JPH01219663A - 床質判定器 - Google Patents
床質判定器Info
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- JPH01219663A JPH01219663A JP63046198A JP4619888A JPH01219663A JP H01219663 A JPH01219663 A JP H01219663A JP 63046198 A JP63046198 A JP 63046198A JP 4619888 A JP4619888 A JP 4619888A JP H01219663 A JPH01219663 A JP H01219663A
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- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 22
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Electric Vacuum Cleaner (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、例えば自動的に床面の材質や段差を検知して
清掃を行う自動掃除機に使用される床質判定器に間する
ものである。
清掃を行う自動掃除機に使用される床質判定器に間する
ものである。
従来の技術
従来、この種の超音波を用いた床質判定器は、一定の超
音波パルスを発信し、その１番目エコーの受信強度の強
弱を測定し、床面の材質を判定していた。
音波パルスを発信し、その１番目エコーの受信強度の強
弱を測定し、床面の材質を判定していた。
床質判定器の応用としては、例えば自動掃除機があり、
掃除する所の床材質を判定して吸い込みノズルを操作し
ている。すなわち、じゅうたんでは吸い込みロブラシで
あるタービンを回し、Ｐタイル、木の床、畳などではタ
ービンを回さない。
掃除する所の床材質を判定して吸い込みノズルを操作し
ている。すなわち、じゅうたんでは吸い込みロブラシで
あるタービンを回し、Ｐタイル、木の床、畳などではタ
ービンを回さない。
またあるものでは、前者でブラシを引っ込めたり、後者
でブラシを出したりしている。
でブラシを出したりしている。
発明が解決しようとする課題
従来の方式では、市販されている超音波発振器をそのま
ま使うと、床面と受信機の距離が小さいと、床面の材質
に関係なく１番目の受信強度は一定になり、床面の材質
を判定できなかった。したかって、何等かの工夫（取り
付は位置、角度や超音波発信強度の調整など）を必要と
するなどの問題点があった。本発明は、このような従来
の課題を解消するものであり、床面の材質を自動的に判
断できる手段を提供しようとすることを目的としている
。
ま使うと、床面と受信機の距離が小さいと、床面の材質
に関係なく１番目の受信強度は一定になり、床面の材質
を判定できなかった。したかって、何等かの工夫（取り
付は位置、角度や超音波発信強度の調整など）を必要と
するなどの問題点があった。本発明は、このような従来
の課題を解消するものであり、床面の材質を自動的に判
断できる手段を提供しようとすることを目的としている
。
課題を解決するための手段
この目的を達成するために、本願第１の発明は、床面に
対面して取り付けられた超音波を発信する送波部と送波
部から発信された超音波の床面との反射波を受信する受
波部と、受波部で受信した超音波のエコーの１番目のピ
ークと２番目以降の任意のピークとの減衰度を比較する
比較部とで構成されている。
対面して取り付けられた超音波を発信する送波部と送波
部から発信された超音波の床面との反射波を受信する受
波部と、受波部で受信した超音波のエコーの１番目のピ
ークと２番目以降の任意のピークとの減衰度を比較する
比較部とで構成されている。
また、本願第２の発明は、床面に対面して取り付けられ
た超音波を発信する送波部と送波部から発信された超音
波の床面との反射波を受信する受波部と、送波部が超音
波を発信した瞬間から、受波部の１番目のピークまでの
時間間隔を測定し、以降その時間間隔で開かれるゲート
と、受波部が受信する信号強度が所定値に減衰するまで
の間にゲートの開いた回数を計数する計数部とで構成さ
れている。
た超音波を発信する送波部と送波部から発信された超音
波の床面との反射波を受信する受波部と、送波部が超音
波を発信した瞬間から、受波部の１番目のピークまでの
