JP7030007B2 - Autonomous vacuum cleaner - Google Patents
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Description
本発明に係る実施形態は、自律型電気掃除機に関する。 An embodiment of the present invention relates to an autonomous vacuum cleaner.
進入防止装置と自走式掃除機とを備える自動掃除システムが知られている。進入防止装置は、超音波を出力して仮想壁を形成する。自走式掃除機は、仮想壁を検出するとともに、その仮想壁に基づく仮想線を設定する。 An automatic cleaning system equipped with an intrusion prevention device and a self-propelled vacuum cleaner is known. The intrusion prevention device outputs ultrasonic waves to form a virtual wall. The self-propelled vacuum cleaner detects a virtual wall and sets a virtual line based on the virtual wall.
そして、自走式掃除機は、仮想壁や仮想線を越えて移動することができない。つまり、自動掃除システムは、進入防止装置を配置することによって、自走式掃除機の移動範囲を制限する。換言すると、自動掃除システムは、進入防止装置で設定する移動範囲に自走式掃除機を閉じ込める。 And self-propelled vacuum cleaners cannot move across virtual walls and lines. That is, the automatic cleaning system limits the range of movement of the self-propelled vacuum cleaner by arranging an intrusion prevention device. In other words, the automatic cleaning system confine the self-propelled vacuum cleaner within the range of movement set by the intrusion prevention device.
従来の自律型電気掃除機は、自機以外の装置、例えば進入防止装置を用いて、進入禁止場所を識別している。また、進入禁止場所を識別する方法には、進入防止装置の他に、仮想線を指定するための磁気テープを床面に貼付する方法や、自機が記憶する環境地図上で進入禁止場所を予め識別しておく方法がある。 Conventional autonomous vacuum cleaners use devices other than their own, such as entry prevention devices, to identify restricted areas. In addition to the entry prevention device, the method of identifying the entry prohibited area is to attach a magnetic tape to specify the virtual line on the floor, or to specify the entry prohibited area on the environmental map memorized by the aircraft. There is a method of identifying in advance.
しかしながら、進入防止装置や磁気テープを利用して進入禁止場所を識別する場合には、進入防止装置が何かの拍子に移動してしまったり、磁気テープが劣化してしまったりすると、進入禁止場所が意図せず変わってしまう。 However, when identifying an entry-prohibited place using an entry-prevention device or magnetic tape, if the entry-prevention device moves to some extent or the magnetic tape deteriorates, the entry-prohibited place Will change unintentionally.
また、進入禁止場所を環境地図上に予め識別する場合には、環境地図を作成する過程で進入禁止場所へ一旦は進入しなければならなかったり、環境地図上に進入禁止場所を指定するために自機以外のパーソナルコンピュータや、スマートフォンなどの情報端末を必要としたりする。 In addition, when identifying the prohibited places on the environmental map in advance, it is necessary to enter the prohibited places once in the process of creating the environmental map, or to specify the prohibited places on the environmental map. It requires a personal computer other than its own, or an information terminal such as a smartphone.
そこで、本発明は、例えば進入防止装置、磁気テープ、情報端末などの自機以外の装置を必要とせず、自機のみで進入禁止場所を設定可能な自律型電気掃除機を提案する。 Therefore, the present invention proposes an autonomous electric vacuum cleaner that does not require a device other than the own machine such as an entry prevention device, a magnetic tape, and an information terminal, and can set an entry prohibited place only by the own machine.
前記の課題を解決するため本発明の実施形態に係る自律型電気掃除機は、被掃除面上を移動する移動部を有して自律移動可能な本体と、前記本体に設けられて画像を撮影するカメラ部と、前記カメラ部で撮影された前記画像を記憶する画像記憶部と、自律移動時の進入禁止場所を識別する識別画像を前記カメラ部に撮影させて前記画像記憶部に記憶させる進入禁止場所指示部と、前記本体の自律移動を制御し、かつ前記本体の移動中に前記カメラ部で撮影される現在位置画像と前記画像記憶部に記憶される前記識別画像とを逐次比較し、前記現在位置画像と前記識別画像とが一致または類似した場合には、現在位置より先への進行を抑制して進行方向を変える進入禁止処理を行う自律制御部と、を備え、前記カメラ部はステレオカメラであり、前記自律制御部は、前記現在位置画像と前記識別画像とが一致または類似しているか否かを判断する際に、前記本体から前記現在位置画像の撮影対象までの離間距離と、前記本体から前記識別画像の撮影対象までの離間距離との差異を前記判断に含んでいる。また、本発明の実施形態に係る自律型電気掃除機は、被掃除面上を移動する移動部を有して自律移動可能な本体と、前記本体に設けられて画像を撮影するカメラ部と、前記カメラ部で撮影された前記画像を記憶する画像記憶部と、自律移動時の進入禁止場所を識別する識別画像を前記カメラ部に撮影させて前記画像記憶部に記憶させる進入禁止場所指示部と、前記本体の自律移動を制御し、かつ前記本体の移動中に前記カメラ部で撮影される現在位置画像と前記画像記憶部に記憶される前記識別画像とを逐次比較し、前記現在位置画像と前記識別画像とが一致または類似した場合には、現在位置より先への進行を抑制して進行方向を変える進入禁止処理を行う自律制御部と、前記カメラ部の撮影範囲に光を照射する発光部と、前記発光部から照射された光の反射光を受光する受光部と、前記発光部の発光開始から前記受光部の前記反射光の受光までの時間差に基づいて前記本体から前記画像の撮影対象までの距離情報を取得する距離演算部と、を備え、前記自律制御部は、前記現在位置画像と前記識別画像とが一致または類似しているか否かを判断する際に、前記本体から前記現在位置画像の撮影対象までの離間距離と、前記本体から前記識別画像の撮影対象までの離間距離との差異を前記判断に含んでいる。 In order to solve the above problems, the autonomous vacuum cleaner according to the embodiment of the present invention has a main body that has a moving portion that moves on the surface to be cleaned and can move autonomously, and a main body provided on the main body to take an image. The camera unit, the image storage unit that stores the image taken by the camera unit, and the entry that causes the camera unit to capture an identification image that identifies an entry prohibited place during autonomous movement and stores the image in the image storage unit. The prohibited place indicating unit controls the autonomous movement of the main body, and the current position image captured by the camera unit while the main body is moving is sequentially compared with the identification image stored in the image storage unit. When the current position image and the identification image match or are similar to each other , the camera unit includes an autonomous control unit that suppresses progress beyond the current position and performs an entry prohibition process that changes the direction of travel. It is a stereo camera, and the autonomous control unit determines whether or not the current position image and the identification image match or are similar to each other, and the distance from the main body to the shooting target of the current position image. The determination includes a difference from the distance from the main body to the image capture target of the identification image . Further, the autonomous electric vacuum cleaner according to the embodiment of the present invention includes a main body that has a moving portion that moves on the surface to be cleaned and can move autonomously, and a camera unit that is provided on the main body and captures an image. An image storage unit that stores the image taken by the camera unit, and an entry prohibition location indicating unit that causes the camera unit to capture an identification image that identifies an entry prohibited location during autonomous movement and stores it in the image storage unit. , The autonomous movement of the main body is controlled, and the current position image captured by the camera unit while the main body is moving and the identification image stored in the image storage unit are sequentially compared with the current position image. When the identification image matches or resembles, the autonomous control unit that suppresses the progress beyond the current position and changes the direction of travel, and the light emitting that irradiates the shooting range of the camera unit with light. The image is taken from the main body based on the time difference between the unit, the light receiving unit that receives the reflected light of the light emitted from the light emitting unit, and the time difference between the start of light emission of the light emitting unit and the reception of the reflected light of the light receiving unit. The autonomous control unit includes a distance calculation unit for acquiring distance information to the target, and the autonomous control unit can determine whether or not the current position image and the identification image match or are similar to each other from the main body. The determination includes the difference between the distance between the current position image and the image to be captured and the distance from the main body to the object to be captured by the identification image.
