JP6680453B2 - 走行式掃除機並びにこのような装置の運転方法 - Google Patents

Description

本発明は、はじめに、走行されるべき面の写真撮影装置を備えた、例えば自走式床掃除機またはユーザ操作式掃除機のような、走行式掃除機または床保守装置あるいは床処理装置に関するものである。

さらに、本発明は、走行されるべき面の写真撮影装置を有する、走行式掃除機、例えば自走式床掃除機またはユーザ操作式掃除機の運転方法に関するものである。

特に、床ないしは床敷物を掃除および／または保守するための、手動操作式家庭用真空掃除機用アタッチメント装置または自走式ロボットの形の、当該タイプの掃除機が既知である。即ち、さらに好ましくは、例えばタイル張り床のような特に硬質床の水洗床掃除に適した自走式床掃除機が、例えば特許文献１から既知である。吸込／掃除ロボットが、例えば特許文献２から既知である。しかしながら、装置に関しては、例えば芝刈り機ロボットであってもよい。

このような装置は、掃除機の形において、いわゆる床上装置の形で、例えばクッション掃除機または窓掃除機の形でも既知である。

さらに、走行されるべき面特に床面、さらに特に、装置の通常走行方向内の装置前方の床面領域を写真撮影するために、即ち例えば階段のような障害物を予め検出するために、カメラ特にディジタルカメラを備えた、自走式床掃除機のタイプの掃除機もまた既知である。

独国特許出願公開第１０３５７６３７Ａ１号明細書 独国特許出願公開第１０２４２２５７Ａ１号明細書 独国特許出願公開第１０２０１００００１７４Ａ１号明細書 独国特許出願公開第１０２００９０２４９９０Ａ１号明細書 独国特許出願公開第１０２００９０５２６２９Ａ１号明細書

上記の従来技術を背景として、本発明の課題は、走行されるべき面に関して装置の好ましい適合を可能にする、走行式掃除機、処理装置または床保守装置、並びにこのような装置の運転方法を提供することである。

課題の可能な解決方法は、写真撮影が面構成例えば床敷物のタイプに関して評価可能であること、および検出された面構成が、走行計画に関して、および／または床間隔および／または二次空気開口のサイズおよび／またはブラシ回転数のような掃除パラメータの設定に関して利用可能であること、が意図されている、掃除機における本発明の第１の考え方により与えられている。

方法に関しては、これに関して、実行された写真撮影が面構成のタイプに関して評価され、および評価に基づいて、走行計画と、床間隔および／または二次空気開口のサイズおよび／またはブラシ回転数のような掃除パラメータの設定と、が実行されることが提案される。

走行された面の評価に基づいて、例えば、セラミック面、石材面、タイル面またはガラス面、天然木材面またはラミネート面、プラスチック面、またはその他の例えば織物面、毛羽の短いまたは毛羽の長いカーペット面間の識別が可能となる。

走行式掃除機例えば自動運転床掃除機において、しばしば、１つまたは複数の特定の面領域上における掃除作業を制約したり、ないしは掃除作業を停止させたりする問題が発生する。即ち、例えば水洗床掃除用ロボット、いわゆる拭取ロボットにおいては、水ないしは液体に耐えられない例えばカーペット床のような床敷物に水ないしは液体を散布しないことが保証されなければならない。

提案された解決方法に基づき、ディジタル画像処理を適切に使用することにより、撮影で検出された面の与えられた特徴によって、それらの性質の識別に関して検出可能且つ調整可能である。この識別により、対応手段に関して掃除機を適合させる可能性が与えられている。このような手段は、例えば、回転可能なブラシが存在する場合にはブラシ回転数の設定であり、吸込ファンが存在する場合には吸込能力の設定であり、または水ないしは液体の散布装置が存在する場合には水分量の設定であってもよい。しかしながら、手段は、概して掃除過程の中断であってもよく、または特に自動運転床掃除機においては検出された床面の無視または回避であってもよい。上記の手段は組み合わせられてもよく、即ち、例えばブラシ回転数の設定並びに吸込能力の対応設定が組み合わせられてもよい。

入力情報は、掃除機により走行されるべき面、場合により直接走行された床面のディジタル写真であることが好ましい。装置上ないしは装置内に設けられたカメラは、通常走行方向内の装置前方に存在する面が写真撮影されるように調整されていてもよい。しかしながら、カメラが、装置の下側に、したがって主として直接走行される面を撮影するように配置ないしは調整されていてもよい。

さらに好ましくは定期的に写真撮影が行われる場合、２秒以下の所定の時間間隔で行われることが好ましいが、１秒以下の間隔で行われることがさらに好ましく、この場合、これに関して、２つの写真撮影間の時間間隔は装置の走行速度に基づいて決定されることがさらに好ましい。即ち、より高い走行速度においてはより低い走行速度においてよりも単位時間当たりにより多くの撮影が行われる。

好ましいディジタル写真は、さらに好ましくはマイクロプロセッサ／マイクロコントローラ上で実行されるソフトウェアによって評価され、即ち、特に、反射度に関しておよび／または写真内で検出されたパターンに関して評価される。好ましい形態において、決定されたこれらの値またはパターンに対して、データバンク内に比較値または比較パターンが存在し、この場合、これらの比較値は掃除パラメータに割り当てられている。これにより、例えば、カーペット床と硬質床との間の識別が可能となる。

