JPH02147846A - 汚れ状態判別装置及びそれを利用する掃除機 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば、ビルの通路等の清掃面の汚れ状態を
自動的に判別するための汚れ状態判別装置及びそれを利
用する掃除機に関する。

〔従来の技術〕

例えば、ビルの通路等の清掃を行う場合においては、清
掃面の汚れ状態に応じて、汚れがひどい箇所は丁寧に清
掃し、汚れがひどくない箇所は簡単に清掃して、仕上が
りが均一になるように掃除機の清掃力を調節する必要が
ある。

しかしながら、従来では、清掃面の汚れ状態を自動的に
判別する装置がなかったので、例えば、清掃作業員が目
視によって汚れ状態を判別して、掃除機の清ＩＩシカを
人為的に調節するようにしていた。

ちなみに、通路に沿って自動走行しながら清掃する機能
を備えた掃除機も考えられているが、清掃面の汚れ状態
を自動的に判別する装置がなかったので、汚れに応じて
清掃力を自動調節することはできなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のように目視によって汚れ状態を判別する方法では
、判別する汚れ状態の程度に個人差が生じて、汚れ状態
を的確に判別できない不利がある。又、掃除機の清掃力
を汚れ状態に応じて自動調節させる機能を備えさせるこ
ともできないので、清掃面の仕上がり状態にむらが生じ
る虞れがあった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、そ
の第１目的は、清掃面の汚れ状態を自動的に判別できる
ようにすることにある。又、第２目的は、自動判別した
汚れ状態の情報を利用して掃除機の清掃力を自動調節で
きるようにすることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による汚れ状態判別装置の特徴構成は、清掃面の
状態を検出するセンサの検出情報に基づいて前記清掃面
の汚れの大小を判別する汚れ状態判別手段を備えている
点にある。

又、本発明による掃除機の特徴構成は、前記汚れ状態判
別手段の情報に基づいて、清掃面の汚れが大なるほど清
掃力を高めるように清掃力を自動調節する清掃力調節手
段を備えている点にある。

〔作　用） つまり、汚れ状態判別装置においては、センサによって
検出される清掃面の状態に基づいて清掃面の汚れの大小
を自動判別させるのである。

尚、請求項２に示すように、清掃面の状態を二次元方向
に亘って検出させるようにすれば、清掃面の汚れた箇所
を定量的に判別できる。

ちなみに、清掃面の汚れの大小を判別するための清掃面
の状態としては、明るさ情報を利用することができる。

例えば、一般的な傾向として、汚れが大であるほど清掃
面が暗く見えるので、請求項３に示すように、センサを
光学式に構成して、そのセンサによって検出される清掃
面の明るさが暗いほど汚れが大であると判別させること
ができる。

又、一般的な傾向として、汚れが大なるほど二次元方向
での清掃面の汚れた領域の大きさが大になるので、請求
項４に示すように、センサが清掃面の状態を二次元方向
に亘って検出自在に構成されている場合には、二次元方
向での清掃面の汚れが設定値より大なる領域の面積が犬
なるほど汚れが大であると判別させることができる。

そして、汚れが大なるほど清掃力を大にするように、前
記汚れ状態判別装置によって判別された汚れ状態の情報
を利用して、掃除機の清掃力を自動調節させるのである
。

ちなみに、請求項６に示すように、掃除機が変速自在な
走行装置を備えているような場合には、汚れ状態判別装
置の情報に基づいて、清掃面の汚れが大なるほど走行速
度を遅くするように自動変速させるようにすれば、自動
的に汚れが大なる部分での清掃時間は長く、且つ、汚れ
が小なる部分での清掃時間は短くなるように制御できる
ので、汚れの大小に応じて清掃力を自動調節させること
ができる。

〔発明の効果〕

もって、清掃面の汚れ状態を自動的に判別できるので、
従来のように、汚れ状態の判別に作業員の個人差が生じ
ることもなく、汚れ状態を的確に判別できるに至った。

そして、判別した汚れ状態の情報を利用して、掃除機の
清ｌ蕾力を的確に自動調節することができるので、清掃
面の仕−ヒがりにむらが生じないようにできる。

〔実施例〕

以Ｆ、本発明をビルの通路を清ｂｍするための自走式の
掃除機に適用した場合における実施例を図面に基づいて
説明する。

第３図及び第４　＋７１に示すように、掃除機は、電動
モータ（Ｍ１）によっ”で駆動される変速自在な走行装
置とし゛この左右一対の走行車輪（１）を、車体（Ｖ）
の前後夫々に備え、自走可能に構成されている。