時間間隔を測定し、以降その時間間隔で開かれるゲート
と、受波部が受信する信号強度が所定値に減衰するまで
の間にゲートの開いた回数を計数する計数部とで構成さ
れている。
作用
この構成により、まず送波部から発信された超音波パル
スは床と送波部、受波部あるいはそれらの取り付は部と
の間でエコーとして複数回の反射を繰り返す。このエコ
ーの受信強度を受波部で受信するのであるが、１回の超
音波パルスに対する１番目のエコーの受信強度は床の材
質によらずあまりかわらないが、２番目以上のエコーの
受信強度は床の材質により大きく異なることを発見した
。
スは床と送波部、受波部あるいはそれらの取り付は部と
の間でエコーとして複数回の反射を繰り返す。このエコ
ーの受信強度を受波部で受信するのであるが、１回の超
音波パルスに対する１番目のエコーの受信強度は床の材
質によらずあまりかわらないが、２番目以上のエコーの
受信強度は床の材質により大きく異なることを発見した
。
すなわち、２番目（ピーク２）以降の受信強度はじゅう
たんに代表される柔らかな床面では大きく減衰し、畳、
木の床、Ｐタイルなどに代表される床面ではあまり減衰
しなかった。
たんに代表される柔らかな床面では大きく減衰し、畳、
木の床、Ｐタイルなどに代表される床面ではあまり減衰
しなかった。
この事実を利用して、第１の発明では、１番目（ピーク
１）の受信強度と２番目以降の任意のエコーの受信強度
の減衰度の比較を比較器で行ない、減衰が著しい場合は
柔らかな床面、すなわちじゆうたんであり、減衰が小さ
い場合には硬い床面、すなわち畳、木の床、Ｐタイルな
どと床面の材質を判定するものである。また、第２の発
明では、発振器から発信された１回の超音波パルスのエ
コーを該受波部で受信し、発信後から１番目のエコーの
受信ピークまでの時間（以下Ｔと記す）を測定し、その
時間間隔でゲートを開き、その時の入力信号強度があら
かじめ決めておいた信号強度を下まわるまでの間にゲー
トの問いた回数を計数し、その回数で床面の材質を判断
するようにしたものである。
１）の受信強度と２番目以降の任意のエコーの受信強度
の減衰度の比較を比較器で行ない、減衰が著しい場合は
柔らかな床面、すなわちじゆうたんであり、減衰が小さ
い場合には硬い床面、すなわち畳、木の床、Ｐタイルな
どと床面の材質を判定するものである。また、第２の発
明では、発振器から発信された１回の超音波パルスのエ
コーを該受波部で受信し、発信後から１番目のエコーの
受信ピークまでの時間（以下Ｔと記す）を測定し、その
時間間隔でゲートを開き、その時の入力信号強度があら
かじめ決めておいた信号強度を下まわるまでの間にゲー
トの問いた回数を計数し、その回数で床面の材質を判断
するようにしたものである。
実施例
以下、床質判定器の第１の発明について、第１図、第３
図をもとに説明する。第１図は床質判定器の第１の発明
の一実施例を示すブロック図である。第１図において、
１２はそれぞれ床面７に対面して設置された超音波を送
信する送波部と、この超音波が床面７と送波部１などと
の間でエコーとして複数回の反射を繰り返した際に、こ
のエコーの強度を受信する受波部である。３は、受波部
２で受信したエコーのピークの１番目の受信強度と２番
目以降の任意の受信強度の減衰度を比較する比較部４で
、入出力端子４を備えている。５は、送波部１、受波部
２、比較部３を内包するハウジングで、６はこのハウジ
ング５の底面に設けられた固定板で、この表面に送波部
１、受波部２が取り付けられている。また、７は床質判
定器を備えた自動掃除機が清掃しようとする床面である
。
図をもとに説明する。第１図は床質判定器の第１の発明
の一実施例を示すブロック図である。第１図において、
１２はそれぞれ床面７に対面して設置された超音波を送
信する送波部と、この超音波が床面７と送波部１などと
の間でエコーとして複数回の反射を繰り返した際に、こ
のエコーの強度を受信する受波部である。３は、受波部
２で受信したエコーのピークの１番目の受信強度と２番
目以降の任意の受信強度の減衰度を比較する比較部４で
、入出力端子４を備えている。５は、送波部１、受波部
２、比較部３を内包するハウジングで、６はこのハウジ
ング５の底面に設けられた固定板で、この表面に送波部
１、受波部２が取り付けられている。また、７は床質判
定器を備えた自動掃除機が清掃しようとする床面である
。
第３図は、受波部２が受信する超音波の反射波のエコー
の受信強度と床面７の材質の関係を示す受信強度特性で
ある。
の受信強度と床面７の材質の関係を示す受信強度特性で
ある。
上記構成において動作を説明する。