本発明に係る自律型電気掃除機の実施形態について図1から図10を参照して説明する。 An embodiment of the autonomous vacuum cleaner according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 10.
図1は、本発明の実施形態に係る自律型電気掃除機の斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view of an autonomous vacuum cleaner according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、本実施形態に係る自律型電気掃除機1は、いわゆるロボットクリーナである。自律型電気掃除機1は、本体ケース2内の二次電池3の電力を消費して自律で移動(走行)する。自律型電気掃除機1は、居室内の被掃除領域Aの被掃除面(床面)を動き回って(被掃除領域を網羅的に移動して)塵埃を捕集する。自律型電気掃除機1は、掃除運転の後、充電台5へ帰巣して次の掃除運転を待機する。
As shown in FIG. 1, the
また、自律型電気掃除機1は、被掃除領域Aに重ねて、または居室内に被掃除領域Aとは別個に進入禁止領域B(進入禁止場所)を識別する。自律型電気掃除機1は、進入禁止領域Bへの進入を回避する進入禁止処理を実行しながら、被掃除領域Aの被掃除面を掃除することができる。自律型電気掃除機1は、進入禁止領域Bへの進入禁止処理を実行せずに被掃除領域Aおよび進入禁止領域Bの被掃除面(床面)を動き回って(被掃除領域を網羅的に移動して)掃除を行うこともできる。つまり、自律型電気掃除機1は、進入禁止領域Bへの進入禁止処理の実行と不実行とを切り替えることができる。
Further, the
充電台5は、居室内の被掃除面に設置されている。充電台5は、自律型電気掃除機1を円滑に接続または離脱可能な形状を有している。充電台5は、自律型電気掃除機1が接続された状態で、商用交流電源から二次電池3へ電力を導く電源コード6を備えている。電源コード6は、二次電池3へ送電する電路である。自律型電気掃除機1は、次の掃除運転の待機時に充電台5に帰巣して二次電池3を充電することで、使用者による充電の手間を省き、かつ使用者の求めによる突発的な掃除運転に対応できる。
The
図2は、本発明の実施形態に係る自律型電気掃除機の右側面図である。 FIG. 2 is a right side view of the autonomous vacuum cleaner according to the embodiment of the present invention.
図3は、本発明の実施形態に係る自律型電気掃除機の底面図である。 FIG. 3 is a bottom view of the autonomous vacuum cleaner according to the embodiment of the present invention.
図2および図3に示すように、本実施形態に係る自律型電気掃除機1は、中空の本体ケース2と、本体ケース2の底部に設けられる回転清掃体としての回転ブラシ11と、回転ブラシ11を回転駆動させるブラシ用電動機12と、本体ケース2の後部に設けられる塵埃容器13と、本体ケース2内に収容されて塵埃容器13に流体的に接続される電動送風機15と、本体ケース2を床面上で走行させる移動部としての走行部21と、本体ケース2に設けられて自律型電気掃除機1の周囲の画像Iを撮影するカメラ部22と、走行部21を制御して被掃除面上の自律型電気掃除機1を自律で移動させる制御部23と、電動送風機15、走行部21、カメラ部22、および制御部23で消費される電力を蓄える二次電池3と、を備えている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
本体ケース2は、例えば合成樹脂製であり、扁平な円柱形状(円盤形状)を有している。平面視で実質的に円形の本体ケース2は、他の形状に比べて旋回時の旋回半径を小さく抑制できる。本体ケース2の底面は、空気とともに被掃除面上の塵埃を吸い込む吸込口25を有している。
The
吸込口25は、電動送風機15が発生させる負圧によって空気とともに塵埃を吸い込む。吸込口25は、本体ケース2の幅方向に延びている。換言すると、吸込口25の左右方向の開口幅は、吸込口25の前後方向の開口幅よりも大きい。本体ケース2の底面が自律走行時に被掃除面に対向(対面)しているため、本体ケース2の底面に設けられる吸込口25は、被掃除面上の塵埃、または回転ブラシ11が被掃除面から掻き上げた塵埃を容易に吸い込むことができる。
The
回転ブラシ11は、吸込口25に配置されている。回転ブラシ11の回転中心線は、自律型電気掃除機1の幅方向に向けられている。回転ブラシ11は、自律型電気掃除機1を被掃除面上に走行可能な状態で置いたとき、被掃除面に接触する。そのため、自律型電気掃除機1は、前進走行中、回転ブラシ11を回転駆動させることによって、被掃除面上の塵埃を掻き上げて吸込口25へ効率的に吸い込むことができる。
The
ブラシ用電動機12は、回転ブラシ11を正転(前進時に自律型電気掃除機1の推進力を補助する方向)または逆転(後退時に自律型電気掃除機1の推進力を補助する方向)させる。
The
塵埃容器13は、電動送風機15が発生させる吸込負圧によって吸込口25から吸い込まれる塵埃を蓄積する。塵埃容器13は、塵埃を濾過捕集するフィルタや、遠心分離(サイクロン分離)や直進分離(直進する空気と塵埃との慣性力の差で塵埃と空気とを分離する分離方式)などの慣性分離によって塵埃を蓄積する分離装置である。塵埃容器13は、本体ケース2へ着脱可能であり、また開閉可能である。使用者は、塵埃容器13を本体ケース2から一時的に取り外して、塵埃容器13を開いて塵埃容器13に蓄積された塵埃を容易に廃棄したり、塵埃容器13を清掃したり、洗浄したりすることができる。
The
電動送風機15は、二次電池3の電力を消費して駆動する。電動送風機15は、塵埃容器13から空気を吸い込んで吸込負圧を生じさせる。塵埃容器13に発生した負圧は、吸込口25に作用する。本体ケース2は、電動送風機15の排気(清浄な空気)を、本体ケース2の外側へ流出させる排気口(図示省略)を有している。
The
走行部21は、少なくとも一対の駆動輪26と、それぞれの駆動輪26を個別に駆動させる複数の駆動部としての電動機27と、および、駆動輪26とともに本体ケース2を床面に支える従動輪28と、を備えている。
The traveling
駆動輪26は、被掃除面上の本体ケース2を移動させる。駆動輪26は、幅方向(左右幅方向)に延びる車軸(図示省略)を有している。一対の駆動輪26の車軸は、実質的に同一線上に配置されている。そのため、自律型電気掃除機1は、容易に直進および旋回することができる。一対の駆動輪26の間には、吸込口25が配置されている。駆動輪26は、懸架装置(いわゆるサスペンション、図示省略)によって被掃除面に押さえつけられている。自律型電気掃除機1は、駆動輪26に代えて、無限軌道(図示省略)を備えていても良い。
The
電動機27は、それぞれの駆動輪26を独立して駆動させる。つまり、自律型電気掃除機1は、左右の駆動輪26を同じ方向へ回転させることによって直進(前進、または後退)し、左右の駆動輪26を異なる方向へ回転させることによって旋回(右旋回、または左旋回)する。また、自律型電気掃除機1は、左右の駆動輪26の出力を上下させて前進、または後退の速度を調整したり、左右の駆動輪26の出力を相違させて旋回半径の大小を調整したりすることができる。
The
従動輪28は、本体ケース2の下部の幅方向の略中央部、かつ前部に配置されている。従動輪28は、円形の回転体であり、例えばキャスターである。従動輪28は、自律型電気掃除機1の前進、後退、および旋回に容易に追従して向きを変え、自律型電気掃除機1(本体ケース2)の走行(移動)を安定させる。なお、駆動輪26の車軸、従動輪28の車軸に支えられる自律型電気掃除機1の重心は、一対の駆動輪26と従動輪28とがなす三角形の内側に配置されていることが好ましい。その場合、自律型電気掃除機1(本体ケース2)は、転倒する危険性を下げて、安定して移動(走行)することができる。なお、従動輪28はなくても良い。
The driven
なお、自律型電気掃除機1は、本体ケース11と、床面などの被掃除面を掃除する掃除部としての回転ブラシ11および吸込口25と、被掃除面上を移動するための移動部としての走行部21と、を備えて、被掃除面上を自律移動可能な本体を備えている。この本体は、従来の自律型電気掃除機で一般的な機能を実現する部分を指す。
The
図4は、本発明の実施形態に係る自律型電気掃除機の平面図である。 FIG. 4 is a plan view of the autonomous vacuum cleaner according to the embodiment of the present invention.
