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.

特開2017-064063号公報JP-A-2017-064063

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.

本発明の実施形態に係る自律型電気掃除機の斜視図。The perspective view of the autonomous vacuum cleaner which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る自律型電気掃除機の右側面図。The right side view of the autonomous vacuum cleaner which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る自律型電気掃除機の底面図。Bottom view of the autonomous vacuum cleaner according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る自律型電気掃除機の平面図。The plan view of the autonomous vacuum cleaner which concerns on embodiment of this invention. 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。The block diagram of the autonomous vacuum cleaner which concerns on embodiment of this invention. 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。FIG. 3 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. 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。FIG. 3 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. 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。An example of an identification image that identifies a no-entry place in the autonomous vacuum cleaner according to the embodiment of the present invention. 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。The figure which shows roughly the relationship between the autonomous vacuum cleaner which concerns on embodiment of this invention, a present position image, and an identification image. 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。The figure which shows roughly the relationship between the autonomous vacuum cleaner which concerns on embodiment of this invention, a present position image, and an 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 autonomous vacuum cleaner 1 according to the present embodiment is a so-called robot cleaner. The autonomous vacuum cleaner 1 consumes the electric power of the secondary battery 3 in the main body case 2 and moves (runs) autonomously. The autonomous vacuum cleaner 1 moves around the cleaned surface (floor surface) of the cleaned area A in the living room (moves comprehensively in the cleaned area) to collect dust. After the cleaning operation, the autonomous vacuum cleaner 1 returns to the charging stand 5 and waits for the next cleaning operation.

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 autonomous vacuum cleaner 1 identifies the entry prohibited area B (entry prohibited place) so as to be overlapped with the cleaned area A or separately from the cleaned area A in the living room. The autonomous vacuum cleaner 1 can clean the surface to be cleaned of the area A to be cleaned while executing the process of prohibiting entry to avoid entering the area B. The autonomous vacuum cleaner 1 moves around the cleaned surface (floor surface) of the cleaned area A and the restricted area B without executing the entry prohibition process (covering the cleaned area comprehensively). You can also (move) clean it. That is, the autonomous vacuum cleaner 1 can switch between execution and non-execution of the entry prohibition process in the entry prohibition area B.

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 charging stand 5 is installed on the surface to be cleaned in the living room. The charging stand 5 has a shape that allows the autonomous vacuum cleaner 1 to be smoothly connected or disconnected. The charging stand 5 includes a power cord 6 that guides electric power from a commercial AC power source to the secondary battery 3 in a state where the autonomous vacuum cleaner 1 is connected. The power cord 6 is an electric circuit that transmits power to the secondary battery 3. The autonomous vacuum cleaner 1 returns to the charging stand 5 and charges the secondary battery 3 while waiting for the next cleaning operation, thereby saving the trouble of charging by the user and suddenly at the request of the user. Can be used for cleaning operation.

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 autonomous vacuum cleaner 1 according to the present embodiment includes a hollow main body case 2, a rotary brush 11 as a rotary cleaner provided at the bottom of the main body case 2, and a rotary brush. A brush motor 12 for rotationally driving 11 and a dust container 13 provided at the rear of the main body case 2, an electric blower 15 housed in the main body case 2 and fluidly connected to the dust container 13, and a main body case 2. 21 as a moving unit that travels on the floor surface, a camera unit 22 that is provided in the main body case 2 and captures an image I around the autonomous vacuum cleaner 1, and a traveling unit 21 that is controlled and covered. A control unit 23 that autonomously moves the autonomous vacuum cleaner 1 on the cleaning surface, and a secondary battery 3 that stores the electric power consumed by the electric blower 15, the traveling unit 21, the camera unit 22, and the control unit 23. I have.

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 main body case 2 is made of, for example, a synthetic resin and has a flat cylindrical shape (disk shape). The main body case 2, which is substantially circular in plan view, can suppress the turning radius at the time of turning smaller than other shapes. The bottom surface of the main body case 2 has a suction port 25 for sucking dust on the surface to be cleaned together with air.

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 suction port 25 sucks dust together with air by the negative pressure generated by the electric blower 15. The suction port 25 extends in the width direction of the main body case 2. In other words, the opening width of the suction port 25 in the left-right direction is larger than the opening width of the suction port 25 in the front-rear direction. Since the bottom surface of the main body case 2 faces (faces) the surface to be cleaned during autonomous driving, the suction port 25 provided on the bottom surface of the main body case 2 has dust on the surface to be cleaned or a rotating brush 11 on the surface to be cleaned. The dust that has been scraped up from the surface can be easily sucked in.

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 rotary brush 11 is arranged at the suction port 25. The rotation center line of the rotary brush 11 is directed in the width direction of the autonomous vacuum cleaner 1. The rotary brush 11 comes into contact with the surface to be cleaned when the autonomous vacuum cleaner 1 is placed on the surface to be cleaned in a state in which it can travel. Therefore, the autonomous vacuum cleaner 1 can efficiently suck up the dust on the surface to be cleaned and suck it into the suction port 25 by rotationally driving the rotary brush 11 while traveling forward.