まず送波部１から発信された超音波パルスは、受波部２
で第３図のピーク１として受信されるとともに再度反射
し続け、第３図のピーク２以降として受信される。この
ピーク１の受信強度とピーク２以降の任意の受信強度の
減衰度を比較部３で比較し、その減衰度があらかじめ決
めておいた値Ｃよりも高い場合には硬い材質の床面、低
い場合には柔らかい材質の床面と判断する。
で第３図のピーク１として受信されるとともに再度反射
し続け、第３図のピーク２以降として受信される。この
ピーク１の受信強度とピーク２以降の任意の受信強度の
減衰度を比較部３で比較し、その減衰度があらかじめ決
めておいた値Ｃよりも高い場合には硬い材質の床面、低
い場合には柔らかい材質の床面と判断する。
本実施例では、床面から距離１０ ｃ 、ｍに発信、受
信機能をもつ送波部（増幅、検波など内蔵ユニット市販
品）を床面と対面させて設置し、０．２ｍｓの超音波パ
ルスを１秒間間で発信させた。そして超音波パルス発信
後１番目のエコーの受信強度と４番目のエコーの受信強
度の比が１７２以下であれば柔らかい材質の床面、１／
２以上であれば硬い材質の床面と判断させたところ、誤
りなく判定した。
信機能をもつ送波部（増幅、検波など内蔵ユニット市販
品）を床面と対面させて設置し、０．２ｍｓの超音波パ
ルスを１秒間間で発信させた。そして超音波パルス発信
後１番目のエコーの受信強度と４番目のエコーの受信強
度の比が１７２以下であれば柔らかい材質の床面、１／
２以上であれば硬い材質の床面と判断させたところ、誤
りなく判定した。
次に第２の発明の実施例について、第２図及び第３図を
もとに説明する。第２図は床置判定器の第２の発明の一
実施例を示すブロック図である。
もとに説明する。第２図は床置判定器の第２の発明の一
実施例を示すブロック図である。
第３図は、受波部２が受信する超音波の反射波のエコー
の受信強度と床面７の材質の関係を示す受信強度特性で
ある。なお、第１図で説明した実施例と同一機能を果た
す部材には同一番号を付与し、その説明を省略する。
の受信強度と床面７の材質の関係を示す受信強度特性で
ある。なお、第１図で説明した実施例と同一機能を果た
す部材には同一番号を付与し、その説明を省略する。
第２図において、８は、ゲート９を有する計数部であり
、以下の作用を有している。第３図に示すように受波部
２は送波部１が送信した超音波のエコーを受信する。同
図で送波部１から超音波を送信した瞬間からピーク１が
生ずるまでの時間Ｔは床面７の材質には関係なく、送波
部１、受波部２と床面７との距離によって決定される。
、以下の作用を有している。第３図に示すように受波部
２は送波部１が送信した超音波のエコーを受信する。同
図で送波部１から超音波を送信した瞬間からピーク１が
生ずるまでの時間Ｔは床面７の材質には関係なく、送波
部１、受波部２と床面７との距離によって決定される。
計数部８は、この時間Ｔを測定し、この時間間隔でゲー
ト９を開き、受波部２が受信したエコー強度が基準値Ｃ
に達っするまでにゲート９が開いた回数Ｎを計数する。
ト９を開き、受波部２が受信したエコー強度が基準値Ｃ
に達っするまでにゲート９が開いた回数Ｎを計数する。
上記構成において動作を説明する。
まず送波部１から発信された超音波パルスは、受波部２
で第３図のピーク１として受信されるとともに再度反射
し続け、第２図のピーク２以降として受信される。そし
てＴ、Ｎを計測することにより、床面からの高さおよび
床材質を判定する。
で第３図のピーク１として受信されるとともに再度反射
し続け、第２図のピーク２以降として受信される。そし
てＴ、Ｎを計測することにより、床面からの高さおよび
床材質を判定する。
本実施例では、床面から距Ｎ １０ ｃ ｍに発信、受
信機能をもつ送波部（増幅、検波など内蔵ユニット市販
品）を床面と対面させて設置し、０．１ｍｓの超音波パ
ルスを１秒間間で発信させた。床面が平滑な場合Ｔは０
．６ｍｓである。そして基準値Ｃを１番目のピークすな
わち１番目の入力信号の１／２とした時に、表のような
結果を得た。
信機能をもつ送波部（増幅、検波など内蔵ユニット市販
品）を床面と対面させて設置し、０．１ｍｓの超音波パ
ルスを１秒間間で発信させた。床面が平滑な場合Ｔは０
．６ｍｓである。そして基準値Ｃを１番目のピークすな
わち１番目の入力信号の１／２とした時に、表のような
結果を得た。
表
表から明らかなようにＮにより床材質が判定できる。な
お、超音波パルス幅を０．４ｍｓとすると、２〜３番目
のピークで右下がりの滑らかな線となりピークが検知し
