JPH0830700B2 - 床質判定器 - Google Patents
床質判定器Info
- Publication number
- JPH0830700B2 JPH0830700B2 JP63046198A JP4619888A JPH0830700B2 JP H0830700 B2 JPH0830700 B2 JP H0830700B2 JP 63046198 A JP63046198 A JP 63046198A JP 4619888 A JP4619888 A JP 4619888A JP H0830700 B2 JPH0830700 B2 JP H0830700B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wave
- floor
- ultrasonic
- floor surface
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Electric Vacuum Cleaner (AREA)
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関す
るものである。
て清掃を行う自動掃除機に使用される床質判定器に関す
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。
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。
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口ブラ
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。
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口ブラ
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。
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。したがって、何等かの工夫（取
り付け位置、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。したがって、何等かの工夫（取
り付け位置、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。
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。
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。
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。
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け部
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。
ルスは床と送波部、受波部あるいはそれらの取り付け部
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。
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、すなわちじゅうたんであり、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
ートの開いた回数を計数し、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。
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、すなわちじゅうたんであり、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
ートの開いた回数を計数し、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、１、２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。
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、１、２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。
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。
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。
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。
本実施例では、床面から距離10cm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
隔で発信させた。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1/2
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。
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
隔で発信させた。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1/2
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図は床質判定器の第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。
をもとに説明する。第２図は床質判定器の第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。
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。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。
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。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。
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。
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。
本実施例では、床面から距離10cm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
隔で発信させた。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。
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
隔で発信させた。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けなので、0.4ms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。
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けなので、0.4ms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との
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。床質判定器を
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。
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。床質判定器を
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
を開いているので、ピーク位置を誤ることもない。
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
を開いているので、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。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。
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。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。
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……ゲート
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……ゲート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−295636（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−9415（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−97518（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−300732（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項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。 - 【請求項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 JPH01219663A (ja) | 1989-09-01 |
| JPH0830700B2 true 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) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| 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 |
| CN113303707B (zh) * | 2020-02-27 | 2023-03-28 | 北京石头创新科技有限公司 | 清洁机器人地毯识别方法 |
| 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 |
-
1988
- 1988-02-29 JP JP63046198A patent/JPH0830700B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01219663A (ja) | 1989-09-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |