TWI656423B - Autonomous walking body - Google Patents

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TWI656423B
TWI656423B TW106122167A TW106122167A TWI656423B TW I656423 B TWI656423 B TW I656423B TW 106122167 A TW106122167 A TW 106122167A TW 106122167 A TW106122167 A TW 106122167A TW I656423 B TWI656423 B TW I656423B
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walking
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渡邊浩太
井澤浩一
丸谷裕樹
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日商東芝生活電器股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種可以實現有效率且高精確度之自主行走的電動清掃機。障礙物檢測單元(74)用以檢測成為本體殻外部障礙物的物體；地圖生成部(67)根據障礙物檢測部在本體殻行走中所作的物體檢測，以及自己位置推定部(73)所推定的自己位置，而建立記載本體殻所行走過區域之資訊的地圖；控制部(27)藉由控制驅動輪的動作，而使本體殻自主行走；控制部具有行走模式，其控制驅動輪的動作，使本體殻沿著根據地圖而設定的行走路徑而自主行走；控制部並會根據行走模式時由障礙物檢測部檢測之障礙物，而判斷是否要變更下一個行走路徑。

Description

自主行走體
本發明是有關於一種自主行走體，其建立記錄所行走過區域的資訊的地圖。
以往，已知有一種所謂自主行走型(autonomous traveling type)電動清掃機(清掃機器人)(cleaning robot)，其可以邊在作為被清掃面的地面上自主行走，邊清掃地面。
在這類的電動清掃機中，為了實現效率佳的清掃，有揭露一種技術是會先將想要清掃的房間大小與形狀以及障礙物等，反映在地圖上而建立之(mapping)，再依據建立的地圖來設定最佳行走路徑，再沿該行走路徑行走。然而，在建立地圖時，由於無法考慮到例如房間內之家具或地面等的內裝或材質，或是例如玩具或電線等障礙物的形狀，將會有重複一障礙物之迴避動作等，而無法行走於預先想定之行走路徑上，進而無法清掃的情形，或是一因為衝撞障礙物或因地面落差所引起之上翹而生疊架的情形。
又，房間內部的格局也不一定都維持一樣，當建立地圖，但障礙物的配置改變時，若僅根據所記憶的地圖來設定行走路徑的話，可能會有因為一些沒有被記在地圖中的障礙物而妨礙 行走的疑慮。於是，當有新檢測出沒有被記在地圖中的障礙物時，應考慮因應該檢測而變更地圖，再因應該變更完成之地圖來設定之後要走的行走路徑。
另一方面，當有檢測出例如平常不會放置的購物袋或皮包，寵物或是居住者等障礙物時，若因應該檢測而變更地圖的話，將有下一個行走路徑會是一與本來最適當路徑不同之路徑的疑慮。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特許公開2012-96028號公報
本發明提供一種自主行走體(自主行走體)，其可以實現有效率且高精度的自主行走。
本發明所揭自主行走體具有：本體殻、驅動輪、自己位置推定單元、障礙物檢測單元、地圖生成單元、及控制單元。驅動輪讓本體殻可以行走。自己位置推定單元用以推定自己位置。障礙物檢測單元用以檢測本體殻的外部的障礙物。地圖生成單元用以根據本體殻的行走中的藉由障礙物檢測單元所檢測的障礙物的檢測，以及藉由自己位置推定單元所推定的自己位置，而建立記錄有本體殻的走過區域之資訊的地圖。控制單元用以藉由控制驅動輪的動作，而使本體殻自主行走。又，所述控制單元具有行 走模式，其控制驅動輪的動作，而使本體殻沿著根據地圖所設定的行走路徑自主行走。而且，所述控制單元在行走模式時，根據障礙物檢測單元所檢測的障礙物，判斷是否要變更下一個行走路徑。
11‧‧‧電動清掃機
12‧‧‧充電裝置
14‧‧‧家用閘道器
15‧‧‧網路
16‧‧‧伺服器
17‧‧‧外部裝置
17a‧‧‧PC
17b‧‧‧智慧手機
20‧‧‧本體殻
20a‧‧‧側面部
20b‧‧‧上面部
20c‧‧‧下面部
21‧‧‧行走部
22‧‧‧清掃部
23‧‧‧通信部
25‧‧‧拍攝部
26‧‧‧感測器部
27‧‧‧控制部
28‧‧‧二次電池
31‧‧‧吸入口
32‧‧‧排氣口
34‧‧‧驅動輪
35‧‧‧馬達
36‧‧‧迴旋輪
41‧‧‧電動送風機
42‧‧‧旋轉刷
43‧‧‧刷子馬達
44‧‧‧側刷
45‧‧‧側刷馬達
46‧‧‧集塵部
47‧‧‧無線LAN裝置
51a，51b‧‧‧照相機
53‧‧‧燈
56‧‧‧階差感測器
57‧‧‧溫度感測器
58‧‧‧塵埃量感測器
61‧‧‧記憶體
62‧‧‧圖像處理部
63‧‧‧圖像生成部
64‧‧‧形狀取得部
65‧‧‧抽出部
66‧‧‧判定部
67‧‧‧地圖生成部
68‧‧‧路徑設定部
69‧‧‧行走控制部
70‧‧‧清掃控制部
71‧‧‧拍攝控制部
72‧‧‧照明控制部
73‧‧‧自己位置推定部
74‧‧‧障礙物檢測部
75‧‧‧資訊取得部
77‧‧‧充電端子
D‧‧‧距離
DI‧‧‧中心間距離
FR‧‧‧箭頭
H‧‧‧高度尺寸
L‧‧‧中心線
M‧‧‧網眼
MP‧‧‧地圖
O‧‧‧物體
O1‧‧‧物體
O2‧‧‧物體
OM‧‧‧物體
OR‧‧‧物體
P1‧‧‧圖像
P2‧‧‧圖像
PL‧‧‧距離圖像
RR‧‧‧箭頭
RT‧‧‧行走路徑
RT1‧‧‧行走路徑
SG‧‧‧中繼點
SG1‧‧‧中繼點
Va‧‧‧拍攝範圍
Vb‧‧‧拍攝範圍
W‧‧‧寬度尺寸
S1~S16‧‧‧步驟
圖1為第一實施例之自主行走體的內部構造的方塊圖。
圖2為上述自主行走體的透視圖。
圖3為自下方表示上述自主行走體的平面圖。
圖4為上述自主行走體的側面圖。
圖5為示意性地表示包含上述自主行走體之自主行走體系統的說明圖。
圖6為示意性地表示上述自主行走體之物體的距離的計算方法的說明圖。
圖7(a)為以一種拍攝單元所拍攝的圖像之一例的說明圖，圖7(b)為以另一種拍攝單元所拍攝的圖像之一例的說明圖，圖7(c)是根據圖7(a)與圖7(b)所生成的距離圖像之一例的說明圖。
圖8(a)為所記憶之地圖之一例的說明圖，圖8(b)為在實際清掃區域之電動清掃機的動作之一例的說明圖。
圖9為上述自主行走體之控制的流程圖。
圖10為示意性地表示上述自主行走體之地圖中所記憶的障礙物的位置與由障礙物檢測單元所檢測之障礙物的位置之間有所不同的狀態的說明圖。
