WO2019049657A1 - 自律走行掃除機、および、マップ補正方法 - Google Patents

自律走行掃除機、および、マップ補正方法 Download PDF

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WO2019049657A1
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WO
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map
unit
reference position
straight line
old
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PCT/JP2018/030885
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English (en)
French (fr)
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雄基 篠本
前田　茂則
智典 中村
克重 天野
浅井　幸治
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0268—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means
    • G05D1/0274—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means using mapping information stored in a memory device
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0255—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using acoustic signals, e.g. ultra-sonic singals
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation
    • A47L2201/04—Automatic control of the travelling movement; Automatic obstacle detection

Definitions

  • the present invention relates to an autonomous traveling cleaner that generates a map based on travel results, and a map correction method.
  • an autonomous traveling vacuum cleaner determines the position using the fact that the autonomous traveling cleaner is standing by while charging on a charging stand when not in use (see, for example, Patent Document 1). Specifically, the cleaning history of the autonomous traveling cleaner is recorded starting from the position of the charging stand. Then, based on the recorded information, a map is generated to determine the position of the autonomous traveling cleaner.
  • the autonomous traveling cleaner which is an example of the present invention uses the position of the reference member installed in the cleaning area as the reference position, and generates the old map generated based on the traveling results and the new map generated after the old map And a map generation unit. Furthermore, in the autonomous traveling vacuum cleaner, among the straight line components included in the old map and the new map, the longest straight line determination unit that determines the longest straight line component, and the longest straight line component included in the old map and the new map have predetermined axes. A map placement unit is provided to rotate and position the new map so as to be coincident or parallel.
  • the position of the reference member installed in the cleaning area is used as the reference position, and the old map generated based on the travel results and the old map
  • the new map is generated by the map generation unit. Furthermore, among the straight line components included in the old map and the new map, the longest straight line component is determined by the longest straight line determination unit. Then, at least the new map is rotated and placed in the map placement unit such that the longest straight line component included in the old map and the new map is coincident or parallel to the predetermined axis.
  • the new map can be made to follow the predetermined axis to generate the map of the correct posture.
  • the autonomous running cleaner which can clean the inside of a cleaning area efficiently, and the map correction method can be provided.
  • FIG. 1 is a plan view showing the external appearance of the autonomous traveling cleaner according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a bottom view showing the appearance of the autonomous traveling cleaner.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the appearance of the autonomous traveling cleaner.
  • FIG. 4 is a block diagram showing functional units related to map creation of the control unit according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a plan view showing the cleaning area according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing an old map according to the embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing a new map according to the embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram showing a state in which the new map and the old map are superimposed on each other with the reference position according to the embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram showing a state in which the new map and the old map are superimposed so as to minimize the difference according to the embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a method of correcting the reference positional deviation in the control unit.
  • FIG. 1 is a plan view showing the external appearance of the autonomous traveling cleaner according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a bottom view showing the appearance of the autonomous traveling cleaner.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the appearance of the autonomous traveling cleaner.
  • the autonomous traveling cleaner 100 is a robot type cleaner that autonomously travels in a cleaning area, which is a target area for cleaning such as a floor surface in a home, and sucks the dust present in the cleaning area.
  • the autonomous traveling cleaner 100 etc. whose plane shape is a triangle of a roulette are illustrated.
  • the autonomous traveling cleaner 100 of the present embodiment includes a body 120, a drive unit 130, a cleaning unit 140, a suction unit 150, a control unit 170, and various sensors described later.
  • the body 120 mounts various components of the autonomous traveling cleaner 100.
  • the drive unit 130 moves the body 120 in the cleaning area.
  • the cleaning unit 140 collects waste present in the cleaning area.
  • the suction unit 150 sucks the waste collected by the cleaning unit 140 into the inside of the body 120.
  • the control unit 170 controls the drive unit 130, the cleaning unit 140, the suction unit 150, and the like.
  • the body 120 constitutes a housing that accommodates the drive unit 130, the control unit 170, and the like.
  • the body 120 includes a lower body and an upper body, and the upper body is configured to be removable from the lower body.
  • the body 120 has a bumper provided at an outer peripheral portion thereof so as to be displaceable relative to the body 120. Further, as shown in FIG. 2, the body 120 has a suction port 121 for sucking the dust into the body 120.