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 brush motor 12 causes the rotary brush 11 to rotate forward (direction that assists the propulsive force of the autonomous vacuum cleaner 1 when moving forward) or reverse rotation (direction that assists the propulsive force of the autonomous vacuum cleaner 1 when moving backward).

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 dust container 13 accumulates dust sucked from the suction port 25 by the suction negative pressure generated by the electric blower 15. The dust container 13 has an inertial separation such as a filter for filtering and collecting dust, and an inertial separation (separation method for separating dust and air by the difference in inertial force between the straight-moving air and the dust) such as centrifugal separation (cyclone separation) and straight-line separation (separation method for separating the dust and the air by the difference in the inertial force between the straight-moving air and the dust). It is a separation device that accumulates dust. The dust container 13 can be attached to and detached from the main body case 2 and can be opened and closed. The user temporarily removes the dust container 13 from the main body case 2, opens the dust container 13 to easily dispose of the dust accumulated in the dust container 13, and cleans or cleans the dust container 13. can do.

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 electric blower 15 consumes and drives the electric power of the secondary battery 3. The electric blower 15 sucks air from the dust container 13 to generate a suction negative pressure. The negative pressure generated in the dust container 13 acts on the suction port 25. The main body case 2 has an exhaust port (not shown) that allows the exhaust (clean air) of the electric blower 15 to flow out to the outside of the main body case 2.

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 unit 21 includes at least a pair of drive wheels 26, an electric motor 27 as a plurality of drive units for individually driving each drive wheel 26, and a driven wheel 28 that supports the main body case 2 on the floor together with the drive wheels 26. And have.

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 drive wheel 26 moves the main body case 2 on the surface to be cleaned. The drive wheel 26 has an axle (not shown) extending in the width direction (left-right width direction). The axles of the pair of drive wheels 26 are arranged substantially on the same line. Therefore, the autonomous vacuum cleaner 1 can easily go straight and turn. A suction port 25 is arranged between the pair of drive wheels 26. The drive wheel 26 is pressed against the surface to be cleaned by a suspension device (so-called suspension, not shown). The autonomous vacuum cleaner 1 may have an endless track (not shown) instead of the drive wheel 26.

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 electric motor 27 drives each drive wheel 26 independently. That is, the autonomous vacuum cleaner 1 rotates straight (forward or backward) by rotating the left and right drive wheels 26 in the same direction, and turns (right turns) by rotating the left and right drive wheels 26 in different directions. , Or turn left). Further, the autonomous vacuum cleaner 1 adjusts the speed of forward movement or backward movement by moving the outputs of the left and right drive wheels 26 up and down, and adjusts the magnitude of the turning radius by differentiating the outputs of the left and right drive wheels 26. Can be done.

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 wheel 28 is arranged at a substantially central portion in the width direction of the lower portion of the main body case 2 and at the front portion. The driven wheel 28 is a circular rotating body, for example, a caster. The driven wheel 28 easily follows the forward, backward, and turning of the autonomous vacuum cleaner 1 to change its direction, and stabilizes the traveling (movement) of the autonomous vacuum cleaner 1 (main body case 2). The center of gravity of the autonomous vacuum cleaner 1 supported by the axles of the drive wheels 26 and the axles of the driven wheels 28 is preferably arranged inside the triangle formed by the pair of drive wheels 26 and the driven wheels 28. In that case, the autonomous vacuum cleaner 1 (main body case 2) can move (run) stably by reducing the risk of falling. The driving wheel 28 may not be provided.

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 autonomous vacuum cleaner 1 includes a main body case 11, a rotating brush 11 and a suction port 25 as a cleaning unit for cleaning a surface to be cleaned such as a floor surface, and a moving unit for moving on the surface to be cleaned. It is provided with a traveling portion 21 and a main body capable of autonomously moving on the surface to be cleaned. This body refers to the part that realizes the general functions of a conventional autonomous vacuum cleaner.

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 autonomous vacuum cleaner 1 according to the present embodiment receives an input of an instruction to cause the camera unit 22 to capture an identification image Ii that identifies an entry prohibited area B during autonomous movement. Whether to execute the entry prohibition process when the prohibition place instruction input unit 31 and the entry prohibition place deletion input unit 32 for receiving the input of the instruction to erase at least one of the captured identification images Ii are satisfied. It includes an entry prohibition process switching input unit 33 for receiving an input of an instruction for switching the setting of whether or not, and a display unit 35.

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 instruction input unit 31, the entry prohibition place deletion input unit 32, and the entry prohibition process switching input unit 33 are provided on the top surface of the main body case 2. Therefore, the user can easily operate the entry prohibited place instruction input unit 31, the entry prohibited place erasing input unit 32, and the entry prohibition process switching input unit 33 with the autonomous vacuum cleaner 1 placed on the surface to be cleaned. be able to.

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 instruction input unit 31, the entry prohibition place deletion input unit 32, and the entry prohibition process switching input unit 33 are input units for inputting information according to the operation content intended by the user, and are so-called push buttons. .. One push button may be provided according to each of the entry prohibition place instruction input unit 31, the entry prohibition place deletion input unit 32, and the entry prohibition process switching input unit 33, or one push button in common may be provided. May be good. When one common push button is provided, the input content may be used properly according to a predetermined operation mode such as the number of times the button is pressed within a predetermined time and the duration of the pressed state.