圖11為表示第二實施例之自主行走體的時間資訊、檢測頻率、以及行走路徑的變更的有無關係的表。
以下，參照圖示說明第一實施例之構成。
在圖1至圖5中，元件符號11是作為自主行走體的電動清掃機，此電動清掃機11)與作為該電動清掃機11之充電用基地部的基地裝置的充電裝置(充電台)12(圖5)一起構成作為自主行走體裝置的電動清掃裝置(電動清掃系統)。而且，電動清掃機11在本實施例中，是一邊自主行走(自走)於一身為行走面之被掃除面的地面上，且邊清掃地面，之所謂自走式機器人清掃機(清掃機器人)。例如如圖1所示，藉由在與作為被配置於清掃區域內等之中繼單元(中繼部)的家庭閘道器(路由器)(router)14之間，以有線通信或是Wi-Fi(註冊商標)(registered trademark)或是藍牙(註冊商標)等無線通信來進行通信(接收傳送信號)，並透過網際網路(internet)等(外部)網路(network)15，即可與作為資料儲存單元(資料儲存部)的通用伺服器16，或是身為顯示單元(顯示部)的通用外部裝置17等之間，進行有線或是無線通信。
又，此電動清掃機11具有中空狀本體殻20(圖2)。此電動清掃機11具有行走部21。又，此電動清掃機11具有用以清掃地面等的塵埃的清掃部22。又，此電動清掃機11具有用以與包含充電裝置12在內之外部裝置作通信的通信部23。又，此電動清掃機11具有用以拍攝圖像的拍攝部25。又，此電動清掃機11具有作為是控制器之控制單元的控制部27。又，此電動清掃機11具有電池，即二次電池28。又，以下，將沿著電動清掃機11(本體殻20)之行走方向的方向稱之為前後方向(圖2所示的箭頭FR，RR方向)，另將與該前後方向交叉(直交)的左右方向(兩側方向)稱之為寬度方向來作說明。
圖2至圖4所示的本體殻20是由例如合成樹脂等來形成一扁平圓柱狀(圓盤狀)等。亦即，本體殻20具有側面部20a(圖2)、分別連接該側面部20a之上部與下部的上面部20b(圖2)與下面部20c(圖3)。此本體殻20的側面部20a形成為略圓筒形狀，在此側面部20a上，配置有例如拍攝部25等。又，本體殻20的上面部20b與下面部20c分別形成為略圓形狀。如圖3所示，在相對於地面的下面部20c上，分別開設有作為集塵口的吸入口31，以及排氣口32等。
行走部21是一使本體殻20在地面上行走者。此行走部21具有多個(一對)作為驅動部的驅動輪34，34。又，此行走部21具有作為動作部之是一驅動單元的馬達35，35(圖1)。又，此行走部21也可以具有旋迴用的旋迴輪36等。
各驅動輪34是用以使電動清掃機11(本體殻20)在地面上，行走(自主行走)於前進方向與後退方向，亦即用於行走者，其具有沿左右寬度方向之未圖示的旋轉軸，在寬度方向上對稱配置。
各馬達35(圖1)為用以驅動驅動輪34，34者。各馬達35(圖1)例如對應於各別驅動輪34而配置，使各驅動輪34可以獨立被驅動。
旋迴輪36位於本體殻20之下面部20c的寬度方向略中央部，且位於前部，作為可以沿地面迴旋的從動輪。
清掃部22具有：例如位於本體殻20內用以將塵埃從吸入口31與空氣一起吸入，並由排氣口32排氣的電動送風機41；可旋轉地安裝於吸入口31，作為用以將塵埃掃上來之旋轉清掃體的旋轉刷42與旋轉驅動此旋轉刷42的刷子馬達43(圖1)；作為可旋轉地安裝在本體殻20之前側等之兩側且用以掃集塵埃的迴旋清掃部之是輔助掃除單元(輔助掃除部)的側刷44與驅動此側刷44的側刷馬達45(圖1)；以及，連通至吸入口31用以導引塵埃的集塵部46(圖2)。又，在這些電動送風機41、旋轉刷42與刷子馬達43(圖1)、側刷44與側刷馬達45(圖1)等之中，至少具有任一個也是可以。
圖1所示的通信部23也可以具有作為通知單元(通知部)的無線區域網路裝置(wireless LAN device)47，其是作為用以透過例如家庭閘道器(home gateway)14與網路15而與外 部裝置17進行無線通信的無線通信裝置(無線通信部)與清掃機信號接收單元(清掃機信號接收部)。又，此通信部23也可以具有例如紅外線發光元件等之圖中未示的傳送單元(傳送部)，用以對例如充電裝置12(圖5)等發送無線信號(紅外線信號)。又，此通信部23也可以具有例如圖中未示之光電晶體等接收單元(接收部)等，用以接收來自例如充電裝置12或是圖中未示之遙控器等的無線信號(紅外線信號)。又，也可以例如在通信部23上搭載存取點(access point)功能，用以不用透過家用閘道器14即可與外部裝置17直接作無線通信。又，也可以例如在通信部23上附加網路伺服器功能。
無線LAN裝置47為透過家用閘道器14對網路15收送來自電動清掃機11的各種資訊。
拍攝部25具有多個例如作為一方與另一方拍攝單元(拍攝部本體)的照相機51a，51b，以及提供照明給這些照相機51a，51b之作為照明單元(照明部)的LED等燈53。
如圖2所示，照相機51a，51b是被配置在本體20之側面部20a中的前方兩側。亦即，在本實施例中，照相機51a，51b是分別被配置在本體殻20之側面部20a中，且相對於電動清掃機11(本體殻20)之寬度方向中心線L，左右方向傾斜約略相等特定角度(銳角)的位置上。換言之，這些照相機51a，51b是相對於本體殻20寬度方向約略對稱地被配置。這些照相機51a，51b的中心位置，與電動清掃機11(本體殻20)之作為行走方向 的前後方向相垂直(正交)之寬度方向中心位置約略一致。又，這些照相機51a，51b分別被配置在上下方向約略相等的位置，亦即約略等高的位置上。因此，這些照相機51a，51b被設定成在將電動清掃機11放置在地面上的狀態時，距離地面的高度是互相約略相等的。因此，照相機51a，51b呈間隔地配置成互相錯開的位置(在左右方向錯開的位置)。又，這些照相機51a，51b是數位照相機，其會在每特定時間，例如每數十微秒等的微小時間，或是每數秒等，分別以特定的水平視角(例如105度等)拍攝本體殻20行走方向的前方。又，這些照相機51a，51b互相的拍攝範圍(視野)Va，Vb是重複的(圖6)，這些照相機51a，51b所拍攝的(一方與另一方的)圖像P1，P2(圖7(a)與圖7(b))之拍攝領域是在包含電動清掃機11(本體殻20)之寬度方向中心線L延長之前方位置的領域，向左右方向截取。在本實施例中，這些照相機51a，51b為用以拍攝例如可見光領域之彩色圖像者。又，這些照相機51a，51b所拍得的圖像也可以透過例如圖中未示之圖像處理電路等壓縮成特定的資料型式。
燈53為用以在以照相機51a，51b拍攝圖像時輸出照明用光者，其被配置在照相機51a，51b的中間位置，亦即本體殻20之側面部20a之中心線L上的位置。亦即，燈53距離照相機51a，51b的距離約略相等。又，此燈53被配置成在上下方向上與照相機51a，51b約略相等的位置，亦即約略等高的位置。因此，此燈53被配置於照相機51a，51b之寬度方向約略中央部 位。在本實施例中，此燈53即成為用以照出可見光領域的光。又，此燈53也可以就每個照相機51a，51b來設定。
