KR101840150B1 - 자율주행체 - Google Patents

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KR101840150B1
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고타 와타나베
히로카즈 이자와
가즈히로 후루타
유우키 마루타니
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도시바 라이프스타일 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 장애물에 가려지지 않고 카메라(35)에 의해 넓은 범위를 확실하게 촬상할 수 있는 전기청소기 본체(11)를 제공한다. 전기청소기 본체(11)는 본체 케이스(20)와, 본체 케이스(20)에 설치된 촬상 가능한 카메라(35)와, 본체 케이스(20)를 주행 가능하게 하는 구동륜과, 본체 케이스(20)에 설치되고, 본체 케이스(20)의 주위의 장애물과의 거리를 검출하는 센서부(31)와, 제어부를 갖는다. 제어부는 주행모드와, 촬상모드를 적어도 갖는다. 주행모드에서는 제어부는 구동륜의 구동을 제어함으로써 본체 케이스(20)를 자율 주행시킨다. 촬상모드에서는 제어부는 센서부(31)에 의해 본체 케이스(20)의 주위에 일정 거리 이내에 장애물을 검출하지 않는 촬상 위치에 본체 케이스(20)를 자율 주행시켜 복수 방향의 정지화상을 촬상한다.

Description

자율주행체{AUTONOMOUS TRAVELING BODY}
본 발명의 실시 형태는, 피사체를 촬상 가능한 촬상수단을 구비한 자율주행체에 관한 것이다.
종래, 예를 들어 센서 등을 이용하여 장애물 등을 검출하면서, 피청소면으로서의 바닥면 위를 자율 주행하면서 바닥면을 청소하는, 소위 자율주행형의 전기청소기(청소로봇)가 알려져 있다.
최근, 이러한 전기청소기를 이용하여, 외출중의 자택의 모습(예를 들어 창이 열린 채로 되어 있지는 않은지, 전기가 켜진 채로 되어 있지 않은지 등)이나 애완 동물의 모습 등을 감시 및 확인할 수 있도록, 휴대 단말로부터의 지령에 의해 전기청소기가 실내의 모습을 카메라에 의해 자동적으로 촬상할 수 있도록 한 시스템이 있다.
이러한 시스템에서는 실내의 감시 및 확인이라는 관점에서, 장애물 등에 가려지지 않고 넓은 범위를 촬상할 수 있는 것이 바람직하다.
일본 공개특허공보 2011-233149호 일본 공개특허공보 2013-235351호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 장애물에 가려지지 않고 촬상수단에 의해 넓은 범위를 확실하게 촬상할 수 있는 자율주행체를 제공하는 것이다.
실시 형태의 자율주행체는 본체 케이스와, 이 본체 케이스에 설치된 촬상 가능한 촬상수단과, 본체 케이스를 주행 가능하게 하는 구동륜과, 본체 케이스에 설치되고, 본체 케이스의 주위의 장애물과의 거리를 검출하는 거리측정수단과, 제어수단을 갖는다. 이 제어수단은 적어도 주행모드와 촬상모드를 갖는다. 주행모드에서는 제어수단은 구동륜의 구동을 제어함으로써 본체 케이스를 자율 주행시킨다. 촬상모드에서는 제어수단은 거리측정수단에 의해 본체 케이스의 주위에 일정거리 이내에 장애물을 검출하지 않는 촬상 위치에 본체 케이스를 자율 주행시켜 복수 방향의 정지화상을 촬상한다.
도 1은 제1 실시형태의 자율주행체를 도시한 것으로, (a)는 촬상 위치로의 이동방법을 모식적으로 도시한 평면도, (b)는 촬상시의 동작을 도시한 사시도이다.
도 2는 상기 자율주행체의 내부구조를 도시한 블럭도이다.
도 3은 상기 자율주행체를 포함하는 시스템을 모식적으로 도시한 설명도이다.
도 4는 상기 자율주행체를 하방으로부터 도시한 평면도이다.
도 5는 상기 자율주행체의 촬상모드시의 제어를 도시한 플로우차트이다.
도 6은 제2 실시형태의 자율주행체를 도시한 사시도이다.
이하, 제1 실시형태의 구성을 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다.
도 1 내지 도 4에서, "10"은 주행체 장치로서의 전기청소장치를 도시하고, 이 전기청소장치(10)는 자율주행체로서의 전기청소기 본체(11)와, 이 전기청소기 본체(11)의 충전용 기지부가 되는 충전장치(충전대)(12)를 구비하고 있다. 그리고, 전기청소기 본체(11)는 예를 들어 청소영역인 방(R) 내 등에 배치된 홈게이트웨이(라우터) 등의 중계수단(중계부)로서의 액세스포인트(14)와의 사이에서 Wi-Fi(등록상표)나 Bluetooth(등록상표) 등의 무선통신을 이용하여 통신(송수신)함으로써, 인터넷 등의 (외부)네트워크(15)를 통하여 예를 들어 휴대전화 등의 외부장치(16)와 무선통신 가능하도록 이루어져 있다.