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 instruction input unit 31, the entry prohibition place deletion input unit 32, and the entry prohibition process switching input unit 33 have characters on the top of the push button or around the push button so that their functions can be easily identified. A figure is attached.

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 display unit 35 notifies the user and a third party around the autonomous vacuum cleaner 1 of appropriate information such as the start of operation by displaying lighting or blinking, or displaying characters or figures. The display unit 35 is, for example, a display provided on the top surface of the main body case 2. Therefore, the user can easily visually check the information displayed on the display unit 35 with the autonomous vacuum cleaner 1 placed on the surface to be cleaned. In addition, the user can acquire various information presented from the autonomous vacuum cleaner 1 through the information displayed on the display unit 35.

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 autonomous vacuum cleaner 1 according to the present embodiment includes a brush electric motor 12, a traveling electric motor 27, an electric blower 15, a camera unit 22, and a control unit 23. , Secondary battery 3, display unit 35, communication unit 36, and sound such as voice and warning sound to the user and a third party around the autonomous vacuum cleaner 1 to start operation as appropriate. The sound output unit 37 for notifying the information of is provided.

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 communication unit 36 transmits an infrared signal to the charging stand 5, for example, a transmitting unit including an infrared light emitting element, and a receiving unit including a phototransistor, for example, receiving an infrared signal from the charging stand 5 or a remote controller (not shown). (Not shown) and.

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 voice output unit 37 notifies the user and a third party around the autonomous vacuum cleaner 1 of appropriate information such as the start of operation by a sound such as a voice or a warning sound. The audio output unit 37 is, for example, a speaker.

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 autonomous vacuum cleaner 1 can easily know the state of the autonomous vacuum cleaner 1 through the sound output from the voice output unit 37 and the visual information displayed on the display unit 35. .. The autonomous vacuum cleaner 1 may include only one of the audio output unit 37 and the display unit 35.

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 camera unit 22 is provided in front of the autonomous vacuum cleaner 1 and photographs the front of the autonomous vacuum cleaner 1. The camera unit 22 is, for example, a digital camera. That is, the camera unit 22, that is, the camera unit 42 includes an image pickup element 22a (image sensor) that converts a captured image into an electric signal, and an optical system 22b that forms (generates) an image on the image pickup element 22a. ing. The image sensor 22a is, for example, a CCD image sensor (Charge-Coupled Device image sensor) or a CMOS image sensor (Complementary metallic-axis-semicondector image sensor). Therefore, the autonomous vacuum cleaner 1 can immediately handle the image as digital data. That is, the image taken by the camera unit 22 can be compressed into a predetermined data format, converted into a binary image, or converted into grayscale by using, for example, an image processing circuit (not shown). Can be done. The camera unit 22 captures digital images at predetermined time intervals, for example, every several tens of milliseconds or every few seconds. The camera unit 22 captures, for example, an image in a visible light region. An image in the visible light region has better image quality than, for example, an image in the infrared region, and can easily provide visible information to the user without performing complicated image processing.

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 camera unit 22 while the autonomous vacuum cleaner 1 is moving is called the current position image Ip.

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 camera unit 22 may be a stereo camera. That is, the camera unit 22 overlaps the images I to be photographed in the photographing range including the position in front of the autonomous vacuum cleaner 1 extending the center line in the width direction. In this case, the camera unit 22 can obtain information on the depth (distance from the autonomous vacuum cleaner 1) in the shooting range.

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 autonomous vacuum cleaner 1 may be provided with a distance measuring device 39 in place of or in addition to the stereo camera to obtain information on the depth in the photographing range by a principle different from that of the stereo camera. The distance measuring device 39 includes a light emitting unit 41 that irradiates the shooting range of the camera unit 22 with light, and a light receiving unit 42 that receives the reflected light of the light emitted from the light emitting unit 41. The autonomous vacuum cleaner 1 can acquire distance information from the autonomous vacuum cleaner 1 to the image I to be captured based on the time difference between the start of light emission of the light emitting unit 41 and the reception of the reflected light of the light receiving unit 42. This distance information is stored in the storage unit. The light emitting unit 41 irradiates, for example, infrared rays or visible light.

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 camera unit 22 may be provided with a lighting device (not shown) such as an LED (Light Emitting Diode) or a light bulb. The lighting device illuminates a part or the whole of the shooting range of the camera unit 22. The lighting device enables the camera unit 42 to acquire an appropriate image even in a dark place such as behind an obstacle such as furniture or in a dark environment such as at night.

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 control unit 23 is, for example, an auxiliary storage device (for example, Read Only Memory, ROM) that stores a central processing unit (Central Processing Unit, CPU, not shown), various arithmetic programs executed (processed) by the central processing unit, parameters, and the like. , Not shown), and a main storage device (for example, Random access memory, RAM, not shown) in which the work area of the program is dynamically secured. An image storage unit 45 for storing an image I taken by the camera unit 22 is secured in the main storage device. The image storage unit 45 has a capacity capable of storing a plurality of images I. The auxiliary storage device is preferably rewritable, for example, a non-volatile memory.