にくい。もちろん、ゲートを開けたときに基準値Ｃより
も大きいか小さいかを判定するだｌすなので、０．４ｍ
ｓでも可能であるが床材質判定の誤り率は高いと予想さ
れる。
お、超音波パルス幅を０．４ｍｓとすると、２〜３番目
のピークで右下がりの滑らかな線となりピークが検知し
にくい。もちろん、ゲートを開けたときに基準値Ｃより
も大きいか小さいかを判定するだｌすなので、０．４ｍ
ｓでも可能であるが床材質判定の誤り率は高いと予想さ
れる。
また、Ｔの値は送波部１および受波部２と床面７どの距
離で決まるため、床面に階段等の段差があればＴが大き
く変化する。したがって、Ｔの値を読むことによって床
面に段差があるか否かの判断ができる。床置判定器を取
り付けた機器を階段部に移動させた ところＴが大きくなり、床面に段差があることを検知し
、床材質も誤りなく判断した。
離で決まるため、床面に階段等の段差があればＴが大き
く変化する。したがって、Ｔの値を読むことによって床
面に段差があるか否かの判断ができる。床置判定器を取
り付けた機器を階段部に移動させた ところＴが大きくなり、床面に段差があることを検知し
、床材質も誤りなく判断した。
発明の効果
以上のように第１の本発明によれば、床面との距離が変
わる階段や坂になっている所でも床面の材質の判断を誤
ることもない。第２の発明では、第１の発明の効果の他
に、常にＴを測定しているので床面からの高さがわかり
、入力信号の強さが著しく変化した場合にも、坂、階段
などで床面からの距離が変わったのか、床材質が変わっ
たのかが即座に判断できる。またＴにあわせてゲートを
問いているので、ピーク位置を誤ることもない。
わる階段や坂になっている所でも床面の材質の判断を誤
ることもない。第２の発明では、第１の発明の効果の他
に、常にＴを測定しているので床面からの高さがわかり
、入力信号の強さが著しく変化した場合にも、坂、階段
などで床面からの距離が変わったのか、床材質が変わっ
たのかが即座に判断できる。またＴにあわせてゲートを
問いているので、ピーク位置を誤ることもない。
また、両発明とも市販されている超音波発振器をそのま
ま使っても、また床面と受信機の距離が小さいくても、
床面の材質を正確に判定できる。
ま使っても、また床面と受信機の距離が小さいくても、
床面の材質を正確に判定できる。
したがって、自動掃除機などの設計においても極めて自
由度が高くなり産業上有用なものである。
由度が高くなり産業上有用なものである。
第１図は、床質判定器の第１の発明の一実施例のブロッ
ク図であり、第２図は同第２の発明の一実施例のブロッ
ク図である。第３図は第１図及び第２図の受波部が有す
る受信強度と時間の関係を示す受信強度特性である。 １−・−・−・−送波部 ２．、−、、、−受波部
３−比較部８−、−、−、、計数部 ９−１−−ゲ
ート代理人の氏名弁理士 中 尾 敏 男 １ｔＴｈ１
名／ −−一送波部 ２−受汲徳 ３−−一比較部 ４− 人おりｊ／＃１チ
ク図であり、第２図は同第２の発明の一実施例のブロッ
ク図である。第３図は第１図及び第２図の受波部が有す
る受信強度と時間の関係を示す受信強度特性である。 １−・−・−・−送波部 ２．、−、、、−受波部
３−比較部８−、−、−、、計数部 ９−１−−ゲ
ート代理人の氏名弁理士 中 尾 敏 男 １ｔＴｈ１
名／ −−一送波部 ２−受汲徳 ３−−一比較部 ４− 人おりｊ／＃１チ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）床面に対面して取り付けられた超音波を発信する送
波部と送波部から発信された超音波の床面との反射波を
受信する受波部と、受波部で受信した超音波のエコーの
１番目のピークと２番目以降の任意のピークとの減衰度
を比較する比較部を有する床質判定器。 ２）床面に対面して取り付けられた超音波を発信する送
波部と送波部から発信された超音波の床面との反射波を
受信する受波部と、送波部が超音波を発信した瞬間から
、受波部の１番目のピークまでの時間間隔を測定し、以
降その時間間隔で開かれるゲートと、受波部が受信する
信号強度が所定値に減衰するまでの間にゲートの開いた