상기 전기청소기 본체(11)는 본 실시 형태에 있어서, 피청소면으로서의 바닥면 위를 자율 주행(자주)하면서 바닥면을 청소하는, 소위 자주식의 로봇 클리너이다. 그리고, 이 전기청소기 본체(11)는, 주행·청소부로서 중공 형태의 본체 케이스(20), 이 본체 케이스(20) 내에 수용된 동작부(청소부)로서의 전동송풍기(21), 이 전동송풍기(21)의 흡입측에 연통되는 집진부(22), 예를 들어 주행용의 복수(한 쌍)의 구동부로서의 구동륜(23, 23), 이들 구동륜(23, 23)을 구동시키는 동작부로서의 구동 수단(구동부)인 모터(24, 24), 선회용의 선회륜(25), 본체 케이스(20)의 하부에 바닥면을 따라 선회 가능하게 배치된 예를 들어 복수(한 쌍)의 선회 청소부(청소부)로서의 보조 청소 수단(보조 청소부)인 사이드 브러시(26, 26), 이들 사이드 브러시(26, 26)를 선회시키는 동작부(청소부)로서의 선회 구동 수단(선회 구동체)인 사이드 브러시 모터(27, 27), 본체 케이스(20)의 하부에 회전 가능하게 배치된 회전 청소체(청소부)로서의 청소 수단(청소체)인 회전 브러시(28) 및 이 회전 브러시(28)를 회전 구동시키는 동작부(청소부)로서의 회전 구동 수단(회전 구동부)인 브러시 모터(29) 등을 구비하고 있다. 또한, 이 전기청소기 본체(11)는 입출력·제어부로서, 각종 센서를 갖는 동작부로서의 센서부(31), 표시 수단으로서의 표시부(34), 촬상 수단(촬상부)으로서의 카메라(35), 무선 통신 수단(무선 통신부)인 무선 LAN 디바이스(36) 및 회로 기판 등에 의해 구성된 제어 수단으로서의 제어부(컨트롤러)(37) 등을 구비하고 있다. 그리고, 이 전기청소기 본체(11)에는, 상기한 각 부에 대해 급전하는 이차 전지(39)를 본체 케이스(20) 내에 구비하고 있다. 또한, 이하, 전기청소기 본체(11)(본체 케이스(20))의 주행 방향을 따른 방향을 전후 방향(도 3 등에 나타낸 화살표(FR, RR) 방향)으로 하고, 이 전후 방향에 대해 교차(직교)하는 좌우 방향(양측 방향)을 폭 방향으로 하여 설명한다.
본체 케이스(20)는 예를 들어 합성 수지 등에 의해 평탄한 원기둥 형상(원반 형상) 등으로 형성되어 있고, 원형상의 하면의 폭 방향의 중앙부의 뒷부분 근처의 위치에, 폭 방향으로 긴 형태, 즉 가로로 긴 흡입구(41)가 개구되어 있고, 또한 이 흡입구(41)의 전방에 복수의 배기구(42)가 개구되어 있다. 또한, 이 본체 케이스(20)에는 카메라(35)가 배치되어 있다.
흡입구(41)는 집진부(22)를 통하여 전동송풍기(21)의 흡입측과 연통되어 있다. 또한, 이 흡입구(41)에는 회전 브러시(28)가 회전 가능하게 배치되어 있다.
배기구(42)는 집진부(22)를 통하여 전동송풍기(21)의 배기측과 각각 연통되어 있다.
전동송풍기(21)는 구동에 의해 음압을 발생시켜 흡입구(41)로부터 집진부(22)로 먼지를 흡입하는 것으로, 예를 들어 흡입측이 후방을 향하게 하고, 또한 축 방향이 전후 방향(수평 방향)을 따르도록 하여 본체 케이스(20)의 내부에 수용되어 있다. 또한, 이 전동송풍기(21)는, 예를 들어 회전 브러시(28) 등에 의해 집진부(22)로 먼지를 긁어올리는 구성 등의 경우에는 불필요 해지는 경우도 있고, 필수 구성은 아니다.
집진부(22)는 전동송풍기(21)의 구동에 의해 흡입구(41)로부터 흡입된 먼지를 포집하는 것이다.
각 구동륜(23)은 전기청소기 본체(11)(본체 케이스(20))를 바닥면 위에서 전진 방향 및 후퇴 방향으로 주행(자율 주행)시키는, 즉 주행용의 것이고, 좌우 폭 방향을 따라 도시하지 않은 회전축을 갖고, 폭 방향으로 대칭으로 배치되어 있다.
각 모터(24)는, 예를 들어 구동륜(23)의 각각에 대응하여 배치되어 있고, 각 구동륜(23)을 독립하여 구동시키는 것이 가능하도록 이루어져 있다.
선회륜(25)은 본체 케이스(20)의 폭 방향의 대략 중앙부에서, 앞 부분에 위치해 있으며, 바닥면을 따라 선회 가능한 종동륜이다.
각 사이드 브러시(26)는 방사상으로 돌출되어 바닥면과 접촉되는 복수(예를 들어 3개)의 청소체로서의 브러시 모(43)를 각각 갖고 있다. 그리고, 사이드 브러시(26, 26)는 본체 케이스(20)에서 구동륜(23, 23)의 전방에서 선회륜(25)의 후방의 양측방의 위치에 배치되어 있다.
각 사이드 브러시 모터(27)는 각 사이드 브러시(26)를, 본체 케이스(20)의 폭 방향 중심측으로, 다시 말하면 우측의 사이드 브러시(26)를 좌측으로, 좌측의 사이드 브러시(26)를 우측으로, 즉 각 사이드 브러시(26)에 의해 전방(진행 방향)의 먼지를 흡입구(41) 측으로 긁어모으도록 각각 회전시킬 수 있다.
또한, 이들 사이드 브러시(26) 및 사이드 브러시 모터(27)는 전동송풍기(21) 또는 회전 브러시(28)에 의해 충분히 청소할 수 있으면 필수 구성은 아니다.
회전 브러시(28)는 긴 형태로 형성되고, 흡입구(41)의 폭 방향 양측부에 양단부가 회전 가능하게 축 지지되어 있다. 그리고, 이 회전 브러시(28)는 흡입구(41)로부터 본체 케이스(20)의 하면의 하방으로 돌출되어 있고, 전기청소기 본체(11)를 바닥면 위에 얹은 상태에서 하부가 바닥면에 접촉하여 먼지를 긁어내도록 구성되어 있다.
브러시 모터(29)는 본체 케이스(20)의 내부에 수용되어 있고, 기구부로서의 도시하지 않은 기어 기구를 통하여 회전 브러시(28)와 접속되어 있다.
또한, 이들 회전 브러시(28) 및 브러시 모터(29)는 전동송풍기(21) 또는 사이드 브러시(26)에 의해 충분히 청소할 수 있으면 필수 구성은 아니다.
또한, 센서부(31)는, 예를 들어 모터(24)의 회전수를 측정하는 광 엔코더 등의 회전수 검출수단(회전수 센서), 벽이나 가구 등의 장애물과의 거리를 검출함으로써 장애물을 검출하는 예를 들어 초음파 센서 또는 적외선 센서 등의 거리 측정 수단(거리측정센서)인 장애물 검출 수단(장애물 센서) 및 바닥면의 단차 등을 검출하는 적외선 센서 등의 단차 검출 수단(단차 센서) 등의 기능을 구비하며, 본체 케이스(20)의 상부, 외주부(앞부분 및 뒷부분) 및 하부 등의 각 부에 배치되어 있다.
