body case 20, that is, the traveling direction of the vacuum cleaner 11. It is possible to effectively monitor the departure from the planned route of That is, it is determined whether the self position deviates from the planned route by comparing the self position and the planned route with coordinate positions on the map data, and also the traveling direction of the vacuum cleaner 11 and the progress on the planned route. It can be determined by comparing with the direction, and the determination accuracy may be improved by using these in combination.
具体的に、監視部67は、本体ケース20の走行中の向きが予定経路における走行方向に対して所定以上の角度差を有する場合に、自己位置が予定経路から外れた位置にあると判定する(図８)。すなわち、予定経路に対する自己位置のずれが仮に小さくても進行方向が大きくずれていれば、その後直ぐに予定経路に対する自己位置が大きく外れていくことになる。そこで、電気掃除機11の進行方向の角度ずれが所定以上である場合には、自己位置に関わらず予定経路を再構築することで、自己位置が予定経路から大きく外れてしまうことを未然に防ぎ、ひいては電気掃除機11の走行が右往左往することを抑止できる。例えば一方の駆動輪21が段差Ｄ(図６(b))に乗り上げたり、電気掃除機11(本体ケース20)が人やペットなどと衝突したりして走行中の向きが意図せずに変わった場合などでも、電気掃除機11の自己位置が予定経路から外れたことを検出できる。 Specifically, the monitoring unit 67 determines that the self position is at a position deviated from the planned route, when the direction of the main body case 20 during traveling has a predetermined angular difference or more with respect to the traveling direction on the planned route. (Figure 8). That is, even if the deviation of the self position with respect to the planned route is small, even if the traveling direction is largely deviated, the self position with respect to the planned route will be largely deviated immediately thereafter. Therefore, when the angular deviation in the direction of movement of the vacuum cleaner 11 is equal to or greater than a predetermined value, the planned route is reconstructed regardless of the self position, thereby preventing the self position from being largely deviated from the planned route. As a result, traveling of the vacuum cleaner 11 can be prevented from going back and forth. For example, one driving wheel 21 rides on the step D (FIG. 6 (b)), the vacuum cleaner 11 (body case 20) collides with a person or a pet, etc., and the direction during traveling changes unintentionally. Even in cases such as this, it can be detected that the self position of the vacuum cleaner 11 has deviated from the planned route.
さらに、監視部67は、駆動輪21の床面からの浮き上がりに基づき自己位置が予定経路から外れた位置にあるか否かを監視することで(図９)、使用者などによる電気掃除機11の床面からの持ち上げに起因する電気掃除機11の自己位置の予定経路から外れたことを、効果的に監視できる。 Furthermore, the monitoring unit 67 monitors whether or not the self position is out of the planned route based on the floating of the drive wheel 21 from the floor surface (FIG. 9), and the electric vacuum cleaner 11 by the user or the like. It is possible to effectively monitor the deviation from the planned route of the self-position of the vacuum cleaner 11 due to the lifting from the floor surface of the vehicle.
なお、図１１に示した例では、自己位置から予定経路RTを結ぶ最短経路を構築して当初予定していた予定経路RTに復帰することを説明したが、復帰の仕方はこれに限られず、より予定経路RTと平行に近い斜めの角度で予定経路RTに復帰するようにしてもよい。この場合、上述のように最短経路を構築する場合と比べて、予定経路RTのうち未走行のまま残る部分が長くなる一方で、復帰のための走行を目立ちにくくすることができる。 In the example shown in FIG. 11, it has been described that the shortest route connecting the planned route RT is constructed from the self position to return to the planned route RT originally planned, but the way of returning is not limited to this, It is also possible to return to the planned route RT at an oblique angle closer to parallel to the planned route RT. In this case, as compared with the case where the shortest route is constructed as described above, while the portion of the planned route RT that remains untraveled is longer, traveling for return can be made less noticeable.
上記一実施形態において、走行制御部61、掃除制御部62、センサ接続部63、検出部64、推定部65、地図作成部66、監視部67などは、それぞれ制御部26に備える構成としたが、それぞれ別個に備えていてもよいし、任意に一体的に組み合わせてもよい。 In the above embodiment, the travel control unit 61, the cleaning control unit 62, the sensor connection unit 63, the detection unit 64, the estimation unit 65, the map creation unit 66, the monitoring unit 67, etc. Each may be provided separately, or may be combined optionally.
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。 While certain embodiments of the present invention have been described, these embodiments have been presented by way of example only, and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and the gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
11 電気掃除機
20 本体である本体ケース
21 走行駆動部としての回転体である駆動輪
22 掃除部
61 走行制御手段である走行制御部
65 自己位置推定手段である推定部
67 走行監視手段である監視部
Ｆ 被掃除部である走行対象面としての床面
RT 予定経路
WD 所定幅
11 Electric vacuum cleaner
20 Main unit case is the main unit
21 Drive wheels that are rotating bodies as travel drive units
22 Cleaning department
61 Traveling control unit as traveling control means
65 Estimator which is the self position estimation means
67 Monitoring part which is a traveling monitoring means F floor which is a traveling target surface which is a cleaned part
RT planned route
WD specified width
Claims (9)
この本体を走行させる走行駆動部と、
被掃除部を掃除する掃除部と、
自己位置を推定する自己位置推定手段と、
前記走行駆動部の動作を制御することで前記本体が走行可能な領域の地図データに基づき設定された走行の予定経路にしたがって前記本体を前記領域で走行させる走行制御手段と、
前記自己位置が走行時に予定経路から外れた位置にあるか否かを監視する走行監視手段とを具備し、
前記走行制御手段は、前記走行監視手段による監視に基づき、前記自己位置が予定経路から外れたことに応じて新たな予定経路を再構築する
ことを特徴とした電気掃除機。 Body and
A traveling drive unit for traveling the main body,
A cleaning unit that cleans the cleaning unit;
Self position estimation means for estimating self position;
Travel control means for causing the main body to travel in the area according to a planned travel route set based on map data of an area where the main body can travel by controlling the operation of the travel drive unit;
A travel monitoring means for monitoring whether or not the self position is at a position deviated from the planned route when traveling;
The traveling control means reconstructs a new planned route in response to the self position being deviated from the planned route based on monitoring by the traveling monitoring means.