図1および図4に示すように、本実施形態に係る自律型電気掃除機1は、自律移動時の進入禁止領域Bを識別する識別画像Iiをカメラ部22に撮影させる指示の入力を受け取る進入禁止場所指示入力部31と、撮影済みの識別画像Iiの少なくとも1つを消去する指示の入力を受け取る進入禁止場所消去入力部32と、所定条件を満たした場合に前記進入禁止処理を実行するか否かの設定を切り換える指示の入力を受け取る進入禁止処理切替入力部33と、表示部35と、を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 4, the
進入禁止場所指示入力部31、進入禁止場所消去入力部32、および進入禁止処理切替入力部33は、本体ケース2の天面に設けられている。そのため、使用者は、自律型電気掃除機1を被掃除面に置いた状態で進入禁止場所指示入力部31、進入禁止場所消去入力部32、および進入禁止処理切替入力部33を容易に操作することができる。
The entry prohibition place
進入禁止場所指示入力部31、進入禁止場所消去入力部32、および進入禁止処理切替入力部33は、使用者が意図する操作内容に応じた情報を入力する入力部であり、いわゆる押しボタンである。押しボタンは、進入禁止場所指示入力部31、進入禁止場所消去入力部32、および進入禁止処理切替入力部33それぞれに応じて1つずつ設けてもよいし、共通する1つの押しボタンを設けてもよい。共通する1つの押しボタンを設ける場合は、所定時間内に押下げられた回数や、押下げられた状態の継続時間など所定の操作態様に応じて入力内容を使い分ければよい。
The entry prohibition place
これら、進入禁止場所指示入力部31、進入禁止場所消去入力部32、および進入禁止処理切替入力部33には、押しボタンの頂部、または押しボタンの周囲に、それぞれの機能を識別しやすい文字や図形が付されている。
In these, the entry prohibition place
表示部35は、点灯や点滅などの表示や、文字や図形の表示によって、使用者や自律型電気掃除機1の周囲にいる第三者に運転の開始などの適宜の情報を知らせる。表示部35は、例えば、本体ケース2の天面に設けられるディスプレーである。そのため、使用者は、自律型電気掃除機1を被掃除面に置いた状態で表示部35に表示される情報を容易に目視することができる。また、使用者は、表示部35に表示される情報を通じて自律型電気掃除機1から提示される様々な情報を取得することができる。
The
図5は、本発明の実施形態に係る自律型電気掃除機のブロック図である。 FIG. 5 is a block diagram of an autonomous vacuum cleaner according to an embodiment of the present invention.
図2から図4に加えて図5に示すように、本実施形態に係る自律型電気掃除機1は、ブラシ用電動機12、走行用の電動機27、電動送風機15、カメラ部22、制御部23、二次電池3、表示部35に加えて、通信部36、および音声や警告音などの音によって、使用者や自律型電気掃除機1の周囲にいる第三者に運転の開始などの適宜の情報を知らせる音声出力部37を備えている。
As shown in FIGS. 5 in addition to FIGS. 2 to 4, the
通信部36は、充電台5に赤外線信号を送信する、例えば赤外線発光素子を含む送信部、および充電台5やリモートコントローラー(図示省略)からの赤外線信号を受信する、例えばフォトトランジスタを含む受信部(図示省略)と、を備えている。
The
音声出力部37は、音声や警告音などの音によって、使用者や自律型電気掃除機1の周囲にいる第三者に運転の開始などの適宜の情報を知らせる。音声出力部37は、例えばスピーカーである。
The
自律型電気掃除機1の使用者は、音声出力部37から出力される音、および表示部35に表示される視覚的な情報を通じて、自律型電気掃除機1の状態を容易に知ることができる。なお、自律型電気掃除機1は、音声出力部37および表示部35のいずれか一方のみを備えていても良い。
The user of the
カメラ部22は、自律型電気掃除機1の正面に設けられて、自律型電気掃除機1の前方を撮影する。カメラ部22は、例えばデジタルカメラである。つまり、カメラ部22は、つまり、カメラ部42は、撮影した画像を電気信号に変換する撮像素子22a(イメージセンサー)と、撮像素子22aに像を結ぶ(生じさせる)光学系22bと、を備えている。撮像素子22aは、例えば、CCDイメージセンサ(Charge-Coupled Device image sensor)や、CMOSイメージセンサ(Complementary metal-oxide-semiconductor image sensor)である。そのため、自律型電気掃除機1は即座に画像をデジタルデータで取り扱うことができる。つまり、カメラ部22で撮影された画像は、例えば画像処理回路(図示省略)を利用することで所定のデータ形式に圧縮したり、二値画像に変換したり、グレースケールに変換したりすることができる。カメラ部22は、例えば数十ミリ秒毎、または数秒毎などの所定の時間間隔でデジタルの画像を撮影する。カメラ部22は、例えば可視光領域の画像を撮影する。可視光領域の画像は、例えば赤外領域の画像に比べて画質が良好であり、複雑な画像処理を施すことなく使用者に視認可能な情報を容易に提供できる。
The
自律型電気掃除機1の移動中に、カメラ部22で刻々と撮影される最新の画像Iを現在位置画像Ipと呼ぶ。
The latest image I taken moment by moment by the
なお、カメラ部22は、ステレオカメラであっても良い。つまり、カメラ部22は、撮影する画像Iが、自律型電気掃除機1の幅方向の中心線を延長した前方の位置を含む撮影範囲で重なり合っている。この場合、カメラ部22は、撮影範囲における奥行き(自律型電気掃除機1からみた離間距離)の情報を得ることができる。
The
自律型電気掃除機1は、ステレオカメラに代えて、または加えて、ステレオカメラとは異なる原理によって撮影範囲における奥行きの情報を得る距離測定装置39を備えていても良い。距離測定装置39は、カメラ部22の撮影範囲に光を照射する発光部41と、発光部41から照射された光の反射光を受光する受光部42と、を備えている。自律型電気掃除機1は、発光部41の発光開始から受光部42の反射光の受光までの時間差に基づいて自律型電気掃除機1から画像Iの撮影対象までの距離情報を取得できる。この距離情報は、記憶部に記憶される。発光部41は、例えば赤外線や、可視光を照射する。
The
また、カメラ部22には、LED(Light Emitting Diode)や電球などの照明装置(図示省略)が併設されていても良い。照明装置は、カメラ部22の撮影範囲の一部または全部を照らす。照明装置は、家具などの障害物の陰のような暗い場所や、夜間などの暗い環境下であっても、カメラ部42による適切な画像の取得を可能にする。
Further, the