圖1所示的感測器部26也可以具有例如階差感測器(階差檢測單元(階差檢測部))56。又，此感測器部26也可以具有溫度感測器(溫度檢測單元(溫度檢測部))57。進一步，此感測器部26也可以具有塵埃量感測器(塵埃量檢測單元(塵埃量檢測部))58。又，此感測器部26也可以具有光編碼器等旋轉數感測器，用以例如藉由檢測各驅動輪34(各馬達35)的旋轉數，而檢測電動清掃機11(本體殻20(圖2))的迴旋角度與進行距離。又，此感測器部26也可以具有非接觸型障礙物感測器，用以利用超音波或紅外線等檢測障礙物。又，在此感測器部26中，也可以具有用以接觸檢測障礙物的接觸型障礙物感測器等。旋轉數或是障礙物感測器等並非必要構成。
階差感測器56是例如紅外線感測器或是超音波感測器等非接觸式感測器，其使用了距離感測器，其藉由將紅外線或超音波朝向地面輸出給檢測對象，再接收來自檢測對象的反射波，再以送接收之間的時間差來檢測階差感測器56與檢測對象之間的距離。亦即，階差感測器56藉由檢測該階差感測器56(階差感測器56被配置的位置)與地面之間的距離，而檢測地面的階差。此階差感測器56如圖3所示，被配置在本體殻20的下面部20c上。在本實施例中，此階差感測器56分別配置在例如驅動輪34，34的前後，以及迴旋輪36的前方(本體殻20之下側前 部)。
圖1所示的溫度感測器57使用非接觸式感測器等，用以例如藉由檢測檢測對象所放射出來的紅外線，而檢測檢測對象的溫度。此溫度感測器57被配置在例如本體殻20之側面部20a或是上面部20b(圖2)等上，用以檢測本體殻20(圖2)前方檢測對象的溫度。又，此溫度感測器57也可以建立是例如根據照相機51a，51b所拍攝得的紅外線圖像，而來檢測溫度。
塵埃量感測器58具有發光部與受光部，其例如被配置在自吸入口31(圖3)連通到集塵部46(圖2)之風路的內部，並使用用以藉由受光部因應通過該風路之塵埃量之多寡，而接受來自發光部之發光的受光量的增減，而檢測塵埃量的光感測器。又，也可以取代該塵埃量感測器58，而設置例如用以從照相機51a，51b所拍攝得的圖像中檢測地面上可見之微小塵埃的塵埃量檢測單元(塵埃量檢測部(塵埃量感測器))。
又，圖1所示的控制部27為用以控制行走部21，清掃部22，通信部23，以及拍攝部25者。此控制部27為具有例如作為控制單元本體(控制部本體)的CPU(central processing unit)、作為用以儲存從該CPU讀出之程式等固定資料的儲存部的ROM(read-only memory)、以及作為用以動態地形成各種記憶區域之區域儲存部的RAM(random access memory)(未分別圖示)等的微電腦，其中各種記憶區域是指成為程式作資料處理的之作業區域的工作區域等。此控制部27進一步還具有例如作 為記憶單元(記憶部)的記憶體61。又，此控制部27具有例如圖像處理部62。又，此控制部27具有例如作為距離圖像生成單元(距離圖像生成部)的圖像生成部63。又，此控制部27具有例如作為形狀取得單元的形狀取得部64。又，此控制部27具有例如作為抽出單元的抽出部65。又，此控制部27具有例如作為判定單元的判定部66。又，此控制部27具有例如作為用於建立行走用地圖的地圖生成單元的地圖生成部67。又，此控制部27具有例如會根據地圖而設定行走路徑的路徑設定部68。又，此控制部27也可以具有例如行走控制部69。又，此控制部27也可以具有例如清掃控制部70。又，此控制部27也可以具有例如拍攝控制部71。又，此控制部27也可以具有例如照明控制部72。接著，此控制部27具有行走模式，用以例如驅動驅動輪34，34(圖3)亦即馬達35，35而使電動清掃機11(本體殻20(圖2))自主行走。又，此控制部27也可以具有充電模式，用以透過充電裝置12(圖5)而對二次電池28進行充電。又，此控制部27也可以具有動作待機中的待機模式。
記憶體61可以記憶下例如照相機51a，51b所拍攝得的圖像資料。此記憶體61也可以記憶例如判定部66等使用的閾值。又，此記憶體61也可以記憶例如地圖生成部67所建立之地圖等各種資料。作為此記憶體61，可以使用例如快閃記憶體等非揮發性記憶體，用以不管電動清掃機11之電源是導通(ON)或切斷(OFF)，都能保存所記憶之各種資料。
圖像處理部62用以進行照相機51a，51b所攝得之圖像的歪斜修正或是對比調整等的圖像處理。此圖像處理部62並非必要構成。
圖像生成部63使用既知方法，根據照相機51a，51b所拍攝的圖像，亦即在本實施例中以照相機51a，51b所拍攝到且經圖像處理部62處理的圖像，與照相機51a，51b之間的距離，來計算物體(特徵點)的距離(深度)並產生顯示所計算物體(特徵點)之距離的距離圖像(視差圖像)。亦即，此圖像生成部63例如會根據照相機51a，51b與物體(特徵點)O的距離，以及照相機51a，51b之間的距離，應用三角測量(圖6)，來從照相機51a，51b所拍攝到的各個圖像(圖像處理部62所處理的圖像)當中，檢測顯示同一位置的圖素點，並計算此圖素點之上下方向與左右方向的角度，再從這些角度與照相機51a，51之間的距離，計算出這些位置距離照相機51a，51b的距離。因此，照相機51a，51b所拍攝到的圖像最好是有限度範圍重複(重疊)。又，該圖像生成部63所作距離圖像的生成，是將計算出之圖像點的距離，藉由例如就每一個點等之特定點，變換其明度或是色調等可因辨認而識別的灰階，而行顯示而行。在本實施例中，圖像生成部63會生成距離愈大而明度(lightness)愈小的黑白圖像，亦即自電動清掃機11(本體殻20)到前方的距離愈遠愈黑，愈近愈白之例如256階(8位元=28)的灰階圖像，而生成距離圖像。因此，此距離圖像可以說是將位於電動清掃機11 (本體殻20)之行走方向前方之照相機51a，51b拍攝範圍內的物體之距離資訊(距離資料)的集合體，予以可視化的東西。又，此圖像生產部63可以生成僅根據照相機51a，51b所攝各圖像中在特定圖像範圍內的圖素點的距離圖像，也可以生成圖像全體而成的距離圖像。
形狀取得部64用以取得照相機51a，51b所攝圖像中之物體的形狀資訊。亦即，此形狀取得部64會相對於圖像生成部63所生成的距離圖像，取得位於特定距離D(或是特定距離範圍)之物體O的形狀資訊(圖6)。此形狀取得部64，舉距離圖像中之一例，藉由對距離圖像中所拍攝到的例如空罐等物體O，檢測特定距離(或是距離範圍)處之圖素點的距離，而能檢測物體O之水平方向的尺寸，亦即寬度尺寸W，以及上下方向尺寸，亦即高度尺寸H(圖7(c))。又，此形狀取得部64藉由取得物體的形狀資訊(寬度尺寸與高度尺寸)，也可以間接取得該物體沒有存在之空間或穴部的形狀資訊(寬度尺寸與高度尺寸)。