  • the drive unit 130 causes the autonomous traveling cleaner 100 to travel in the cleaning area based on an instruction from the control unit 170.
  • one drive unit 130 is disposed on each of the left side and the right side with respect to the center in the width direction of the body 120 in a plan view.
  • the number of drive units 130 is not limited to two, and may be one or three or more.
  • the drive unit 130 includes a wheel traveling on the cleaning surface, a traveling motor for applying torque to the wheel, and a housing accommodating the traveling motor.
  • the wheel is accommodated in a recess formed on the lower surface of the body 120 and is rotatably attached to the body 120.
  • the autonomous traveling cleaner 100 is configured by an opposing two-wheel drive system including the caster 179 as an auxiliary wheel. By independently controlling the rotation of the two wheels, the autonomous traveling cleaner 100 can freely travel such as going straight, receding, rotating left, and rotating right.
  • the cleaning unit 140 constitutes a unit for sucking in the dust from the suction port 121.
  • the cleaning unit 140 includes a main brush disposed in the suction port 121, a brush drive motor for rotating the main brush, and the like.
  • the suction unit 150 is disposed inside the body 120.
  • the suction unit 150 includes a fan case, an electric fan disposed inside the fan case, and the like.
  • the electric fan sucks the air inside the trash can unit 151 and discharges the air to the outside of the body 120. As a result, the waste is sucked from the suction port 121 and accommodated in the trash can unit 151.
  • the autonomous traveling cleaner 100 exemplifies, for example, an obstacle sensor 173, a distance measurement sensor 174, a collision sensor (not shown), a camera 175, a floor surface sensor 176, and an acceleration sensor (shown below). It includes various sensors such as an angular velocity sensor (not shown) and the like (not shown).
  • the obstacle sensor 173 is a sensor that detects an obstacle present in front of the body 120.
  • an ultrasonic sensor is used as the obstacle sensor 173.
  • the obstacle sensor 173 includes a transmitting unit 171 and a receiving unit 172.
  • the transmitting unit 171 is disposed at the center of the front of the body 120 and transmits an ultrasonic wave toward the front.
  • the receiving unit 172 is disposed on both sides of the transmitting unit 171, and receives the ultrasonic waves transmitted from the transmitting unit 171. That is, the obstacle sensor 173 receives the reflected wave of the ultrasonic wave transmitted from the transmission unit 171 and reflected by the obstacle and returned by the reception unit 172. Thereby, the obstacle sensor 173 detects the distance and the position to the obstacle.
  • the distance measurement sensor 174 is a sensor that detects the distance between an object such as an obstacle present around the body 120 and the body 120.
  • the distance measurement sensor 174 is configured of, for example, an infrared sensor having a light emitting unit and a light receiving unit. That is, the distance measuring sensor 174 measures the distance to the obstacle based on the elapsed time from when the light emitted from the light emitting unit to the infrared light reflected by the obstacle returns and is received by the light receiving unit.
  • the distance measurement sensor 174 is disposed, for example, on the front top on the right side and in the front top on the left side.
  • the distance measuring sensor 174 on the right side outputs light (infrared ray) toward the front of the body 120 obliquely to the right, and the distance measuring sensor 174 on the left side outputs light toward the left front of the body 120.
  • the distance measurement sensor 174 detects the distance between the body 120 and an object in the vicinity closest to the contour of the body 120.
  • the collision sensor is, for example, a switch contact displacement sensor, and is provided on a bumper disposed around the body 120.
  • the switch contact displacement sensor is turned on by the obstacle coming into contact with the bumper and the bumper being pushed against the body 120. Thus, the collision sensor detects contact with an obstacle.
  • the camera 175 is a device for capturing an image of the entire circumference of the upper space of the body 120.
  • the image captured by the camera 175 is processed by the image recognition processing unit. By this processing, the current position of the autonomous traveling cleaner 100 can be grasped from the position of the feature point in the image.
  • the floor surface sensor 176 is disposed at a plurality of locations on the bottom surface of the body 120 and detects whether or not a floor area, for example, a cleaning area is present.
  • the floor surface sensor 176 is formed of, for example, an infrared sensor having a light emitting unit and a light receiving unit. That is, when the light (infrared rays) emitted from the light emitting unit returns and is received by the light receiving unit, the floor sensor 176 detects “floor present”. On the other hand, when the receiving unit receives only light having a threshold value or less, the floor sensor 176 detects “floor no”.