制御部23は、例えば中央処理装置(Central Processing Unit、CPU、図示省略)、中央処理装置で実行(処理)される各種演算プログラム、パラメータなどを記憶する補助記憶装置(例えば、Read Only Memory、ROM、図示省略)、プログラムの作業領域が動的に確保される主記憶装置(例えば、Random access memory、RAM、図示省略)を備えている。主記憶装置には、カメラ部22で撮影された画像Iを記憶する画像記憶部45が確保されている。画像記憶部45は、複数の画像Iを記憶可能な容量を有している。補助記憶装置は、例えば不揮発性メモリのように書き換え可能なものであることが好ましい。
The
制御部23は、ブラシ用電動機12、走行用の電動機27、電動送風機15、カメラ部22、通信部36、音声出力部37、表示部35、および二次電池3に電気的に接続されている。制御部23は、通信部36を介して充電台5、およびリモートコントローラーから受信する指令に応じてブラシ用電動機12、走行用の電動機27、電動送風機15、カメラ部22、距離測定装置39、通信部36、音声出力部37、表示部35、および二次電池3を制御する。
The
制御部23は、自律型電気掃除機1の自律移動を制御する自律制御部51と、カメラ部22の動作を制御するカメラ制御部52と、自律移動時の進入禁止場所を識別する識別画像Iiをカメラ部22に撮影させて画像記憶部45に記憶させる進入禁止場所指示部53と、現在位置画像Ipと識別画像Iiとを比較して両画像Iの一致または類似を判断する進入禁止場所判断部55と、を備えている。
The
また、制御部23は、所定条件を満たした場合に前記進入禁止処理を実行するか否かの設定を切り換える進入禁止処理切替部56と、画像記憶部45が記憶する識別画像Iiの少なくとも1つを消去可能な進入禁止場所消去部57と、を備えている。
Further, the
さらに、制御部23は、距離測定装置39の発光部41の発光開始から受光部42の反射光の受光までの時間差に基づいて本体ケース2から画像Iの撮影対象までの距離情報を取得する距離演算部58を備えていても良い。
Further, the
自律制御部51は、走行部21の電動機27の動作を制御する走行制御部61と、ブラシ用電動機12、および電動送風機15の動作を制御する掃除制御部62と、を備えている。
The
走行制御部61は、走行部21の電動機27に流れる電流の大きさ、および向きを制御して、電動機27を正転、または逆転させる。走行制御部61は、電動機27を正転、または逆転させることで、駆動輪26の駆動を制御している。
The
また、走行制御部61は、掃除場所の環境地図情報(Environment Map、図示省略)を記憶する地図情報記憶部63を備えている。
Further, the traveling
地図情報記憶部63は、補助記憶装置に確保される記憶領域に構築されたデータの集合であって、適宜のデータ構造を有している。地図情報記憶部63は、補助記憶装置から主記憶装置に読み込まれて利用され、適宜の更新を経て、補助記憶装置へ上書きされる。
The map
環境地図情報は、自律型電気掃除機1の自律走行に用いられる情報であり、少なくとも掃除対象となる場所において、自律型電気掃除機1が走行可能な領域の形状を含む情報である。環境地図情報は、自律型電気掃除機1の使用に際して、事前に準備されるものであっても良いし、Simultaneous Localization and Mapping(SLAM)によって自己位置推定と同時に作成されるものであっても良い。SLAMで環境地図情報を作成する場合には、自律型電気掃除機1は、自機の前方(前進方向)の画像を撮影するカメラ部22の他に、マップの作成に必要なカメラや、エンコーダなどの種々のセンサ(図示省略)を備えていることが好ましい。環境地図情報は、掃除運転にともなう移動の過程で作成、および更新されても良い。
The environmental map information is information used for autonomous traveling of the
制御部23は、環境地図情報を表示部35に表示することができる。使用者は、表示部35に表示される環境地図情報から、自律型電気掃除機1が作成した環境地図情報の状態を容易に確認できる。
The
掃除制御部62は、ブラシ用電動機12、および電動送風機15を個別に制御する。
The
カメラ制御部52は、カメラ部22の動作を制御する。カメラ制御部52は、所定の時間間隔毎にカメラ部22に画像を撮像させる。カメラ制御部52は、カメラ部22で撮影された画像Iを画像記憶部45に記憶する。なお、画像記憶部45に記憶される画像情報は、カメラ部22で撮影された画像Iを表すデータをそのまま記憶しても良いし、画像の解析処理に必要な情報を残す限りにおいて、データサイズを減らすように加工してから記憶してもよい。画像記憶部45に記憶される画像情報は、例えば、カメラ部22で撮影された画像Iをグレースケールに変換した画像(以下、カメラ部22で撮影された元の画像Iと同じく画像Iと呼ぶ。)であっても良い。グレースケール画像の場合には、画像Iの画素値は輝度値と一致する。グレースケールに変換した画像Iを保存する場合には、制御部23は、元画像を記憶する場合に比べて、画像記憶部45に割り当てるメモリ領域の容量(リソース)を少量で済ませることが可能である。また、グレースケールに変換した画像Iを以後の処理に使用する場合には、制御部23は、元画像を処理する場合に比べて中央処理装置の負荷を軽減できる。
The
なお、カメラ制御部52で実行される画像Iのグレースケール化を含む画像処理は、カメラ部22で実行されても良い。カメラ部22で画像処理を実行することによって、中央処理装置の負荷が軽減される。
The image processing including grayscale of the image I executed by the
また、カメラ制御部52は、照明装置の点灯と消灯とを制御する。照明装置は、画像Iを明るくして現在位置画像Ipと識別画像Iiとの比較を容易にする。
Further, the
進入禁止場所指示部53は、進入禁止場所指示入力部31に入力される外部からの指示に応じてカメラ制御部52に指示を出し、カメラ部65へ指令して識別画像Iiを撮影させ、かつ画像記憶部45に記憶させる。なお、画像記憶部45は、複数の識別画像Iiを記憶可能な容量を有している。
The no-entry
進入禁止場所判断部55は、既知の画像比較方法を用いて現在位置画像Ipと識別画像Iiとの一致度を算出し、この一致度が予め定める閾値を超えている場合には、現在位置画像Ipと識別画像Iiとは一致または類似していると判断する。
The entry prohibition