抽出部65用以根據照相機51a，51b所拍攝得的圖像來抽出特徵點。亦即，此抽出部65會對圖像生成部63所生成的距離圖像，藉由例如進行邊緣檢測等特徵檢測(特徵抽出)，而抽出距離圖像中的特徵點。此特徵點將作為用以推定電動清掃機11在掃除區域中之自己位置的參照點。又，邊緣檢測方法可以使用已知的任意方法。
判定部66用以判定感測器部26(階差感測器56，溫度 感測器57，塵埃量感測器58)所檢測之資訊、形狀取得部64所取得之特定距離(或特定距離範圍)之物體的形狀資訊或位於物體間之狹窄處等的形狀資訊、抽出部65所抽出之特徵點、以及照相機51a，51b所拍攝之圖像(在本實施例中例如圖像處理部62所處理後之圖像)中的物體資訊(高度、材質、以及色調)等，並根據這些判定，而判斷電動清掃機11自己的位置，以及是否有成為障礙物之物體，而且會決定是否要變更電動清掃機11(本體殻20(圖2)))之行走控制或清掃控制，以及要反映給地圖生成部67之資訊等。因此，藉由照相機51a，51b(圖像處理部62)、圖像生成部63、抽出部65、以及判定部66等，即構成一用以推定電動清掃機11之自己位置之作為自己位置推定單元的自己位置推定部73。而感測器部26(階差感測器56)、照相機51a和51b(圖像處理部62)、圖像生成部63、形狀取得部64、以及判定部66等則構成用以檢測是否有障礙物之作為障礙物檢測單元的障礙物檢測部74。感測器部26(階差感測器56、溫度感測器57、塵埃量感測器58)、照相機51a和51b(圖像處理部62)、圖像生成部63、形狀取得部64、以及判定部66等，構成用以取得清掃區域之各種資訊之作為資訊取得單元的資訊取得部75。
亦即，自己位置推定部73會藉由對照被記憶在地圖中的特徵點，以及以抽出部65從距離圖像中抽出的特徵點，而推定自己位置。
障礙物檢測部74會藉由距離圖像中之特定圖像範圍內是否有物體，而檢測是否有成為障礙物的物體(含階差)。
資訊檢測部75會取得例如階差感測器56所檢測之地面階差資訊、溫度感測器57所檢測之物體溫度資訊、塵埃量感測器58所檢測之地面塵埃量、形狀取得部64所取得之有關物體高度尺寸與寬度尺寸等形狀和地面材質資訊與地面色調等。
地圖生成部67會根據形狀取得部64所取得的物體形狀資訊，和自己位置推定部73所推定的電動清掃機11(本體殻20(圖2))的位置，來計算出電動清掃機11(本體殻20(圖2))被配置的清掃區域，以及位於該清掃區域內之物體等位置關係，而建立地圖。
路徑設定部68會根據地圖生成部67所建立的地圖、自己位置推定部73所推定的自己位置、以及障礙物檢測部74所檢測之成為障礙物的物體的檢測頻率，而設定出最適當的行走路徑。其中，所謂產生之最適當行走路徑，是指可以以最短的行走距離，行走地圖中可清掃區域(扣除障礙物或階差等不能行走區域的區域)的路徑，例如電動清掃機11(本體殻20(圖2))盡可能直行(方向轉換最少)的路徑、接觸成為障礙物之物體最少的路徑、或是重複相同地方而行走的次數最小的路徑等，可以進行有效率行走(清掃)的路徑。又，在此行走路徑中，設定有多個中繼點(副目標)(sub-goal)。
行走控制部69用以控制行走部21之馬達35，35(驅動 輪34，34(圖3))之動作，以使電動清掃機11(本體殻20(圖2))沿著路徑設定部68所設定的行走路徑行走。亦即，此行走控制部69會透過控制流到馬達35，35之電流的大小與方向，而使馬達35，35正轉或反轉，藉此而控制馬達35，35的動作，再藉由控制這些馬達35，35的動作而來控制驅動輪34，34(圖3))的動作。又，此行走控制部69是建立會因應判定部66的判定，而控制電動清掃機11(本體殻20(圖2))的行走方向及/或行走速度。
清掃控制部70用以控制清掃部22的電動送風機41、刷子馬達43、以及側刷馬達45的動作。亦即，此清掃控制部70藉由各別個個控制電動送風機41、刷子馬達43、以及側刷馬達45的通電量，來控制這些電動送風機41、刷子馬達43(旋轉刷42(圖3))、以及側刷馬達45(側刷44(圖3))的動作。又，此清掃控制部70建立會因應判定部66之判定，來控制清掃部22的動作。又，也可以對應於各個這些電動送風機41、刷子馬達43、以及側刷馬達45，個別設置控制部。
拍攝控制部71用以控制拍攝部25之照相機51a，51b的動作。亦即，此拍攝控制部71具有用以控制照相機51a，51b之快門(shutter)的動作的控制電路，藉由每隔特定時間使該快門動作，即可控制成每隔特定時間，使其以照相機51a，51b進行拍攝。
照明控制部72用以控制拍攝部25的燈53。亦即，此照 明控制部72會透過開關等，控制燈53的導通/切斷(ON/OFF)。此照明控制部72在本實施例中具有用以檢測電動清掃機11周圍之亮度的感測器，並在該感測器檢測之亮度在特定以下時，點亮燈53，而其他時候則不使燈53點亮。
又，這些拍攝控制部71與照明控制部72也可以建立與控制部27分開之拍攝控制單元(拍攝控制部)。
又，二次電池28為用以供電給行走部21、清掃部22、通信部23、拍攝部25、感測器部26、以及控制部27等者。此二次電池28電連接作為連接部的充電端子77，77，連接部是露出於例如圖3所示本體殻20之下面部20c後方部位兩側，藉由將這些充電端子77，77電性與機械性連接充電裝置12(圖5)側，即可透過該充電裝置12(圖5)而被充電。
圖1所示的家用閘道器14也可以被稱作存取點，是被設置在建築物內，且相對於網路15以例如有線作連接。
伺服器16是連接到網路15的電腦(雲端伺服器)(cloud server)，可保存各種資料。
外部裝置17是在建築物內部可以透過例如家用閘道器，來對網路15進行有線或無線通信，且在建築物外部可以對網路15進行有線或無線通信的通用裝置，例如PC(personal computer)(桌上終端機(桌上PC(tablet PC)))17a或是智慧手機(行動電話)(smart phone)17b等。此外部裝置17至少要有用以顯示圖像的顯示功能。
其次，參照圖示來說明上述實施例的動作。
一般而言，電動清掃裝置大概可分用以以電動清掃機11進行清掃的清掃作業，以及以充電裝置12對二次電池28作充電的充電作業。由於充電作業是使用已知之方法，亦即使用內藏於充電裝置28內的定電流電路等的充電電路，因而僅就清掃作業作說明。又，也可以另外包含拍攝作業，用以因應來自外部裝置17等之指令，而以照相機51a，51b之至少其中之拍攝特定對象物。
電動清掃機11在例如預先設定的清掃開始時刻時，或是收到遙控器或外部裝置送來的清掃開始的指令信號時等時機，控制部27即從待機模式切換到行走模式，且此控制部27(行走控制部69)會使馬達35，35(驅動輪34，34)受到驅動，而脫離充電裝置12一特定距離。