ことを特徴とした請求項１記載の電気掃除機。 The traveling control means, based on the monitoring by the traveling monitoring means, follows the current route actually traveled when the position is in the untraveled area of the map data when the own position deviates from the planned route. The vacuum cleaner according to claim 1, wherein a new planned route is reconstructed.
ことを特徴とした請求項１または２記載の電気掃除機。 The traveling control means is based on the monitoring by the traveling monitoring means, and when the self position deviates from the planned route, if the position is in the traveled area of the map data, the current control route merges with the planned route. The vacuum cleaner according to claim 1 or 2, wherein a new planned route is reconstructed from the self position.
ことを特徴とした請求項１ないし３いずれか一記載の電気掃除機。 When the own position deviates from the planned route, the traveling control means follows the planned route starting from the position if the position is in the untraveled area of the map data and on the planned route. The vacuum cleaner according to any one of claims 1 to 3, wherein a new scheduled route is reconstructed.
ことを特徴とした請求項１ないし４いずれか一記載の電気掃除機。 The travel monitoring means monitors whether or not the self position is at a position deviated from the planned route based on a distance in a direction intersecting with the traveling direction. Vacuum cleaner.
走行監視手段は、進行方向に対して交差する方向の距離が前記所定幅に対応する距離以上となった場合に、自己位置が前記予定経路から外れた位置にあると判定する
ことを特徴とした請求項５記載の電気掃除機。 The cleaning unit cleans the traveling target surface which is a cleaning target of a predetermined width with respect to the main body,
The traveling monitoring means is characterized in that, when the distance in the direction intersecting with the traveling direction becomes equal to or longer than the distance corresponding to the predetermined width, the traveling monitoring means determines that the own position is out of the planned route. The vacuum cleaner according to claim 5.
ことを特徴とした請求項１ないし６いずれか一記載の電気掃除機。 The vacuum cleaner according to any one of claims 1 to 6, wherein the travel monitoring means monitors whether or not the self position is out of the planned route based on the orientation of the main body.
ことを特徴とした請求項７記載の電気掃除機。 The traveling monitoring means is characterized in that, when the direction of traveling of the main body has a predetermined angular difference or more with respect to the traveling direction on the planned route, the travel monitoring means determines that the self position is out of the planned route. The vacuum cleaner according to claim 7.
前記回転体は、前記走行対象面の凹凸に応じて本体の下部からの突出量が変化するように設けられ、
走行監視手段は、前記回転体の突出量が所定以上となったか否かに基づき自己位置が予定経路から外れた位置にあるか否かを監視する
ことを特徴とした請求項１ないし８いずれか一記載の電気掃除機。 The traveling drive unit includes a rotating body in contact with an external traveling target surface,
The rotating body is provided such that the amount of protrusion from the lower portion of the main body changes in accordance with the unevenness of the traveling target surface.
The travel monitoring means monitors whether or not the self position is at a position deviated from the planned route based on whether or not the amount of protrusion of the rotating body is a predetermined amount or more. The vacuum cleaner of 1 statement.
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|---|---|---|---|---|
| JP2021114096A (en) * | 2020-01-17 | 2021-08-05 | 株式会社熊谷組 | Movement control method of mobile body |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005211360A (en) * | 2004-01-30 | 2005-08-11 | Funai Electric Co Ltd | Self-propelled cleaner |
| JP2005222226A (en) * | 2004-02-04 | 2005-08-18 | Funai Electric Co Ltd | Autonomous traveling robot cleaner |
| JP2005230044A (en) * | 2004-02-17 | 2005-09-02 | Funai Electric Co Ltd | Autonomous running robot cleaner |
| JP2017107275A (en) * | 2015-12-07 | 2017-06-15 | カシオ計算機株式会社 | Autonomous mobile device, autonomous mobile method and program |
-
2017
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005211360A (en) * | 2004-01-30 | 2005-08-11 | Funai Electric Co Ltd | Self-propelled cleaner |
| JP2005222226A (en) * | 2004-02-04 | 2005-08-18 | Funai Electric Co Ltd | Autonomous traveling robot cleaner |
| JP2005230044A (en) * | 2004-02-17 | 2005-09-02 | Funai Electric Co Ltd | Autonomous running robot cleaner |
| JP2017107275A (en) * | 2015-12-07 | 2017-06-15 | カシオ計算機株式会社 | Autonomous mobile device, autonomous mobile method and program |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021114096A (en) * | 2020-01-17 | 2021-08-05 | 株式会社熊谷組 | Movement control method of mobile body |
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