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 control unit 23 is electrically connected to a brush electric motor 12, a traveling electric motor 27, an electric blower 15, a camera unit 22, a communication unit 36, an audio output unit 37, a display unit 35, and a secondary battery 3. .. The control unit 23 includes a brush electric motor 12, a traveling electric motor 27, an electric blower 15, a camera unit 22, a distance measuring device 39, and a communication according to a command received from the charging stand 5 and the remote controller via the communication unit 36. It controls a unit 36, an audio output unit 37, a display unit 35, and a secondary battery 3.

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 control unit 23 includes an autonomous control unit 51 that controls the autonomous movement of the autonomous vacuum cleaner 1, a camera control unit 52 that controls the operation of the camera unit 22, and an identification image Ii that identifies a place where entry is prohibited during autonomous movement. Is captured by the camera unit 22 and stored in the image storage unit 45, and the current position image Ip and the identification image Ii are compared with each other to determine the match or similarity between the two images I. It is provided with a part 55.

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 control unit 23 is at least one of an entry prohibition process switching unit 56 that switches the setting of whether or not to execute the entry prohibition process when a predetermined condition is satisfied, and an identification image Ii stored by the image storage unit 45. The entry prohibited place erasing unit 57, which can erase the image, is provided.

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 control unit 23 acquires the distance information from the main body case 2 to the image capture target of the image I based on the time difference from the start of light emission of the light emitting unit 41 of the distance measuring device 39 to the reception of the reflected light of the light receiving unit 42. The arithmetic unit 58 may be provided.

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 autonomous control unit 51 includes a travel control unit 61 that controls the operation of the electric motor 27 of the travel unit 21, and a cleaning control unit 62 that controls the operation of the brush electric motor 12 and the electric blower 15.

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 travel control unit 61 controls the magnitude and direction of the current flowing through the electric motor 27 of the travel unit 21 to rotate the electric motor 27 forward or reverse. The travel control unit 61 controls the drive of the drive wheels 26 by rotating the electric motor 27 in the forward direction or in the reverse direction.

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 control unit 61 includes a map information storage unit 63 that stores environmental map information (Environment Map, not shown) of the cleaning location.

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 information storage unit 63 is a set of data constructed in a storage area secured in the auxiliary storage device, and has an appropriate data structure. The map information storage unit 63 is read from the auxiliary storage device into the main storage device and used, and is overwritten on the auxiliary storage device after being appropriately updated.

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 autonomous vacuum cleaner 1, and is information including the shape of a region where the autonomous vacuum cleaner 1 can travel, at least in a place to be cleaned. The environmental map information may be prepared in advance when using the autonomous vacuum cleaner 1, or may be created at the same time as self-position estimation by Simultaneous Localization and Mapping (SLAM). .. When creating environmental map information with SLAM, the autonomous vacuum cleaner 1 has a camera unit 22 that captures an image in front of the own machine (forward direction), a camera necessary for creating a map, and an encoder. It is preferable to have various sensors (not shown) such as. The environmental map information may be created and updated in the process of movement accompanying the cleaning operation.

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 control unit 23 can display the environment map information on the display unit 35. The user can easily confirm the state of the environmental map information created by the autonomous vacuum cleaner 1 from the environmental map information displayed on the display unit 35.

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 cleaning control unit 62 individually controls the brush electric motor 12 and the electric blower 15.

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 camera control unit 52 controls the operation of the camera unit 22. The camera control unit 52 causes the camera unit 22 to take an image at predetermined time intervals. The camera control unit 52 stores the image I taken by the camera unit 22 in the image storage unit 45. The image information stored in the image storage unit 45 may be the data representing the image I taken by the camera unit 22 as it is, or the data size as long as the information necessary for the image analysis process is left. You may memorize it after processing it so as to reduce. The image information stored in the image storage unit 45 is, for example, an image obtained by converting an image I taken by the camera unit 22 into a gray scale (hereinafter, referred to as an image I like the original image I taken by the camera unit 22). .) May be. In the case of a grayscale image, the pixel value of the image I matches the luminance value. When saving the image I converted to grayscale, the control unit 23 can use a smaller amount of memory area (resource) allocated to the image storage unit 45 as compared with the case of storing the original image. be. Further, when the image I converted to grayscale is used for the subsequent processing, the control unit 23 can reduce the load on the central processing unit as compared with the case of processing the original image.

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 camera control unit 52 may be executed by the camera unit 22. By executing image processing in the camera unit 22, the load on the central processing unit is reduced.

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 camera control unit 52 controls turning on and off of the lighting device. The lighting device brightens the image I and facilitates the comparison between the current position image Ip and the identification image Ii.

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 place instruction unit 53 issues an instruction to the camera control unit 52 in response to an external instruction input to the no-entry place instruction input unit 31, and commands the camera unit 65 to take an identification image Ii. It is stored in the image storage unit 45. The image storage unit 45 has a capacity capable of storing a plurality of identification images Ii.