其次，電動清掃機11以地圖生成部67來建立清掃區域的地圖。在此地圖建立之際，概略而言，控制部27(行走控制部69)會使電動清掃機11(本體殻20)邊沿著清掃區域的外壁等行走，或在其位置迴旋等，邊以障礙物檢測部74檢查是否有成為障礙物的物體，並以資訊取得部75取得各種資訊，再根據電動清掃機11的現在位置，來建立地圖(地圖建立模式)。接著，控制部27在判定已完成清掃區域全區的成圖(mapping)之後，即結束地圖建立模式，移到後述之清掃模式。此地圖建立模式在還沒有以地圖生成部67來建立清掃區域之地圖的狀態(地圖還 沒被記憶到記憶體61)時，除了電動清掃機11已起動外，也可選擇例如讓使用者輸入地圖的新建立或變更地圖的指令。在此地圖建立模式中，所檢測的物體的檢測頻率，在下次清掃時之以路徑設定部68設定行走路徑時會被忽略，所檢測物體的位置等資訊之至少一部分，則全都會被用在例如下次清掃時之行走路徑的變更。又，在此地圖建立模式中，也可以使清掃部22動作，而在地圖建立之同時，進行清掃。
具體而言，例如如圖8(a)所示，所建立的地圖MP作為清掃區域(房間)被分割成特定大小的四角形狀(正方形)等的網眼(mesh)M中，再將就每個網眼M以障礙物檢測部74(圖1)檢測之物體，以及資訊取得部75(圖1)所取得的資訊，賦予關連而被記憶在記憶體61中。要被記憶的資訊，有該網眼M中之物體的高度、材質、色調、形狀、溫度、特徵點、以及檢測頻率等。物體之有無，是由圖1所示的障礙物檢測部74所取得；物體之高度與形狀是根據照相機51a，51b所拍攝到的圖像，以形狀取得部64來取得；物體的材質與色調是根據照相機51a，51b所拍攝到的圖像，以判定部66來檢測的；溫度是由溫度感測器57所檢測；特徵點是根據照相機51a，51b所拍攝到的圖像，以抽出部65抽出的。該地圖MP在生成時，可以例如被記憶在記憶體61中，下次以下之清掃可以從記憶體61中讀出再利用。但是，即使是相同清掃區域，物體的佈局等亦有可能改變，因此在本實施例中，會根據後述清掃模式之際的物體距離測 量，來隨時更新先前建立的地圖MP。又，此地圖MP也可以建立因應例如使用者指令等而適當生成，或是不設置地圖建立模式，而由使用者預先作輸入。
其次，電動清掃機11會根據控制部27(路徑設定部68)而生成最適當的行走路徑，並依該行走路徑自主行走在清掃區域內並進行清掃(清掃模式)。在該清掃模式中，在清掃部22中是藉由該被控制部27(清掃控制部70)所驅動的電動送風機41、刷子馬達43(旋轉刷42(圖3))、或是側刷馬達45(側刷44(圖3))，並透過吸入口31(圖3)而將地面的塵埃收集至集塵部46(圖2)中。
接著，在自主行走之際，概略而言，電動清掃機11邊使清掃部22動作，且沿著行走路徑向中繼點前進，並邊以障礙物檢測部74和資訊取得部75來取得成為障礙物之物體的有無以及各種資訊，且以自己位置推定部73來定期地推定自己位置，並重返通過中繼點的動作。亦即，電動清掃機11邊清掃，邊依序通過設定好之中繼點來作行走。例如，當記憶有圖8(a)所示之地圖MP時，有行走路徑RT即被設定成電動清掃機11從特定的起始位置(例如圖中的左上方的位置)向中繼點SG前進，然後轉換90度角後向下一個中繼點SG前進，.像這樣的動作重複著來進行清掃。
此時，電動清掃機11在到達下一個中繼點前，當有成為障礙物之物體或是階差等被檢測時，或是沒有檢測地圖中所記 憶之成為障礙物的物體時，即判定實際清掃區域與地圖中所記憶的資訊不同，而進行探索動作。
例如，不管圖8(a)地圖MP中記憶了什麼，一旦如圖8(b)所示有檢測物體O1，O2時，電動清掃機11將進行探索這些物體O1，O2的探索動作。具體而言，電動清掃機11會設定沿著這些物體O1，O2周圍行走的暫時性行走路徑RT1(中繼點SG1)。亦即，由於中繼點SG是被設定在根據地圖MP所生成之行走路徑RT上者，只要清掃區域的狀態如地圖MP那樣，即表示在中繼點SG，SG之間的行走路徑RT上，不存在成為障礙物的物體(圖8(a))，因此判斷檢測到有成為障礙物的物體時的地圖MP與實際清掃區域的狀態不同。在該探索動作之際，電動清掃機11也可以受控制部27而控制其行走成在以圖1所示的資訊取得部75來取得資訊之下，邊掌握不同點邊清掃，並在必要時因應所取得的資訊，以地圖生成部67來反映給地圖。
又，在障礙物檢測部74沒有檢測到地圖中所記憶的物體時，也可以進行探索動作來探索該沒有檢測物體之位置的周圍的物體，藉此即可更有精確度地以地圖生成部67來反映成為障礙物之物體的位置給地圖。
更詳細而言，參照圖9所示流程圖作說明。首先，控制部27(路徑設定部68)判斷是否要變更行走路徑(步驟S1)；此時，是否要變更行走路徑是指例如根據地圖中所記憶的物體的檢測頻率來作判斷。亦即，控制部27(路徑設定部68)參照地圖 中所記憶物體的被檢測頻率，並在該檢測頻率達特定以上時(例如檢測次數為特定次數以上時)，視為該物體是清掃區域中日常配置的障礙物，進而變更行走路徑，而設定迴避該障礙物的最適當行走路徑(步驟S2)，再進到以下之步驟S3。又，在此步驟S1中，當檢測頻率是未達特定值(例如檢測次數未達特定次數)時，即不能否定該障礙物是僅暫時被配置之障礙物的可能性，而要在不變更行走路徑之下進到以下之步驟S3。總之，舉例而言，在最近特定多次清掃中，當使用用以表示在哪一次的清掃中有檢測該成為障礙物的物體的檢測次數，來作為所謂檢測頻率時，當該檢測次數是特定多次時，例如3次以上之物體而言，即將之用於行走路徑之變更，若未達3次，亦即剛檢測的物體或是檢測次數是2次的物體，則不用於行走路徑的變更。
接著，即藉由控制部27(行走控制部69)而使馬達35，35(驅動輪34，34(圖3))受到驅動而沿著行走路徑，使電動清掃機11(本體殻20(圖2))行走(步驟S3)。此時，依被設定的行走路徑與自己位置之間的關係所決定的行走指令，例如，用以在直行時決定其距離，在迴旋(方向轉換)時決定其旋轉方向與角度等之適當行走指定，由判定部66被輸出到行走控制部69，行走控制部69即因應該行走指令，而使馬達35，35(驅動輪34，34(圖3))動作。
其次，藉由受控制部27(拍攝控制部71)所驅動的照相機51a，51b，來拍攝行走方向的前方(步驟S4)。這些被拍攝 的圖像之至少任一個都可以被記憶在記憶體61中。又，根據這些照相機51a，51b所拍攝到的圖像，以及與照相機51a，51b之間的距離，以圖像生成部63計算出特定圖像範圍內之物體(特徵點)的距離(步驟S5)。具體而言，當以照相機51a，51b拍攝了圖像P1，P2(例如圖7(a)與圖7(b))之後，即以圖像生成部63來計算出該圖像P1，P2(在本實施例中是指有被圖像處理部62處理過的圖像)中之各圖素點的距離。進一步，圖像生成部63再根據所計算出來的距離，來產生距離圖像(步驟S6)。該距離圖像亦可例如被記憶在記憶體61中。圖7(c)顯示由該圖像生成部63所生成的距離圖像PL之例子。接著，圖1所示的形狀取得部64即由所生成的距離圖像中，取得特定距離(或是特定距離範圍)之物體的形狀資訊(步驟S7)。此時，檢測寬度尺寸、高度尺度等來作為物體形狀資訊，也可以取得狹窄地方的形狀資訊等。又，抽出部65會從所生成的距離圖像中，抽出特徵點(步驟S8)。接著，自己位置推定部73即藉由將抽出部65所抽出的特徵點，與地圖中所記的特徵點相比照，而來推定自己的位置(步驟S9)。