표시부(34)는 시각이나 시간, 또는 전기청소기 본체(11)에 관한 각종 정보를 표시하는 것으로서, 예를 들어 본체 케이스(20)의 상부에 배치되어 있다. 또한, 이 표시부(34)는, 예를 들어 사용자가 각종 설정을 직접 입력 가능한 입력 조작 수단(입력 조작부)의 기능을 겸비하는 터치 패널 등으로 해도 좋다.
카메라(35)는 촬상용의 촬상 수단 본체(촬상부 본체)로서의 카메라 모듈과, 촬상시에 제어부(37)에 의해 점등되는 LED 등의 조명 장치를 구비하고 있다. 이 카메라(35)는, 예를 들어 본체 케이스(20)의 앞부분의 좌우 방향의 중앙부에서 본체 케이스(20)의 외주부 또는 상부 등에 배치되고, 본체 케이스(20)의 중심축의 직경 방향을 따른 방향이고 또한 상방으로 경사진 방향, 본 실시 형태에서는 전방으로부터 전방 상부에 걸친 영역의 정지화상을 소정의 수평화각(예를 들어 105° 등)으로 촬상 가능하고, 또한 이 촬상한 정지화상을 데이터화하여 제어부(37)에 출력하는 것이 가능하다. 즉, 이 카메라(35)는 본체 케이스(20)의 선회 중심(중심축)으로부터 이격된 위치에 배치되어 있다.
무선 LAN 디바이스(36)는 액세스 포인트(14) 및 네트워크(15)를 통하여 외부 장치와 무선 통신을 하기 위한 것이다. 따라서, 이 무선 LAN 디바이스(36)를 통하여 네트워크(15)로부터 각종 정보를 수신하거나, 외부 장치(16)로부터 각종 정보를 입력하는 것이 가능하도록 이루어져 있다. 즉, 이 무선 LAN 디바이스(36)는 외부 장치(16)로부터 네트워크(15)를 통하여 액세스 포인트(14)로부터 송신된 외부 신호를 수신하는 외부신호 수신수단(외부신호 수신부) 및 신호 수신 수단(신호 수신부)의 기능을 갖고 있다.
제어부(37)는 제어수단 본체(제어부 본체)인 CPU, 이 CPU에 의해 판독되는 프로그램 등의 고정적인 데이터를 저장한 저장부인 ROM, 프로그램에 의한 데이터 처리의 작업 영역이 되는 워크 에리어 등의 각종 메모리 에리어를 동적으로 형성하는 에리어 저장부인 RAM, 예를 들어 카메라(35)에서 촬상한 화상 데이터를 기억하는 SDRAM 등의 기억 수단(기억부)인 메모리, 현재의 일시 등의 캘린더 정보를 계시하는 타이머 등을 구비하고 있다. 이 제어부(37)는 전동송풍기(21), 각 모터(24), 각 사이드 브러시 모터(27), 브러시 모터(29), 센서부(31), 표시부(34), 카메라(35) 및 무선 LAN 디바이스(36) 등과 전기적으로 접속되며, 센서부(31)에 의한 검출 결과에 기초하여, 자율 주행하고, 또한 전동송풍기(21), 각 모터(24), 각 사이드 브러시 모터(27), 브러시 모터(29) 등의 구동을 제어하는 주행 모드인 청소 모드와, 충전장치(12)를 통하여 이차 전지(39)의 충전을 수행하는 충전 모드와, 카메라(35)에 의한 촬상을 수행하는 촬상 모드와, 동작 대기중인 대기 모드를 갖고 있다.
이차 전지(39)는 전동송풍기(21), 각 모터(24), 각 사이드 브러시 모터(27), 브러시 모터(29), 센서부(31), 카메라(35), 무선 LAN 디바이스(36) 및 제어부(37) 등에 급전하는 것이다. 그리고, 이 이차 전지(39)는, 예를 들어 본체 케이스(20)의 하면의 뒷부분의 양측에 노출되는 충전 단자(45)와 전기적으로 접속되어 있다.
한편, 충전장치(12)는 방(R)을 구획하는 벽부(W)의 근방 등, 청소의 방해가 되지 않는 위치에 배치되어 있다. 이 충전장치(12)는 충전장치 케이스(51) 내에 정전류 회로 등의 이차 전지(39)의 충전용의 충전 회로(52)가 수용되어 있고, 또한 이 충전 회로(52)와 전기적으로 접속된 충전용 단자(53) 및 상용 전원과 접속되는 급전용의 전원 코드(54) 등이 충전장치 케이스(51)의 외부에 노출되고, 또한 충전 회로(52)의 동작이 충전장치 제어수단으로서의 충전장치 제어부(충전장치 컨트롤러)(58)에 의해 제어되고 있다. 그리고, 이 충전장치 제어부(58)는 충전 회로(52)를 통하여 이차 전지(39)를 충전하기 위한 충전 모드와, 동작 대기 중인 대기 모드를 갖고 있다.
다음에, 상기 제1 실시 형태의 동작을 설명한다.
일반적으로 자율 주행형의 전기청소기 본체(11)는, 전기청소기 본체(11)가 청소를 하는 청소 작업과, 충전장치(12)에 의해 이차 전지(39)를 충전하는 충전 작업으로 크게 구분되는데, 본 실시 형태에서는 이들 작업에 추가하여 방(R) 안의 모습 등의 정지화상을 촬상하는 촬상 작업을 수행한다.
(청소 작업)
전기청소기 본체(11)는 예를 들어 미리 설정된 청소 개시 시각이 되었을 때 등 청소 개시의 타이밍에서, 대기 모드로부터 청소 모드가 된 제어부(37)가 전동송풍기(21), 구동륜(23, 23)(모터(24, 23)), 사이드 브러시(26, 26)(사이드 브러시 모터(27, 27)) 및 회전 브러시(28)(브러시 모터(29)) 등을 구동시키고, 예를 들어 충전장치(12)로부터 이탈하여, 구동륜(23, 23)에 의해 바닥면 위를 자율 주행하면서 청소를 개시한다. 또한, 청소의 개시 위치는 전기청소기 본체(11)의 주행 개시 위치, 또는 방(R)의 출입구 등, 임의의 장소로 설정 가능하다.