進入禁止場所判断部55は、現在位置画像Ipと識別画像Iiとを直接的に比較するだけでなく、それぞれの画像Iから抽出される特徴点、またはこの特徴点から算出される特徴量を比較して、両画像Iの一致または類似を判断しても良い。なお、特徴量の一種として、特徴点や特徴線がある。進入禁止場所判断部55は、識別画像Iiの特徴点を予め抽出し、その特徴量を算出して記憶部、例えば画像記憶部45に記憶する。また、進入禁止場所判断部55は、現在位置画像Ipの特徴点を刻々と抽出し、その特徴量を算出する。そして、進入禁止場所判断部55は、識別画像Iiの特徴量と現在位置画像Ipの特徴量とを比較して、両画像Iの一致度を算出する。そして、進入禁止場所判断部55は、両画像Iの特徴量の一致度が予め定める閾値を超えている場合には、現在位置画像Ipと識別画像Iiとは一致または類似していると判断する。両画像Iの特徴点は、エッジ検出によって抽出される角(エッジ、コーナー)、同一色のエリア広がり、など各種のアルゴリズムによって抽出可能な特徴点であれば良い。
The entry prohibition
進入禁止処理切替部56は、進入禁止処理切替入力部33に入力された外部からの指示に応じて、自律制御部51による進入禁止処理の実行と不実行とを切り替える。使用者は、進入禁止処理切替入力部33を操作することで、自律制御部51による進入禁止処理の実行と不実行とを容易に切り替えることができる。
The entry prohibition
進入禁止場所消去部57は、進入禁止場所消去入力部32が押し下されると、画像記憶部45に記憶される識別画像Iiを消去する。画像記憶部45は複数の識別画像Iiを記憶することができるため、進入禁止場所消去部57は、複数の識別画像Iiから任意の数の識別画像Iiを選択して消去したり、全ての識別画像Iiを一括して消去したりできることが好ましい。その場合、進入禁止場所消去入力部32は、選択入力部67と、決定入力部68と、を個別に有することが好ましい。また、複数の識別画像Iiから任意の数の識別画像Iiを選択可能にするため、画像記憶部45に記憶されている識別画像Iiは、表示部35に表示可能であることが好ましい。使用者は、表示部35に表示されている識別画像Iiを視認しながら選択し、または「全て選択」と記述された選択肢を選択して、所望の識別画像Iiを確実に消去することができる。
The entry prohibited
二次電池3は、ブラシ用電動機12、走行用の電動機27、電動送風機15、カメラ部22、距離測定装置39、制御部23、通信部36、音声出力部37、および表示部35の電源である。二次電池3は、ブラシ用電動機12、走行用の電動機27、電動送風機15、制御部23、カメラ部22、距離測定装置39、および通信部36へ供給される電力を蓄えている。そのため、自律型電気掃除機1は、電源コードを必要とせず、電源コードの長さや敷設経路に制約されることなく、自由に自律走行することができる。
The
二次電池3は、例えば本体ケース2の底面や背面に設けられる充電端子(図示省略)に電気的に接続されている。自律型電気掃除機1は、充電台5に帰巣すると、この充電端子を充電台5に電気的に接続する。そのため、自律型電気掃除機1は、使用者の手を煩わせることなく、二次電池3を充電台5に電気的に接続することが可能であり、かつ、次の掃除運転を待機している最中、二次電池3を充電することができる。
The
図6は、本発明の実施形態に係る自律型電気掃除機の掃除場所の一例、およびその掃除場所に識別される進入禁止場所の設定に係る一例の平面図である。 FIG. 6 is a plan view of an example of a cleaning place of an autonomous vacuum cleaner according to an embodiment of the present invention, and an example of setting a no-entry place identified by the cleaning place.
図7は、本発明の実施形態に係る自律型電気掃除機の掃除場所の一例、およびその掃除場所に識別される進入禁止場所の回避に係る一例の平面図である。 FIG. 7 is a plan view of an example of a cleaning place of an autonomous vacuum cleaner according to an embodiment of the present invention, and an example of avoiding an inaccessible place identified by the cleaning place.
図8は、本発明の実施形態に係る自律型電気掃除機において、進入禁止場所を識別する識別画像の一例である。 FIG. 8 is an example of an identification image for identifying a no-entry place in the autonomous vacuum cleaner according to the embodiment of the present invention.
図6に示すように、本実施形態に係る自律型電気掃除機1の使用者は、自律型電気掃除機1の正面、つまりカメラ部65の撮影方向(図6の実線矢印F)を進入禁止場所Bへ向けて自律型電気掃除機1を被掃除面(図6中の撮影場所C)に配置し、進入禁止場所指示入力部31を操作する。そうすると、進入禁止場所Bが容易に指定される。
As shown in FIG. 6, the user of the
自律型電気掃除機1は、進入禁止場所指示入力部31が押し下されると、カメラ部65で識別画像Ii(例えば図8)を撮影し、画像記憶部45に識別画像Iiを記憶させる。進入禁止場所判断部55は、予め識別画像Iiの特徴点を抽出し、この特徴点から特徴量を算出して、識別画像Iiの特徴点、および特徴量を識別画像Iiとともに画像記憶部45に記憶させる。
In the
なお、図8中の星形の目印Mは、撮影範囲に含まれる撮影対象を抽象的に示したものである。実際の識別画像Iiは、一様な色の床FL、および一様な色の壁Wのみが含まれる特徴(特徴点)を捉えづらい画像よりも、例えば、窓枠、家具、置物、およびこれらの一部などの目印Mを含み、特徴を捉え易い画像であることが好ましい。 The star-shaped mark M in FIG. 8 is an abstract representation of the shooting target included in the shooting range. The actual identification image Ii is, for example, a window frame, furniture, a figurine, and these, rather than an image in which it is difficult to capture a feature (feature point) containing only a uniform color floor FL and a uniform color wall W. It is preferable that the image includes a mark M such as a part of the image and is easy to capture the feature.