其次，控制部27(判定部66)會從所推定的自己位置中，判斷電動清掃機11是否已到達中繼點(步驟S10)。在此步驟S10中，當判斷出已到達中繼點之後，控制部27(判定部66)即判斷電動清掃機11的現在位置是否為最終到達位置(步驟S11)。在此步驟S11中，當判斷出電動清掃機11的現在位置 並非最終到達位置時，即回到步驟S3；若當判斷出電動清掃機11的現在位置是最終到達位置時，即結束清掃(步驟S12)。在結束清掃後，控制部27(行走控制部69)將控制馬達35，35(驅動輪34，34)的動作，而使電動清掃機11向充電裝置12返回，並連接充電端子77，77(圖3)與充電裝置12(圖5)的充電用端子，且控制部27轉移到待機模式、或是充電模式。
另一方面，在步驟S10中，當判斷出電動清掃機11並沒有到達中繼點時，控制部27(判定部66)根據形狀取得部64所取得的物體形狀資訊，來判斷電動清掃機11(本體殻20(圖2))之前方特定距離(或是特定距離範圍內)是否有會成為障礙物的物體(步驟S13)。具體而言，判定部66根據形狀取得部64所取得的物體寬度尺寸與高度尺寸、物體間的水平方向或上下方向的間隔，而判定在距離圖像的特定圖像範圍內，是否有物體的至少一部分在其中。該圖像範圍對應於電動清掃機11(本體殻20(圖2))位在距離照相機51a，51b的特定距離D(圖6)或是特定距離範圍內的特定位置上時的電動清掃機11(本體殻20)外形形狀(上下左右的大小)。因此，所謂在該圖像範圍內會有物體位在特定距離D(圖6)或特定距離範圍內，是指在連結兩個中繼點的行走路徑上，有地圖所沒有記載的障礙物存在的意思。
接著，在步驟S13中，當判斷出有物體時，控制部27即令電動清掃機11進行探索動作(步驟S14)。有關該探索動作 稍後敘述。又，在該探索動作時，雖可以讓清掃部驅動或也可以讓其停止，但在本實施例中，是使清掃部驅動。又，在步驟S13中，當判斷出沒有物體時，控制部27會判斷是否有檢測地圖中所記載會成為障礙物之物體，亦即是否該會成為障礙物的物體沒有消失(步驟S15)。在該步驟S15中，當判斷出有檢測物體(物體沒有消失)時，即回到步驟S3；當判斷出沒有檢測物體(物體已消失)時，即進到步驟S14使電動清掃機11進行探索動作。
進一步，在步驟S14之後，控制部27(判定部66)會判斷探索動作是否結束(步驟S16)。是否結束探索動作是藉由判斷是否環繞了物體的周圍而定。接著，在判斷出還沒有結束探索動作(持續探索動作)時，回到步驟S14；在判斷出探索動作結束時，則回到步驟S3。
以下，就上述探索動作詳細說明。
探索動作是指由圖1所示的控制部27(行走控制部69)邊將馬達35，35(驅動輪34，34(圖3))的動作，控制成使電動清掃機11(本體殻20(圖2))行走於沒有地圖無記載之成為障礙物之物體的區域，或是不管地圖有沒有記載就是沒有物體的區域等與地圖不同的位置，邊以資訊取得部75來取得資訊。控制部27(行走控制部69)在障礙物檢測部74有檢測成為障礙物的物體時，會使電動清掃機11(本體殻20(圖2))沿著該物體的周圍行走；而在障礙物檢測部74沒有檢測地圖中有記 載的物體時，則例如使電動清掃機11(本體殻20(圖2))沿著地圖有記載之該物體位置周圍行走。
接著，在資訊取得部75中，可以取得例如成為障礙物之物體的配置位置、配置範圍、寬度尺寸與高度尺寸等形狀，以作為清掃區域的資訊。所取得的這些資訊以地圖生成部67反映到地圖上，並與檢測頻率附上關聯而記憶到記憶體61中。這些有關會成為障礙物之物體的檢測頻率以及各種資訊等，例如在經過特定多個清掃次數之後，即被記憶在記憶體61中。
其中，會成為障礙物之物體的配置位置，是例如可以使用照相機51a，51b所拍攝得的圖像(以圖像處理部62處理完之圖像)，再以圖像生成部63算出到達任意物體的距離，而生成距離圖像(視差圖像)，並由判定部66根據該距離圖像作判斷。會成為障礙物之物體的配置範圍，則可以藉由電動清掃機11邊檢測物體邊行走於該物體周圍而取得。具體而言，如圖8(b)所示地圖MP為例，藉由反映高度尺寸來作為物體的形狀資訊，對於特定高度(例如50公分)以上高度的物體O1，即可由判定部66(圖1)判斷為架子等大型障礙物。亦即，高度有在特定高度以上的範圍(圖8(b)中記為50的網眼M)都成為一與所記地圖不同的位置者。又，如圖8(b)所示，例如高度是1公分左右之低，且區域相當廣之形狀的物體O2則可以由判定部66(圖1)判斷為地毯或絨毯。亦即，圖8(b)中之記為1的網眼M都是與所記憶之地圖有不同的位置。
又，會成為障礙物之物體的寬度尺寸或高度尺寸等形狀，是以形狀取得部64根據距離圖像算出來的。
接著，以障礙物檢測部74檢測來之會成為障礙物的物體，在與記憶體61所記憶之物體有相同形狀或相同材質時，且與記憶體61所記憶之物體距離特定距離(例如30公分)以內時(障礙物檢測部74所檢測之物體OR與記憶體61中所記憶物體OM之間的中心間距離DI，在特定距離以內時(圖10))，或是，在與記憶體61所記憶之物體有相同形狀或相同材質，且檢測與該物體距離特定距離以內時(中心間距離在特定距離以內時)，即把障礙物檢測部74所檢測的物體，判斷為與記憶體61中所記憶之物體是相同者，並把記憶體61中所記憶之該物體的檢測頻率(檢測次數)增加一。亦即，當有檢測被判斷為與記憶體61中所記憶之物體具有相同形狀或相同材質的物體在大略相同位置時，該物體即有可能是一日常即被配置在該位置的固定物。又，例如對於不在記憶體61所記憶之物體的位置上，但有在相對於該物體之中心間距離有在特定距離以內之位置上被檢測的物體而言，則有可能是例如椅子或是沙發等日常即被配置但位置容易變動之半固定物。因此，就這些物體而言，最好都不能判斷是與記憶體61中所記憶之物體不同的物體，且都要持續記憶體61中所記憶的檢測頻率，俾用於行走路徑設定時的判斷。又，就相對於記憶體61中所記憶物體的位置在特定距離以內所檢測之物體而言，最好以地圖生成部67，錯開地圖上的位置而再記憶到記憶體 61中。接著，根據已反映完該成為障礙物之物體的配置或檢測頻率的地圖，控制部27(路徑設定部68)變更本體殻20的行走路徑。
像這樣，當在行走路徑上被檢測之成為障礙物的物體，是例如購物袋或寵物、人物等被暫時性配置之可能性高的物體，或是偶然被檢測之可能性高的物體時，若對於這樣的物體，每次都變更電動清掃機11(本體殻20)下次清掃時的行走路徑的話，將有該想要迴避該物體而設定的的行走路徑會不必要地複雜化，且已經最佳化的行走路徑會被逐次變更掉了的顧慮。因此，在本實施例中，控制部27(路徑設定部68)根據行走模式時以障礙物檢測部74所檢測之障礙物物體，來判斷是否要變更下一個行走路徑；藉此，即可排除該暫時性配置可能性高的物體，或是偶發性檢測可能性高的物體等的外來擾亂因素，並能抑制非意圖之行走路徑變更，且以更佳之精確度來設定行走路徑，進而能更有效率，且高精確度地行走與清掃該清掃區域。