尚、詳述はしないが、前記車体（Ｖ）は、予め設定され
た経路に沿って自動走行しながら清掃作業を自動的に行
うことができるようになっている。例えば、レーザ光等
を利用した誘導用ビーム光（Ａ）を前記車体（Ｖ）の走
行経路に沿って投射する誘導装置（１１）を通路の端部
に設置し、前記誘導用ビーム光（Δ）の受光位置を判別
可能な受光器（Ｃ）を前記車体（Ｖ）に搭載して、前記
受光器（Ｃ）の受光情報に基づいて、前記走行車輪（１
）をステアリング操作させることになる。

前記車体（ｖ）の前部には、清掃面となる走行面に接触
作用する清掃用回転ブラシ（２）の複数個と、前記回転
ブラシ（２）の清掃作用面の前方側箇所に洗浄用液体を
供給する洗浄液供給装置（３）とを備えた清掃部（４）
が設けられ、その清掃部（４）の後方側箇所に、前記洗
浄液を吸着するローラ式の吸水装置（５）が設けられて
いる。

又、前記車体（Ｖ）の前部には、前記清掃部（４）の前
方側の走行面を設定光量で照明する照明用ランプ（６）
と、その照明用ランプ（６）にて照明される走行面を二
次元方向に亘って撮像するセンサとしてのイメージセン
サ（Ｓ１）とが設けられ、詳しくは後述するが、前記二
次元イメージセンサ（Ｓ１）の撮像情報に基づいて、清
掃面の汚れの大小を自動判別して、汚れが大なる部分で
の走行速度は遅（且つ汚れが小なる部分での走行速度は
速くなるように、判別した汚れの大小に応じて走行速度
を自動調節できるようになっている。

前記洗浄液供給装置（３）は、詳述はしないが、車体横
幅方向に適当間隔毎に孔を開けたパイプを利用して構成
されたものであって、前記車体（Ｖ）に搭載された洗浄
液タンク（７）から供給される洗浄液を、前記清掃部（
４）の前方側箇所に排出するようになっている。

前記ローラ式の吸水装置（５）について説明すれば、車
体横幅方向に沿う軸芯周りに回転自在に支承された円筒
状の回転体（８）の外周部分に、吸水性を備えるＰＶＡ
（ポリビニルアルコール）等の発泡部材（９）を巻回し
たものであって、吸水した汚水は、前記回転体（８）の
走行前方側において前記発泡部材（９）の外周面に押圧
作用する絞りローラ（１０）によって絞り取られて、そ
の絞りローラ（１０）の下方側箇所に付設された受は皿
（１１）に受は止め回収されるようになっている。

尚、第４図中、（Ｉ２）は前記発泡部材（９）の外周部
に付着した塵を掻き落とすスクレーバ、（１３）は前記
受は皿（１１）に回収された汚水を前記車体ｍ　に搭載
された汚水タンク（１４）に回収するための電動式のポ
ンプである。

次に、前記イメージセンサ（Ｓ１）の撮像清報に基づい
て、清掃面の７ちれ状態を判別して、清掃力を自動調節
させるための制御構成について説明する。

第１図に示すように、前記イメージセンサ（Ｓ１）の撮
像情報を画像処理して、清掃面の汚れ状態を判別する汚
れ状態判別手段（１００）と、その汚れ状態判別手段（
１００）の情報に基づいて清掃力を自動調節する清掃力
調節手段（１０１）と、前記受光器（Ｃ）の受光情報に
基づいて前記車体（Ｖ）の走行を制御する走行制御手段
とを構成するマイクロコンピュータ利用の制御装置（１
５）が設けられている。

尚、第１図中、（Ｍ２）はステアリング用の電動モータ
である。

次に、第２図に示すフローチャートに基づいて前記制御
装置（１５）の動作を説明する。

前記イメージセンサ（Ｓ１）が撮像した画像情報の明る
さに基づいて、汚れが大と判別するための設定闇値に基
づいて、清掃面の明るさが前記設定闇値よりも゛暗い部
分を２値化して抽出することにより、汚れが設定値より
も大である領域を抽出する。

説明を加えれば、清掃面を前記照明用ランプ（６）で照
明すると、汚れが大なる部分はど照明光が乱反射して暗
く見えるが、汚れが小なる部分では、乱反射が少なくな
って明るく見える状態となることから、清掃面の明るさ
と汚れとが反比例する状態となるのである。