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 place determination unit 55 calculates the degree of coincidence between the current position image Ip and the identification image Ii using a known image comparison method, and if the degree of coincidence exceeds a predetermined threshold value, the current position image It is determined that Ip and the identification image Ii match or are similar to each other.

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 place determination unit 55 not only directly compares the current position image Ip and the identification image Ii, but also compares the feature points extracted from each image I or the feature amount calculated from the feature points. Then, it may be determined whether the two images I match or are similar. In addition, as a kind of feature quantity, there are feature points and feature lines. The entry prohibition place determination unit 55 extracts feature points of the identification image Ii in advance, calculates the feature amount, and stores the feature points in a storage unit, for example, an image storage unit 45. Further, the entry prohibited place determination unit 55 extracts the feature points of the current position image Ip every moment and calculates the feature amount thereof. Then, the entry prohibition place determination unit 55 compares the feature amount of the identification image Ii with the feature amount of the current position image Ip, and calculates the degree of coincidence between the two images I. Then, when the degree of matching of the feature amounts of both images I exceeds a predetermined threshold value, the entry prohibition place determination unit 55 determines that the current position image Ip and the identification image Ii match or are similar to each other. .. The feature points of both images I may be any feature points that can be extracted by various algorithms such as corners (edges, corners) extracted by edge detection, area expansion of the same color, and the like.

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 process switching unit 56 switches between execution and non-execution of the entry prohibition process by the autonomous control unit 51 in response to an external instruction input to the entry prohibition process switching input unit 33. By operating the entry prohibition process switching input unit 33, the user can easily switch between execution and non-execution of the entry prohibition process by the autonomous control unit 51.

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 place erasing unit 57 erases the identification image Ii stored in the image storage unit 45 when the entry prohibited place erasing input unit 32 is pushed down. Since the image storage unit 45 can store a plurality of identification images Ii, the entry prohibited place erasing unit 57 selects and erases an arbitrary number of identification images Ii from the plurality of identification images Ii, or all identifications. It is preferable that the images Ii can be erased all at once. In that case, it is preferable that the entry prohibited place erasing input unit 32 individually has a selection input unit 67 and a determination input unit 68. Further, in order to make it possible to select an arbitrary number of identification images Ii from the plurality of identification images Ii, it is preferable that the identification image Ii stored in the image storage unit 45 can be displayed on the display unit 35. The user can select the identification image Ii displayed on the display unit 35 while visually recognizing it, or select the option described as "select all" to surely erase the desired identification image Ii. ..

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 secondary battery 3 is a power source of a brush electric motor 12, a traveling electric motor 27, an electric blower 15, a camera unit 22, a distance measuring device 39, a control unit 23, a communication unit 36, an audio output unit 37, and a display unit 35. be. The secondary battery 3 stores electric power supplied to the brush electric motor 12, the traveling electric motor 27, the electric blower 15, the control unit 23, the camera unit 22, the distance measuring device 39, and the communication unit 36. Therefore, the autonomous vacuum cleaner 1 does not require a power cord, and can freely travel autonomously without being restricted by the length of the power cord or the laying route.

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 secondary battery 3 is electrically connected to, for example, a charging terminal (not shown) provided on the bottom surface or the back surface of the main body case 2. When the autonomous vacuum cleaner 1 returns to the charging stand 5, the charging terminal is electrically connected to the charging stand 5. Therefore, the autonomous vacuum cleaner 1 can electrically connect the secondary battery 3 to the charging stand 5 without bothering the user, and waits for the next cleaning operation. While the battery is in use, the secondary battery 3 can be charged.

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 autonomous vacuum cleaner 1 according to the present embodiment is prohibited from entering the front of the autonomous vacuum cleaner 1, that is, the shooting direction of the camera unit 65 (solid line arrow F in FIG. 6). The autonomous vacuum cleaner 1 is arranged on the surface to be cleaned (shooting location C in FIG. 6) toward the location B, and the entry prohibited location instruction input unit 31 is operated. Then, the no-entry place B is easily designated.

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 autonomous vacuum cleaner 1, when the entry prohibition place instruction input unit 31 is pushed down, the camera unit 65 captures the identification image Ii (for example, FIG. 8), and the image storage unit 45 stores the identification image Ii. The entry prohibition place determination unit 55 extracts the feature points of the identification image Ii in advance, calculates the feature amount from the feature points, and stores the feature points of the identification image Ii and the feature amount in the image storage unit 45 together with the identification image Ii. Remember.

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 place instruction unit 53 may take a plurality of identification images Ii based on one shooting command, that is, one push-down operation of the entry prohibition place instruction input unit 31. For example, the entry prohibition place instruction unit 53 captures a plurality of continuous identification images Ii in the right direction or the left direction of the current position based on one long press operation of the entry prohibition place instruction input unit 31.