주행 중, 제어부(37)는 센서부(31)를 통하여 예를 들어 방(R)의 주위를 둘러싸는 벽부(W)나 방(R) 안의 장애물 등과의 거리 및 바닥면의 단차 등을 검출함으로써 전기청소기 본체(11)(본체 케이스(20))의 주행 상태를 감시하고, 이 센서부(31)로부터의 검출에 대응하여 구동륜(23, 23)(모터(24, 24))을 구동시킴으로써, 장애물이나 단차 등을 피하면서 전기청소기 본체(11)를 바닥면 위에서 예를 들어 랜덤하게, 또는 벽부를 따라 주행시킨다.
그리고, 이 전기청소기 본체(11)는 선회 구동된 사이드 브러시(26, 26)에 의해 먼지를 흡입구(41)로 긁어모으고, 전동송풍기(21)의 구동에 의해 발생한 음압이 집진부(22)를 통하여 작용한 흡입구(41)에 의해, 바닥면 위의 먼지를 공기와 함께 흡입한다. 또한, 회전 구동된 회전 브러시(28)가 바닥면의 먼지를 집진부(22)로 긁어낸다.
흡입구(41)로부터 공기와 함께 흡입된 먼지는 집진부(22)에 분리 포집되고, 먼지가 분리된 공기는 전동송풍기(21)에 흡입되며, 이 전동송풍기(21)를 냉각한 후, 배기풍이 되어 배기구(42)로부터 본체 케이스(20)의 외부로 배기된다.
청소 영역의 청소가 완료되었거나, 또는 이차 전지(39)의 용량이 소정량까지 저하되어 청소를 완료시키는데 부족한(이차 전지(39)의 전압이 방전 종지 전압 근방까지 저하한) 등의 소정 조건시에는, 전기청소기 본체(11)는 제어부(37)에 의해 구동륜(23, 23)(모터(24, 24))을 구동시켜 충전장치(12)로 귀환한다. 또한, 이 귀환시에는, 예를 들어 충전장치(12)로부터 출력한 가이드 신호에 기초하여 전기청소기 본체(11)를 충전장치(12)에 접근시키도록 해도 좋고, 제어부(37) 내에 미리 기억한 방(R)의 맵을 따라 충전장치(12)의 위치로 귀환해도 좋다. 그리고, 전기청소기 본체(11)는 충전장치(12)까지 이동(귀환)한 상태에서 충전용 단자(53)에 충전 단자(45)를 (기계적 및 전기적으로) 접속시키고, 각 부를 정지시켜 청소 작업을 종료한다.
(충전 작업)
충전장치(12)에 전기청소기 본체(11)가 접속된 후, 소정의 타이밍, 예를 들어 미리 설정된 충전 개시 시각이 되었을 때, 또는 전기청소기 본체(11)가 충전장치(12)에 접속되고 나서 소정 시간이 경과했을 때 등에, 제어부(37) 및 충전장치 제어부(58)는 각각 충전 모드로 이행하여 충전 회로(52)를 구동시키고, 이차 전지(39)의 충전을 개시한다. 그리고, 이차 전지(39)의 전압이 소정의 사용 가능 전압까지 상승했다고 판단하면, 제어부(37) 및 충전장치 제어부(58)가 충전 회로(52)에 의한 충전을 정지시켜 충전 작업을 종료하고, 제어부(37) 및 충전장치 제어부(58)가 각각 대기 모드가 된다.
(촬상 작업)
전기청소기 본체(11)는 개략적으로 외부 장치(16)로부터 촬상지시를 받으면, 이차전지(39)의 잔여 용량이 촬상 가능 용량인 경우에는 청소 모드, 충전 모드 또는 대기 모드로부터 촬상 모드로 전환되고, 본체 케이스(20)의 주위의 장애물로부터 소정 거리 이상 이격된 위치를 촬상 위치로 하여, 복수 방향을 카메라(35)에 의해 촬상한다. 이 촬상시에는 본 실시형태에서는 본체 케이스(20)를 선회시키면서 촬상한다.
보다 상세하게는 도 5에 도시한 플로우차트도 참조하면서 설명하면, 제어부(37)는 외부장치(16)로부터 네트워크(15)를 통하여 송신된 카메라(35)에서의 촬상을 지시하는 외부신호인 촬상지시신호를, 액세스 포인트(14)를 통하여 무선 LAN 디바이스(36)에 의해 수신했는지의 여부를 예를 들어 실시간 또는 소정시간마다 판단한다(단계 1). 또한, 외부장치(16)와 전기청소기 본체(11)와의 무선통신에 대해서는 예를 들어 외부장치(16)마다 및 전기청소기 본체(11) 마다 ID 및 패스워드 등을 설정하고 접속시에 인증을 요구함으로써 부정한 신호에 관해서는 수신할 수 없도록 하는 것이 바람직하다.
이 단계 1에서 외부장치(16)로부터 네트워크(15)를 통하여 송신된 카메라(35)에서의 촬상을 지시하는 외부신호인 촬상지시신호를 무선 LAN 디바이스(36)에 의해 수신했다고 판단했을 때에는, 우선, 제어부(37)가 그 모드에 관계없이 이차 전지(39)의 잔여 용량을 검출하고, 이차 전지(39)의 잔여 용량이, 카메라(35)에 의한 촬상이 가능한 촬상 가능 용량인지 여부를 판단한다(단계 2). 또한, 이하, 촬상 가능 용량이란, 예를 들어 본체 케이스(20)(전기청소기 본체(11))가 소정 거리 이상 주행 가능하고, 또한 카메라(35)에 의한 촬상 및 촬상한 화상 데이터를 무선 LAN 디바이스(36)를 통하여 네트워크(15)로부터 외부 장치(16)로 송신 가능한 용량으로 한다.
