WO2018087952A1 - 電気掃除機 - Google Patents

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WO2018087952A1
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vacuum cleaner
cleaning
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map
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裕樹 丸谷
浩太 渡邊
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Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
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    • A47L2201/06—Control of the cleaning action for autonomous devices; Automatic detection of the surface condition before, during or after cleaning

Definitions

  • Embodiment of this invention is related with the vacuum cleaner which can drive
  • the vacuum cleaner takes a predetermined travel route regardless of the shape of the room you want to clean, so it appears to the user that the vacuum cleaner is traveling in the dark clouds. It is difficult to appeal the performance of the vacuum cleaner.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide an electric vacuum cleaner that can improve the efficiency of cleaning and can appeal that it is cleaning by recognizing the shape of the traveling place.
  • the vacuum cleaner of the embodiment includes a main body case, a drive unit, a travel control unit, a cleaning unit, a surrounding detection sensor, and a mapping unit.
  • the drive unit can travel through the main body case.
  • the travel control means autonomously travels the main body case by controlling the drive of the drive unit.
  • the cleaning unit performs cleaning.
  • the surrounding detection sensor detects the surrounding shape of the main body case.
  • the mapping means controls the drive of the drive unit by the travel control means, and causes the main body case to perform a predetermined initial operation within a predetermined range, thereby generating an initial map of the travel location based on the surrounding shape scanned by the surrounding detection sensor. create.
  • reference numeral 11 denotes a vacuum cleaner as an autonomous traveling body
  • this vacuum cleaner 11 is a charging device (charging stand) as a base device that serves as a charging base for the vacuum cleaner 11.
  • 12 constitutes an electric cleaning device (electric cleaning system) as an autonomous traveling body device.
  • the vacuum cleaner 11 is a so-called self-propelled robot cleaner (cleaning robot) that cleans the floor surface while autonomously traveling (self-propelled) on the floor surface to be cleaned as a traveling surface. ).
  • the vacuum cleaner 11 includes a hollow main body case 20.
  • the electric vacuum cleaner 11 includes drive wheels 21 that are drive units.
  • the electric vacuum cleaner 11 includes a cleaning unit 22 that cleans dust.
  • the vacuum cleaner 11 includes a sensor unit 23.
  • the electric vacuum cleaner 11 includes a control unit 24 as control means that is a controller.
  • the vacuum cleaner 11 also includes a display unit 25 as a notification unit. And this vacuum cleaner 11 may be equipped with the secondary battery which is a battery for electric power feeding.
  • the vacuum cleaner 11 may include a data communication unit (communication unit) as an information transmission unit that communicates via a network by wire or wireless, for example.
  • the electric vacuum cleaner 11 may include an input / output unit for inputting / outputting signals to / from an external device or a user.
  • the direction along the traveling direction of the vacuum cleaner 11 is defined as the front-rear direction (arrow FR, RR direction shown in FIG. 2), and the left-right direction intersecting (orthogonal) with the front-rear direction (The description will be made assuming that the width direction is the width direction.
  • the main body case 20 is made of, for example, a synthetic resin.
  • the main body case 20 may be formed in, for example, a flat cylindrical shape (disc shape). Further, the main body case 20 may be provided with a suction port 31 that is a dust collection port or the like in a lower part facing the floor surface.
  • the driving wheel 21 is used for traveling (autonomous traveling) the vacuum cleaner 11 (main body case 20) in the forward and backward directions on the floor surface, that is, for traveling.
  • a pair of drive wheels 21 are provided on the left and right of the main body case 20, for example.
  • the drive wheel 21 is driven by a motor 33 as drive means.
  • an endless track as a drive unit can be used.
  • the motor 33 is arranged corresponding to the drive wheel 21. Therefore, in the present embodiment, a pair of left and right motors 33 are provided, for example.
  • the motor 33 can drive each drive wheel 21 independently.
  • the cleaning unit 22 is for removing dust from a cleaned part such as a floor surface or a wall surface.
  • the cleaning unit 22 has a function of collecting and collecting dust on the floor surface from the suction port 31, for example, and wiping and cleaning the wall surface.
  • the cleaning unit 22 includes an electric blower 35 that sucks dust together with air from the suction port 31, a rotary brush 36 that is rotatably attached to the suction port 31 and scrapes up dust, and the rotary brush 36 is driven to rotate.
  • the cleaning unit 22 may include a dust collection unit 40 that communicates with the suction port 31 and collects dust.
  • the sensor unit 23 senses various types of information that support the running of the vacuum cleaner 11 (main body case 20). More specifically, the sensor unit 23 senses, for example, the uneven state (steps) of the floor surface, walls or obstacles that obstruct travel, the amount of dust on the floor surface, and the like.
  • the sensor unit 23 includes a surrounding detection sensor 43.
  • the sensor unit 23 may include, for example, an infrared sensor 44 and a dust amount sensor (dust sensor) 45.
  • the surrounding detection sensor 43 detects the surrounding shape of the main body case 20.
  • the surrounding detection sensor 43 includes a camera 51 as an imaging unit.
  • the surrounding detection sensor 43 includes a determination unit 52.
  • the surrounding detection sensor 43 may include a lamp 53 as a detection assisting unit (detection assisting unit).
  • the camera 51 has a digital image with a predetermined horizontal angle of view (for example, 105 °) at a predetermined time, for example, every minute time such as every several tens of milliseconds, or several seconds, in front of the body case 20 in the traveling direction.
  • This is a digital camera that captures images every time.
  • the camera 51 may be singular or plural.
  • a pair of left and right cameras 51 are provided. That is, the camera 51 is disposed on the front portion of the main body case 20 so as to be separated from the left and right.
  • the cameras 51 and 51 have overlapping imaging ranges (fields of view). For this reason, the images captured by these cameras 51 and 51 have their imaging regions wrapped in the left-right direction.
  • the image captured by the camera 51 may be, for example, a color image or a monochrome image in the visible light region, or an infrared image.
  • the determination unit 52 extracts feature points and the like from the image captured by the camera 51, thereby determining the shape (object distance and height) of an object (such as an obstacle) located around the main body case 20 from the captured image. For example).
  • the determination unit 52 is configured to determine whether the object whose distance from the main body case 20 is calculated based on the image captured by the camera 51 is an obstacle.
  • the determination unit 52 calculates the distance (depth) and three-dimensional coordinates of the object (feature point) based on the image captured by the camera 51 and the distance between the cameras 51 using a known method. It is configured.
  • the determination unit 52 specifically includes the distance f (parallax) between the cameras 51 and 51 and the objects G (feature points SP) of the images G and G captured by the cameras 51 and 51, and the camera 51.
  • 51 is applied to triangulation based on the distance l, and pixel dots indicating the same position are detected from the images G, G taken by the cameras 51, 51, and the vertical, horizontal, and front-back directions of the pixel dots are detected.
  • the distance and height from the camera 51 at that position and the three-dimensional coordinates of the object O (feature point SP) are calculated from these angles and the distance l between the cameras 51 and 51. (FIG. 4).
  • the determination unit 52 sets the distance of the object being imaged in a predetermined image range (for example, an image range set corresponding to the width and height of the main body case 20), or Compared with a set distance that is a variably set threshold value, it is configured to determine that an object located at a distance equal to or less than this set distance (a distance from the vacuum cleaner 11 (main body case 20)) is an obstacle. Yes.
  • the determination unit 52 may include an image correction function that performs primary image processing such as lens distortion correction, noise removal, contrast adjustment, and image center matching of a raw image captured by the camera 51, for example. Good.
  • the determination unit 52 may be provided in the control unit 24. Further, when the number of the cameras 51 is single, the determination unit 52 can also calculate the distance from the movement amount of the coordinates of the object when the vacuum cleaner 11 (main body case 20) moves.
  • the lamp 53 illuminates the imaging range of the camera 51 to obtain brightness necessary for imaging.
  • the lamp 53 is disposed at an intermediate position between the cameras 51 and 51 and is provided corresponding to each camera 51.
  • this lamp 53 for example, an LED or the like is used.
  • the infrared sensor 44 emits infrared rays toward the outside of the main body case 20, and can detect an obstacle or the like using a reflected wave in which the emitted infrared rays are reflected by the object.
  • the dust amount sensor 45 is, for example, an optical sensor provided on the upstream side of the dust collection unit 40, that is, in an air passage that continues from the suction port 31 to the dust collection unit 40.
  • the dust amount sensor 45 includes a light emitting unit that emits light and a light receiving unit that receives light from the light emitting unit.
  • the dust amount sensor 45 can detect the amount of dust passing between the light emitting unit and the light receiving unit based on the amount of light emitted from the light emitting unit received by the light receiving unit.
  • control unit 24 for example, a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like which are control means main bodies (control unit main bodies) is used.
  • the control unit 24 includes a travel control unit 61 that is a travel control unit that drives the drive wheels 21 (motor 33).
  • control unit 24 includes a cleaning control unit 62 that is a cleaning control unit electrically connected to the cleaning unit 22.
  • the control unit 24 includes a sensor connection unit 63 that is a sensor control unit electrically connected to the sensor unit 23.
  • the control unit 24 includes a map generation unit 64 as mapping means (mapping unit). Further, the control unit 24 includes a time estimation unit 65.
  • control unit 24 includes a display control unit 66 as display control means that is electrically connected to the display unit 25. That is, the control unit 24 is electrically connected to the cleaning unit 22, the sensor unit 23, the display unit 25, and the like.
  • the control unit 24 is electrically connected to the secondary battery. And this control unit 24, for example, driving wheel 21 or motor 33 to drive the vacuum cleaner 11 (main body case 20) autonomously, and charging mode to charge the secondary battery via the charging device 12 And a standby mode for waiting for operation.
  • the control unit 24 may include a non-volatile memory such as a flash memory.
  • the control unit 24 may include a charge control unit that controls charging of the secondary battery.