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 autonomous vacuum cleaner 1 places the autonomous vacuum cleaner 1 at the photographing place C shown by the solid line in FIG. 6, and presses and holds the entry prohibited place instruction input unit 31 for a long time. Then, the entry prohibition place instruction unit 53 captures and stores the identification image Ii (first identification image Ii), turns 90 degrees to the right, and the main body case 2 based on the long press operation of the entry prohibition place instruction input unit 31. Forwarding by a distance equivalent to the width of, turning 90 degrees to the left, shooting and storing the identification image Ii (second identification image Ii), turning 90 degrees to the right, and so on. That is, the entry prohibition place instruction unit 53 captures a plurality of continuous identification images Ii to the right of the current position with reference to the place (current position) where the long press operation of the entry prohibition place instruction input unit 31 is performed. do. In the entry prohibition place instruction unit 53, for example, the entry prohibition place instruction input unit 31 may be re-operated (pushed down again), or a contact sensor (not shown) or a non-contact sensor (not shown) may be used to move the image of the shooting location. When an obstacle, for example, an approach or contact with a wall of a living room is detected during the movement, the imaging of the identification image Ii is terminated.

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 autonomous vacuum cleaner 1 according to the present embodiment captures the identification image Ii with the camera unit 65, triggered by the operation of the entry prohibited place instruction input unit 31. This identification image Ii identifies the no-entry place B of the autonomous vacuum cleaner 1. Therefore, the autonomous vacuum cleaner 1 sets the no-entry place B without using an entry prevention device or a magnetic tape, and without identifying the no-entry place B in advance on the environment map stored by the own machine. Can be done.

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 autonomous vacuum cleaner 1 starts cleaning the cleaned place A by the operation of the user or the timer processing. At this time, the autonomous control unit 51 sequentially compares the current position image Ip taken by the camera unit 22 while the main body case 2 is moving with the identification image Ii stored in the image storage unit 45, and the two images Ii, If the Ips match or are similar, the entry prohibition process is performed to suppress the progress beyond the current position and change the direction of travel. The autonomous control unit 51 sequentially compares the current position image Ip taken by the camera unit 22 while the main body case 2 is moving with the identification image Ii stored in the image storage unit 45, and the two images Ii and Ip match. If this is not the case, the entry prohibition process is suppressed, and the vehicle autonomously moves on a known cleaning operation route r (so-called zigzag travel, reflection travel, etc.).

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 autonomous vacuum cleaner 1 travels in a zigzag manner to clean the cleaning place A as shown in FIG. 7. The autonomous vacuum cleaner 1 captures the current position image Ip by the camera unit 65 every moment, and sequentially compares the current position image Ip with the identification image Ii. Eventually, the autonomous vacuum cleaner 1 approaches or reaches the shooting location C of the identification image Ii. Then, since the two images Ii and Ip match or resemble each other, the autonomous vacuum cleaner 1 executes the entry prohibition process.

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 autonomous vacuum cleaner 1 enters the no-entry place B without using an entry prevention device or a magnetic tape, and without identifying the no-entry place B in advance on the environment map stored by the own machine. It is possible to execute the entry prohibition process.

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 autonomous control unit 51 reflects the no-entry place B in the environment map information. Specifically, the autonomous control unit 51 adds a mark to the place where the current position image Ip is taken (shooting place C in FIG. 6) on the environmental map information showing the cleaning place in FIG. 6, or the place to be cleaned. Set the boundary line of A. That is, once the two images Ii and Ip match or are similar to each other, the autonomous control unit 51 identifies the inaccessible place B in the environment map information. Therefore, the autonomous control unit 51 does not need to sequentially compare the current position image Ip and the identification image Ii for the identification image Ii corresponding to the identified prohibited place B, and can reduce the processing load.

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 input unit 32 is used. At the time of operation, the identification image may be erased collectively for each of the connected entry prohibited places B. By doing so, it is possible to improve the convenience of the operation of erasing the setting of the no-entry place B.

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 instruction input unit 31. In this way, when the identification image is taken from a plurality of shooting positions in response to one shooting instruction by the user, the traveling unit 21 of the autonomous vacuum cleaner 1 goes straight in the left-right direction in addition to the front-back direction. It is good to have a configuration that allows. By doing so, it is possible to move to the right or left of the current position while maintaining the shooting direction directed by the user, and it is possible to shorten the time required for shooting from a plurality of positions. Any structure may be adopted as the structure for traveling straight in the left-right direction in addition to the front-back direction.

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 main body case 2 to the shooting target STp of the current position image Ip and the distance distance Li from the main body case 2 to the shooting target STi of the identification image Ii are the same. In FIG. 10, the separation distance Lp from the main body case 2 to the shooting target STp of the current position image Ip and the separation distance Li from the main body case 2 to the shooting target STi of the identification image Ii do not match.

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 autonomous vacuum cleaner 1 according to the present embodiment is, for example, an A2 size (420 mm × 594 mm quadrangle) portrait (portrait M). be. It is assumed that the shooting target STp shot on the current position image Ip is also, for example, an A2 size (420 mm × 594 mm quadrangle) portrait (portrait image M), which is exactly the same as the shooting target STi shot on the identification image Ii. do.

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 main body case 2 to the imaging target STp of the current position image Ip. And, even if the difference between the main body case 2 and the separation distance Li from the identification image Ii to the shooting target STi is not included in the judgment, the autonomous vacuum cleaner 1 enters at the shooting location C as the user intended. Execute prohibition processing.