さらに、提案された解決方法に基づき、表面即ち走行されるべき床およびマーキングを有する周辺を調査することなく、さらに好ましくは周辺カードを使用することなく、自走式床掃除機の作業領域の制限が可能となる。装置に対して、例えば、カーペット床または接着床を無視しないように設定されていてもよい。さらに、ディジタル画像処理を使用することにより、適切な掃除モードの自動選択が装置によって達成可能であり、これにより、装置の好ましい有利なエネルギー効率で改善された掃除結果が達成される。

提案された方法に関する補足特徴または代替特徴は、装置に関する特徴の説明から推測される。その逆もまた適用される。

即ち、好ましい形態において、評価が掃除機自身内で実行可能なように設計されている。写真撮影特にディジタル画像撮影の評価のために、走行式装置例えば掃除機の電子メモリ、さらに好ましくは不揮発性メモリ内に必要なソフトウェアが含まれていることが好ましい。写真撮影が装置に設けられたマイクロコントローラで評価可能であることもまた好ましい。掃除パラメータまたは処理パラメータないしは走行計画を設定するための命令が装置自身内において発生されることが好ましい。命令は、直ちに、例えばブラシ等に関する操作信号に変換されてもよい。しかしながら、命令は例えば変更および／または許可をとるためにユーザに指示されてもよい。

代替形態において、掃除機に関する評価が、外部で、即ち、例えば、掃除機により行われた写真撮影の、好ましくは固定装置または移動装置への好ましい無線伝送によって行われる。固定装置は、例えば、装置側蓄電池の充電が実行可能な自走式床掃除機の充電ステーションであってもよい。さらに、その代わりに、評価装置が、コンピュータ、即ち例えばＰＣ、ノートブック、タブレットＰＣまたはスマートフォンであってもよく、この場合、さらに、無線結合、例えばＷｌａｎまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈが設けられていることが好ましい。この場合、掃除機と撮影評価装置との間の双方向通信が行われていることが好ましく、これにより、同じ無線結合路を介して、走行計画および／または掃除パラメータの設定のための命令が掃除機に送信可能である。

さらに、相互作用は、「スマートホーム（快適家庭）」の意味でも、例えばテレビ装置を利用して結果を画像化させてもよい。他の形態において、掃除機それ自身がディスプレイおよび操作要素を備えていてもよい。

他の好ましい形態において、写真撮影面が掃除機内に設けられた照明要素によって照明可能である。この場合、一形態において、照明要素は、通常の照明、例えばハロゲン灯または好ましくは白色照明ＬＥＤである。これに関して、さらに、照明要素が所定の白色光を照射することが好ましい。

補足態様または代替態様として、照明が赤外線光線によって行われてもよい。

さらに、代替態様または組合せ態様として、カメラは非可視スペクトル範囲内で作動する。これは外部光線の影響の低減を可能にし且つさらに評価の観点からも有利である。それに対応して、このときもまた、照明要素から得られた光線がそのスペクトル値に関してカメラの作動範囲に適合されている。

さらに、撮影がカラー撮影であり且つ色に関して評価可能であることが好ましい。

さらに、代替態様または組合せ態様として、評価が画像内の過度に露出された領域（白色領域）に関して実行可能である。即ち、例えば目塗りされた面、即ち全面が不透水性の滑らかな面は高い光沢を有し、したがって高い反射度を有している。

表面特性決定のための光沢測定および色測定が既知である。ディジタル撮影においてもまた光沢が閉鎖表面のための指標として検出可能である。カーペット床、即ちパイル糸のカーペット毛羽のある対応床は、カーペット繊維が拡散反射により光線を著しく散乱させるので、これに関するディジタル撮影内に光沢のある中心領域を有していない。

例えば木材床、または特徴的なパターンまたは木目を有するその他の床は、評価を介して識別可能であり、この場合、色空間内の対応領域が統計的手法を用いて決定される。即ち、撮影内の色分布の解析が、所定の色領域内における、画像の、木材を表わす多数の画素の数によって行われていることが好ましい。

例えばタイル張り床における継目構造を解析するために、特に２つの評価が行われる。

即ち、２つの画像（２つの画像は、１台のステレオ・カメラシステムにより同時に撮影されるか、または１台の一眼レンズ・カメラシステムにより時間間隔をおいて撮影されるが、カメラシステムはこれらとは無関係に重要である）から深度情報が計算される。このために必要なアルゴリズムが教科書知識として既知である。深度画像内において、例えばタイルは１つの面内の滑らかな表面として検出される。継目は切れ目および小さな窪みとして見える。場合により、例えば継目の通常の幅に関する予め与えられたデータもまた解析内に入り込む。

この深度情報の代わりにまたはこれと組み合わせて、さらに、端縁情報および角度情報の解析が行われてもよい。画像内において、継目は比較的長い端縁として見られ、端縁は通常相互に直交する２つの主方向内において伸長する。端縁の検出および端縁の方向の評価は既知の端縁フィルタ（例えばＳｏｂｅｌフィルタまたはＣａｎｎｙフィルタ）により実行可能である。短い端縁を圧縮するための手法が同様に既知である。この手法は特に一眼レンズ・カメラシステムに対して提供される。ここで、下方に向けられたカメラシステムが使用された場合、継目間の直角がそれ自体として撮影される。さらに、継目の幅も評価可能である。