  • the travel control unit 61 controls the drive of the motor 33, that is, controls the drive of the motor 33 by rotating the motor 33 forward or backward by controlling the magnitude and direction of the current flowing through the motor 33.
  • the driving of the driving wheels 21 is controlled by controlling the driving of the motor 33.
  • the travel control unit 61 may be configured to set an optimal travel route based on a map created by the map generation unit 64 described later.
  • a route that can travel in the shortest travel distance in a cleanable area in the map excluding areas where it cannot travel such as obstacles and steps
  • a vacuum cleaner 11 Efficiency such as a route where the main unit case 20
  • the travel control unit 61 can change the travel route at any time according to the obstacle detected by the sensor unit 23 (the surrounding detection sensor 43 and the infrared sensor 44).
  • the traveling control unit 61 can also set the traveling speed and the traveling route of the vacuum cleaner 11 (main body case 20) based on the remaining amount of the secondary battery. For example, when the remaining amount of the secondary battery is insufficient, the speed of the vacuum cleaner 11 (main body case 20) may be set relatively large so that a wider cleaning area can be cleaned in a short time. .
  • the cleaning control unit 62 controls driving of the electric blower 35, the brush motor 37, and the side brush motor 39 of the cleaning unit 22, that is, the energization amounts of the electric blower 35, the brush motor 37, and the side brush motor 39 are separately provided.
  • the drive of the electric blower 35, the brush motor 37 (rotary brush 36), and the side brush motor 39 (side brush 38) is controlled.
  • the cleaning control unit 62 can also control driving of the electric blower 35, the brush motor 37, and the side brush motor 39 based on the remaining amount of the secondary battery. For example, when the remaining amount of the secondary battery is insufficient, driving of the electric blower 35, the brush motor 37, and the side brush motor 39 can be reduced to suppress the usage amount of the secondary battery.
  • the sensor connection unit 63 acquires a detection result by the sensor unit 23 (the surrounding detection sensor 43, the infrared sensor 44, and the dust amount sensor 45). In addition, the sensor connection unit 63 controls the operation of the camera 51 (shutter operation, etc.) and controls the operation of the imaging control unit and the lamp 53 (on / off of the lamp 53) that causes the camera 51 to capture an image every predetermined time. You may provide the function of an illumination control part.
  • the map generator 64 determines the self-position of the vacuum cleaner 11 and the presence or absence of an obstacle based on the three-dimensional coordinates of the feature points of the object in the image captured by the camera 51.
  • a map is created that describes the positional relationship and height of objects (obstacles) located in the cleaning area where the vacuum cleaner 11 (main body case 20) is arranged. That is, a known SLAM (simultaneous localization and mapping) technique can be used for the map generator 64.
  • the time estimation unit 65 is configured to estimate a scheduled cleaning time that is assumed to be required for cleaning based on the map created by the map generation unit 64. Specifically, the time estimation unit 65 determines the size of the vacuum cleaner 11 (main body case 20) and the vacuum cleaner 11 (main body case 20) from the size (area) of the map created by the map generation unit 64. The cleaning scheduled time is estimated based on the average traveling speed.
  • the display control unit 66 controls the display unit 25 to display various information. For example, the display control unit 66 displays the scheduled cleaning time estimated by the time estimation unit 65, the elapsed time from the start of cleaning, the remaining cleaning time, or the scheduled cleaning end time calculated from the cleaning time on the display unit 25. It is possible to make it.
  • the input / output unit acquires a control command transmitted from an external device such as a remote controller (not shown) and a control command input from an input unit such as a switch provided on the main body case 20 or a touch panel.
  • the charging device 12 For example, a signal is transmitted.
  • This input / output unit transmits a wireless signal (infrared signal) to, for example, the charging device 12 and the like, for example, a transmitting means (transmitting unit) (not shown) such as an infrared light emitting element, and a wireless signal (
  • a receiving means (receiving unit) such as a phototransistor is provided.
  • the secondary battery supplies power to the cleaning unit 22, the sensor unit 23, the control unit 24, the display unit 25, and the like. Further, the secondary battery is electrically connected to a charging terminal 71 as a connecting portion exposed at, for example, the lower portion of the main body case 20, and the charging terminal 71 is electrically and mechanically connected to the charging device 12 side. By being connected, charging is performed through the charging device 12.
  • the charging device 12 incorporates a charging circuit such as a constant current circuit.
  • the charging device 12 is provided with a charging terminal 73 for charging the secondary battery.
  • the charging terminal 73 is electrically connected to the charging circuit, and is mechanically and electrically connected to the charging terminal 71 of the vacuum cleaner 11 that has returned to the charging device 12.
  • the external device can be wired or wirelessly communicated with the network inside the building, for example via a home gateway, and can be wired or wirelessly communicated with the network outside the building, for example, a PC (tablet terminal (tablet PC )) And general-purpose devices such as smartphones (cell phones).
  • the external device may have a display function for displaying an image.
  • the electric vacuum cleaner is roughly classified into a cleaning operation for cleaning by the electric vacuum cleaner 11 and a charging operation for charging the secondary battery by the charging device 12. Since a known method using a charging circuit built in the charging device 12 is used for the charging operation, only the cleaning operation will be described. Further, an imaging operation for imaging a predetermined object by the camera 51 in accordance with a command from an external device or the like may be provided separately.
  • the vacuum cleaner 11 starts cleaning, when it is connected to the charging device 12, it is a position away from the charging device 12, and when it is not connected to the charging device 12, that position is the travel location. Scan the cleaning area. That is, the electric vacuum cleaner 11 performs a predetermined initial operation without moving (running) the position during scanning before the start of cleaning. If no map is stored in the memory, an initial map is created by this scan. If a map is stored in the memory, a map of the cleaning area is obtained by comparing this map with the initial map created by the scan. Check the change or self-position.
  • the initial map is created by updating the initial map created by scanning the cleaning area (initial scan) by expanding it as necessary by further scanning.
  • an initial map as detailed as possible is created by the map generator 64 before the start of the cleaning operation.
  • the electric vacuum cleaner 11 sets a travel route based on the map, and updates the map as needed while cleaning while traveling along the set travel route.
  • the vacuum cleaner 11 returns to the charging device 12 and then proceeds to the charging operation of the secondary battery.
  • the vacuum cleaner 11 receives, for example, a cleaning start control command transmitted by a remote controller or an external device by an input / output unit when a preset cleaning start time is reached.
  • the control unit 24 switches from the standby mode to the travel mode at a timing such as when Next, when the vacuum cleaner 11 is connected to the charging device 12, the traveling control unit 61 controls the drive of the driving wheel 21 (motor 33) to move straight away from the charging device 12 by a predetermined distance. Scan the cleaning area (initial scan).
  • the vacuum cleaner 11 controls the surrounding detection sensor 43 by causing the main body case 20 to perform a predetermined initial operation within a predetermined range by controlling the driving of the driving wheel 21 (motor 33) by the travel control unit 61.
  • An initial map of the cleaning area is created based on the surrounding shape scanned by.
  • the predetermined range is a preset range that does not depend on the shape (size) of the cleaning place.
  • the travel control unit 61 controls the driving of the driving wheel 21 (motor 33), so that the main body case 20 (the electric vacuum cleaner 11) rotates by a predetermined angle, for example, 360 ° (FIG. 5). . That is, in this embodiment, the vacuum cleaner 11 performs scanning on the spot without moving from the scanning start position.
  • the turning operation is performed by, for example, the electric vacuum cleaner 11 (main body case) by causing the traveling control unit 61 to reverse one drive wheel 21 (motor 33) and the other drive wheel 21 (motor 33) with each other. 20) shall turn on the spot.
  • the cleaning area excluding the position behind the object (obstacle) O when viewed from the electric vacuum cleaner 11 (main body case 20) can be acquired as the initial map PM.
  • an additional scan is executed, and when a cleaning area that is a traveling place is further detected outside the initial map, the initial map is updated and expanded. That is, in the initial scan, for example, when furniture such as a sofa is arranged in the cleaning area, the position that is the shadow of the furniture viewed from the position of the vacuum cleaner 11 cannot be detected by the surrounding detection sensor 43. The cleaning area that could not be detected by the initial scan is reflected in the initial map by performing the additional scan.
  • the travel control unit 61 controls the drive of the drive wheels 21 (motor 33) within the range of the initial map PM created by the initial scan, so that the main body case 20 is moved.
  • the vehicle is moved to a plurality of positions, and the travel control unit 61 controls the driving of the drive wheels 21 (motors 33) at the moved positions, respectively, while turning the main body case 20 respectively,
  • the cleaning area which is the traveling location located outside the initial map PM, is confirmed.
  • the traveling control unit 61 controls the driving of the driving wheels 21 (motor 33) within the range of the initial map PM created by the initial scanning.
  • the cleaning area EA located outside the initial map PM is confirmed by detecting the outer shape of the initial map PM by the surrounding detection sensor 43 while running 20 along the edge E of the initial map PM.
  • the traveling control unit 61 controls the driving of the driving unit 21 (motor 33) within the range of the initial map PM created by the initial scanning, whereby the main body case 20
  • the cleaning area EA located outside the initial map PM is confirmed by detecting the outer shape of the initial map PM by the surrounding detection sensor 43 while driving the vehicle.
  • the vacuum cleaner 11 main body case 20
  • the vacuum cleaner 11 is randomly traveled within the initial map PM, but may be traveled regularly, for example, in a zigzag shape.
  • the travel control unit 61 controls the drive of the drive wheels 21 (motor 33) in the vicinity of the edge E of the initial map PM created by the initial scan.
  • the surrounding detection sensor 43 detects the outer shape of the initial map PM, thereby cleaning the outer position of the initial map PM.
  • the position away from the current position is, for example, the position farthest away from the position of the vacuum cleaner 11 (main body case 20) or the second farthest position at the edge E of the initial map PM. .