그리고, 단계 2에서, 이차 전지(39)의 잔여 용량이 촬상 가능 용량이 아니라고 판단한 경우에는, 제어부(37)가 무선 LAN 디바이스(36)를 이용하여 예를 들어 외부 장치에 촬상 불가능하다는 사실을 알리고(단계 3), 촬상 지시 신호를 무시하고 단계 1로 되돌아간다.
한편, 단계 2에서, 이차 전지(39)의 잔여 용량이 촬상 가능 용량 이상이라고 판단한 경우에는, 제어부(37)(및 충전장치 제어부(58))는 모드를 판단한다(단계 4).
이 단계 4에서, 충전 모드 또는 대기 모드라고 판단한 경우에는, 제어부(37)는 구동륜(23, 23)(모터(24, 24))을 구동시키고, 전기청소기 본체(11)를 충전장치(12)로부터 이격시켜(단계 5), 촬상 모드로 이행한다(단계 6).
한편, 단계 4에서 청소 모드라고 판단한 경우에는, 제어부(37)는 예를 들어 전동송풍기(21), 사이드 브러시(26, 26)(사이드 브러시 모터(27, 27)) 및 회전 브러시(28)(브러시 모터(29))의 구동을 정지시켜 청소를 중단하고(단계 7), 단계 6으로 진행하여 촬상 모드로 이행한다.
그리고 단계 6의 촬상 모드에서는, 우선, 전기청소기 본체(11)는 제어부(37)가 구동륜(23, 23)(모터(24, 24))을 구동시켜 본체 케이스(20)를 선회시키면서, 센서부(31)의 장애물 검출부(거리 측정부)의 기능에 의해 본체 케이스(20)와 이 본체 케이스(20)의 주위의 벽부(W) 등의 장애물과의 거리를 측정하고(단계 8), 이 측정한 거리가 일정한 소정 거리 이상, 예를 들어 2m 이상인지 여부를 제어부(37)가 판단한다(단계 9). 즉, 촬상모드에서는 카메라(35)에 의한 원하는 촬상거리를 확보하도록 센서부(31)의 장애물 센서(거리측정센서)의 기능에 의해 장애물과의 거리를 판단할 때의 거리가, 청소모드에서의 거리와 달리, 이 청소모드보다 크게 설정된다. 여기에서, 단계 8에서 본체 케이스(20)는 예를 들어 본 실시형태에서는 360° 선회하는 것으로 하지만, 카메라(35)에 의해 촬상하는 범위 등에 따라서, 360° 미만의 소정 각도 등으로 해도 좋다. 또한, 이하 본체 케이스(20)(전기청소기 본체(11))의 선회라는 것은, 한 쪽의 구동륜(23, 23)(한 쪽의 모터(24, 24))와 다른 쪽의 구동륜(23, 23)(다른 쪽 모터(24, 24))를 서로 반대방향으로 회전시킴으로써, 본체 케이스(20)의 중심축을 중심으로 하여 그 위치를 유지한 채로 선회하는, 소위 제자리(超信地) 선회를 말하는 것으로 하지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들어 소정의 선회중심의 주위에 소정 반경으로 선회하도록 원 주행하는 경우도 포함한다.
그리고 단계 9에서 예를 들어 본체 케이스(20)와 이 본체 케이스(20)의 주위의 장애물과의 거리가 소정 거리(2m) 이상이 아니라고(소정 거리(2m) 미만이라고) 판단한 경우에는, 제어부(37)는 구동륜(23, 23)(모터(24, 24))을 구동시켜 본체 케이스(20)를 그 장애물(벽부(W) 등)로부터 이격되는 방향으로 주행시키고(단계 10, 도 1(a)), 단계 8로 되돌아간다. 또한, 이때 주행시키는 거리는 예를 들어 단계 9의 판단에 사용하는 소정 거리와, 본체 케이스(20)와 장애물과의 거리의 차 이상, 또는 소정 거리 그 자체로 함으로써, 그 장애물로부터 확실하게 소정 거리 이상 이격할 수 있다. 또한, 단계 9에서 본체 케이스(20)와 이 본체 케이스(20)의 주위의 장애물과의 거리가 소정 거리(2m) 이상이라고 판단한 경우에는 본체 케이스(20)(전기청소기 본체(11))가, 주위의 소정 거리 내에 벽부(W) 등이 없는, 방(R)의 중앙부 등에 있는 것으로 판단하고, 그 위치를 촬상 위치에 설정한다(단계 11).
이후, 제어부(37)는 그 위치에서 카메라(35)에 의해 촬상하고(단계 12), 제어부(37)가 구동륜(23, 23)(모터(24, 24))을 구동시켜 본체 케이스(20)를 소정 각도, 예를 들어 카메라(35)의 수평 화각 이하의 소정 각도, 바람직하게는 수평 화각의 절반 이하의 소정 각도, 본 실시 형태에서는 예를 들어 30°좌측방향(또는 우측방향)으로 선회시킨다(단계 13, 도 1(b)). 이어서, 제어부(37)는 본체 케이스(20)가 촬상 위치에서 카메라(35)의 화각보다 큰 소정의 촬상 각도, 예를 들어 360°이상 선회했는지 여부를 판단하고(단계 14), 소정의 촬상 각도(360°) 이상 선회하지 않았다(소정의 촬상 각도(360°)미만 선회했다)고 판단한 경우에는, 단계 12로 되돌아간다. 이와 같이 제어함으로써, 전기청소기 본체(11)는 카메라(35)의 수평 화각 이하의 각도로 순차적으로 서로 이웃하는 복수 방향의 정지화상을, 소정의 촬상 각도만큼(예를 들어 360°) 촬상할 수 있다. 따라서, 이들 정지화상에는 서로 서서히 중복되는 부분이 존재하고, 본 실시형태에서는 서로 인접하는 정지화상의 절반 이상이 중복되어 있어, 전체적으로 소정의 촬상 각도에 걸쳐 사각 없이 정지상이 촬상되고 있다.