具體而言，由於控制部27(路徑設定部68)會根據障礙物檢測部74所檢測的障礙物物體被記憶體61所記憶的檢測頻率，而判斷是否要變更下一個行走路徑，因而將可以從該檢測頻率中，精確度佳地預測下一個區域狀況，而進行最佳化行走路徑的策定。
亦即，當在行走模式下障礙物檢測部74初次有檢測記憶體中所沒有記載的障礙物物體時(檢測次數為1次)，將無法 判斷該物體是日常設置者，或只是暫時性或偶發性被設置者，因而控制部27(路徑設定部68)將不會根據該物體而變更下一個行走路徑。同樣地，當記憶體61所記憶的檢測頻率未達特定數(例如檢測次數為2次以下)時，由於該物體是暫時性或偶發性被設置者的可能性相當高，因而控制部27(路徑設定部68)將不會根據該物體來變更下一個行走路徑。結果，即可抑制因暫時性被配置之可能性高的物體，或是偶發性檢測之可能性高的物體，而誤設定最佳行走路徑。
又，在行走模式時，就記憶體61中所記憶之檢測頻率在特定次數以上(例如檢測次數為3次以上)的物體，亦即重複被檢測的物體而言，即可判斷其為日常設置的固定物或是半固定物等物體，進而根據該物體變更下一個行走路徑，藉此即可更佳精確度地設定行走路徑。
尤其是，在用以清掃區域的電動清掃機11時，將可以依最新區域的資訊來加強行走路徑的最佳化，也可以謀求清掃控制之最佳化與效率化，而能實現高效率的自動清掃。
又，當使用比率來作為由障礙物檢測部74所檢測的成為障礙物的物體的檢測頻率時，機率愈高，愈能統計性地判斷行走路徑是否變更。
惟，當控制部27(路徑設定部68)在一地圖建立模式中時，亦即以地圖生成部67來生成地圖，並控制驅動輪34，34(馬達35，35)的動作使電動清掃機11(本體殻20)自主行走 時，由於不管該例外性地被障礙物檢測部74檢測之未記載於地圖中的障礙物物體的檢測頻率，一律根據這些物體去設定下一個行走路徑，因而可以適用於要新建立地圖時，或是使用者指示作地圖的更新時。尤其是，當使用者指示進行地圖的新建立時，使用者會整理收拾區域的可能性相當高，可以判斷不會有暫時性或偶發性設置的物體，因而最好將障礙物檢測部74所檢測的物體視為固定物或是半固定物，而來用於行走路徑的設定。
控制部27(路徑設定部68)在行走模式下，當發現地圖所記載物體的位置，與障礙物檢測部74所檢測之障礙物物體位置有所不同時，若該等位置的距離是在特定以內，將判斷其為同一物體，因而會持續記憶體61所記憶之物體的檢測頻率，且更新地圖中所記的位置。
同樣地，控制部27(路徑設定部68)在行走模式下，會根據形狀取得部64所取得的障礙物形狀資訊，來判斷地圖中所記的物體，是否與障礙物檢測部74所檢測的障礙物物體為同一障礙物，亦即，就形狀資訊相同的物體而言，將判斷是同一物體，因而可以持續記憶體61中所記憶之物體的檢測頻率。
結果，由於不會誤將同一物體判斷為不同物體，所以可以更佳精確度地檢測該障礙物物體，且對於例如桌椅子或沙發等位置容易變動的半固定物物體而言，可以抑制檢測頻率之被變更。因此，即可更佳精確度地設定行走路徑，且可以抑制行走路徑之逐次被變更。
具體而言，由於形狀取得部64會依據多個照相機51a，51b所拍攝的圖像之距離圖像(視差圖像)，亦即用照相機51a和51b、圖像生成部63、以及形狀取得部64，來取得一成為障礙物之物體的形狀，因而可以容易且精確度佳地取得形狀。
控制部27在行走模式時若二次電池28的殘量已到特定值以下(例如30%以下)時，可以將行走路徑設定成清掃部22會由檢測頻率較大的物體開始依序進行清掃。檢測頻率愈大的物體，其屬日常設置之固定物或半固定物的可能性即提高，即能判斷其周圍易於累積塵埃。藉由優先清掃這些物體，即可有效地利用二次電池28的容量，而有效率地清掃。
進一步，當障礙物檢測部74有檢測地圖中所沒有記載的障礙物物體時，將可以利用例如無線LAN裝置47，送訊號給網路15上的伺服器16，並利用郵件伺服器，將電子郵件傳送給使用者所持的外部裝置，或是直接傳送給外部裝置，或是在電動清掃機11上設置顯示部而顯示於該顯示部上等等，來通知給使用者。此時，對於並非日常設置的物體而言，將可以促使使用者進行整理收拾，而能提高使用者的房間清潔意識與清掃意識。又，此時，藉由設定成可以閱覽照相機51a，51b所拍攝的圖像，將可以讓使用者易於了解地通知，也更好上手使用。
又，也可以藉由外部操作，來設定該成為障礙物之物體的檢測頻率。此時，使用者可以任意設定障礙物的檢測頻率，並可進行更佳精確度的行走路徑設定。
進一步，也可以藉由外部操作，而刪除障礙物檢測部74檢測之成為障礙物的物體資訊，例如檢測頻率，在此場合中，當電動清掃機11側檢測了設置於區域內有要整理之物體並作為障礙物體時，即可依使用者的意思，以要整理該物體為條件，刪除之。
因此，可以有效率地傳達區域資訊給電動清掃機11。
又，這些外部操作可以是例如在電動清掃機11(本體殻20)上設置一含有靜電電容型觸控感測器的顯示器等顯示部，使用者直接從該顯示部輸入電動清掃機11，以及使用者由外部裝置17對電動清掃機11以無線信號進行輸入等。
又，資訊取得部75除了取得障礙物配置位置或範圍外，也可以取得例如地面材質資訊、地面階差資訊、物體溫度資訊、地面塵埃量等其中至少一個，來作為清掃區域之資訊。亦即，資訊取得部75可以從照相機51a，51b所拍攝到的圖像中，在本實施例是經圖像處理部62處理後的圖像，透過判定部66，來取得並判斷地面的材質資訊，例如鋪地材料等硬質且平坦的材質、地毯或絨毯等軟質且毛絨較長的材質、或是重疊等的資訊，或是地面的色調資訊。同樣地，地面階差資訊可以用感測器部26(階差感測器56)檢測出來，物體的溫度資訊可以用感測器部(溫度感測器57)檢測出來，塵埃量可以用感測器部26(塵埃量感測器58)檢測來。所取得的這些資訊，可以以地圖生成部67來反映到地圖上，並記憶到記憶體61中。接著，根據這些以 資訊取得部75取得的各種資訊，以控制部27(行走控制部69)來設定一由驅動輪34，34(馬達35，35)所進行的行走控制；以及變更清掃部22(電動送風機14、刷子馬達43(旋轉刷42(圖3))、側刷馬達45和45(側刷44和44(圖3)))的動作等清掃控制變更，藉此可以進行更細緻的清掃。
其次，參照圖11來說明第二實施例。又，和上述第一實施例一樣的構成與作用，會付以相同符號而省略其說明。
此第二實施例，是指在第一實施例中，當在控制部27的行走模式時，障礙物檢測部74檢測了地圖所沒有記載之障礙物物體時，除了該檢測頻率之外，並將檢測時間資訊記憶到記憶體61中者。
其中，所謂時間資訊，在本實施例中是例如星期數以及時間帶；而時間帶是例如上午(6：00~12：00)、下午(12：00~18：00)、以及晚上(18：00~6：00)這三個時間帶。