  • These operations are preferably selected from the product specifications such as the shape of the initial map PM and how to show the operation of the vacuum cleaner 11 to the user.For example, these operations can be combined with each other, and any plurality of operations can be performed. It can also be done sequentially.
  • the map generation unit 64 detects the cleaning area EA outside the range of the initial map PM, the map generation unit 64 adds the cleaning area EA to the initial map PM and creates an updated initial map PM1.
  • the initial map PM1 is stored in a memory provided in the control unit 24 or the like.
  • the travel control unit 61 sets a travel route based on the initial map.
  • the traveling route is set in the same manner as the above-described operation and control except for the separation operation from the charging device 12. That is, if the vacuum cleaner 11 is not connected to the charging device 12, it may be about to be transported to a different area from the previous cleaned area, such as a different floor. It is necessary to confirm whether it is the same as or different from the cleaning area. Therefore, in this case, the cleaning area is scanned using the surrounding detection sensor 43 as in the case where the vacuum cleaner 11 is connected to the charging device 12, and this scanning is performed when the map is not stored in the memory. If the map is stored in the memory, the map of the cleaning area and the self-location are confirmed by comparing the map with the initial map generated by scanning.
  • the time estimation unit 65 estimates the cleaning time based on the map, and displays related to the estimated cleaning time on the display unit 25 by the display control unit 66.
  • the traveling control unit 61 controls the driving wheel 21 (motor 33) to cause the body case 20 to autonomously travel along the traveling route set
  • the cleaning control unit 62 operates the cleaning unit 22 in the cleaning area. Clean the floor (cleaning mode).
  • the cleaning unit 22 for example, the dust on the floor surface is sucked by the electric blower 35, the brush motor 37 (rotary brush 36), or the side brush motor 39 (side brush 38) driven by the control unit 24 (cleaning control unit 62). It collects in the dust collecting part 40 through the mouth 31.
  • the vacuum cleaner 11 detects the three-dimensional coordinates and position of an object such as an obstacle in the cleaning area that is not marked on the initial map by the surrounding detection sensor 43 and the infrared sensor 44 of the sensor unit 23 during autonomous traveling.
  • the map generation unit 64 reflects it in the map and stores it in the memory (FIGS. 10 to 12).
  • the control unit 24 determines the driving force of the electric blower 35, the rotating brush 36 (brush motor 37), or the side brush 38 (side brush motor 39) according to the amount of dust detected by the dust amount sensor 45 and the type of floor surface. It can be increased or decreased accordingly. For example, when the amount of dust detected by the dust amount sensor 45 is large, the driving force is increased, and when the amount of dust is relatively small, the driving force is decreased.
  • the cleaning operation is terminated, and the electric vacuum cleaner 11 is returned to the charging device 12 by the travel control unit 61 controlling the drive of the drive wheel 21 (motor 33) (FIG. 13).
  • the charging device 12 is connected (the charging terminal 71 and the charging terminal 73 are mechanically and electrically connected), and the charging operation is started at a predetermined timing such as a predetermined time after the connection.
  • the control unit 24 determines whether or not the electric vacuum cleaner 11 is connected to the charging device 12 (step S1). If it is determined in step S1 that the charging device 12 is connected, the traveling control unit 61 controls the driving of the driving wheels 21 (motor 33) to charge the vacuum cleaner 11 (main body case 20). Detach from the device 12 (step S2). Thereafter, the map generation unit 64 determines whether or not a map is stored in the memory (step S3).
  • the electric vacuum cleaner 11 controls the driving of the driving wheel 21 (motor 33) by the travel control unit 61 so that the electric vacuum cleaner 11 (main body case 20) has a predetermined value. While the initial motion (for example, turning) is performed, the surrounding detection sensor 43 scans the cleaning area by detecting the surrounding shape, and the map generation unit 64 generates an initial map (step S4). Next, in the vacuum cleaner 11, the travel detection unit 61 controls the driving of the drive wheel 21 (motor 33) to cause the vacuum cleaner 11 (main body case 20) to perform a predetermined operation, while the surrounding detection sensor 43 has a surrounding shape. Is detected, the cleaning area is additionally scanned, and the map generation unit 64 updates the initial map (step S5).
  • step S1 when it is determined in step S1 that the charging device 12 is not connected, the vacuum cleaner 11 controls the driving of the driving wheel 21 (motor 33) by the travel control unit 61 (the vacuum cleaner 11 ( The surrounding detection sensor 43 detects the surrounding shape while causing the main body case 20) to perform a predetermined initial operation (for example, turning), thereby scanning the cleaning area (step S6). Then, the map generator 64 determines whether or not a map is stored in the memory (step S7). If it is determined in step S7 that no map is stored, the process proceeds to step S4. If it is determined that a map is stored, the map generation unit 64 compares the map with the surrounding shape detected by the scan in step S6.
  • step S8 the self position is confirmed, that is, the current position is grasped (step S8), and the process proceeds to step S9.
  • the obstacles arranged in the cleaning area may include, for example, a chair or the like whose position may not be constant, so in step S8, the map stored in the memory and step S6 If the surrounding shape detected by scanning is different from the surrounding shape, the map can be updated by reflecting it in the stored map.
  • the time estimation unit 65 estimates the cleaning time based on the map and displays it on the display unit 25 (step S9), and the cleaning unit 22 cleans it (step S10).
  • the map generation unit 64 updates the map (step S12), and the process proceeds to step S13. If it is necessary to change the travel route by updating the map, the travel control unit 61 resets the travel route.
  • step S11 when it is determined in step S11 that no detection is made, it is determined whether or not the traveling control unit 61 has completed the traveling route, that is, whether or not cleaning has been completed (step S13). If it is determined in step S13 that the cleaning is not completed, the process returns to step S10. If it is determined that the cleaning is completed, the travel control unit 61 controls the driving of the drive wheels 21 (motor 33). Then, the electric vacuum cleaner 11 (main body case 20) is returned to the charging device 12 (step S14), and the cleaning is finished.
  • the surrounding detection sensor 43 is controlled by causing the main body case 20 to perform a predetermined initial operation within a predetermined range by controlling the driving of the drive wheels 21 by the travel control unit 61.
  • the initial map of the cleaning area created based on the surrounding shape scanned by there is a possibility that the entire area of the cleaning area has not been detected.
  • a detailed initial map can be created. Accordingly, the setting of the travel route by the travel control unit 61 becomes more accurate according to the actual cleaning area, and the cleaning area can be cleaned more efficiently and thoroughly.
  • the driving control unit 61 controls the driving wheel 21 to turn the main body case 20 at a plurality of positions, and the surrounding detection sensor 43 confirms the cleaning area outside the initial map. In this case, the accuracy of the initial map can be further improved.
  • the map generation unit 64 controls the driving of the drive wheels 21 by the travel control unit 61 so that the main body case 20 travels along the edge of the initial map while cleaning the outside of the initial map.
  • the map generation unit 64 controls the driving of the drive wheels 21 by the travel control unit 61 so that the main body case 20 travels along the edge of the initial map while cleaning the outside of the initial map.
  • the map generation unit 64 controls the driving of the drive wheels 21 by the travel control unit 61, and confirms the cleaning area outside the initial map while causing the main body case 20 to travel within the range of the initial map.
  • the vacuum cleaner 11 main body case 20 travels around the initial map so that the cleaning area outside the initial map can be easily confirmed.
  • the map generation unit 64 controls the driving of the drive wheels 21 by the travel control unit 61 to cause the main body case 20 to travel to a position away from the current position at the edge of the initial map, and then to the outside of the initial map. When confirming the cleaning area, it can be easily confirmed whether or not there is a cleaning area beyond the edge of the initial map.
  • the map generation unit 64 detects a cleaning area outside the initial map, the accuracy of the map can be further improved by updating the initial map.
  • This second embodiment is the same as that in the first embodiment, after the initial map is created after the start of cleaning, and the travel route set based on this initial map without the operation of expanding (updating) this initial map. While cleaning along the road, the initial map is updated from time to time to complete the map. That is, in this embodiment, after the scan for creating the initial map (initial scan), the process directly shifts to the cleaning operation without performing an additional scan. In other words, in this embodiment, the time required for creating the initial map is reduced, cleaning is started early, and the map is updated as needed while cleaning. Therefore, in the second embodiment, step S5 of the flowchart shown in FIG. 14 of the first embodiment is omitted.
  • the travel control unit 61 can arbitrarily set a travel route based on an initial map or a map stored in a memory.
  • a travel route for traveling in a zigzag area in a cleanable area
  • an initial map (Map) is divided into multiple areas, travel route for each area (area travel route), travel route from the current position of the initial map (map) to the nearest edge, and then travel route based on that position ( Near-distance travel route) is possible.
  • the travel control unit 61 controls the drive of the drive wheels 21 (motor 33) so that the main body case 20 can be cleaned in the initial map PM (map) (disturbance area).
  • Map map
  • a route that can efficiently travel (clean) is set, such as a route with less contact with an object or a route that minimizes the number of times the same part is traveled repeatedly.
  • the travel control unit 61 or the map generation unit 64 divides the initial map PM (map) into a plurality of regions A, and a zigzag travel route or the like for each region A.
  • Set the travel route For example, when the remaining amount of the secondary battery is insufficient to travel and clean all the areas A of the initial map PM (map), the plurality of areas are based on the remaining amount of the secondary battery. It is also possible to set the travel route so that only a part of the area A is cleaned preferentially from A.
  • the travel control unit 61 controls the driving of the drive wheel 21 (motor 33) in the vicinity of the edge E of the initial map PM (map).
  • a travel route is set so as to travel, for example, in a zigzag manner in the cleaning area with the position as a base point.
  • the position close to the current position is, for example, the position closest to the position of the vacuum cleaner 11 (main body case 20) or the second closest position at the edge E of the initial map PM (map).