또한, 단계 14에서, 소정의 촬상 각도(360°) 이상 선회했다고 판단한 경우에는, 제어부(37)는 카메라(35)에서 촬상되어 출력된 복수매의 정지화상을 예를 들어 소정의 화상 형식으로 압축하여 메모리에 일시 저장하고, 또한 이들 정지화상을 각각, 또는 인접하는 정지화상으로부터 중복되는 부분을 연속시키도록 화상 처리한 파노라마 화상을 무선 LAN 디바이스(36)로부터 무선 송신한다(단계 15). 이 무선 송신된 화상 데이터는 네트워크(15)에 접속된 서버(59)에 저장되고, 외부 장치(16)를 통하여 임의의 타이밍으로 원격으로 확인할 수 있다.
이어서, 제어부(37)는 촬상 모드로 이행하기 직전의 모드를 판단한다(단계 16). 이 단계 16에서 충전 모드 또는 대기 모드였다고 판단했을 때에는, 제어부(37)가 청소 작업시와 동일하게 전기청소기 본체(11)를 충전장치(12)로 귀환시키고, 충전장치 제어부(58)와 함께 충전 모드로 이행한다(단계 17).
한편, 단계 16에서, 청소 모드였다고(청소 모드를 중단하고 촬상 모드로 이행했다고) 판단했을 때에는, 제어부(37)가 이차 전지(39)의 용량이 나머지 청소에 소요되는 용량과 비교하여 충분한지 여부를 판단하고(단계 18), 용량이 충분하다고 판단했을 때에는 제어부(37)가 전동송풍기(21), 사이드 브러시(26, 26)(사이드 브러시 모터(27, 27)) 및 회전 브러시(28)(브러시 모터(29))를 구동시켜 청소로 복귀하고(단계 19), 용량이 충분하지 않다고 판단했을 때에는 단계 17로 진행하고, 청소 작업시와 동일하게 전기청소기 본체(11)를 충전장치(12)에 귀환시켜 충전 모드로 이행한다. 또한, 촬상 모드로 이행하기 직전의 모드에 관계없이, 촬상 모드가 종료한 경우에는 반드시 충전 모드로 이행하도록 제어해도 좋다. 이 경우, 이차 전지(39)의 충전이 종료된 후에는, 예를 들어 그대로 대기 모드로 이행해도 좋고, 이 충전 후, 촬상 모드로 이행하기 직전의 모드가 청소 모드였던 경우에만 청소로 복귀해도 좋다.
이와 같이, 상기 제1 실시 형태에 따르면, 제어부(37)가 구동륜(23, 23)(모드(24, 24))의 구동을 제어함으로써 본체 케이스(20)를 선회 가능하게 했으므로, 카메라(35)나 센서부(31)를 다수 설치하여 구성을 복잡화하지 않고, 저렴하게 구성할 수 있다. 또한, 전기청소기 본체(11)는 자율 주행하기 위해 통상 본체 케이스(20)가 선회 가능하게 구성되어 있으므로, 이 구성을 그대로 효과적으로 이용할 수 있어, 촬상모드만을 위해서 본체 케이스(20)를 선회 가능하게 하는 구성을 별도로 추가할 필요는 없다.
또한, 상기 제1 실시형태에서 본체 케이스(20)를 선회시킴으로써 카메라(35)를 선회시켰지만, 카메라(35)를 본체 케이스(20)에 대해서 선회 가능하게 장착해 두고, 카메라(35)만을 선회시키도록 해도 좋다. 이 경우에는 구동륜(23, 23)(모터(24, 24))을 구동시켜 본체 케이스(20)를 주행시키는 경우와 비교하여, 이차전지(39)의 소비전력이 억제되어, 이차전지(39)를 보다 장시간 지속시킬 수 있다.
또한, 본체 케이스(20)의 선회와 카메라(35)에 의한 촬상을 반복하는 경우, 카메라(35)의 수평화각 이하의 소정 각도 선회하고, 그 선회를 그 때마다 정지하고 나서 촬상하는 편이 정지화상의 화질을 향상시킬 수 있어 바람직하지만, 카메라(35)의 셔터 스피드에 대해서 상당히 늦은 속도로 선회하는 경우에는, 선회하면서 소정 각도마다 촬상해도 동일한 작용효과를 나타낼 수 있다.
또한, 카메라(35)는 본체 케이스(20)의 중심축에 대해서 직경방향 외측을 향하여 촬상하도록 하면 본체 케이스(20)의 뒷부분 등에 배치할 수도 있다.
한편, 상기 제1 실시형태에서 도 6에 도시한 제2 실시형태와 같이 본체 케이스(20)에 카메라(35)를 예를 들어 그 화각 이하의 각도로 이격하여 둘레방향으로 복수 설치하고 또한 센서부(31)를 복수 설치하는 경우에는 카메라(35)에 의한 촬상이나 센서부(31)에 의한 검출시의 선회(예를 들어 제1 실시형태의 단계 8, 단계 12 내지 단계 14)가 불필요해져, 제어를 보다 간략화할 수 있다.
또한, 상기 각 실시형태에서 카메라(35)에 의해 촬상하는 복수 방향의 정지화상은 카메라(35)의 수평화각 이하의 소정 각도마다 촬상하도록 구성했지만, 인접하는 정지화상 끼리에서 큰 사각이 생기지 않으면, 카메라(35)의 수평화각보다 큰 소정 각도마다 촬상하도록 구성해도, 복수 방향의 정지화상에 의해 넓은 범위를 촬상할 수 있고, 동일한 작용효과를 나타낼 수 있다.
또한, 전기청소기 본체(11)에 예를 들어 사람감지센서 등의 적외선 검출수단(적외선 센서), 본체 케이스(20)(전기청소기 본체(11))의 외부의 온도를 검출 가능한 온도검출수단(온도센서), 본체 케이스(20)(전기청소기 본체(11))의 외부의 음량이나 주파수 등을 검출 가능한 마이크로폰 등의 소리검출수단(음성 센서), 본체 케이스(20)(전기청소기 본체(11))의 외부의 조도를 검출 가능한 조도검출수단(조도센서), 본체 케이스(20)(전기청소기 본체(11))의 외부의 일산화탄소 등의 유독 가스를 검출 가능한 가스검출수단(가스 센서), 또는 본체 케이스(20)(전기청소기 본체(11))의 외부의 냄새를 검출 가능한 냄새검출수단(냄새 센서) 등을 설치하고, 이들 센서에 의한 검출에 기초하여 촬상모드로 이행하도록 해도 좋다. 즉, 촬상모드로 이행하기 위한 트리거는, 임의로 설정하는 것이 가능하다.