深度情報に基づき、掃除機がその上を運動する床面が評価されてもよい。きわめて滑らかな面ないしは平らな面においては、この面からの偏差がほとんど得られず、一方、例えば毛羽だちの長い柔軟床においては、一般に深度画像内の実際の高さと、適合された平面との間に明らかな偏差が得られる。

さらに、既知のテクスチャ解析方法もまた実行されている。このために、しばしば、例えばＧａｂｏｒフィルタからのフィルタバンクが使用される。フィルタの対応するパラメータ化において、より長い端縁セグメントが検出可能である。より長い端縁セグメントが全面にわたり分布され且つほぼ主方向に向けられている場合、この場合には、それが木目模様のある木材である確率が高い。

さらに、既知のパターンによる識別に基づいて、カーペット床の特徴的な繊維構造が検出可能である。

複数の特徴即ち特徴の組み合わせを利用することにより、分類を誤るリスクが明らかに低減可能である。

本発明の対象の一変更態様において、掃除機ないしは掃除機と通信する外部装置による写真撮影の自動評価の代わりにまたはそれと組み合わせて、面の撮影が、ユーザにより、走行可能または走行不可能として定義可能なように設計されている。即ち、一形態において、掃除機を始動する前に、ユーザは、掃除機に対して、回避されるべき面（ネガティブリストの作成）および／または装置がその上に置かれてもよい／置かれるべきである面（ポジティブリストの作成）を指示する。例として示した居間周辺内において、ユーザが装置を対応する敷物の上に置き、装置を敷物に適合させ且つこの敷物をポジティブリストまたはネガティブリストにセットすることにより、ユーザがその場でリストを形成することが好ましい。

好ましい形態において、ポジティブリストおよび／またはネガティブリストは、掃除機および／または付属のベースステーションの不揮発性メモリ内に、および／または装置と直接または間接に例えばベースステーションを介して通信するコンピュータ等内に記憶されている。

掃除機は、走行方向前方に向けられているかまたはさらに好ましくは直接下方に向けられている一眼レンズ・カメラシステムを備えていることが好ましい。即ち、このようなカメラ装置が掃除機の底部領域内に設けられていることがさらに好ましい。一眼レンズ・カメラシステムは、ただ１つのカメラから構成されている。１枚のみのカメラ画像を用いて、このようなシステムは、強度情報のみを提供可能である。深度情報を計算するためには、相前後して撮影された２つの画像が考慮されることが好ましい。

代替態様として、例えばレーザ光または赤外線スポットにより、能動的に光パターンが投写されてもよく、画像内の光パターンの位置が、深度情報したがって実際に走行された面の３Ｄ構造を推測可能にする。

他の好ましい形態において、装置は、複数の写真撮影装置即ち複数の特にディジタルカメラを有し、これらは、さらに好ましくは異なる撮影角度でおよび／または種々の方向から、好ましくは同じ面領域を撮影する。これにより、ステレオ・カメラシステムが与えられていることが好ましい。設けられた２つ以上のカメラは一部視野が重複して相互にオフセット配置されている。このようなステレオ・カメラシステムは強度情報を提供し、および視野が重複する領域内において、時間的に相前後するカメラ画像が参照されることなく、深度情報の計算を可能にする。

通常の走行方向前方に向けられたカメラシステムは、さらに、例えば自走式掃除機を誘導したりまたはユーザのゼスチャーによって操作するような他の目的に対してもまた使用可能である。

下方に向けられたカメラシステムは、面の分類のみに使用されることが好ましい。装置底部の領域内における好ましい配置により、例えば照明変化または面反射のような周囲の影響からのカメラシステムの好ましい遮蔽が達成可能である。例えばＬＥＤにより、能動的照明によって一定照明条件が達成可能である。一定の照明条件は、例えばＬＥＤによる能動的照明によって達成可能である。

１つまたは複数のカメラは、その位置において、高さ調節が可能であることが好ましく、視角および見る方向に関しても調節可能であることがさらに好ましい。

方法に関しては、撮影の評価に基づいて走行計画等を実行する前に、掃除されるべき面の走行が撮影しながら実行されることが好ましく、このときは検出された種々の面構成に対する直接応答は行われない。この学習過程または検査過程において、特に掃除機が自走式掃除機として形成されているとき、居間ないしは住居の全ての床が、このときは床を同時に掃除することなく走行されることが好ましい。

この学習過程または検査過程の間に、１つまたは複数のカメラおよび設けられている評価ユニットを介して、好ましくは現われた全ての面構成（床タイプ）に関するデータが取得される。

自走式掃除機としての掃除機の形態においては、データを取得するための走行は、自動的にまたはユーザの操作により、例えば遠隔操作により行われる。

自動検査走行は、この場合、特に特許文献３に示すように、床面を掃除するための走行計画に基づくことが好ましい。ここで、この特許出願の特徴を本発明の特許請求の範囲内に含めることを目的として、この特許出願の内容は全て本発明の開示内に含められるものである。