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 autonomous vacuum cleaner 1 according to the present embodiment is, for example, an A2 size (420 mm × 594 mm quadrangle) portrait (person). Statue). The shooting target STp captured in the current position image Ip is, for example, an L-size (89 mm × 127 mm quadrangle) portrait (human image), which is different in size from the capture target STi captured in the identification image Ii. It is assumed that they are the same picture (same person image).

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 main body case 2 to the imaging target STp of the current position image Ip. When the difference between the main body case 2 and the separation distance Li from the identification image Ii to the shooting target STi is not included in the judgment, the autonomous vacuum cleaner 1 is used at the shooting location C against the intention of the user. There is a risk that the entry prohibition process will be executed.

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 place determination unit 55 determines whether or not the current position image Ip and the identification image Ii match or are similar, the separation distance from the main body case 2 to the shooting target STp of the current position image Ip. It is preferable to include the difference between Lp and the separation distance Li from the main body case 2 to the image capture target STi of the identification image Ii in the judgment.

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 place determination unit 55 has the current position image Ip and the identification image Ii coincide with each other, and the distance Lp from the main body case 2 to the shooting target STp of the current position image Ip and the main body. When the separation distance Li from the case 2 to the image capture target STi of the identification image Ii is substantially the same, the entry prohibition process is executed.

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 place determination unit 55, as shown in FIG. 10, the current position image Ip and the identification image Ii match, but the separation distance Lp from the main body case 2 to the shooting target STp of the current position image Ip and the main body. When the separation distance Li from the case 2 to the image capture target STi of the identification image Ii is substantially inconsistent, the execution of the entry prohibition process is suppressed, suppressed, avoided, and avoided and not executed.

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 distance measuring device 39 and stored in a storage unit. Will be done. That is, the entry prohibition place determination unit 55 directly obtains the difference between the distance distances Lp and Li from the stereo image, and stores the distance information stored in association with the current position image Ip and the identification image Ii in association with each other. Find the difference from the distance information.

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 autonomous vacuum cleaner 1 according to the present embodiment, the current position image Ip taken by the camera unit 22 and the identification image Ii taken in advance by the camera unit 22 while the main body case 2 is moving. If the two images Ii and Ip match or are similar to each other, the entry prohibition process of suppressing the progress beyond the current position and changing the direction of travel is performed. Therefore, the autonomous vacuum cleaner 1 sets the no-entry place B without using an entry prevention device or a magnetic tape, and without identifying the no-entry place B in advance on the environment map stored by the own machine. However, it is possible to execute the entry prohibition process to the entry prohibition place B.

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 camera unit 22 provided in the autonomous vacuum cleaner 1 is connected to the entry prohibited place instruction input unit 31 so that an image can be taken according to the operation of the user. The autonomous vacuum cleaner 1 stores the captured image as an identification image Ii for identifying a no-entry place designated by the user. If the position and orientation of the autonomous vacuum cleaner 1 when this identification image Ii is taken is reproduced during cleaning, the current position image Ip taken at the time of reproduction and the identification image Ii should match. Is. Therefore, when the current position image Ip and the identification image Ii match during the traveling of the autonomous vacuum cleaner 1, the user is prevented from traveling further forward in the room. It is possible to realize a function of not invading the designated intrusion prohibited area B. Even if the current position image Ip and the identification image Ii do not completely match, it is similar to the extent that it can be said that the autonomous vacuum cleaner 1 has reached the boundary between the travelable area and the no-entry area. Therefore, the traveling control that changes the traveling direction of the autonomous vacuum cleaner 1 may be performed.

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 autonomous vacuum cleaner 1 according to the present embodiment can grasp the entry prohibited area B designated by the user based on the image taken by the camera unit 22. Therefore, it is not necessary to use other equipment other than the autonomous vacuum cleaner 1. While the entry prohibition is set, it is advisable to notify the user to that effect. By doing so, it is possible to urge the user to temporarily cancel the entry prohibition setting in order to reduce the situation where the area that cannot be cleaned by the autonomous vacuum cleaner 1 occurs for a long period of time. The mode of notification may be displayed or sounded, or may be performed via another information terminal owned by the user.

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 autonomous vacuum cleaner 1 according to the present embodiment, the separation distance Lp from the main body case 2 to the shooting target STp of the current position image Ip and the separation distance Li from the main body case 2 to the shooting target STi of the identification image Ii. The difference from the above is included in the judgment of whether or not the entry prohibition process needs to be executed (whether or not it can be executed). Therefore, in the autonomous vacuum cleaner 1, whether or not the current position is the entry prohibited place B even when the current position image Ip having a size different from that of the identification image Ii that identifies the entry prohibited place B is taken. Can be judged more accurately.

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 autonomous vacuum cleaner 1 according to the present embodiment reflects the no-entry place B in the environmental map information when the two images Ii and Ip match or are similar. Therefore, the autonomous vacuum cleaner 1 can stop the sequential comparison between the identified image Ii corresponding to the identified prohibited place B and the current position image Ip, and reduce the processing load.