  • the drive unit 130 further comprises an encoder.
  • the encoder detects each rotation angle of a pair of wheels rotated by the traveling motor. Based on the information from the encoder, the traveling amount, the turning angle, the speed, the acceleration, the angular velocity, etc. of the autonomous traveling cleaner 100 are calculated.
  • the acceleration sensor detects an acceleration when the autonomous traveling cleaner 100 travels.
  • the angular velocity sensor detects an angular velocity when the autonomous traveling cleaner 100 turns.
  • the information detected by the acceleration sensor and the angular velocity sensor is used, for example, as information for correcting an error caused by the idle rotation of the wheel.
  • the obstacle sensor 173, the distance measurement sensor 174, the collision sensor, the camera 175, the floor surface sensor 176, the encoder, and the like described above are examples of sensors. Therefore, the autonomous traveling cleaner 100 does not have to include all the sensors. Moreover, the autonomous running cleaner 100 may be equipped with a sensor of a form different from the above.
  • the control unit 170 includes at least one of a storage device 200 (see FIG. 4), a processor, and a hardware circuit.
  • the processor executes predetermined processing in accordance with an instruction included in a program stored in storage device 200.
  • the hardware circuit executes each process. At this time, the hardware circuit is configured by a circuit including at least one of a digital circuit and an analog circuit.
  • the control unit 170 is connected to various sensors such as the obstacle sensor 173, the distance measurement sensor 174, the collision sensor, the camera 175, and the floor surface sensor 176 described above.
  • control unit 170 is connected to each drive source such as a traveling motor, a brush drive motor, and an electric fan. And control unit 170 controls rotation etc. of a drive source connected to control unit 170 based on information from various sensors.
  • control unit 170 causes the autonomous traveling cleaner 100 to travel according to the cleaning program stored in the storage device 200 so that the entire cleaning area can be cleaned as efficiently as possible.
  • the autonomous traveling cleaner 100 As described above, the autonomous traveling cleaner 100 according to the embodiment is configured.
  • FIG. 4 is a block diagram showing functional units related to map creation of the control unit 170 according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a plan view showing the cleaning area 180.
  • FIG. 6 is a diagram showing the old map 190.
  • FIG. 7 shows the new map 191.
  • FIG. 4 is a block diagram showing functional units related to map creation of the control unit 170 according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a plan view showing the cleaning area 180.
  • FIG. 6 is a diagram showing the old map 190.
  • FIG. FIG. 7 shows the new map 191.
  • control unit 170 of the autonomous traveling cleaner 100 includes a storage device 200, a map generation unit 181 functioning as a processing unit, a longest straight line determination unit 182, a map arrangement unit 183, and a difference calculation unit. And a reference position update unit 185.
  • Control unit 170 of the present embodiment further includes a display unit 186.
  • the map generation unit 181 is a processing unit that generates a map with the position of the reference member 189 installed in the cleaning area 180 shown in FIG. 5 as a reference position, based on the travel results.
  • the cleaning area 180 is an area in which the autonomous traveling cleaner 100 can travel. That is, generally, the cleaning area 180 is approximated by, for example, the shape of the floor of a room, as shown in FIG.
  • the reference member 189 is a member such as a device which becomes a reference position when the autonomous traveling cleaner 100 travels autonomously.
  • the reference member 189 is not particularly limited, a charging stand or the like for charging a battery provided in the autonomous traveling cleaner 100 with the supplied electric power is the reference member 189.
  • the traveling record refers to, for example, the autonomous traveling cleaning from when the autonomous traveling cleaner 100 starts traveling with the reference member 189 as a starting point based on a traveling program, for example, to the end of cleaning assuming that the entire cleaning area 180 is cleaned. It is a trajectory of the machine 100. That is, the travel record does not necessarily have to be the track that cleaned the entire cleaning area 180.
  • the outline of the area actually traveled, the reference member 189 shown in FIG. 6, and the reference member 189 shown in FIG. 7 are arranged based on the traveling results in the cleaning area 180 shown in FIG.
  • the information indicating the reference position 199, which is the new position, is generated as the old map and the new map, and stored in the storage device 200 of the control unit 170.