このような検査走行においては、存在する全ての床がデータ取得のために確実に検出されるように、全ての居間が走行されることが好ましい。この場合、ユーザは、検査をモニタリングする必要はない。

ユーザの操作による検査（ティーチ・イン）において、自走式掃除機は、ユーザにより、例えばリモートコントロールまたは移動コンピュータを用いて遠隔操作されることが好ましい。このようなユーザの操作による走行が、特許文献４または特許文献５から既知である。ここで、これらの特許出願の特徴を本発明の特許請求の範囲内に含めることを目的として、これらの特許出願の内容は全て本発明の開示内に含められるものである。

ユーザの操作による検査走行において、ユーザは、居間内に見られる全ての床が十分に検出されることを保証しなければならない。それに対応して、このような走行の間における自走式掃除機の完全なモニタリングが必要である。

行われた撮影は、評価ソフトウェアにより、場合により撮影とは時間的に遅れて解析されることが好ましい。この解析が評価過程の間に行われることが好ましく、評価過程において、評価ソフトウェアにより、収集されたデータが、それぞれ異なる掃除（例えば強い水分拭取り、軽い水分拭取り、吸込みのみ）を必要とする、例えばタイル張り床、ラミネート床、寄木張り床または柔軟床のような種々の床タイプに分類される。これにより、各々の床ないしは床セクションに一義的な床タイプが割り当てられる。

収集されたセンサデータの種々の床タイプへの分類は、作業側で予め与えられた特徴に従って行われることが好ましい。特徴として、例えば、強度情報（例えば色、グレイ値、テクスチャ、パターン、光沢またはコントラスト）、深度情報から導かれた特徴（例えば床の平滑度、床の表面構成または継目の存在）またはこれらの組み合わせが使用可能である。

評価過程は、学習過程ないしは検査過程ののちに行われるか（オフライン法）、またはこれと平行に行われる（オンライン法）。オンライン法においては、居間内の全ての床面の全データが収集されたときにはじめて床分類が行われることが好ましい。これに対して、オフライン法においては、学習過程ないしは検査過程の間に直接床分類が実行される。

他の好ましい形態において、評価結果が、ユーザに対して、ディスプレイ上に視覚化されるかまたは音声出力により伝達される。ユーザは、それに対応して、分類の正確度を確認するか、または場合により修正を行うことが可能である。

結果の視覚化およびユーザとの対話は、移動端末装置により、典型的なコンピュータにより、または掃除機に直接設けられているディスプレイおよび操作要素によって行うことが可能である。

好ましくは検出された各床に対して、ユーザに、好ましくは写真（撮影）の形で、または周辺カード内にマーキングされた領域として、システムにより提案された床タイプ並びにシステムによってそれに対して設けられた掃除パラメータが示される。これらの表示から、ユーザは、分類を確認しまたは分類の変更を行うことが可能である。これにより、起こり得る分類の誤りが検出され且つ補正され、したがって、誤った掃除のリスクが回避される。

即ち、走行計画の追跡は、行われた評価に基づいて、ユーザに伝達された評価結果を確認したのちにのみ、ユーザによって実行される。このとき得られた構成は永久に掃除機内に記憶され且つ掃除過程において使用可能であることが好ましい。したがって、上記のステップ、即ち、学習過程ないしは検査過程、評価過程およびユーザによる確認が、各掃除走行の前に実行される必要はない。

これに対して、自走式掃除機が他の周辺に搬送された場合、既存の構成を拡張するかまたは新たな構成を記憶することが必要であり、またはそれが指示される。

掃除過程の間に、掃除機は１つの部屋または複数の部屋の全床面を計画に従って走行し、およびこのとき、上記のステップにおいて構成された掃除パラメータに対応して全床面を掃除する。この場合、掃除過程は直接上記のステップに従って実行可能である。しかしながら、上記のステップにおいて記憶された構成は持続的に掃除機内に記憶されているので、掃除過程はそれとは独立に実行されてもよい。掃除計画として、特許文献３に記載の方法ステップが使用可能である。

予め実行されたステップにおいて記憶された構成に従って掃除パラメータを適合させるために、種々の手法が可能である。

即ち、はじめに、部屋内の掃除機の実際位置に従って掃除パラメータを設定することが好ましい。このために、自走式掃除機は、連続的に、掃除機に既知のその周辺のカードにより今の位置を確認し、これによりその位置が決定可能である。掃除パラメータの適合は、面の検出および評価のために設けられている上記のセンサ装置とは無関係に行われる。

代替態様として、掃除パラメータの適合は、センサによる実際に走行された面の連続走査によりおよび実際センサデータの連続分類により行われる。この場合、掃除パラメータは、実際に検出された床タイプに基づいて直接設定される。このようなシステムは、周辺内の掃除機の位置確認なしに且つ周辺カードとは無関係に作動可能である。