次に、抽出した領域の総面積が設定値よりも大であるか
否かを判別し、設定値より大である場合には汚れが大で
あると判別し、設定値より小である場合には汚れが小と
判別する。

そして、汚れが大であると判別した場合には、前記走行
車輪（１）を駆動する走行用の電動モータ（Ｍ１）の回
転速度を低速走行用の設定値に低下させて、走行速度を
低速状態に切り換え、汚れが小であると判別した場合に
は、前記走行用の電動モータ（Ｍ１）の回転速度を高速
走行用の設定値に上げて、走行速度を高速状態に切り換
えることになる。

つまり、前記イメージセンサ（Ｓ１）が撮像する清掃面
の明るさが暗いほど汚れが大であると判別させ、且つ、
その汚れが大なる領域の面積が大なるほど汚れが大であ
ると判別させるようにしているのである。そして、汚れ
の大小に応じて走行速度を高低に切り換えることにより
、汚れが大なる清掃面における清掃時間が、汚れが小な
る清掃面における清掃時間よりも長くなるようにするこ
とで、清掃力を自動調節させるように構成しているので
ある。

尚、前記イメージセンサ（Ｓ１）の撮像情報を画像処理
して汚れの大小を判別するまでの処理が、前記汚れ状態
判別手段（１００）に対応し、且つ、判別した汚れの大
小に応じて走行速度を高低に切り換える処理が、前記清
掃力調節手段（１０１）に対応することになる。

〔別実施例〕

上記実施例では、清掃面の状態を検出するセンサを、清
掃面の明るさを二次元方向に亘って検出自在な光学的セ
ンサとしてのイメージセンサ（Ｓ１）を用いて、明るさ
が設定値より小なる領域で、且つ、その面積が設定値よ
り大なる場合に汚れが大であると判別させるように構成
した場合を例示したが、イメージセンサ（Ｓ１）の撮像
面全体の明るさの平均値に基づいて汚れの大小を判別さ
せるように構成してもよい。

又、上記実施例では、汚れの大小を大小二段階に判別さ
せるようにした場合を例示したが、無段階又は複数段階
に判別させるようにして、その判別結果に応じた走行速
度となるように制御させてもよい。

又、上記実施例では、清掃面の状態を検出するセンサを
二次元イメージセンサに構成した場合を例示したが、設
定範囲の清掃面からの反射光の強度を検出する一個又は
複数個の光センサに筒略化してもよい。

又、上記実施例では、清掃面の状態を検出するセンサを
清掃面の明るさを検出する光学的センサに構成した場合
を例示したが、例えば、汚れた箇所と汚れていない箇所
とで色に差が生じる状態となるような場合には、カラー
式の光センサやカラー式のイメージセンサを用いて、色
に基づいて汚れの大小を判別させるようにしてもよく、
同様に汚れ具合の差により赤外線の輻射強度に差が生じ
る場合には、赤外線の利用もよい。又、光学的センサに
代えて、例えば、超音波や電波等を利用して、清掃面に
対する反射波の受信強度に基づいて汚れの大小を判別さ
せることもできるものであって、清掃面の状態を検出す
るセンサの具体構成は各種変更できる。

又、上記実施例では、走行速度を変えることによって同
一箇所に対する清掃時間を大小に変えて清掃力を調節さ
せるように構成した場合を例示したが、例えば、回転ブ
ラシ（２）の回転数を変えて清掃力を調節させるように
してもよく、清掃力を調節するための具体構成は各種変
更できる。

又、清掃前の清掃面と清掃後の清掃面との汚れ具合の差
を検出して、適切な清掃が行われているか否かを検出す
ることも有効である。この場合、充分な清掃が行われて
いない場合には、清掃力を自動的に高めるようにしたり
、あるいは警報させるとよい。

又、上記実施例では、掃除機を自走式に構成した場合を
例示したが、例えば、手押し式に構成してもよく、掃除
機の具体構成は各種変更できる。

又、上記実施例では、掃除機の走行面を清掃面として作
業する場合を例示したが、本発明は、例えば、壁面や天
井面を清掃する場合にも適用できるものであって、各部
の具体構成は各種変更できる。