  • the map generation unit 181 stores the map generated based on the traveling results of the autonomous traveling cleaner 100 traveling for the first time or last time, for example, in the storage device 200 of the control unit 170 as an old map.
  • the map generated based on the traveling results of the autonomous traveling cleaner 100 traveling next time is held in the storage device 200 as a new map, for example.
  • the map generation unit 181 when there is an island region 180A which can not be traveled in the cleaning area 180, the map generation unit 181, as shown in FIGS. 6 and 7, an island region 190A. , 191 A, and generates a map including information indicating the outline and its position.
  • the map generated by the map generation unit 181 is realized as, for example, two-dimensional array data.
  • the map generation unit 181 divides the traveling result of the autonomous traveling cleaner 100 into, for example, quadrilaterals having a predetermined size such as 10 cm by 10 cm. Then, the map generation unit 181 regards each square as one element of the array constituting the map, and stores the array data in the storage device 200 as array data.
  • the specific data format to be stored is not particularly limited.
  • the value of each element may be stored as a numerical value such as “0” in the case of an immovable portion such as a wall, “1” in the case of a drivable floor surface, and “2” in the case of the reference member 189.
  • the storage device 200 may store, as additional information, the amount of cleaned dust, the position at which the autonomous traveling cleaner 100 has stopped, or the like as the value of each element.
  • the longest straight line determination unit 182 is a processing unit that determines the longest longest straight line component among the straight line components included in the map generated by the map generation unit 181.
  • the longest straight line component means the longest line segment included in the periphery of the map among all the line segments included in the map.
  • the slope of the component thereof is the line segment closest to the X axis or the Y axis as the longest straight line determination unit 182 May be determined as the longest linear component.
  • the longest straight line determination unit 182 determines the inclined line segment closest to the Y axis as the longest straight line components 192 and 193.
  • maps such as the old map 190 and the new map 191 are generated based on the traveling results of the autonomous traveling cleaner 100 traveling.
  • FIG. 8 is a diagram showing a state in which the new map 191 and the old map 190 are superimposed with the reference position made to coincide.
  • the map arrangement unit 183 is generated in the reference position 199 included in the new map 191 newly generated by the map generation unit 181 shown in FIG. 7 and before that shown in FIG.
  • the reference position 199 included in the old map 190 is matched.
  • the map arrangement unit 183 superimposes the longest straight line component 193 included in the new map 191 shown in FIG. 7 and the longest straight line component 192 included in the old map 190 shown in FIG. Arrange them together. As a result, as shown in FIG. 8, the new map 191 and the old map 190 are superimposed.
  • the process of overlapping the reference position 199 of the new map 191 with the old map 190 and rotating the new map 191 about the reference position 199 is executed by, for example, affine transformation of a matrix.
  • the affine transformation of the above matrix is an example of the process of rotating the map.
  • the old map 190 shown in FIG. 6 may be a map generated in the past, or may be a map obtained by performing statistical processing or the like on a plurality of maps generated in the past.
  • the map generated first among the old maps 190 is arranged such that the longest straight line component is along the predetermined axis (X axis or Y axis). Therefore, the old map 190 and the new map 191 are all generated so that the longest straight line component is along the predetermined axis.
  • the map generated by the map generation unit 181 may be generated in an inclined state to some extent as an error. Therefore, as shown in FIG. 8, the map arranging unit 183 causes the longest straight line component 192 of the old map 190 inclined at different angles and the longest straight line component 193 of the new map 191 to be along the Y axis, respectively. Place on Then, the reference positions 199 of the old map 190 and the new map 191 are moved in parallel so as to coincide with each other. As a result, as described below with reference to FIG. 9, the longest straight line component 192 of the old map 190 and the longest straight line component 193 of the new map 191 overlap so as to be parallel, and the difference between the maps is minimized.
  • FIG. 9 is a diagram showing a state in which the new map 191 and the old map 190 are superimposed so as to minimize the difference.
  • the difference calculating unit 184 first translates the new map 191 arranged by the map arranging unit 183 relative to the old map 190 plural times more than once. Then, the difference calculating unit 184 calculates the difference between the maps for each parallel movement.
  • the map difference is a portion that does not overlap when the new map 191 and the old map 190 are superimposed. That is, the map difference corresponds to the hatched portion shown in FIG.