  • the travel control unit 61 can also reset the travel route by adding or correcting the travel route based on the updated map.
  • the process immediately shifts to cleaning of the area where the initial map can be cleaned, so the time required for creating the initial map can be reduced. You can start cleaning early.
  • the time required for the additional scanning may be wasted, so cleaning is started without performing additional scanning. This is more effective for cleaning efficiency.
  • the capacity of the secondary battery required for additional scanning can be reduced, so the capacity of the secondary battery can also be used effectively.
  • the traveling control unit 61 controls the driving of the drive wheels 21, and the cleaning unit 22 cleans while driving the main body case 20 within the range of the initial map.
  • the cleanable area inside the initial map can be cleaned first, so the time required for cleaning can be shortened and the cleaning efficiency can be further improved.
  • the traveling control unit 61 controls the driving of the drive wheels 21, and the main body case 20 is sequentially traveled for each divided area in the initial map while the cleaning unit 22 is driven.
  • the initial map can be subdivided into a plurality of areas, and the vacuum cleaner 11 can be run efficiently.
  • the travel control unit 61 controls the driving of the drive wheels 21 to move the main body case 20 to the nearest edge of the initial map, and within the range of the initial map. In the case where the cleaning unit 22 performs cleaning while traveling, the cleaning can be started early from the nearest edge.
  • the travel route set by the travel control unit 61 can also be applied to the first embodiment.
  • the map data is transmitted not only to the memory but also to the server via the data communication means via the network and stored, or transmitted to the external device and stored in the memory of the external device. It can be stored or displayed on an external device.
  • the surrounding detection sensor 43 an arbitrary configuration for detecting the three-dimensional coordinates of an object such as a sensor using a laser in addition to the camera 51 can be applied.
  • notification means not only the display section 25 that displays images and the like, but also, for example, voice output means (speaking section) that notifies by voice can be used.
  • the travel control unit 61, the cleaning control unit 62, the sensor connection unit 63, the map generation unit 64, the time estimation unit 65, the display control unit 66, and the like are configured to be included in the control unit 24, but are separately provided. Or may be combined arbitrarily.
  • the driving control unit 61 controls the driving of the driving wheels 21 to cause the main body case 20 to perform a predetermined initial operation within a predetermined range, thereby scanning by the surrounding detection sensor 43. Since the initial map of the cleaning area is created based on the surrounding shape, the travel route and the like can be easily and accurately set based on the initial map, and the cleaning efficiency can be improved. In addition, since the user can visually observe that the surroundings are scanned by a predetermined initial operation (turning) of the vacuum cleaner 11, the vacuum cleaner 11 is not cleaning the cleaning area in a dark cloud, but the cleaning area. It is possible to appeal to the user that the shape is recognized and cleaned.
  • the travel control unit 61 turns the main body case 20 by controlling the driving of the drive wheels 21, so that the shape around the main body case 20 can be easily detected. And appealing to the user that the cleaning area is being scanned, the merchantability can be improved.
  • the user can know the approximate cleaning time, and the merchantability can be further improved.
  • a travel control method for a vacuum cleaner characterized by scanning a surrounding shape by performing a predetermined initial operation within a predetermined range and creating an initial map of a travel location based on the scan.
  • the traveling case outside the initial map is confirmed by a surrounding detection sensor while the main body case is traveling along the edge of the initial map, according to any one of (1) to (3) A traveling control method for an electric vacuum cleaner.
  • the main body case is traveled to a position away from the current position at the edge of the initial map, and then the travel location outside the initial map is confirmed by a surrounding detection sensor.
  • the traveling control method for the electric vacuum cleaner according to any one of the above.

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Abstract

掃除の効率を向上できるとともに、掃除領域の形状を認識して掃除していることをアピールできる電気掃除機(11)を提供する。電気掃除機(11)は、本体ケースと、駆動輪と、走行制御部(61)と、掃除部(22)と、周囲検出センサ(43)と、地図生成部(64)とを有する。駆動輪は、本体ケースを走行可能とする。走行制御部(61)は、駆動輪の駆動を制御することで本体ケースを自律走行させる。掃除部(22)は、掃除をする。周囲検出センサ(43)は、本体ケースの周囲の形状を検出する。地図生成部(64)は、走行制御部(61)により駆動輪の駆動を制御することで本体ケースに所定範囲内で所定の初期動作をさせることにより周囲検出センサ(43)によって走査した周囲の形状に基づいて掃除領域の初期地図を作成する。