上記の手法の組み合わせが好ましい。即ち、既に解析のために走行され且つ解析された面上において掃除走行を実行するとき、他の撮影が行われ且つ評価されることが好ましい。掃除機は周辺カード内で位置を確認し、この場合、その位置に対して記憶されている構成を受け取り、およびこの構成を写真撮影から得られたセンサデータにより確認する。記憶されている構成と実際に検出された構成とが一致しない限り、例えばユーザに対するメッセージの形の応答が行われる。この代わりにまたはこれと組み合わせて、このような場合に、この面領域に対して一般的に適用される掃除パラメータが使用されてもよい（「注意深い掃除」）。この領域が掃除されることなく無視されてもよい。

一形態において、センサデータを評価するための、特にカメラシステム並びにマイクロコンピュータからなる上記のシステムは、センサモジュールとして形成され、センサモジュールは、自走式掃除機のほかに、家庭用床真空掃除機のアタッチメント内、または手動操作式真空掃除機あるいは床上掃除機のアタッチメント内にも使用可能である。

さらに、このようなシステムは、不適切な掃除によるユーザ・エラーを回避するために利用可能である。即ち、誤った掃除の場合に、このようなシステムは、ユーザに対して、視覚的フィードバック（例えば赤ランプ）を与えること、感覚的フィードバック（例えばグリップの振動）を与えること、またはその代わりに掃除機を遮断することが可能である。

さらに、このようなセンサモジュールは、典型的な真空掃除機の吸込能力を、掃除されるべき表面（例えばカーテン、クッション、調理台等）に自動適合させるために利用可能である。

さらに、上記の特徴は、特にロボットが芝生上でも自身で確実に動けるようにするために、いわゆる芝刈り機ロボットにおいても使用可能である。走行される床面の画像評価により、芝生に隣接する領域における装置の走行が回避される。この場合、写真撮影の評価が、色空間内の識別により、および／または構成を介して行われる。この場合、特に特徴づける領域が色素（葉緑素）によって与えられているので、この場合、色空間を介しての芝生面の識別が有利であることがわかる。芝生構成により顕著なパターンが検出可能であり、このパターンは色空間情報に対する追加情報として評価されることが好ましい。

一実施形態においてユーザにより行われるポジティブリストないしはネガティブリストの作成に関しては、これに関して、さらに、芝刈り機ロボットの場合に、床面「芝生」の撮影が予め作業側でポジティブリストに組み込まれているとき、それは有利であることがわかる。

以下に本発明が添付図面により説明されているが、図面は一実施例のみを示す。

図１は、略図で示された走行されるべき種々の床面と共に、自走式床掃除機を斜視図で示す。 図２は、床掃除機の底面図を示す。 図３は、走行されるべき床面の写真撮影並びに撮影の評価に関する略図を示す。 図４は、図３とは異なる床面の撮影および評価に関する、図３に対応する図を示す。 図５は、床掃除機の撮影領域を略垂直断面図で示す。 図６は、評価の範囲内で検出された、反射面内の反射中心領域を有する床面の例示写真撮影を示す。 図７は、反射中心領域のない床面の撮影に関する、図６に対応する図を示す。 図８は、走行計画および／または掃除パラメータを設定するための、好ましくはソフトウェアによる決定手法の流れ図を示す。 図９は、床面を解析するための床掃除機の学習過程の間における、複数部屋住居の略平面図を示す。 図１０は、掃除過程に関する、図９に対応する図を示す。

はじめに、図１により、保守されるべき床２に向かって下側に向けられたシャシ、電動駆動走行車３、並びに好ましくはシャシ底部の下端縁から突出する、同様に電動駆動されるブラシ４を有する、自走式床掃除機の形の掃除機１が示され且つ説明されている。シャシは装置フード５により上から被覆され、この場合、図示の実施形態の掃除機１は好ましい円形平面図を有している。

さらに、掃除機１は、ブラシに追加してまたはこの代わりに吸込開口を有していてもよい。この場合、掃除機１内に、さらに電動駆動吸込ファン／モータが配置されている。

特に走行車３の電動機、ブラシ４の電動駆動装置、さらに好ましくは吸込ファンおよび装置の操作のために装置内に設けられたその他の電子装置のような掃除機１の個々の電気部品への電気供給は、図示されていない再充電可能な蓄電池を介して達成されている。

掃除機１は、例えば、検出された周辺および／または床２の汚れ程度に適合可能な走行計画を備えていることが好ましい。

この走行計画を、さらに好ましくはこれと組み合わせて、または例えばブラシ４の回転数および／または吸込能力のような代替掃除パラメータを、床敷物のタイプに適合させる必要が存在する。

このために、装置側のシャシの底面側に、掃除機１によって走行される床面の写真撮影を行うための、電子カメラ８の形の装置７が設けられていることが好ましい。装置７の構成部品は、電子カメラ８のほかに、照明要素９である。

照明要素９は、所定の白色光、さらに好ましくは白色ＬＥＤを放射することが好ましい。

特に図５の略図からわかるように、カメラ８および照明要素９は床２上に立てられた垂線に対して同じ角度またはほぼ同じ角度に方向が向けられていることが好ましく、垂線に対する好ましい方向角αないしはβは３０−６０°である。