進一步，在記憶體61中，各星期數與各時間帶的地圖與行走路徑，是分別被記憶。又，在各地圖中，成為障礙物之物體的檢測頻率，是關聯到星期數與時間帶之下被記憶著。
接著，控制部27(路徑設定部68)會根據記憶體61所記憶的檢測頻率與時間資訊，而判斷是否要變更下一個行走路徑。亦即，在下次清掃之際，當對應於該清掃時刻的星期數與時間帶相關聯而記憶的物體檢測頻率在特定值以上時(例如檢測次數在特定次數以上時)，即變更行走路徑。至於判定該檢測頻率 之際的基準值(例如特定次數)，可以全部相同，也可以依各星期數或是各時間帶而有不同值。
例如參照圖11，來說明某一障礙物物體的檢測頻率，以及行走路徑變更之有無。就該圖11所示的物體而言，由於星期一上午這一時間帶的檢測頻率是0，所以當要在該時間帶作清掃時，即不變更下一個行走路徑。另一方面，例如星期一下午時間帶的檢測頻率是3，晚上時間帶的檢測頻率是2，因而當到這些時間帶要清掃時，即分別變更下一個行走路徑。又，星期二上午這時間帶的檢測頻率是3，因而到該時間帶進行清掃時，即變更下一個行走路徑。另一方面，例如星期二下午這時間帶的檢測頻率是1，晚上時間帶的檢測頻率是0，因而到這些時間帶要清掃時，即都不變更下一個行走路徑。
結果，即可把握被暫時性設置之物體的時間帶，並能因應各別的時間帶或是星期數，而維持並設定最佳的行走路徑。
又，在上述第二實施例中，雖是不管星期幾，時間帶都是相同設定，但也可以就每個星期數來設定不同的時間帶。例如，也可以設定成平日與休息日有不同的時間帶。這些設定也可以構設成使用者可任意設定。
又，在上述各實施例中，資訊取得部75也可以僅由例如照相機51a，51b以及圖像生成部63來構成，而形狀取得部64以及感測器部26則並非必要構成。又，感測器部26可以是階差感測器56、溫度感測器57、以及塵埃量感測器58中之至少其中 一個。進一步，資訊取得部75也可以由任意用以取得物體之配置位置或形狀的感測器來構成。
是否要作行走路徑之變更，在開始清掃前即作判斷也可以，或是結束清掃後才就下一個行走路徑作判斷也可。
雖已就本發明之各種實施例作說明，然而，這些實施例僅是用以作為例子而提示，並非用以限定本發明的範圍。這些新穎的實施例可以以其他各種形態來實施，在不脫本發明要旨之範圍下，可作各種省略、置換、與變更。因此這些實施例與其變形都被包含在本發明範圍或要旨之內，且亦被包含在申請專利範圍所記載的發明及其均等範圍內。

Claims (12)

  1. 一種自主行走體，具有：本體殻；驅動輪，使該本體殻可行走；自己位置推定單元，用以推定自己位置；障礙物檢測單元，用以檢測所述本體殻的外部的障礙物；地圖生成單元，用以根據所述本體殻的行走中的藉由所述障礙物檢測單元所作的障礙物的檢測，以及藉由所述自己位置推定單元所推定的自己位置，建立記錄有所述本體殻的所行走區域之資訊的地圖；及控制單元，用以藉由控制所述驅動輪的動作，而使所述本體殻自主行走；其中，所述控制單元具有行走模式，其控制所述驅動輪的動作，而使所述本體殻沿著根據地圖所設定的行走路徑自主行走，而且在所述行走模式時，根據所述障礙物檢測單元所檢測的障礙物，判斷是否要變更下一個行走路徑，所述自主行走體還具有：記憶單元，用以在所述控制單元的所述行走模式時藉由所述障礙物檢測單元檢測到地圖中沒有記錄的障礙物時，記憶表示該障礙物之檢測頻率的資訊；其中所述控制單元根據所述記憶單元所記憶的檢測頻率，判斷是否要變更下一個行走路徑。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的自主行走體，其中控制單元在行走模式時所述障礙物檢測單元初次檢測到地圖中沒有記錄的障礙物時，並不會根據該障礙物而變更下一個行走路徑。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的自主行走體，其中所述控制單元在行走模式時對於所述記憶單元所記憶之檢測頻率為特定值以上的障礙物，根據該障礙物變更下一個行走路徑。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的自主行走體，其中所述控制單元具有地圖建立模式，其控制所述驅動輪的動作，以使在所述地圖生成單元生成地圖時所述本體殻自主行走；在地圖建立模式時，根據藉由所述障礙物檢測單元檢測到地圖中沒有記錄的障礙物，設定下一個行走路徑。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的自主行走體，還包含：清掃部，用以清掃被清掃部；以及，成為電源的電池，用以驅動所述驅動輪；其中，所述控制單元於行走模式時當所述電池的殘量在特定值以下時，將行走路徑設定成從檢測頻率較大的障礙物，依順序藉由所述清掃部進行清掃。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的自主行走體，其中所述記憶單元在所述控制單元之行走模式時，當所述障礙物檢測單元檢測到地圖中沒有記錄的障礙物時，一併記憶該障礙物的檢測頻率與所檢測的時間資訊；所述控制單元根據所述記憶單元所記憶的檢測頻率，以及時間資訊，判斷是否要變更下一個行走路徑。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的自主行走體，其中所述控制單元在行走模式時，當地圖所記錄的障礙物的位置與所述障礙物檢測單元所檢測到的障礙物的位置有所不同時，若該些位置的距離在特定值以內，即判斷是同一障礙物。
  8. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的自主行走體，還包含：形狀取得單元，用以取得所述障礙物檢測單元所檢測之障礙物的形狀資訊；其中，所述控制單元根據在行走模式時由所述形狀取得單元取得的障礙物的形狀資訊，判斷地圖中所記錄的障礙物與由所述障礙物檢測單元所檢測的障礙物是否為同一障礙物。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的自主行走體，還包含多個拍攝單元，用以拍攝圖像；所述形狀取得單元根據由所述拍攝單元所拍攝的圖像的視差圖像，取得障礙物的形狀。
  10. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的自主行走體，其中當所述障礙物檢測單元檢測到地圖中沒有記錄的障礙物時，進行通知動作。
  11. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的自主行走體，其中藉由外部操作，可設定障礙物的檢測頻率的資訊。
  12. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的自主行走體，其中藉由外部操作，可刪除所述障礙物檢測單元所檢測的障礙物的資訊。
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