적외선 센서를 사용하는 경우에는, 예를 들어 빈집 등의 침입자 등을 검출했을 때 카메라(35)에 의해 촬상함으로써 집 안의 방범에 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 부재시의 애완 동물이나 아이의 케어에도 사용할 수 있고, 또한 예를 들어 스토브 등의 화기를 잊어버리고 끄지 않았거나 화재의 발생 등을 검출했을 때 카메라(35)에 의해 촬상함으로써 사용자에게 알릴 수 있다.
동일하게 온도센서를 사용하는 경우에는, 예를 들어 32℃ 이상 등의 고온을 검출했을 때 카메라(35)에 의해 촬상함으로써, 집 안의 방범이나 화재의 알림 등에 이용할 수 있다.
또한, 음성 센서를 사용하는 경우에는, 예를 들어 유리가 깨지는 소리나 물건이 넘어지는 소리 등의 이상한 소리, 또는 큰 소리(예를 들어 60dB 이상)를 검출했을 때 카메라(35)에 의해 촬상함으로써, 집 안의 방범으로서 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 예를 들어 방(R)에 사용자 등이 있는 경우에도, 가족간의 커뮤니케이션을 검출하여 카메라(35)에 의해 촬상하는 것도 가능해진다.
또한, 조도 센서를 사용하는 경우에는, 예를 들어 방(R) 안의 갑작스런 조도 변화(예를 들어 100 lx 이상의 변화)를 검출했을 때 카메라(35)에 의해 촬상함으로써, 화재 등의 이상을 사용자에 대해 알릴 수 있을 뿐만 아니라, 방(R)의 조명의 점등에 의해, 다른 가족 등의 귀가를 확인할 수 있다.
또한, 가스 센서나 악취 센서를 사용하는 경우에는, 예를 들어 일산화탄소나 그 냄새를 검출했을 때 카메라(35)에 의해 촬상함으로써, 집 안의 이상을 사용자에게 알릴 수 있다.
또한, 이차 전지(39)의 충전 작업 중에 촬상 지시 신호를 수신한 경우에는, 이차 전지(39)가 소정 용량(예를 들어 풀 충전 등)까지 충전될 때까지 대기하고, 충전한 후에 촬상 모드로 이행해도 좋다.
또한, 전기청소기 본체(11)가 자율주행체의 기능을 갖도록 했지만, 자율주행체로서는 청소를 하는 것에 한정되지 않고, 단순히 카메라(35)를 이용하여 촬상하기 위한 것 등으로 해도 좋다.
또한, 촬상 모드 중에 예를 들어 전기청소기 본체(11)가 네트워크(15)(액세스 포인트(14))와의 통신의 사각에 들어가 버린 경우 등, 이 네트워크(15)와 무선 LAN 디바이스(36)와의 통신이 끊긴 경우에는, 그 위치에서 전기청소기 본체(11)를 정지시키거나, 소정 위치까지 자율 주행시킨 후에 전기청소기 본체(11)를 정지시켜도 좋다.
그리고, 무선 LAN 디바이스(36)를 이용한 무선 통신은 전력을 소비하므로, 이차 전지(39)의 전력을 사용하고 있는 상태, 즉 청소 중 등에는, 무선 LAN 디바이스(36)에 의한 통신을 억제하는 것이 바람직하다. 따라서, 청소 모드 중에 촬상 지시 신호를 수신한 경우에는, 무선 LAN 디바이스(36)를 이용하여 네트워크(15)를 통하여 현재 청소중이라는 취지를 사용자에게 알리고, 촬상 지시 신호를 무시하도록 제어하고, 전기청소기 본체(11)가 충전장치(12)에 접속되어 있는 충전 모드 또는 대기 모드시에만 촬상 모드로의 이행을 가능하게 해도 좋다.
또한, 외부 장치를 통하여 촬상 지시 신호를 수신했을 때 촬상 모드로 이행했지만, 예를 들어 미리 기억한 소정 시각이 되었을 때나 소정 시간마다 등, 타이머를 이용하여 자동적으로 촬상 모드로 이행하도록 해도 좋다. 이 경우, 소정 시각이나 소정 시간은, 도시하지 않은 리모컨 등의 외부 입력 수단(외부 입력부)이나 입력 조작 수단(입력 조작부)의 기능을 구비하는 터치패널 등의 표시부(34) 등을 통하여 전기청소기 본체(11)(제어부(37))에 직접 설정해도 좋고, 외부 장치(16)로부터 원격으로 설정해도 좋다. 그리고, 이 구성에서는, 사용자가 정기적으로 촬상하고 싶은 대상이 있을 때 자동으로 촬상하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 각 실시 형태의 제어는 하나의 전기청소기 본체(11)에 모두 탑재하고, 그들을 사용자가 선택 및 설정하여 사용하도록 해도 좋다.
또한, 예를 들어 촬상 모드로 이행한 후, 주행 중에 전기청소기 본체(11)가 단차 등에 타고 올라가 주행 불가능 상태가 된(스턱된) 경우에는, 제어부(37)가 구동륜(23, 23)(모터(24, 24))을 구동시켜 후퇴하거나 선회하여 주행 불가능 상태로부터 벗어나고자 하지만, 그래도 주행 불가능 상태로부터 탈출할 수 없는 경우에는, 예를 들어 카메라(35)에 의해 현재 위치의 정지화상을 촬상하여 외부로 송신해 둠으로써, 사용자가 전기청소기 본체(11)의 위치를 정지화상에 의해 확인할 수 있고, 가령 이차 전지(39)의 용량 부족으로 전기청소기 본체(11)가 동작할 수 없는 상태가 되었다고 해도, 외출중인 사용자가 귀가했을 때 등에 전기청소기 본체(11)를 용이하고 확실하게 찾아낼 수 있다.
또한, 촬상 모드에서 카메라(35)에서 촬상한 화상 데이터는, 외부에 송신하지 않고, 메모리에 기억해 두고, 사용자가 원할 때 확인할 수 있도록 해 두어도 좋다.