回数を計数する計数部を有する床質判定器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63046198A JPH0830700B2 (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 床質判定器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63046198A JPH0830700B2 (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 床質判定器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01219663A true JPH01219663A (ja) | 1989-09-01 |
| JPH0830700B2 JPH0830700B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=12740378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63046198A Expired - Lifetime JPH0830700B2 (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 床質判定器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0830700B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110477814A (zh) * | 2019-08-20 | 2019-11-22 | 珠海市一微半导体有限公司 | 一种用于地毯检测的移动机器人 |
| CN110514744A (zh) * | 2019-08-20 | 2019-11-29 | 珠海市一微半导体有限公司 | 一种地面介质的判断阈值的修正方法及其检测方法 |
| CN111796290A (zh) * | 2019-04-08 | 2020-10-20 | 速感科技（北京）有限公司 | 地面探测方法、地面探测器和自主移动设备 |
| CN113008982A (zh) * | 2021-02-08 | 2021-06-22 | 中科传启（苏州）科技有限公司 | 一种地面材质识别方法、装置及智能清洁装置 |
| WO2021169328A1 (zh) * | 2020-02-27 | 2021-09-02 | 北京石头世纪科技股份有限公司 | 清洁机器人地毯识别方法 |
-
1988
- 1988-02-29 JP JP63046198A patent/JPH0830700B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111796290A (zh) * | 2019-04-08 | 2020-10-20 | 速感科技（北京）有限公司 | 地面探测方法、地面探测器和自主移动设备 |
| CN111796290B (zh) * | 2019-04-08 | 2023-10-10 | 速感科技（北京）有限公司 | 地面探测方法、地面探测器和自主移动设备 |
| CN110477814A (zh) * | 2019-08-20 | 2019-11-22 | 珠海市一微半导体有限公司 | 一种用于地毯检测的移动机器人 |
| CN110514744A (zh) * | 2019-08-20 | 2019-11-29 | 珠海市一微半导体有限公司 | 一种地面介质的判断阈值的修正方法及其检测方法 |
| CN110514744B (zh) * | 2019-08-20 | 2020-05-05 | 珠海市一微半导体有限公司 | 一种地面介质的判断阈值的修正方法及其检测方法 |
| CN110477814B (zh) * | 2019-08-20 | 2023-08-15 | 珠海一微半导体股份有限公司 | 一种用于地毯检测的移动机器人 |
| WO2021169328A1 (zh) * | 2020-02-27 | 2021-09-02 | 北京石头世纪科技股份有限公司 | 清洁机器人地毯识别方法 |
| CN113008982A (zh) * | 2021-02-08 | 2021-06-22 | 中科传启（苏州）科技有限公司 | 一种地面材质识别方法、装置及智能清洁装置 |
| CN113008982B (zh) * | 2021-02-08 | 2024-04-26 | 中科传启（苏州）科技有限公司 | 一种地面材质识别方法、装置及智能清洁装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0830700B2 (ja) | 1996-03-27 |
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