又、上記実施例では、清掃面の汚れ状態を判別して清掃
力を自動調節しながら・清掃させるようにした場合を例
示したが、清掃後の汚れ状態を判別させたり、予め清掃
作業範囲全体の汚れ状態を判別させておき、判別した汚
れ状態の分布等に基づいて走行経路を設定したり、清掃
力の調節箇所を設定して清掃させるようにしてもよい。

又、上記実施例では、誘導用ビーム光を用いて掃除機を
誘導するようにした場合を例示したが、掃除機を自動走
行させるための具体構成は各種変更できる。

ちなみに、二次元イメージセンサ（Ｓ１）を用いて汚れ
状態を判別させるように構成し、且つ、掃除機の走行面
がいわゆるＰタイルであるような場合には、その二次元
イメージセンサ（Ｓ１）の撮像情報を利用して自動走行
させることもできる。

説明を加えれば、第５図に示すように、一般的に、Ｐタ
イル（１６）はその大きさが規格化されているものであ
る。従って、前記Ｐタイル（１６）を付設すると、その
合わせ目がいわゆる基盤の目状に形成される状態となり
、その合わせ目と前記Ｐタイル（１６）の表面とでの明
るさが大きく異なる状態となる。

そこで、前記二次元イメージセンサ（Ｓ＋）の撮像画像
の明るさを設定闇値で２値化して明るさが前記設定闇値
よりも暗い部分を抽出すると、前記基盤の目状に配置さ
れるＰタイル（１６）の合わせ）］の情報を抽出した２
値化画像情報が得られることになる。

但し、前記１）タイル（１６）の合わせ目は汚れのため
に途切れて見えることもあるので、例えば、ハフ変換処
理等を利用して、合わせ目に対応する画像上の直線情報
に変換することになる。

そして、車体進行方向に沿う方向の合わせ目（Ｙ）の撮
像画面一ヒの車体横幅方向での位置や車体進行方向に対
する傾きに基づいてステアリング操作すれば、車体（Ｖ
）を車体走行方向に沿う方向の合ね・Ｌ目（Ｙ）に沿っ
て自動走行させることができる。

一方、車体横幅方向に沿う方向の合わせ目（Ｘ）は、車
体進行方向に向１すで設定間隔毎に並ぶ状態となること
から、その検出個数に基づいて車体（Ｖ）の５セ行距離
を判別して、清掃範囲を制御するための情報として用い
ることができる。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】 図面は本発明に係る汚れ状態判別装置及びそれを利用す
る掃除機の実施例を示し、第１図は制御構成のブロック
図、第２図は制御作動のフローチャート、第３図は掃除
機の平面図、第４図は同切欠側面図、第５図は別実施例
の説明図あって・清掃面の平面図である。 （Ｓ＋）・・・・・・センサ、　（１）・・・・・・走
行装置、（１００）・・・・・・汚れ状態判別手段、（
１０１）・・・・・・清掃力調節手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、清掃面の状態を検出するセンサ（Ｓ＿１）の検出情
   報に基づいて前記清掃面の汚れの大小を判別する汚れ状
   態判別手段（１００）を備えた汚れ状態判別装置。 ２、請求項１記載の汚れ状態判別装置であって、前記セ
   ンサ（Ｓ＿１）は清掃面の状態を二次元方向に亘って検
   出自在に構成されている汚れ状態判別装置。 ３、請求項１又は２記載の汚れ状態判別装置であって、
   前記センサ（Ｓ＿１）は清掃面の明るさを検出する光学
   式のセンサであり、前記汚れ状態判別手段（１００）は
   、前記センサ（Ｓ＿１）にて検出される清掃面の明るさ
   が暗いほど汚れが大であると判別するように構成されて
   いる汚れ状態判別装置。 ４、請求項２記載の汚れ状態判別装置であって、前記汚
   れ状態判別手段（１００）は、二次元方向での清掃面の
   汚れが設定値より大なる領域の面積が大なるほど汚れが
   大であると判別するように構成されている汚れ状態判別
   装置。 ５、請求項１乃至４の何れか一つに記載の汚れ状態判別
   手段（１００）の情報に基づいて、清掃面の汚れが大な
   るほど清掃力を高めるように清掃力を自動調節する清掃
   力調節手段（１０１）を備えた掃除機。 ６、請求項５記載の掃除機であって、変速自在な走行装
   置（１）を備え、前記清掃力調節手段（１０１）は、清
   掃面の汚れが大なるほど走行速度を遅くするように、前
   記汚れ状態判別手段（１００）の情報に基づいて前記走
   行装置（１）を自動変速するように構成されている掃除
   機。