進入禁止場所指示部53は、1回の撮影指令、つまり進入禁止場所指示入力部31の1回押し下し操作に基づいて、複数箇所の識別画像Iiを撮影しても良い。例えば、進入禁止場所指示部53は、進入禁止場所指示入力部31の1回の長押し操作に基づいて、現在位置の右方向、または左方向へ連続した複数の識別画像Iiを撮影する。
The entry prohibition
自律型電気掃除機1の使用者は、図6中に実線で示される撮影場所Cに自律型電気掃除機1を置き、進入禁止場所指示入力部31を長押しする。すると、進入禁止場所指示部53は、進入禁止場所指示入力部31の長押し操作に基づいて、識別画像Iiの撮影と記憶(1枚目の識別画像Ii)、右90度旋回、本体ケース2の幅相当距離の前進、左90度旋回、識別画像Iiの撮影と記憶(2枚目の識別画像Ii)、右90度旋回………を繰り返す。つまり、進入禁止場所指示部53は、進入禁止場所指示入力部31の長押し操作がされた場所(現在位置)を基準に、現在位置の右方向へ連続した複数の識別画像Iiを撮影を撮影する。なお、進入禁止場所指示部53は、例えば、進入禁止場所指示入力部31が再操作(再度の押し下し)されたり、接触センサ(図示省略)や非接触センサ(図示省略)によって撮影場所の移動の途中に障害物、例えば居室の壁の接近や接触を検知したりすると、識別画像Iiの撮影を終了させる。
The user of the
つまり、本実施形態に係る自律型電気掃除機1は、進入禁止場所指示入力部31の操作を切っ掛けとして、カメラ部65で識別画像Iiを撮影する。この識別画像Iiは、自律型電気掃除機1の進入禁止場所Bを識別する。したがって、自律型電気掃除機1は、進入防止装置や磁気テープを用いることなく、また自機が記憶する環境地図上に進入禁止場所Bを予め識別しておくことなく、進入禁止場所Bを設定しておくことができる。
That is, the
やがて、自律型電気掃除機1は、使用者の操作や、タイマー処理によって被掃除場所Aの掃除を開始する。このとき、自律制御部51は、本体ケース2の移動中にカメラ部22で撮影される現在位置画像Ipと画像記憶部45に記憶される識別画像Iiとを逐次比較し、2つの画像Ii、Ipが一致または類似した場合には、現在位置より先への進行を抑制して進行方向を変える進入禁止処理を行う。自律制御部51は、本体ケース2の移動中にカメラ部22で撮影される現在位置画像Ipと画像記憶部45に記憶される識別画像Iiとを逐次比較し、2つの画像Ii、Ipが一致しない場合には、進入禁止処理を抑制し、既知の掃除運転経路r(所謂ジグザグ走行、反射走行など)を自律で移動する。
Eventually, the
例えば、自律型電気掃除機1は、図7に示すように、掃除場所Aをジグザグに走行して掃除する。自律型電気掃除機1は、刻々とカメラ部65で現在位置画像Ipを撮影し、現在位置画像Ipと識別画像Iiとを逐次比較している。やがて、自律型電気掃除機1は、識別画像Iiの撮影場所Cに近づき、または到達する。そうすると、2つの画像Ii、Ipが一致または類似するため、自律型電気掃除機1は、進入禁止処理を実行する。
For example, the
したがって、自律型電気掃除機1は、進入防止装置や磁気テープを用いることなく、また自機が記憶する環境地図上に進入禁止場所Bを予め識別しておくことなく、進入禁止場所Bへの進入禁止処理を実行することができる。
Therefore, the
自律制御部51は、2つの画像Ii、Ipが一致または類似した場合には、環境地図情報に進入禁止場所Bを反映する。具体的には、自律制御部51は、図6の掃除場所を表す環境地図情報上で、現在位置画像Ipを撮影した場所(図6中の撮影場所C)に目印を加え、もしくは被掃除場所Aの境界線を設定する。つまり、自律制御部51は、一旦、2つの画像Ii、Ipが一致または類似した場合には、環境地図情報に進入禁止場所Bを識別しておく。そのため、自律制御部51は、識別済みの進入禁止場所Bに対応する識別画像Iiについては、現在位置画像Ipと識別画像Iiとの逐次比較を行う必要がなくなり、処理の負荷を軽減できる。
When the two images Ii and Ip match or are similar to each other, the
なお、例えば図7における右上の進入禁止場所B、および左下の進入禁止場所Bのように、一繋がりの進入禁止場所Bが複数個所指定されている場合には、進入禁止場所消去入力部32が操作される際に、一繋がりの進入禁止場所Bごとに纏めて識別画像を消去するようにしてもよい。こうすれば、進入禁止場所Bの設定を消去する操作の利便性を高めることができる。
When a plurality of connected entry-prohibited places B are designated, such as the entry-prohibited place B on the upper right and the entry-prohibited place B on the lower left in FIG. 7, the entry-prohibited place erasing
また、上記において、進入禁止場所指示入力部31の1回の長押し操作に基づいて、現在位置の右方向、または左方向へ連続した複数の識別画像Iiを撮影することを説明した。このように使用者による1回の撮影指示に応じて複数の撮影位置から識別画像を撮影する場合には、自律型電気掃除機1の走行部21を、前後方向に加えて左右方向にも直進できる構成にするとよい。こうすれば、使用者が向けた撮影方向を保ちながら、現在位置の右方向または左方向へ移動することができ、複数位置からの撮影に掛かる時間を短縮できる。前後方向に加えて左右方向にも直進するための構造は任意の構造を採用すればよい。
Further, in the above, it has been described that a plurality of continuous identification images Ii are taken in the right direction or the left direction of the current position based on one long press operation of the entry prohibition place
図9および図10は、本発明の実施形態に係る自律型電気掃除機と現在位置画像と識別画像との関係を概略的に示す図である。 9 and 10 are diagrams schematically showing the relationship between the autonomous vacuum cleaner according to the embodiment of the present invention, the current position image, and the identification image.
なお、図9は、本体ケース2から現在位置画像Ipの撮影対象STpまでの離間距離Lpと、本体ケース2から識別画像Iiの撮影対象STiまでの離間距離Liと、が一致している。図10は、本体ケース2から現在位置画像Ipの撮影対象STpまでの離間距離Lpと、本体ケース2から識別画像Iiの撮影対象STiまでの離間距離Liと、が不一致している。
In FIG. 9, the distance Lp from the
図9に示すように、本実施形態に係る自律型電気掃除機1の識別画像Iiに撮影された撮影対象STiは、例えばA2サイズ(420mm×594mmの四角形)の人物画(人物像M)である。現在位置画像Ipに撮影された撮影対象STpも、例えばA2サイズ(420mm×594mmの四角形)の人物画(人物像M)であり、識別画像Iiに撮影された撮影対象STiと全く同じものと仮定する。
As shown in FIG. 9, the photographing target STi photographed by the identification image Ii of the
この場合(図9)には、現在位置画像Ipと識別画像Iiとが一致または類似しているか否かを判断する際に、本体ケース2から現在位置画像Ipの撮影対象STpまでの離間距離Lpと、本体ケース2から識別画像Iiの撮影対象STiまでの離間距離Liとの差異を判断に含んでいなくても、自律型電気掃除機1は、撮影場所Cにおいて使用者の意図通りに進入禁止処理を実行する。
In this case (FIG. 9), when determining whether or not the current position image Ip and the identification image Ii match or are similar, the separation distance Lp from the
一方、図10に示すように、本実施形態に係る自律型電気掃除機1の識別画像Iiに撮影された撮影対象STiは、例えばA2サイズ(420ミリメートル×594ミリメートルの四角形)の人物画(人物像)である。現在位置画像Ipに撮影された撮影対象STpは、例えばL判(89ミリメートル×127ミリメートルの四角形)の人物画(人物像)であり、識別画像Iiに撮影された撮影対象STiとはサイズ違いの同じ画(同じ人物像)であると仮定する。
On the other hand, as shown in FIG. 10, the photographing target STi photographed on the identification image Ii of the
この場合(図10)には、現在位置画像Ipと識別画像Iiとが一致または類似しているか否かを判断する際に、本体ケース2から現在位置画像Ipの撮影対象STpまでの離間距離Lpと、本体ケース2から識別画像Iiの撮影対象STiまでの離間距離Liとの差異を判断に含んでいない場合には、自律型電気掃除機1は、撮影場所Cにおいて使用者の意図に反して進入禁止処理を実行してしまう虞がある。
In this case (FIG. 10), when determining whether or not the current position image Ip and the identification image Ii match or are similar, the separation distance Lp from the
そこで、進入禁止場所判断部55は、現在位置画像Ipと識別画像Iiとが一致または類似しているか否かを判断する際に、本体ケース2から現在位置画像Ipの撮影対象STpまでの離間距離Lpと、本体ケース2から識別画像Iiの撮影対象STiまでの離間距離Liとの差異を判断に含むと良い。
Therefore, when the entry prohibition
つまり、進入禁止場所判断部55は、図9のように、現在位置画像Ipと識別画像Iiとが一致し、かつ本体ケース2から現在位置画像Ipの撮影対象STpまでの離間距離Lpと、本体ケース2から識別画像Iiの撮影対象STiまでの離間距離Liとが実質的に一致している場合には、進入禁止処理を実行する。
That is, as shown in FIG. 9, the entry prohibition
一方、進入禁止場所判断部55は、図10のように、現在位置画像Ipと識別画像Iiとが一致するが、本体ケース2から現在位置画像Ipの撮影対象STpまでの離間距離Lpと、本体ケース2から識別画像Iiの撮影対象STiまでの離間距離Liとが実質的に不一致している場合には、進入禁止処理の実行を抑制、抑止、回避、および避けて不実行する。