Description

電気掃除機
　本発明の実施形態は、自律走行可能な電気掃除機に関する。
　従来、被掃除面としての床面上を自律走行しながら床面を掃除する、いわゆる自律走行型の電気掃除機(掃除ロボット)が知られている。
　このような電気掃除機において、効率のよい掃除を実現するために、掃除したい部屋の大きさや形状、および障害物などを地図に反映して作成(マッピング)し、この作成した地図に基づいて最適な走行経路を設定して、その走行経路に沿って走行する技術がある。この地図は、例えば本体ケースに配置したカメラを用いて撮像した画像に基づいて作成される。
　地図を作成する場合には、通常、掃除開始位置から予め決まった走行制御を行いつつ、撮像した画像から検出できた障害物に基づいて順次地図を作成していくので、効率が悪い場合がある。そのため、地図の作成から、この作成された地図に基づいて掃除動作を決定するまでの一連の動作の効率の向上が求められる。また、地図の作成時に、掃除したい部屋の形状とは無関係に電気掃除機が予め決まった走行ルートを取るため、使用者には電気掃除機が闇雲に走行しているように見えることから、電気掃除機の性能をアピールしにくい。
特許第５４２６６０３号公報
　本発明が解決しようとする課題は、掃除の効率を向上できるとともに、走行場所の形状を認識して掃除していることをアピールできる電気掃除機を提供することである。
　実施形態の電気掃除機は、本体ケースと、駆動部と、走行制御手段と、掃除部と、周囲検出センサと、マッピング手段とを有する。駆動部は、本体ケースを走行可能とする。走行制御手段は、駆動部の駆動を制御することで本体ケースを自律走行させる。掃除部は、掃除をする。周囲検出センサは、本体ケースの周囲の形状を検出する。マッピング手段は、走行制御手段により駆動部の駆動を制御することで本体ケースに所定範囲内で所定の初期動作をさせることにより周囲検出センサによって走査した周囲の形状に基づいて走行場所の初期地図を作成する。
第１の実施形態の電気掃除機を示すブロック図である。 同上電気掃除機を備えた電気掃除装置を示す斜視図である。 同上電気掃除機を下方から示す平面図である。 同上電気掃除機の周囲検出センサによる物体の三次元座標の計算方法を模式的に示す説明図である。 同上電気掃除機による初期動作の一実施例を示す説明図である。 同上電気掃除機による追加走査の一実施例を示す説明図である。 同上電気掃除機による追加走査の他の実施例を示す説明図である。 同上電気掃除機による追加走査のさらに他の実施例を示す説明図である。 同上電気掃除機による追加走査のさらに他の実施例を示す説明図である。 同上電気掃除機の掃除動作の一実施例を示す説明図である。 同上電気掃除機の掃除動作の図１０に続く動作を示す説明図である。 同上電気掃除機の掃除動作の図１１に続く動作を示す説明図である。 同上電気掃除機の掃除動作の図１２に続く動作を示す説明図である。 同上電気掃除機の制御を示すフローチャートである。 第２の実施形態の電気掃除機の掃除動作の一実施例を示す説明図である。 同上電気掃除機の掃除動作の他の実施例を示す説明図である。 同上電気掃除機の掃除動作の他の実施例を示す説明図である。
実施形態
　以下、第１の実施形態の構成を、図面を参照して説明する。
　図１ないし図４において、11は自律走行体としての電気掃除機であり、この電気掃除機11は、この電気掃除機11の充電用の基地部となる基地装置としての充電装置(充電台)12とともに自律走行体装置としての電気掃除装置(電気掃除システム)を構成するものである。そして、電気掃除機11は、本実施形態において、走行面としての被掃除面である床面上を自律走行(自走)しつつ床面を掃除する、いわゆる自走式のロボットクリーナ(掃除ロボット)である。
　そして、この電気掃除機11は、中空状の本体ケース20を備えている。また、この電気掃除機11は、駆動部である駆動輪21を備えている。さらに、この電気掃除機11は、塵埃を掃除する掃除部22を備えている。また、この電気掃除機11は、センサ部23を備えている。さらに、この電気掃除機11は、コントローラである制御手段としての制御部24を備えている。また、この電気掃除機11は、報知手段としての表示部25を備えている。そして、この電気掃除機11は、給電用の電池である二次電池を備えていてもよい。また、この電気掃除機11は、例えば有線、あるいは無線によりネットワークを介して通信する情報送信手段としてのデータ通信手段(通信部)を備えていてもよい。さらに、この電気掃除機11は、外部装置や使用者との間で信号が入出力される入出力部を備えていてもよい。なお、以下、電気掃除機11(本体ケース20)の走行方向に沿った方向を前後方向(図２に示す矢印FR，RR方向)とし、この前後方向に対して交差(直交)する左右方向(両側方向)を幅方向として説明する。
　本体ケース20は、例えば合成樹脂などにより形成されている。この本体ケース20は、例えば扁平な円柱状(円盤状)などに形成されていてもよい。また、この本体ケース20には、集塵口である吸込口31などが床面に対向する下部などに設けられていてもよい。
　駆動輪21は、電気掃除機11(本体ケース20)を床面上で前進方向および後退方向に走行(自律走行)させる、すなわち走行用のものである。本実施形態では、この駆動輪21は、例えば本体ケース20の左右に一対設けられている。この駆動輪21は、駆動手段としてのモータ33により駆動される。なお、この駆動輪21に代えて、駆動部としての無限軌道などを用いることもできる。
　モータ33は、駆動輪21に対応して配置されている。したがって、本実施形態では、このモータ33は、例えば左右一対設けられている。そして、このモータ33は、各駆動輪21を独立して駆動させることが可能となっている。
　掃除部22は、例えば床面や壁面などの被掃除部の塵埃を除去するものである。この掃除部22は、例えば床面上の塵埃を吸込口31から集めて捕集したり、壁面を拭き掃除したりする機能を有している。この掃除部22は、吸込口31から空気とともに塵埃を吸い込む電動送風機35と、吸込口31に回転可能に取り付けられて塵埃を掻き上げる回転清掃体としての回転ブラシ36およびこの回転ブラシ36を回転駆動させるブラシモータ37と、本体ケース20の前側などの両側に回転可能に取り付けられて塵埃を掻き集める旋回清掃部としての補助掃除手段(補助掃除部)であるサイドブラシ38およびこのサイドブラシ38を駆動させるサイドブラシモータ39との少なくともいずれかを備えていてもよい。また、この掃除部22は、吸込口31と連通して塵埃を溜める集塵部40を備えていてもよい。
　センサ部23は、電気掃除機11(本体ケース20)の走行をサポートする各種の情報をセンシングするものである。より具体的に、このセンサ部23は、例えば床面の凹凸状態(段差)や、走行の障害となる壁あるいは障害物、床面の塵埃量などをセンシングするものである。このセンサ部23は、周囲検出センサ43を備えている。また、このセンサ部23は、例えば赤外線センサ44や、塵埃量センサ(ごみセンサ)45を備えていてもよい。
　周囲検出センサ43は、本体ケース20の周囲の形状を検出するものである。この周囲検出センサ43は、撮像手段としてのカメラ51を備えている。また、この周囲検出センサ43は、判定部52を備えている。なお、この周囲検出センサ43は、検出補助手段(検出補助部)としてのランプ53を備えていてもよい。
　カメラ51は、本体ケース20の走行方向である前方を、それぞれ所定の水平画角(例えば１０５°など)でデジタルの画像を所定時間毎、例えば数十ミリ秒毎などの微小時間毎、あるいは数秒毎などに撮像するデジタルカメラである。このカメラ51は、単数でも複数でもよい。本実施形態では、カメラ51は、左右一対設けられている。すなわち、このカメラ51は、左右に離間されて本体ケース20の前部に配置されている。また、これらカメラ51，51は、互いの撮像範囲(視野)が重なっている。そのため、これらカメラ51，51により撮像される画像は、その撮像領域が左右方向にラップしている。なお、カメラ51により撮像する画像は、例えば可視光領域のカラー画像や白黒画像でもよいし、赤外線画像でもよい。
　判定部52は、カメラ51により撮像された画像中から特徴点などを抽出することにより、撮像された画像から本体ケース20の周囲に位置する物体(障害物など)の形状(物体の距離および高さなど)を検出するように構成されている。換言すれば、この判定部52は、カメラ51により撮像された画像に基づいて本体ケース20からの距離を算出した物体が障害物であるかどうかを判定するように構成されている。例えば、この判定部52は、既知の方法を用いて、カメラ51により撮像した画像と、カメラ51間の距離とに基づいて物体(特徴点)の距離(深度)および三次元座標を計算するように構成されている。すなわち、この判定部52は、具体的に、カメラ51，51とこれらカメラ51，51により撮像された画像Ｇ，Ｇの物体Ｏ(特徴点SP)との距離ｆ(視差)、および、カメラ51，51間の距離ｌに基づく三角測量を応用し、カメラ51，51により撮像した各画像Ｇ，Ｇ中から同一位置を示す画素ドットを検出し、この画素ドットの上下方向、左右方向および前後方向の角度を計算して、これら角度とカメラ51，51間の距離ｌとからその位置のカメラ51からの距離および高さを計算するとともに物体Ｏ(特徴点SP)の三次元座標を算出するように構成されている(図４)。また、この判定部52は、例えば所定の画像範囲(例えば本体ケース20の幅および高さに対応して設定された画像範囲)中に撮像されている物体の距離を、予め設定された、あるいは可変設定された閾値である設定距離と比較し、この設定距離以下の距離(電気掃除機11(本体ケース20)からの距離)に位置する物体を障害物であると判定するように構成されている。なお、この判定部52は、例えばカメラ51により撮像した生画像のレンズの歪み補正やノイズの除去、コントラスト調整、および画像中心の一致化などの一次画像処理をする画像補正機能を備えていてもよい。また、この判定部52は、制御部24に設けられていてもよい。さらに、カメラ51が単数である場合には、判定部52は、電気掃除機11(本体ケース20)が移動したときに、対象物の座標の移動量から距離を計算することもできる。
　ランプ53は、カメラ51の撮像範囲を照明することで撮像に必要となる明るさを得るものである。このランプ53は、本実施形態では、カメラ51，51の中間位置に配置され、各カメラ51に対応して設けられている。このランプ53は、例えばＬＥＤなどが用いられる。
　赤外線センサ44は、本体ケース20の外方に向けて赤外線を出射し、その出射された赤外線が物体により反射される反射波を利用して障害物などを検出可能となっている。
　塵埃量センサ45は、例えば集塵部40の上流側、すなわち吸込口31から集塵部40へと連続する風路などに設けられた光センサである。この塵埃量センサ45は、光を出射する発光部と、この発光部からの光を受光する受光部とを備えている。そして、この塵埃量センサ45は、発光部から出射する光が受光部によって受光される量に基づき、これら発光部と受光部との間を通過する塵埃量の多寡を検出可能となっている。