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 autonomous vacuum cleaner 1 according to the present embodiment stores a plurality of identification images Ii. Therefore, the autonomous vacuum cleaner 1 according to the present embodiment can set a wider range of prohibited places B than one image I captured by the camera unit 65.

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 autonomous vacuum cleaner 1 according to the present embodiment captures identification images Ii at a plurality of locations based on one imaging command. Therefore, the autonomous vacuum cleaner 1 according to the present embodiment is highly convenient when setting a wide range of no-entry place B than one image I taken by the camera unit 65.

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 autonomous vacuum cleaner 1 according to the present embodiment includes an entry prohibition process switching unit 56 for switching execution or non-execution of the entry prohibition process. Therefore, the autonomous vacuum cleaner 1 can turn on and off the entry prohibition process without removing the entry prevention device and the magnetic tape, or erasing the entry prohibition place B identified on the environmental map.

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 autonomous vacuum cleaner 1 according to the present embodiment includes an entry prohibited place erasing unit 57 capable of erasing at least one of the identification images Ii. Therefore, the autonomous vacuum cleaner 1 can easily change the no-entry place B according to the intention of the user.

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 autonomous vacuum cleaner 1 according to the present embodiment compares the feature points or feature quantities of both images Ip and Ii to determine the coincidence or similarity of both images Ip and Ii. Therefore, the autonomous vacuum cleaner 1 reduces the load of sequential comparison of both images Ii and Ip related to the identified prohibited place B, and the process of determining whether or not they match, that is, the load of the process of prohibiting entry. can. In this case, the autonomous vacuum cleaner 1 according to the present embodiment stores at least one of the feature points and feature amounts of the identification image Ii in addition to or instead of the identification image Ii. Therefore, the autonomous vacuum cleaner 1 can reduce the processing load associated with the feature point extraction of the identification image Ii and the calculation of the feature amount, that is, the load of the entry prohibition process.

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 autonomous vacuum cleaner 1 according to the present embodiment, no device other than the own machine (entry prevention device, magnetic tape, information terminal, etc.) is required, and the entry prohibited place is set only by the own machine. Can be done.

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 autonomous vacuum cleaner 1 is placed on the floor surface is provided, and the user can use the autonomous vacuum cleaner 1 when the autonomous vacuum cleaner 1 is not placed on the floor surface. Even if the entry prohibition place instruction input unit 31 is pressed, the identification image Ii may not be stored. The image taken with the autonomous vacuum cleaner 1 not placed on the floor does not match the image taken while the autonomous vacuum cleaner 1 is running, and based on this, the no-entry place B Is difficult to grasp. Therefore, it is possible to avoid unnecessary computer processing by not storing the image taken when the autonomous vacuum cleaner is not placed on the floor surface as the identification image Ii.

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)

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 .
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.
掃除場所の環境地図情報を記憶する地図情報記憶部を備え、
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.
前記画像記憶部は、複数の前記識別画像を記憶する請求項1からのいずれか1項に記載の自律型電気掃除機。 The autonomous vacuum cleaner according to any one of claims 1 to 3 , wherein the image storage unit stores a plurality of the identification images. 進入禁止場所指示部は、1回の撮影指令に基づいて複数箇所の前記識別画像を撮影する請求項に記載の自律型電気掃除機。 The autonomous vacuum cleaner according to claim 4 , wherein the no-entry place indicating unit captures the identification images at a plurality of locations based on one imaging command. 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を備える請求項1からのいずれか1項に記載の自律型電気掃除機。 The autonomous vacuum cleaner according to any one of claims 1 to 5 , further comprising an entry prohibition process switching unit that switches the setting of whether or not to execute the entry prohibition process when a predetermined condition is satisfied. 前記画像記憶部が記憶する前記識別画像の少なくとも1つを消去可能な進入禁止場所消去部を備える請求項1からのいずれか1項に記載の自律型電気掃除機。 The autonomous vacuum cleaner according to any one of claims 1 to 6 , further comprising an entry prohibited place erasing unit capable of erasing at least one of the identification images stored in the image storage unit. 前記現在位置画像と前記識別画像とを比較する際に、両画像から抽出される特徴点、または前記特徴点から算出される特徴量を比較して両画像の一致または類似を判断する進入禁止場所判断部を備える請求項1からのいずれか1項に記載の自律型電気掃除機。 When comparing the current position image and the identification image, the feature points extracted from both images or the feature amount calculated from the feature points are compared to determine the match or similarity between the two images. The autonomous vacuum cleaner according to any one of claims 1 to 7 , further comprising a determination unit. 前記画像記憶部は、前記画像に加え、または代えて前記特徴点、および前記特徴量の少なくとも一方を記憶する請求項に記載の自律型電気掃除機。 The autonomous vacuum cleaner according to claim 8 , wherein the image storage unit stores at least one of the feature points and the feature amount in addition to or in place of the image. 前記特徴点は、前記画像にエッジ検出を行って得られる請求項またはに記載の自律型電気掃除機。 The autonomous vacuum cleaner according to claim 8 or 9 , wherein the feature point is obtained by performing edge detection on the image.
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