On the other hand, in the entry prohibited
離間距離Lp、Liの差異は、ステレオカメラ(カメラ部22)で撮影されるステレオ画像を用いた3次元計測や、距離測定装置39が測定して記憶部に記憶させた距離情報を用いて算出される。つまり、進入禁止場所判断部55は、ステレオ画像から直接的に離間距離Lp、Liの差異を求めたり、現在位置画像Ipに対応付けて記憶された距離情報と識別画像Iiに対応付けて記憶された距離情報との差を求めたりする。
The difference between the separation distances Lp and Li is calculated using three-dimensional measurement using a stereo image taken by a stereo camera (camera unit 22) and distance information measured by a
以上のように、本実施形態に係る自律型電気掃除機1は、本体ケース2の移動中にカメラ部22で撮影される現在位置画像Ipとカメラ部22で事前に撮影された識別画像Iiとを逐次比較し、2つの画像Ii、Ipが一致または類似した場合には、現在位置より先への進行を抑制して進行方向を変える進入禁止処理を行う。そのため、自律型電気掃除機1は、進入防止装置や磁気テープを用いることなく、また自機が記憶する環境地図上に進入禁止場所Bを予め識別しておくことなく、進入禁止場所Bを設定し、かつ進入禁止場所Bへの進入禁止処理を実行することができる。
As described above, in the
つまり、自律型電気掃除機1に備わるカメラ部22は、進入禁止場所指示入力部31に接続されて、使用者の操作に応じて画像を撮影できるようになっている。自律型電気掃除機1は、その撮影画像を、使用者によって指定された進入禁止場所を識別するための識別画像Iiとして記憶する。この識別画像Iiが撮影された時の自律型電気掃除機1の位置や向きが、掃除走行中に再現された場合、その再現時に撮影された現在位置画像Ipと識別画像Iiとが一致するはずである。そこで、自律型電気掃除機1は、その走行中に現在位置画像Ipと識別画像Iiとが一致した場合には、それ以上前方には走行しないようにすることで、部屋の中で使用者が指定した進入禁止領域Bについては侵入しない機能を実現することができる。なお、なお、現在位置画像Ipと識別画像Iiとが完全に一致しなくても、自律型電気掃除機1が走行可能領域と進入禁止場所との境界に到達したと言える程度に類似していることをもって、自律型電気掃除機1の進行方向を変える走行制御を行うようにしても良い。
That is, the
ところで、使用者が指定した領域への侵入を禁止する機能は、一般にバーチャルガードなどと呼ばれている。従来のバーチャルガードは、部屋の中で所定の電波等を発する装置や、境界を示す磁気テープなど別途の機材を必要としていた。本実施形態に係る自律型電気掃除機1は、カメラ部22で撮影された画像に基づいて使用者から指定された進入禁止領域Bを把握できる。そのため、自律型電気掃除機1以外の別の機材を使わなくても済む。進入禁止の設定中は、その旨をユーザーに報知すると良い。こうすれば、自律型電気掃除機1による掃除が及ばない領域が長期間に亘り生じる事態を減らすべく、進入禁止設定の一時解除を使用者に促すことができる。報知の態様については、表示で行っても音で行ってもよいし、使用者が持つ別の情報端末を介して行っても良い。
By the way, the function of prohibiting intrusion into the area designated by the user is generally called a virtual guard or the like. The conventional virtual guard requires a device that emits a predetermined radio wave or the like in the room, and a separate device such as a magnetic tape that indicates a boundary. The
また、本実施形態に係る自律型電気掃除機1は、本体ケース2から現在位置画像Ipの撮影対象STpまでの離間距離Lpと、本体ケース2から識別画像Iiの撮影対象STiまでの離間距離Liとの差異を、進入禁止処理の実行要否(実行可否)の判断に含んでいる。そのため、自律型電気掃除機1は、進入禁止場所Bを識別する識別画像Iiとはサイズ違いの似た現在位置画像Ipが撮影された場合であっても、現在位置が進入禁止場所Bか否かをより正確に判断できる。
Further, in the
さらに、本実施形態に係る自律型電気掃除機1は、2つの画像Ii、Ipが一致または類似した場合には、環境地図情報に進入禁止場所Bを反映する。そのため、自律型電気掃除機1は、識別済みの進入禁止場所Bに対応する識別画像Iiと現在位置画像Ipとの逐次比較を中止して、処理の負荷を軽減できる。
Further, the
また、本実施形態に係る自律型電気掃除機1は、複数の識別画像Iiを記憶する。そのため、本実施形態に係る自律型電気掃除機1は、カメラ部65で撮影される1つの画像Iよりも広範囲の進入禁止場所Bを設定することができる。
Further, the
さらに、本実施形態に係る自律型電気掃除機1は、1回の撮影指令に基づいて複数箇所の識別画像Iiを撮影する。そのため、本実施形態に係る自律型電気掃除機1は、カメラ部65で撮影される1つの画像Iよりも広範囲の進入禁止場所Bを設定する際の利便性が高い。
Further, the
また、本実施形態に係る自律型電気掃除機1は、進入禁止処理の実行または不実行を切り替える進入禁止処理切替部56を備えている。そのため、自律型電気掃除機1は、進入防止装置や磁気テープを撤去したり、環境地図上に識別された進入禁止場所Bを消去することなく、進入禁止処理を入り切りしたりできる。
Further, the
さらに、本実施形態に係る自律型電気掃除機1は、識別画像Iiの少なくとも1つを消去可能な進入禁止場所消去部57を備えている。そのため、自律型電気掃除機1は、使用者の意図に応じて進入禁止場所Bを容易に変更することができる。
Further, the
また、本実施形態に係る自律型電気掃除機1は、両画像Ip、Iiの特徴点、または特徴量を比較して両画像Ip、Iiの一致または類似を判断する。そのため、自律型電気掃除機1は、識別済みの進入禁止場所Bに係る両画像Ii、Ipの逐次比較、および一致しているか否かの判断の処理の負荷、つまり進入禁止処理の負荷を軽減できる。この場合、本実施形態に係る自律型電気掃除機1は、識別画像Iiに加え、または代えて識別画像Iiの特徴点および特徴量の少なくとも何れかを記憶する。そのため、自律型電気掃除機1は、識別画像Iiの特徴点抽出、および特徴量の演算にともなう処理の負荷、つまり進入禁止処理の負荷を軽減できる。
Further, the
したがって、本実施形態に係る自律型電気掃除機1によれば、自機以外の装置(進入防止装置、磁気テープ、情報端末など)を必要とせず、自機のみで進入禁止場所を設定することができる。
Therefore, according to the
なお、自律型電気掃除機1が床面に置かれた状態であるか否かを検知するセンサーを設けておき、自律型電気掃除機1が床面に置かれていない状態で、使用者が進入禁止場所指示入力部31を押しても、識別画像Iiを記憶しないようにすると良い。自律型電気掃除機1が床面に置かれていない状態で撮影された画像は、自律型電気掃除機1が走行中に撮影する画像と一致することはなく、これに基づいて進入禁止場所Bを把握することは難しい。そこで、自律型電気掃除機が床面に置かれていない状態で撮影された画像については、識別画像Iiとして記憶しないようにすることで、無駄なコンピューター処理を避けることができる。
In addition, a sensor for detecting whether or not the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and variations thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
1…自律型電気掃除機、2…本体ケース、3…二次電池、5…充電台、6…電源コード、11…回転ブラシ、12…ブラシ用電動機、13…塵埃容器、15…電動送風機、21…走行部、22…カメラ部、22a…撮像素子、22b…光学系、23…制御部、25…吸込口、26…駆動輪、27…電動機、28…従動輪、31…進入禁止場所指示入力部、32…進入禁止場所消去入力部、33…進入禁止処理切替入力部、35…表示部、36…通信部、37…音声出力部、39…距離測定装置、41…発光部、42…受光部、45…画像記憶部、51…自律制御部、52…カメラ制御部、53…進入禁止場所指示部、55…進入禁止場所判断部、56…進入禁止処理切替部、57…進入禁止場所消去部、58…距離演算部、61…走行制御部、62…掃除制御部、63…地図情報記憶部、65…カメラ部、67…選択入力部、68…決定入力部。 1 ... Autonomous electric vacuum cleaner, 2 ... Main body case, 3 ... Secondary battery, 5 ... Charging stand, 6 ... Power cord, 11 ... Rotating brush, 12 ... Brush motor, 13 ... Dust container, 15 ... Electric blower, 21 ... Traveling unit, 22 ... Camera unit, 22a ... Imaging element, 22b ... Optical system, 23 ... Control unit, 25 ... Suction port, 26 ... Drive wheel, 27 ... Motor, 28 ... Driven wheel, 31 ... No entry place instruction Input unit, 32 ... No entry place erasure input unit, 33 ... No entry processing switching input unit, 35 ... Display unit, 36 ... Communication unit, 37 ... Audio output unit, 39 ... Distance measuring device, 41 ... Light emitting unit, 42 ... Light receiving unit, 45 ... Image storage unit, 51 ... Autonomous control unit, 52 ... Camera control unit, 53 ... No entry place indication unit, 55 ... No entry place determination unit, 56 ... No entry processing switching unit, 57 ... No entry place Erasing unit, 58 ... distance calculation unit, 61 ... traveling control unit, 62 ... cleaning control unit, 63 ... map information storage unit, 65 ... camera unit, 67 ... selection input unit, 68 ... determination input unit.