　制御部24は、例えば制御手段本体(制御部本体)であるＣＰＵやＲＯＭおよびＲＡＭなどを備えるマイコンが用いられる。この制御部24は、駆動輪21(モータ33)を駆動させる走行制御手段である走行制御部61を備えている。また、この制御部24は、掃除部22と電気的に接続される掃除制御手段である掃除制御部62を備えている。さらに、この制御部24は、センサ部23と電気的に接続されるセンサ制御手段であるセンサ接続部63を備えている。また、この制御部24は、マッピング手段(マッピング部)としての地図生成部64を備えている。さらに、この制御部24は、時間推定部65を備えている。また、この制御部24は、表示部25と電気的に接続される表示制御手段としての表示制御部66を備えている。すなわち、この制御部24は、掃除部22、センサ部23、表示部25などと電気的に接続されている。また、この制御部24は、二次電池と電気的に接続されている。そして、この制御部24は、例えば駆動輪21すなわちモータ33を駆動して電気掃除機11(本体ケース20)を自律走行させる走行モードと、充電装置12を介して二次電池を充電する充電モードと、動作待機中の待機モードとを有している。なお、この制御部24は、例えばフラッシュメモリなどの不揮発性のメモリなどを備えていてもよい。また、この制御部24は、二次電池の充電を制御する充電制御部を備えていてもよい。
　走行制御部61は、モータ33の駆動を制御する、すなわち、モータ33に流れる電流の大きさおよび向きを制御することにより、モータ33を正転、あるいは逆転させることで、モータ33の駆動を制御し、モータ33の駆動を制御することで駆動輪21の駆動を制御するものである。この走行制御部61は、後述する地図生成部64により作成した地図に基づいて、最適な走行ルートを設定するように構成してもよい。ここで、作成する最適な走行ルートとしては、地図中の掃除可能な領域(障害物や段差などの走行不能な領域を除く領域)を最短の走行距離で走行できるルート、例えば電気掃除機11(本体ケース20)が可能な限り直進する(方向転換が最も少ない)ルート、障害物となる物体への接触が少ないルート、あるいは、同じ箇所を重複して走行する回数が最小となるルートなど、効率的に走行(掃除)を行うことができるルートが設定される。また、この走行制御部61は、センサ部23(周囲検出センサ43および赤外線センサ44)により検出した障害物に応じて走行ルートを随時変更することもできる。さらに、走行制御部61は、二次電池の残量に基づき、電気掃除機11(本体ケース20)の走行速度や走行ルートを設定することもできる。例えば、二次電池の残量が不充分な場合には、電気掃除機11(本体ケース20)の速度を相対的に大きく設定し、短時間でより広い掃除領域を掃除できるようにしてもよい。
　掃除制御部62は、掃除部22の電動送風機35、ブラシモータ37およびサイドブラシモータ39の駆動を制御する、すなわち、電動送風機35、ブラシモータ37、および、サイドブラシモータ39の通電量をそれぞれ別個に制御することで、これら電動送風機35、ブラシモータ37(回転ブラシ36)、および、サイドブラシモータ39(サイドブラシ38)の駆動を制御する。この掃除制御部62は、二次電池の残量に基づき、電動送風機35、ブラシモータ37およびサイドブラシモータ39の駆動を制御することもできる。例えば、二次電池の残量が不充分な場合には、電動送風機35、ブラシモータ37およびサイドブラシモータ39の駆動を低減して、二次電池の使用量を抑制することもできる。
　センサ接続部63は、センサ部23(周囲検出センサ43、赤外線センサ44、塵埃量センサ45)による検出結果を取得するものである。また、このセンサ接続部63は、カメラ51の動作(シャッタ動作など)を制御して所定時間毎にカメラ51により画像を撮像させる撮像制御部やランプ53の動作(ランプ53のオンオフ)を制御する照明制御部の機能を備えていてもよい。
　地図生成部64は、周囲検出センサ43により検出された本体ケース20の周囲の形状(障害物となる物体の距離および高さ)に基づき掃除領域を走行可能であるかどうかを示す地図(マップ)を作成するものである。具体的に、この地図生成部64は、カメラ51により撮像した画像中の物体の特徴点の三次元座標に基づき、電気掃除機11の自己位置、および、障害物となる物体の有無を判断するとともに、電気掃除機11(本体ケース20)が配置された掃除領域内に位置する物体(障害物)などの位置関係および高さを記す地図を作成する。すなわち、この地図生成部64には、既知のＳＬＡＭ(simultaneous localization and mapping)技術を用いることができる。
　時間推定部65は、地図生成部64により作成された地図に基づいて、掃除に要すると想定される掃除予定時間を推定するように構成されている。具体的に、この時間推定部65は、地図生成部64により作成された地図の広さ(面積)から、電気掃除機11(本体ケース20)の大きさや電気掃除機11(本体ケース20)の平均的な走行速度に基づき、掃除予定時間を推定するように構成されている。
　表示制御部66は、表示部25に各種情報を表示するように制御する。例えば、表示制御部66によって、時間推定部65により推定された掃除予定時間、掃除開始からの経過時間、掃除の残り時間、あるいは掃除時間から算出される掃除終了予定時刻などを表示部25に表示させることが可能となっている。
　入出力部は、図示しないリモコンなどの外部装置から送信される制御コマンドや、本体ケース20に設けられたスイッチ、あるいはタッチパネルなどの入力手段から入力される制御コマンドを取得するとともに、例えば充電装置12などに対して信号を送信するものである。この入出力部は、例えば充電装置12などへと無線信号(赤外線信号)を送信する例えば赤外線発光素子などの図示しない送信手段(送信部)、および、充電装置12やリモコンなどからの無線信号(赤外線信号)を受信する例えばフォトトランジスタなどの図示しない受信手段(受信部)などを備えている。
　二次電池は、掃除部22、センサ部23、制御部24および表示部25などに給電するものである。また、この二次電池は、例えば本体ケース20の下部などに露出する接続部としての充電端子71と電気的に接続されており、これら充電端子71が充電装置12側と電気的および機械的に接続されることで、この充電装置12を介して充電されるようになっている。
　充電装置12は、例えば定電流回路などの充電回路を内蔵している。また、この充電装置12には、二次電池の充電用の充電用端子73が設けられている。この充電用端子73は、充電回路と電気的に接続されており、充電装置12に帰還した電気掃除機11の充電端子71と機械的および電気的に接続されるようになっている。
　外部装置は、建物の内部では例えばホームゲートウェイを介してネットワークに対して有線あるいは無線通信可能であるとともに、建物の外部ではネットワークに対して有線あるいは無線通信可能な、例えばＰＣ(タブレット端末(タブレットＰＣ))やスマートフォン(携帯電話)などの汎用のデバイスである。この外部装置は、画像を表示する表示機能を有していてもよい。
　次に、上記第１の実施形態の動作を、図面を参照しながら説明する。
　一般に、電気掃除装置は、電気掃除機11によって掃除をする掃除作業と、充電装置12によって二次電池を充電する充電作業とに大別される。充電作業は、充電装置12に内蔵された充電回路を用いる既知の方法が用いられるため、掃除作業についてのみ説明する。また、外部装置などからの指令に応じてカメラ51により所定の対象物を撮像する撮像作業を別途備えていてもよい。
　まず、掃除の開始から終了までの概略を説明する。電気掃除機11は、掃除を開始すると、充電装置12に接続されている場合には充電装置12から離脱した位置で、充電装置12に接続されていない場合にはその位置で、走行場所である掃除領域を走査する。すなわち、電気掃除機11は、掃除の開始前の走査時に位置を移動(走行)せずに所定の初期動作を行う。そして、メモリに地図が記憶されていない場合にはこの走査によって初期地図を作成し、メモリに地図が記憶されている場合にはこの地図と走査によって作成した初期地図との比較によって掃除領域の地図の変更や自己位置を確認する。本実施形態において、初期地図は、最初に掃除領域の走査(初期走査)により作成したものを、さらに追加で走査することにより必要に応じて拡張することで更新して作成する。すなわち、本実施形態では、掃除動作の開始前に、地図生成部64により可能な限り詳細な初期地図を作成する。そして、電気掃除機11は、地図に基づいて走行ルートを設定し、この設定した走行ルートに沿って走行しながら掃除をしつつ、地図を随時更新して完成していく。掃除が終了すると、電気掃除機11は、充電装置12へと帰還した後、二次電池の充電作業に移行する。
　上記の制御をより具体的に説明すると、電気掃除機11は、例えば予め設定された掃除開始時刻となったときや、リモコンまたは外部装置によって送信された掃除開始の制御コマンドを入出力部によって受信したときなどのタイミングで、制御部24が待機モードから走行モードに切り換わる。次いで、電気掃除機11は、充電装置12に接続されている場合、走行制御部61が駆動輪21(モータ33)の駆動を制御することで充電装置12から所定距離直進して離脱した後、掃除領域を走査(初期走査)する。この走査の際、電気掃除機11は、走行制御部61により駆動輪21(モータ33)の駆動を制御することで本体ケース20に所定範囲内で所定の初期動作をさせることによって周囲検出センサ43により走査した周囲の形状に基づいて掃除領域の初期地図を作成する。ここで、所定範囲とは、掃除場所の形状(大きさ)に依存しない、予め設定された範囲である。本実施形態では例えば走行制御部61が駆動輪21(モータ33)の駆動を制御することで、本体ケース20(電気掃除機11)が所定角度、例えば３６０°旋回する動作とする(図５)。すなわち、本実施形態において、電気掃除機11は走査開始位置から移動することなくその場で走査を行う。本実施形態において、この旋回動作は、例えば走行制御部61が一方の駆動輪21(モータ33)と他方の駆動輪21(モータ33)とを互いに逆転させることで、電気掃除機11(本体ケース20)がその場で旋回(超信地旋回)するものとする。これにより、電気掃除機11(本体ケース20)から見て物体(障害物)Ｏの陰となる位置を除く掃除領域を初期地図PMとして取得することができる。
　さらに、本実施形態では、初期走査の後、追加走査を実行し、初期地図の外方に走行場所である掃除領域をさらに検出すると、初期地図を更新して拡張する。すなわち、初期走査では、例えばソファなどの家具が掃除領域に配置されている場合、電気掃除機11の位置から見てその家具のいわば陰となる位置が周囲検出センサ43によって検出不可能であるため、追加走査を実施することで初期走査により検出できなかった掃除領域を初期地図に反映する。
　この追加走査時の電気掃除機11の動作としては、様々な動作が可能であるが、例えば初期地図内の複数の位置で旋回して初期地図の外方の走行場所を確認したり(複数旋回)、初期地図の縁部に沿って走行しながら初期地図の外方の走行場所を確認したり(縁部走行)、初期地図の範囲内で走行しながら初期地図の外方の走行場所を確認したり(内部走行)、初期地図の縁部にて現在位置から離れた位置へ走行させた後、初期地図の外方の走行場所を確認したり(遠部走行)することができる。
　例えば上記複数旋回の場合(図６)には、初期走査により作成された初期地図PMの範囲内で、走行制御部61が駆動輪21(モータ33)の駆動を制御することで本体ケース20を複数の位置へと移動させ、それぞれ移動した位置で走行制御部61が駆動輪21(モータ33)の駆動を制御することで本体ケース20をそれぞれ旋回させつつ、周囲検出センサ43により初期地図PMの外方の形状(障害物)を検出することで初期地図PMの外方に位置する走行場所である掃除領域を確認する。