得られた床の写真撮影は、好ましくは床掃除機内において、さらに好ましくは組み込まれた評価ユニット１０内において、所定の特徴に関して評価される。この場合、個々の撮影から特徴を抽出するためのディジタル画像処理方法およびディジタル画像処理アルゴリズムが利用される。この場合、特に、写真撮影の光沢、色および構成が考慮される。解析され且つ評価された撮影は、好ましくは記憶されている他のデータバンクの特徴と比較されることが好ましい（図３および４の略図参照）。評価され且つ検出された床パターンに基づいて、特定の走行計画（例えば実際の床敷物の無視）が実行され、および／または所定の掃除パラメータが検出された床敷物に適合される。

好ましい形態において、例えば目塗りされた床（さらに例えばタイル張り床）の識別は、光沢の観察によって行われる。目塗りされた床面、即ち十分に不透水性があり且つ滑らかな床面は、高い光沢即ち高い反射度を有する。好ましいディジタル撮影ＦＡにおいてもまた、光沢が閉鎖表面に対する指標として検出可能である。図６に、タイル張り床領域または木材床領域の写真撮影ＦＡが示されている。破線で示された照射面Ｒの内部に、図において実線で示された明るい（白色の）中心領域Ｋが検出される。この中心領域Ｋはパターン検出アルゴリズムによって検出されることが好ましい。

図７は、カーペット床の写真撮影ＦＡを示す。これもまた、はじめに、照射面Ｒを有している。しかしながら、カーペット織物は光を強く散乱させて拡散光を形成するので、この場合には中心領域Ｋが得られない。

木材床または木材が積層された床は、色空間内において識別されることが好ましい。既知のＧｅｓｔｅｎ検出アルゴリズムは、人の皮膚に対して典型的な領域を色空間内に割り当てた像点が面に統合されることにより、例えば人の顔および手を識別する。同様に、例えば木材は、色空間内の対応領域が統計的手法により決定されることにより、一義的に識別可能である。

カーペット床の識別は、繊維構造を介して行われることが好ましい。カーペットに対する特徴は、繊維構造が存在することである。ベロアにおいては、この構造が写真撮影内において検出されることが難しい一方で、特に起毛パイル糸を有するカーペットにおいては、顕著なパターンが検出される。

好ましい形態において、床敷物を一義的に決定するために、上記の方法が相互に組み合わされる。

掃除機１は、自動走行および床２の掃除の間に、それ自身で床敷物のタイプを決定し且つ所定のパラメータに基づいて自動的に応答することが好ましい。これは、さらに、特に必要に応じて床を水洗浄することに適した床掃除機の場合に見られる。例えばカーペット床が検出された場合、この面はいわゆる拭取ロボットによって回避されるかまたは少なくとも水散布が遮断される。

図８は、掃除機１の自動決定のための決定流れ図を示す。点Ａから出発して、はじめに、照明要素９の鏡像に対応して、照射面Ｒ内に白色中心領域Ｋが検出されたかどうかが決定される。白色中心領域Ｋが検出された場合、硬質面が推測され、且つ点Ｂにおいて、写真撮影内の色に関して、これが木材色調であるかどうかが決定される。木材色調が決定された場合、それは特に目塗りされた木材床であるかまたは例えばラミネートであり（点Ｃ）、好ましい形態においては、このことは、設定されるべき掃除パラメータに関して、小さいブラシ出力即ち小さいブラシ回転数が設定されるようにし、および液体散布装置が設けられているかぎり、少ない液体のみが散布されるようにする。

木材色調が決定可能でない場合、例えばリノリウム床またはＰＶＣ床が存在し、その代わりに、タイル、花崗岩または目塗りされた石材が存在する（点Ｄ）。

この場合もまた、自動的に比較的小さいブラシ回転数が選択されることが好ましい。この場合には水散布は行われる。

点Ａにおいて中心領域Ｋが決定されなかった場合（点Ｅ）、対応する装置が存在するかぎり、はじめに液体散布の遮断が行われる。さらに、はじめに、撮影内に木材色調が決定可能であるかどうかが解析される。このような木材色調が存在する場合、それは好ましくは開放細孔木材床であり、したがって拡散反射木材床であり（点Ｆ）、それに続いて、自動的にブラシ出力が小さく設定されることが好ましい。

木材色調が決定されなかった場合、次の点Ｇにおいて、繊維構造が検出可能かどうかに関して、写真撮影が検査される。画像内に繊維が決定された場合（点Ｈ）、それは好ましくは長い繊維を有するカーペットであり、この結果、ブラシ４は遮断されることが好ましい。このようなカーペット床は吸込のみが行われることが好ましい。画像内に繊維が決定されなかった場合（点Ｊ）、それは好ましくはベロアカーペットであり、ベロアカーペットは高いブラシ出力によって掃除されるべきである。

図９は、複数の部屋を有する住居の例示略平面図を示す。個々の部屋の床面は特に寄木張り床Ｐａ、タイル張り床Ｆｌ、ラミネート床Ｌａ並びに柔軟床Ｗｅの構成により、異なるタイプに形成されている。さらに、ラミネート床Ｌａを有する部屋内に柔軟床Ｗｅで示された細長カーペットが敷かれている。

掃除機１の学習走行ないしは検査走行の間に（図９内の曲線Ｌ参照）、カメラ撮影およびそれに続く評価を介してデータが収集され、データは、それに続いてまたは同時に評価される。データ収集のために、存在する全ての床面ないしは床タイプが走行される。掃除機１が例えばユーザにより遠隔操作によって操作される、ユーザ操作検査走行の軌道が示されている。