Claims (10)
前記本体に設けられて画像を撮影するカメラ部と、
前記カメラ部で撮影された前記画像を記憶する画像記憶部と、
自律移動時の進入禁止場所を識別する識別画像を前記カメラ部に撮影させて前記画像記憶部に記憶させる進入禁止場所指示部と、
前記本体の自律移動を制御し、かつ前記本体の移動中に前記カメラ部で撮影される現在位置画像と前記画像記憶部に記憶される前記識別画像とを逐次比較し、前記現在位置画像と前記識別画像とが一致または類似した場合には、現在位置より先への進行を抑制して進行方向を変える進入禁止処理を行う自律制御部と、を備え、
前記カメラ部はステレオカメラであり、
前記自律制御部は、前記現在位置画像と前記識別画像とが一致または類似しているか否かを判断する際に、前記本体から前記現在位置画像の撮影対象までの離間距離と、前記本体から前記識別画像の撮影対象までの離間距離との差異を前記判断に含む自律型電気掃除機。 A main body that has a moving part that moves on the surface to be cleaned and can move autonomously,
A camera unit provided in the main body for taking an image,
An image storage unit that stores the image taken by the camera unit, and an image storage unit.
An entry-prohibited place indicator that causes the camera unit to capture an identification image that identifies an entry-prohibited place during autonomous movement and stores it in the image storage unit.
The autonomous movement of the main body is controlled, and the current position image captured by the camera unit while the main body is moving is sequentially compared with the identification image stored in the image storage unit, and the current position image and the above are compared. When it matches or resembles the identification image, it is equipped with an autonomous control unit that suppresses the progress beyond the current position and performs an entry prohibition process that changes the direction of travel .
The camera unit is a stereo camera.
When the autonomous control unit determines whether or not the current position image matches or is similar to the identification image, the distance from the main body to the image to be captured of the current position image and the distance from the main body to the subject are described. An autonomous vacuum cleaner that includes the difference from the distance to the image capture target of the identification image in the above judgment .
前記本体に設けられて画像を撮影するカメラ部と、
前記カメラ部で撮影された前記画像を記憶する画像記憶部と、
自律移動時の進入禁止場所を識別する識別画像を前記カメラ部に撮影させて前記画像記憶部に記憶させる進入禁止場所指示部と、
前記本体の自律移動を制御し、かつ前記本体の移動中に前記カメラ部で撮影される現在位置画像と前記画像記憶部に記憶される前記識別画像とを逐次比較し、前記現在位置画像と前記識別画像とが一致または類似した場合には、現在位置より先への進行を抑制して進行方向を変える進入禁止処理を行う自律制御部と、
前記カメラ部の撮影範囲に光を照射する発光部と、
前記発光部から照射された光の反射光を受光する受光部と、
前記発光部の発光開始から前記受光部の前記反射光の受光までの時間差に基づいて前記本体から前記画像の撮影対象までの距離情報を取得する距離演算部と、を備え、
前記自律制御部は、前記現在位置画像と前記識別画像とが一致または類似しているか否かを判断する際に、前記本体から前記現在位置画像の撮影対象までの離間距離と、前記本体から前記識別画像の撮影対象までの離間距離との差異を前記判断に含む自律型電気掃除機。 A main body that has a moving part that moves on the surface to be cleaned and can move autonomously,
A camera unit provided in the main body for taking an image,
An image storage unit that stores the image taken by the camera unit, and an image storage unit.
An entry-prohibited place indicator that causes the camera unit to capture an identification image that identifies an entry-prohibited place during autonomous movement and stores it in the image storage unit.
The autonomous movement of the main body is controlled, and the current position image captured by the camera unit while the main body is moving is sequentially compared with the identification image stored in the image storage unit, and the current position image and the above are compared. When the identification image matches or resembles, the autonomous control unit that suppresses the progress beyond the current position and changes the direction of travel, and the autonomous control unit that performs the entry prohibition process.
A light emitting unit that irradiates the shooting range of the camera unit with light,
A light receiving unit that receives the reflected light of the light emitted from the light emitting unit, and a light receiving unit.
A distance calculation unit for acquiring distance information from the main body to the image capture target based on the time difference between the start of light emission of the light emitting unit and the reception of the reflected light of the light receiving unit is provided.
When the autonomous control unit determines whether or not the current position image matches or is similar to the identification image, the distance from the main body to the image to be captured of the current position image and the distance from the main body to the subject are described. An autonomous vacuum cleaner that includes the difference from the distance to the image capture target of the identification image in the above judgment.
前記自律制御部は、前記2つの画像が一致または類似した場合には、前記環境地図情報に前記進入禁止場所を反映する請求項1または2に記載の自律型電気掃除機。 Equipped with a map information storage unit that stores the environmental map information of the cleaning place
The autonomous vacuum cleaner according to claim 1 or 2 , wherein the autonomous control unit reflects the prohibited place in the environmental map information when the two images match or are similar.
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