　また、上記縁部走行の場合(図７)には、初期走査により作成された初期地図PMの範囲内で、走行制御部61が駆動輪21(モータ33)の駆動を制御することで本体ケース20を初期地図PMの縁部Ｅに沿って走行させつつ周囲検出センサ43により初期地図PMの外方の形状を検出することで初期地図PMの外方に位置する掃除領域EAを確認する。
　さらに、上記内部走行の場合(図８)には、初期走査により作成された初期地図PMの範囲内で、走行制御部61が駆動部21(モータ33)の駆動を制御することで本体ケース20を走行させつつ周囲検出センサ43により初期地図PMの外方の形状を検出することで初期地図PMの外方に位置する掃除領域EAを確認する。このとき、本実施形態では、電気掃除機11(本体ケース20)を初期地図PM内でランダムに走行させるものとするが、例えばジグザグ状など、規則的に走行させるようにしてもよい。
　また、上記遠部走行の場合(図９)には、初期走査により作成された初期地図PMの縁部Ｅ近傍において、走行制御部61が駆動輪21(モータ33)の駆動を制御することで電気掃除機11(本体ケース20)を現在位置から離れた位置へ走行させた後、周囲検出センサ43により初期地図PMの外方の形状を検出することで初期地図PMの外方に位置する掃除領域EAを確認する。なお、現在位置から離れた位置とは、例えば初期地図PMの縁部Ｅにおいて、電気掃除機11(本体ケース20)の位置から最も距離が遠い位置、あるいは２番目に距離が遠い位置などとする。
　これらの動作は、初期地図PMの形状や使用者への電気掃除機11の動作の見せ方などの製品仕様から選択することが望ましいが、例えば互いに組み合わせることもできるし、任意の複数の動作を順次行うこともできる。
　そして、地図生成部64は、初期地図PMの範囲の外方に掃除領域EAを検出すると、この掃除領域EAを初期地図PMに追加して更新した初期地図PM1を作成する。なお、この初期地図PM1は、制御部24などに備えられたメモリに記憶する。
　初期地図を作成すると、走行制御部61が初期地図に基づき走行ルートを設定する。
　一方、電気掃除機11は、充電装置12に接続されていない場合には、充電装置12からの離脱動作を除き、上記の動作および制御と同様にして走行ルートを設定する。すなわち、電気掃除機11が充電装置12に接続されていない場合、例えば異なるフロアなど、前回掃除した領域と異なる領域に運ばれて使用されようとしている可能性があるため、現在の場所が前回の掃除領域と同一であるか異なっているかを確認する必要がある。そこで、この場合には、電気掃除機11が充電装置12に接続されている場合と同様に周囲検出センサ43を用いて掃除領域を走査し、メモリに地図が記憶されていない場合にはこの走査によって初期地図を作成し、メモリに地図が記憶されている場合にはこの地図と走査によって作成した初期地図との比較によって掃除領域の地図の変更や自己位置を確認する。
　また、時間推定部65が地図に基づいて掃除時間を推定し、この推定した掃除時間に関連する表示を表示制御部66により表示部25に表示する。
　そして、走行制御部61が駆動輪21(モータ33)を制御することで本体ケース20を設定した走行ルートに沿って自律走行させつつ、掃除制御部62が掃除部22を動作させて掃除領域の床面を掃除する(掃除モード)。掃除部22では、例えば制御部24(掃除制御部62)により駆動された電動送風機35、ブラシモータ37(回転ブラシ36)、あるいはサイドブラシモータ39(サイドブラシ38)により床面の塵埃を、吸込口31を介して集塵部40へと捕集する。また、電気掃除機11は、自律走行の際、センサ部23の周囲検出センサ43や赤外線センサ44により初期地図に記されていない掃除領域内の障害物などの物体の三次元座標や位置を検出すると、地図生成部64が地図に反映させ、メモリに記憶していく(図１０ないし図１２)。また、制御部24は、電動送風機35や回転ブラシ36(ブラシモータ37)、あるいはサイドブラシ38(サイドブラシモータ39)の駆動力を塵埃量センサ45により検出した塵埃量や床面の種類などに応じて増減させることもできる。例えば塵埃量センサ45により検出した塵埃量が多い場合には、これらの駆動力を上げ、塵埃量が相対的に少ない場合には下げる。
　設定された走行ルートを完走すると掃除動作を終了し、電気掃除機11は、走行制御部61が駆動輪21(モータ33)の駆動を制御して充電装置12に帰還し(図１３)、この充電装置12と接続(充電端子71と充電用端子73とを機械的および電気的に接続)して、この接続から所定時間後など、所定のタイミングで充電動作に移行する。
　上記の動作および制御を、図１４に示すフローチャートを参照しながら説明する。まず、掃除が開始すると、制御部24は、電気掃除機11が充電装置12に接続されているか否かを判断する(ステップS1)。このステップS1において、充電装置12に接続されていると判断した場合には、走行制御部61は、駆動輪21(モータ33)の駆動を制御して電気掃除機11(本体ケース20)を充電装置12から離脱させる(ステップS2)。この後、地図生成部64は、メモリに地図が記憶されているか否かを判断する(ステップS3)。このステップS3において、地図が記憶されていないと判断すると、電気掃除機11は、走行制御部61が駆動輪21(モータ33)の駆動を制御して電気掃除機11(本体ケース20)に所定の初期動作(例えば旋回)をさせながら周囲検出センサ43が周囲の形状を検出することで掃除領域を走査し、地図生成部64により初期地図を生成する(ステップS4)。次いで、電気掃除機11は、走行制御部61が駆動輪21(モータ33)の駆動を制御して電気掃除機11(本体ケース20)に所定の動作をさせながら周囲検出センサ43が周囲の形状を検出することで掃除領域を追加走査し、地図生成部64により初期地図を更新する(ステップS5)。
　一方、ステップS1において、充電装置12に接続されていないと判断した場合には、電気掃除機11は、走行制御部61が駆動輪21(モータ33)の駆動を制御して電気掃除機11(本体ケース20)に所定の初期動作(例えば旋回)をさせながら周囲検出センサ43が周囲の形状を検出することで掃除領域を走査する(ステップS6)。そして、地図生成部64は、メモリに地図が記憶されているか否かを判断する(ステップS7)。このステップS7において、地図が記憶されていないと判断すると、ステップS4に進み、地図が記憶されていると判断すると、地図生成部64がステップS6の走査により検出した周囲の形状と地図とを比較することで自己位置を確認、すなわち現在位置を把握し(ステップS8)、ステップS9に進む。なお、掃除領域に配置されている障害物の中には、例えば椅子など、位置が一定しないことがあるものが含まれる場合があるため、ステップS8において、メモリに記憶されている地図とステップS6の走査により検出した周囲の形状とが異なる場合には、記憶されている地図に反映させて地図を更新することもできる。
　そして、電気掃除機11は、時間推定部65が地図に基づいて掃除時間を推定して表示部25に表示し(ステップS9)、掃除部22により掃除する(ステップS10)。次いで、周囲検出センサ43などにより周囲の形状を検出することにより、地図生成部64が地図にない障害物や掃除領域を検出したか否かを判断する(ステップS11)。このステップS11において、検出したと判断した場合には、地図生成部64が地図を更新し(ステップS12)、ステップS13に進む。この地図の更新により、走行ルートの変更が必要な場合には、走行制御部61が走行ルートを再設定する。また、ステップS11において、検出しないと判断した場合には、走行制御部61が走行ルートを完走したか否か、すなわち掃除が終了したか否かを判断する(ステップS13)。このステップS13において、掃除が終了していないと判断した場合には、ステップS10に戻り、掃除が終了したと判断した場合には、走行制御部61が駆動輪21(モータ33)の駆動を制御して電気掃除機11(本体ケース20)を充電装置12に帰還させ(ステップS14)、掃除を終了する。
　上述したように、上記第１の実施形態によれば、走行制御部61により駆動輪21の駆動を制御することで本体ケース20に所定範囲内で所定の初期動作をさせることにより周囲検出センサ43によって走査した周囲の形状に基づいて作成した掃除領域の初期地図では、掃除領域の全容を検出できていない可能性があるため、追加走査により初期地図を更新(拡張)することで、掃除開始前に詳細な初期地図を作成できる。したがって、走行制御部61による走行ルートの設定などが実際の掃除領域に即したより高精度のものとなり、より効率よく、かつ掃除領域をくまなく掃除できる。
　例えば、初期走査の後、走行制御部61により駆動輪21の駆動を制御することで本体ケース20を複数の位置でそれぞれ旋回させつつ初期地図の外方の掃除領域を周囲検出センサ43により確認する場合には、初期地図の精度をより向上できる。
　また、初期走査の後、地図生成部64が、走行制御部61により駆動輪21の駆動を制御することで本体ケース20を初期地図の縁部に沿って走行させつつ初期地図の外方の掃除領域を確認する場合には、初期地図の縁部からその先に掃除領域があるか否かを容易に確認できる。
　初期走査の後、地図生成部64が、走行制御部61により駆動輪21の駆動を制御することで本体ケース20を初期地図の範囲内で走行させつつ初期地図の外方の掃除領域を確認する場合には、電気掃除機11(本体ケース20)が初期地図内をいわばうろうろと走行することによって初期地図の外方の掃除領域を容易に確認できる。
　地図生成部64が、走行制御部61により駆動輪21の駆動を制御することで本体ケース20を初期地図の縁部にて現在位置から離れた位置へ走行させた後、初期地図の外方の掃除領域を確認する場合には、初期地図の縁部からその先に掃除領域があるか否かを容易に確認できる。
　そして、地図生成部64が、初期地図の外方の掃除領域を検出すると、この初期地図を更新することで、地図の精度をより向上できる。
　次に、第２の実施形態を図１５ないし図１７を参照して説明する。なお、上記第１の実施形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。
　この第２の実施形態は、上記第１の実施形態において、掃除開始後の初期地図の作成後、この初期地図を拡張(更新)する動作をすることなくこの初期地図に基づいて設定した走行ルートに沿って走行しながら掃除をしつつ、初期地図を随時更新して地図を完成していくものである。すなわち、本実施形態では、初期地図の作成のための走査(初期走査)の後、追加の走査をすることなく、直接掃除動作に移行するものである。換言すれば、本実施形態では、初期地図の作成に要する時間を低減して早期に掃除を開始し、掃除をしながら地図を随時更新していくものである。したがって、この第２の実施形態は、上記第１の実施形態の図１４に示すフローチャートのステップS5が省略されているものである。
　走行制御部61は、初期地図、またはメモリに記憶されている地図に基づき任意に走行ルートを設定できるが、例えば掃除可能な領域をジグザグ状に走行させる走行ルート(ジグザグ走行ルート)、初期地図(地図)を複数の領域に区切り、領域毎に走行させる走行ルート(領域走行ルート)、初期地図(地図)の現在位置から近い縁部に移動させた後、その位置を基点として走行させる走行ルート(近部走行ルート)などが可能である。