決定された床データが、掃除機１の好ましくは不揮発性メモリ内に、さらに好ましくは、別に記憶された、部屋の周辺カードの周辺データと組み合わせて記憶される。

図１０に示された掃除機１の掃除走行は、周辺カードを利用して自動的に行われることが好ましく、この場合、所定の走行計画が利用されることがさらに好ましい。

図１０に、例としての掃除走行が示されている。掃除走行の間に、種々の掃除パラメータが決定され且つ記憶されている床データに適合される。

即ち、掃除機１の対応形態において、タイル張り床Ｆｌの場合には強い水分拭取りが行われ（破線で示されている）、ラミネート床Ｌａにおいてはタイル張り床よりも少ない１ｍ^２当たりの水量で軽い水分拭取りが行われる（点線で示されている）。寄木張り床Ｐａ並びに柔軟床Ｗｅは吸引のみで水洗されないことが好ましい（実線で示されている）。

既に解析のために走行され且つ解析された面上において掃除走行を実行するとき、他の撮影ＦＡが行われ且つ評価されることがさらに好ましい。図９および１０において、１つのラミネート床Ｌａが、任意に敷かれた細長カーペットの形の柔軟床Ｗｅで一部覆われている。この床部分領域の領域内においては、柔軟床Ｗｅの領域内が実線で示されているように、吸込のみによる、対応する好ましい掃除が行われる。

例として示されたこのようなカーペット・ブリッジがラミネート床に対して相対的に別の位置へ移動された場合、この移動は、掃除走行の間における床ないしは面の連続解析の場合に検出され、このとき掃除機１の応答が行われる。記憶されている値に対して変化が検出されたとき、掃除機１は、例えば軽い掃除により、例えばブラシ並びに水洗浄の遮断によって応答し、さらに例えば吸込を弱くする。代替態様として、この領域が掃除されることなく無視され且つユーザに対応情報が伝達されてもよい。これに関して、掃除機１のその瞬間の位置の、直接周辺内に記憶されている構成と比較されることが可能である。これらの構成が一致したとき、一形態において、これに関する掃除パラメータが実際に検出された面に適用される。

上記の説明は、下記の特徴の組み合わせによってそれぞれ独立に従来技術の変更態様を形成する、全て本出願により含まれる発明の説明にも使用される。即ち、これらの特徴とは次のものである。

撮影ＦＡが面構成例えば床敷物のタイプに関して評価可能であること、および検出された面構成が、走行計画に関して、および／または床間隔および／または二次空気開口のサイズおよび／またはブラシ回転数のような掃除パラメータの設定に関して利用可能であること、を特徴とする走行式掃除機または床保守装置あるいは床処理装置。

評価が掃除機１自身内で実行可能であることを特徴とする走行式掃除機１または床保守装置あるいは床処理装置。

写真撮影面が掃除機内に設けられた照明要素によって照明可能であることを特徴とする走行式掃除機または床保守装置あるいは床処理装置。

照明要素が所定の白色光を照射することを特徴とする走行式掃除機または床保守装置あるいは床処理装置。

撮影がカラー撮影であり且つ色に関して評価可能であることを特徴とする走行式掃除機または床保守装置あるいは床処理装置。

評価が、画像内の過度に露出された領域（白色領域）に関して実行可能であることを特徴とする走行式掃除機または床保守装置あるいは床処理装置。

床敷物の撮影が、ユーザにより、走行可能または走行不可能として定義可能であることを特徴とする走行式掃除機または床保守装置あるいは床処理装置。

実行された撮影が面構成のタイプに関して評価され、および評価に基づいて、走行計画と、および／または床間隔および／または二次空気開口のサイズおよび／またはブラシ回転数のような掃除パラメータの設定と、が実行されることを特徴とする方法。

撮影ＦＡの評価に基づく走行計画等を実行する前に、撮影ＦＡをしながら掃除されるべき面の走行が実行され、撮影ＦＡのときに、検出された種々の面構成への直接応答が行われないことを特徴とする方法。

走行が自動的にまたはユーザによる操作によって行われることを特徴とする方法。

実行された撮影ＦＡが、評価ソフトウェアにより、場合により走行後に遅れて解析されることを特徴とする方法。

評価結果が、ユーザに対して、ディスプレイ上に画像化されるかまたは音声出力により伝達されることを特徴とする方法。

実行された評価に基づく走行計画の追跡が、ユーザに伝達された評価結果の確認後においてのみユーザによって実行されることを特徴とする方法。

既に解析のために走行され且つ解析された面上において掃除走行を実行するとき、さらに撮影ＦＡが行われ且つ評価されることを特徴とする方法。

１ 掃除機
２ 床
３ 走行車
４ ブラシ
５ 装置フード
６ 吸込開口
７ 装置
８ カメラ
９ 照明要素
１０ 評価ユニット
Ａ 点
Ｂ 点
Ｃ 点
Ｄ 点
Ｅ 点
Ｆ 点
Ｇ 点
Ｈ 点
Ｉ 点
Ｊ 点
Ｋ 中心領域
Ｌ 線
Ｒ 面
ＦＡ 撮影
Ｆｌ タイル張り床
Ｌａ ラミネート床
Ｐａ 寄木張り床
Ｗｅ 柔軟床
α 角度
β 角度