또한, 카메라(35)는 촬상 모드뿐만 아니라, 청소 모드에서도 활용할 수 있다. 예를 들어, 피청소면의 단차나 장애물에 의한 주행 불능시에 카메라(35)에 의해 촬상함으로써, 청소할 수 없었던 곳을 사용자에게 알릴 수 있다. 본체 케이스(20)(전기청소기 본체(11))가 주행 불능이라고 판단하는 경우로서는, 센서부(31)의 단차센서의 기능에 의한 본체 케이스(20)의 부상(타고 올라감)의 검출이나, 장애물 센서(거리 측정 센서)로부터의 출력에 변화가 없는 경우 등을 들 수 있다. 또한, 카메라(35)에 의해 촬상할 때에는, 주행 불능 상태로부터 제어부(37)가 구동륜(23, 23)(모터(24, 24))을 구동시켜 후퇴하거나 선회하여 본체 케이스(20)의 주행이 복귀되고 나서 실시해도 좋다. 또한, 전기청소기 본체(11)가 빈틈으로 침입할 수 없는 경우, 카메라(35)에 의해 촬상함으로써 청소를 할 수 없었던 부위를 사용자에게 알릴 수도 있다. 예를 들어, 본체 케이스(20)의 센서부(31)에 장애물 등과의 접촉을 검출하는 접촉 센서의 기능을 갖게 하고, 센서부(31)의 장애물 검출부의 기능에 의해 장애물을 검출하지 않았음에도 불구하고, 접촉 센서의 기능에 의해 접촉이 검출된 경우 등을 들 수 있다. 이와 같이, 전기청소기(11)의 청소 가능 부위를 사용자에게 인지시킴으로써, 청소 의식을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 촬상 지시 신호는 이차 전지(39)를 충전하는 충전 모드 중에는 무시했지만, 예를 들어, 충전 모드 중이어도 센서부(31)에 전력을 공급해 두고, 충전 모드 중이어도 촬상 지시 신호를 받아들이도록 함으로써, 방(R)의 모습을 상시 감시할 수 있다.
이상 설명한 적어도 하나의 실시 형태에 따르면, 제어부(37)가, 센서부(31)의 거리 측정 센서인 장애물 센서의 기능에 의해 본체 케이스(20) 주위의 일정 거리 이내(도 1(a)의 가상원(C)내)에 장애물을 검출하지 않는 촬상 위치에 본체 케이스(20)를 자율 주행시켜 복수 방향의 정지화상을 카메라(35)에 의해 촬상하는 촬상모드를 가지므로, 장애물에 가려지지 않고 카메라(35)에 의해 넓은 범위를 확실하게 촬상할 수 있다. 따라서, 예를 들어 실내의 모습이나 변화 등을 효과적으로 파악할 수 있다. 또한, 촬상 지시 신호를 수신한 위치가 소정의 촬상 위치였던 경우에는, 그 위치에서 촬상을 실시한다. 즉, 촬상모드에서 소정의 촬상 위치에 본체 케이스(20)를 자율 주행시킨다는 것은 본체 케이스(20)의 자율 주행 거리가 0인 경우를 포함한다.
또한, 촬상한 정지화상을 무선 송신하는 경우에는, 이 정지화상을 사용자가 외부 장치(16)를 이용하여 용이하게 확인할 수 있다. 따라서, 외출중 등에도 집안의 모습을 확실하게 파악할 수 있다.
또한, 카메라(35)의 촬상 지시 신호를, 외부 장치(16)로부터 출력 가능하게 함으로써, 사용자 자신이 촬상 지시를 내릴 수 있고, 원하는 타이밍에서 현재의 방(R)의 상태 등을 실시간으로 확인할 수 있다.
그리고, 센서부(31)의 장애물 센서의 기능으로서, 초음파 센서 등의 비접촉식 센서를 이용함으로써, 접촉식 센서 등을 이용하는 경우와 비교하여, 전기청소기 본체(11)가 장애물에 과도하게 충돌하지 않아, 충돌음의 발생이나 본체 케이스(20) 또는 장애물의 손상 등이 발생하지도 않는다.
본 발명의 몇 가지의 실시 형태를 설명했지만, 이들 실시 형태는 예로서 제시한 것으로서, 발명의 범위를 한정하려는 의도는 없다. 이들 신규의 실시형태는 그 밖의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 생략, 치환, 변경을 할 수 있다. 이들 실시 형태나 그 변형은 발명의 범위나 요지에 포함되고, 또한 특허청구범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함된다.
본체 케이스를 자율 주행시키는 주행모드와, 거리측정센서에 의해 본체 케이스의 주위에 일정 거리 이내에 장애물을 검출하지 않는 촬상 위치에 본체 케이스를 자율 주행시켜 복수 방향의 정지화상을 카메라에 의해 촬상하는 촬상모드를 갖는 것을 특징으로 한 자율주행체의 제어방법.
본체 케이스를 선회시키면서 카메라에 의해 주위를 촬상하는 것을 특징으로 하는 자율주행체의 제어방법.

Claims (2)

  1. 본체 케이스,
    상기 본체 케이스에 설치된 촬상 가능한 촬상수단,
    상기 본체 케이스를 주행 가능하게 하는 구동륜,
    상기 본체 케이스에 설치되고, 상기 본체 케이스의 주위의 장애물과의 거리를 검출하는 거리 측정 수단, 및
    상기 거리 측정 수단에 의해 검출된 거리에 기초하여 검출한 장애물을 상기 구동륜의 구동을 제어함으로써 피하면서 상기 본체 케이스를 자율 주행시키는 주행 모드와, 상기 거리 측정 수단에 의해 상기 본체 케이스의 주위에 상기 주행 모드에서의 상기 거리보다 큰 일정 거리 이내에 장애물을 검출하지 않는 촬상 위치로 상기 본체 케이스를 자율 주행시켜 복수 방향의 정지화상을 촬상하는 촬상 모드를 적어도 갖는 제어수단을 구비한, 자율주행체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제어수단은 구동륜의 구동을 제어함으로써 본체 케이스를 선회 가능하도록 하는, 자율주행체.
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