　例えばジグザグ走行ルートの場合(図１５)には、走行制御部61が駆動輪21(モータ33)の駆動を制御することで本体ケース20が初期地図PM(地図)中の掃除可能な領域(障害物や段差などの走行不能な領域を除く領域)を最短の走行距離で走行できるルート、例えば電気掃除機11(本体ケース20)が可能な限り直進する(方向転換が最も少ない)ルート、障害物となる物体への接触が少ないルート、あるいは、同じ箇所を重複して走行する回数が最小となるルートなど、効率的に走行(掃除)を行うことができるルートが設定される。
　また、領域走行ルートの場合(図１６)には、例えば走行制御部61、あるいは地図生成部64が初期地図PM(地図)を複数の領域Ａに分割し、領域Ａ毎にジグザグ走行ルートなどの走行ルートを設定する。なお、例えば二次電池の残量が初期地図PM(地図)のすべての領域Ａを走行して掃除するのに不充分な場合には、この二次電池の残量に基づき、これら複数の領域Ａの中から一部の領域Ａのみを優先的に掃除するように走行ルートを設定することもできる。
　さらに、近部走行ルートの場合(図１７)には、初期地図PM(地図)の縁部Ｅ近傍において、走行制御部61が駆動輪21(モータ33)の駆動を制御することで、電気掃除機11(本体ケース20)を現在位置に近い位置へ走行させた後、その位置を基点として掃除領域内を例えばジグザグ走行するように走行ルートを設定する。なお、現在位置に近い位置とは、例えば初期地図PM(地図)の縁部Ｅにおいて、電気掃除機11(本体ケース20)の位置から最も距離が近い位置、あるいは２番目に距離が近い位置などとする。
　そして、掃除をしながら初期地図PMの範囲の外方に掃除領域EAを検出すると、この掃除領域EAを初期地図PMに追加して地図を随時更新していく。走行制御部61では、更新された地図に基づいて走行ルートを追加・修正することにより走行ルートを再設定することもできる。
　このように、所定の初期動作(旋回)によって掃除領域を走査して初期地図を作成すると、この初期地図の掃除可能な領域の掃除に直ちに移行するので、初期地図の作成に要する時間を短縮でき、早期に掃除を開始できる。
　すなわち、初期地図を作成する走査の時点で掃除領域の大部分が走査できている場合には、追加走査に要する時間が無駄になることも考えられるため、追加走査をせずに掃除を開始することで、より掃除の効率化に有効となる。特に、二次電池を電源とする電気掃除機11の場合には、追加走査に要する二次電池の容量を削減できるため、二次電池の容量も有効に利用できる。
　例えば、地図生成部64により初期地図を作成した後、走行制御部61が駆動輪21の駆動を制御して本体ケース20をこの初期地図の範囲内で走行させつつ掃除部22が掃除をする場合には、まず初期地図の内部の掃除可能な領域を先に掃除できるので、掃除に必要な時間を短縮でき、掃除の効率をより向上できる。
　また、地図生成部64により初期地図を作成した後、走行制御部61が駆動輪21の駆動を制御して本体ケース20をこの初期地図内の分割された領域毎に順次走行させつつ掃除部22が掃除をする場合には、初期地図を複数の領域に細分化して、電気掃除機11を効率よく走行させることができる。
　さらに、地図生成部64により初期地図を作成した後、走行制御部61が駆動輪21の駆動を制御して本体ケース20をこの初期地図の最も近い縁部に移動させ、この初期地図の範囲内で走行させつつ掃除部22が掃除をする場合には、最寄りの縁部から掃除を早期に開始させることができる。
　なお、上記第２の実施形態において、走行制御部61により設定する走行ルートは、上記第１の実施形態に適用することもできる。
　また、上記各実施形態において、地図のデータは、メモリだけでなく、データ通信手段を介して、ネットワークを経由してサーバに送信して記憶したり、外部装置に送信して外部装置のメモリに記憶したり外部装置に表示したりすることができる。
　さらに、周囲検出センサ43としては、カメラ51を用いるものの他に、例えばレーザを用いるものなど、物体の三次元座標を検出する任意の構成を適用できる。
　また、報知手段としては、画像などにより表示する表示部25だけでなく、例えば音声により報知する音声出力手段(発声部)などを用いることもできる。
　さらに、走行制御部61、掃除制御部62、センサ接続部63、地図生成部64、時間推定部65および表示制御部66などは、それぞれ制御部24に備える構成としたが、それぞれ別個に備えていてもよいし、任意に一体的に組み合わせてもよい。
　以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、走行制御部61により駆動輪21の駆動を制御することで本体ケース20に所定範囲内で所定の初期動作をさせることにより周囲検出センサ43によって走査した周囲の形状に基づいて掃除領域の初期地図を作成するので、この初期地図に基づいて走行ルートなどを容易に、かつ、精度よく設定でき、掃除の効率を向上できる。また、電気掃除機11の所定の初期動作(旋回)によって周囲を走査していることを使用者が目視できるので、電気掃除機11が掃除領域を闇雲に掃除しているのではなく、掃除領域の形状を認識して掃除していることを使用者にアピールできる。
　また、地図生成部64により初期地図を作成する際、走行制御部61が駆動輪21の駆動を制御することで本体ケース20を旋回させるので、本体ケース20の周囲の形状を容易に検出できるとともに、掃除領域を走査していることを使用者にアピールして、商品性を向上できる。
　そして、表示部25に掃除時間を表示して報知することで、およその掃除時間を使用者が知ることができ、商品性をより向上できる。
　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
　(1)所定範囲内で所定の初期動作をすることにより周囲の形状を走査し、この走査に基づいて走行場所の初期地図を作成することを特徴とした電気掃除機の走行制御方法。
　(2)初期地図を作成する際に旋回することを特徴とした(1)記載の電気掃除機の走行制御方法。
　(3)複数の位置でそれぞれ旋回しつつ初期地図の外方の走行場所を周囲検出センサにより確認することを特徴とした(2)記載の電気掃除機の走行制御方法。
　(4)本体ケースを初期地図の縁部に沿って走行させつつ前記初期地図の外方の走行場所を周囲検出センサにより確認することを特徴とした(1)ないし(3)いずれか一記載の電気掃除機の走行制御方法。
　(5)本体ケースを初期地図の範囲内で走行させつつ前記初期地図の外方の走行場所を周囲検出センサにより確認することを特徴とした(1)ないし(3)いずれか一記載の電気掃除機の走行制御方法。
　(6)本体ケースを初期地図の縁部にて現在位置から離れた位置へ走行させた後、前記初期地図の外方の走行場所を周囲検出センサにより確認することを特徴とした(1)ないし(3)いずれか一記載の電気掃除機の走行制御方法。
　(7)初期地図の外方の走行場所を検出すると、この初期地図を更新することを特徴とした(4)ないし(6)いずれか一記載の電気掃除機の走行制御方法。
　(8)初期地図を作成した後、この初期地図の範囲内で走行しつつ掃除をすることを特徴とした(1)ないし(7)いずれか一記載の電気掃除機の走行制御方法。
　(9)初期地図を作成した後、この初期地図内の分割された領域毎に順次走行しつつ掃除をすることを特徴とした(1)ないし(7)いずれか一記載の電気掃除機の走行制御方法。
　(10)初期地図を作成した後、この初期地図の最も近い縁部に移動し、この初期地図の範囲内で走行しつつ掃除をすることを特徴とした(1)ないし(7)いずれか一記載の電気掃除機の走行制御方法。
　(11)掃除している間も走行しつつ初期地図を随時更新することを特徴とした(8)ないし(10)いずれか一記載の電気掃除機の走行制御方法。
　(12)初期地図の大きさに基づいて掃除時間を推定して報知することを特徴とした(1)ないし(11)いずれか一記載の電気掃除機の走行制御方法。

Claims (12)

  1. 　本体ケースと、
    　この本体ケースを走行可能とする駆動部と、
    　この駆動部の駆動を制御することで前記本体ケースを自律走行させる走行制御手段と、
    　掃除をする掃除部と、
    　前記本体ケースの周囲の形状を検出する周囲検出センサと、
    　前記走行制御手段により前記駆動部の駆動を制御することで前記本体ケースに所定範囲内で所定の初期動作をさせることにより前記周囲検出センサによって走査した周囲の形状に基づいて走行場所の初期地図を作成するマッピング手段と
    　を具備したことを特徴とした電気掃除機。
  2. 　走行制御手段は、マッピング手段により初期地図を作成する際、駆動部の駆動を制御することで本体ケースを旋回させる
    　ことを特徴とした請求項１記載の電気掃除機。
  3. 　マッピング手段は、走行制御手段により駆動部の駆動を制御することで本体ケースを複数の位置でそれぞれ旋回させつつ初期地図の外方の走行場所を周囲検出センサにより確認する
    　ことを特徴とした請求項２記載の電気掃除機。
  4. 　マッピング手段は、走行制御手段により駆動部の駆動を制御することで本体ケースを初期地図の縁部に沿って走行させつつ前記初期地図の外方の走行場所を周囲検出センサにより確認する
    　ことを特徴とした請求項１ないし３いずれか一記載の電気掃除機。
  5. 　マッピング手段は、走行制御手段により駆動部の駆動を制御することで本体ケースを初期地図の範囲内で走行させつつ前記初期地図の外方の走行場所を周囲検出センサにより確認する
    　ことを特徴とした請求項１ないし３いずれか一記載の電気掃除機。
  6. 　マッピング手段は、走行制御手段により駆動部の駆動を制御することで本体ケースを初期地図の縁部にて現在位置から離れた位置へ走行させた後、前記初期地図の外方の走行場所を周囲検出センサにより確認する
    　ことを特徴とした請求項１ないし３いずれか一記載の電気掃除機。
  7. 　マッピング手段は、初期地図の外方の走行場所を検出すると、この初期地図を更新する
    　ことを特徴とした請求項４ないし６いずれか一記載の電気掃除機。
  8. 　マッピング手段により初期地図を作成した後、走行制御手段が駆動部の駆動を制御して本体ケースをこの初期地図の範囲内で走行させつつ掃除部が掃除をする
    　ことを特徴とした請求項１ないし７いずれか一記載の電気掃除機。
  9. 　マッピング手段により初期地図を作成した後、走行制御手段が駆動部の駆動を制御して本体ケースをこの初期地図内の分割された領域毎に順次走行させつつ掃除部が掃除をする
    　ことを特徴とした請求項１ないし７いずれか一記載の電気掃除機。
  10. 　マッピング手段により初期地図を作成した後、走行制御手段が駆動部の駆動を制御して本体ケースをこの初期地図の最も近い縁部に移動させ、この初期地図の範囲内で走行させつつ掃除部が掃除をする
    　ことを特徴とした請求項１ないし７いずれか一記載の電気掃除機。
  11. 　マッピング手段は、走行制御手段により駆動部の駆動を制御して本体ケースを走行させて掃除部により掃除している間も初期地図を随時更新する
    　ことを特徴とした請求項８ないし１０いずれか一記載の電気掃除機。
  12. 　初期地図の大きさに基づいて掃除時間を推定して報知する報知手段を具備した
    　ことを特徴とした請求項１ないし１１いずれか一記載の電気掃除機。
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