Claims (13)

1. 例えば自走式床掃除機またはユーザ操作式掃除機（１）のような、走行式掃除機（１）または床保守装置あるいは床処理装置において、
   走行されるべき面の写真撮影装置（７）と、
   面構成例えば床敷物のタイプに関して前記写真撮影装置（７）によって撮影された写真を評価するソフトウェアを実行するマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラと、 を備え、
   前記ソフトウェアが、写真に含まれる面の反射度の評価、および、色空間における当該面の特徴的なパターンまたは木目の統計的評価に基づいて面構成を検出するように構成されており、
   前記評価において、先ず画像内の過度に露出された白色領域が検出されたか否かを決定（Ａ）し、さらに、
   前記白色領域が検出された場合は、写真内の色が木材色調であるか否かを決定（Ｂ）し、前記木材色調である場合は第１の面構成を検出（Ｃ）する一方、前記木材色調でない場合は第２の面構成を検出（Ｄ）し、又は、
   前記白色領域が検出されない場合は、写真内の色が木材色調であるか否かを決定（Ｅ）し、前記木材色調である場合は第３の面構成を検出（Ｆ）する一方、前記木材色調でない場合は第４の面構成を検出（Ｈ、Ｊ）し、
   前記ソフトウェアが、検出された面構成に応じて、床間隔および／または二次空気開口のサイズである掃除パラメータを設定するように構成されている、
   ことを特徴とする走行式掃除機（１）または床保守装置あるいは床処理装置。
2. 評価が掃除機（１）自身内で実行可能であることを特徴とする請求項１に記載の走行式掃除機（１）または床保守装置あるいは床処理装置。
3. 写真撮影面（Ｒ）が掃除機（１）内に設けられた照明要素（９）によって照明可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の走行式掃除機（１）または床保守装置あるいは床処理装置。
4. 照明要素（９）が所定の白色光を照射することを特徴とする請求項３に記載の走行式掃除機（１）または床保守装置あるいは床処理装置。
5. 撮影（ＦＡ）がカラー撮影であり且つ色に関して評価可能であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の走行式掃除機（１）または床保守装置あるいは床処理装置。
6. 掃除機（１）を始動する前に、撮影（ＦＡ）の対象である面が、ユーザにより、走行可能または走行不可能として指示されることが可能であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の走行式掃除機（１）または床保守装置あるいは床処理装置。
7. 走行されるべき面の写真撮影（ＦＡ）装置（７）、および面構成例えば床敷物のタイプに関して当該写真撮影装置（７）によって撮影された写真を評価するソストウェアを実行するマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを有する、走行式掃除機（１）、例えば自走式床掃除機またはユーザ操作式床掃除機、または床保守装置あるいは床処理装置の運転方法において、
   前記写真撮影装置（７）によって走行されるべき面の写真を撮影して、当該面の面構成のタイプに関して評価するステップと、
   前記評価に基づいて、床間隔および／または二次空気開口のサイズである掃除パラメータを設定するステップと、
   を備え、
   前記評価が、写真に含まれる面の反射度の評価、および、色空間における当該面の特徴的なパターンまたは木目の統計的評価を含み、
   前記評価において、先ず画像内の過度に露出された白色領域が検出されたか否かを決定（Ａ）し、さらに、
   前記白色領域が検出された場合は、写真内の色が木材色調であるか否かを決定（Ｂ）し、前記木材色調である場合は第１の面構成を検出（Ｃ）する一方、前記木材色調でない場合は第２の面構成を検出（Ｄ）し、又は、
   前記白色領域が検出されない場合は、写真内の色が木材色調であるか否かを決定（Ｅ）し、前記木材色調である場合は第３の面構成を検出（Ｆ）する一方、前記木材色調でない場合は第４の面構成を検出（Ｈ、Ｊ）する、
   ことを特徴とする走行式掃除機または床保守装置あるいは床処理装置の運転方法。
8. 撮影（ＦＡ）の評価に基づく走行計画等を実行する前に、撮影（ＦＡ）をしながら掃除されるべき面の走行が実行され、撮影（ＦＡ）のときに、検出された種々の面構成への直接応答が行われないことを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 走行が自動的にまたはユーザによる操作によって行われることを特徴とする請求項７または８のいずれかに記載の方法。
10. 実行された撮影（ＦＡ）が、評価ソフトウェアにより、場合により走行後に遅れて解析されることを特徴とする請求項７ないし９のいずれかに記載の方法。
11. 評価結果が、ユーザに対して、ディスプレイ上に画像化されるかまたは音声出力により伝達されることを特徴とする請求項７ないし１０のいずれかに記載の方法。
12. 実行された評価に基づく走行計画の追跡が、ユーザに伝達された評価結果の確認後においてのみユーザによって実行されることを特徴とする請求項７ないし１１のいずれかに記載の方法。
13. 既に解析のために走行され且つ解析された面上において掃除走行を実行するとき、さらに撮影（ＦＡ）が行われ且つ評価されることを特徴とする請求項７ないし１２のいずれかに記載の方法。