  • the difference calculating unit 184 performs the new map 191 with respect to the old map 190 at predetermined intervals of, for example, 10 cm one or more times in a matrix in the X axis direction and Y axis direction. Translate in parallel. Then, the difference calculating unit 184 calculates the difference between the maps for each movement. At this time, the threshold may be determined, for example, by how many times the difference is calculated. Moreover, when the difference obtained continuously over multiple times always increases, the calculation of the difference may be ended at that stage.
  • the reference position update unit 185 Update the reference position of the map to be created next time.
  • the reference position of the map to be created next time that makes the movement amount of the reference position the smallest among them It is preferable to update as Thereby, even when the reference member 189 is moved in the cleaning area 180, it is possible to appropriately generate a new map.
  • the deviation of the reference position 199 is not limited to this.
  • the deviation of the reference position 199 is deviated to at least one of the X axis and the Y axis. Therefore, the reference position update unit 185 updates the coordinates of the reference position based on the deviation of the X axis and the Y axis. Thereby, the deviation between the maps can be corrected with higher accuracy.
  • the display unit 186 of the control unit 170 adjusts the inclination of the map so that the longest straight line component determined by the longest straight line determination unit 182 becomes parallel to the long side of the display image and causes the display device to display It is.
  • the autonomous traveling cleaner 100 of the present embodiment is configured to be able to communicate with a terminal device such as a smartphone via the communication unit. Therefore, the display unit 186 transmits a map of the direction corresponding to the aspect ratio of the terminal device to the terminal device via the communication unit, and causes the display device to display the map.
  • the map of the direction corresponding to the aspect ratio is a map in which the inclination is adjusted so that the longest straight line component of the map is parallel to the long side of the display unit of the terminal device.
  • the entire map can be displayed large on the liquid crystal screen of, for example, a smartphone, which is the display unit of the terminal device. Therefore, the user who operates the terminal apparatus can reliably designate the cleaning area to be cleaned through the displayed map as large as possible.
  • the deviation between the maps of the old map 190 and the new map 191 is corrected, and the user can be made to recognize.
  • processing such as correction of the reference positional deviation is realized by the control unit 170 executing a predetermined program by the processor.
  • processing such as correction of reference position deviation may be realized by a hardware circuit.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a method of correcting the reference positional deviation in the control unit 170.
  • the autonomous traveling cleaner 100 moves from the reference position 199 such as a charging stand into the cleaning area 180 and starts cleaning. At this time, while performing cleaning, the autonomous traveling cleaner 100 collects information in the cleaning area 180 via various sensors, and returns to the reference position 199. Then, based on the acquired information, the map generation unit 181 generates a new new map 191 (step S4001). In this case, the autonomous traveling cleaner 100 may be configured to sequentially generate a part of the map while cleaning is being performed.
  • the longest straight line determination unit 182 determines the longest straight line component 193 from the generated new map 191.
  • the map placement unit 183 superimposes the reference position 199, and rotationally corrects the new map 191 so that the longest straight line component 193 matches or is parallel to the X axis or the Y axis (step S4002).
  • the map arrangement unit 183 rotates the longest straight line component of the map along a predetermined axis (X axis or Y axis).
  • the map generation unit 181 determines whether the old map 190 is stored in the storage device 200 (step S4003). At this time, when the old map 190 is not stored in the storage device 200 (N in step S4003), the map generated by the map generation unit 181 is displayed as a new map 191 on a display device such as a terminal device. (Step S4006). Then, the correction process of the reference positional deviation is ended.
  • the difference calculation unit 184 draws the new map 191 with respect to the old map 190, for example, a rectangular spiral with a predetermined interval. Shift gradually.
  • To draw a spiral means to change the shift amounts in the X-axis direction and the Y-axis direction so as to draw a spiral from the reference position. Thereby, the difference can be confirmed from the closest possible range of the reference position.
  • the difference calculation unit 184 calculates the minimum difference by calculating and comparing the differences for each shift of one step. Then, the positional relationship of the new map 191 with respect to the old map 190 that minimizes the difference is calculated as a shift vector (S4004).
  • the reference position update unit 185 shifts the new map 191 based on the calculated shift vector to update the reference position 199 (S4005).
  • the display unit 186 transmits the map in which the reference position 199 is updated to the portable terminal owned by the user.
  • the display unit 186 creates an image showing a map so that the longest straight line component is along the long side of the screen of the portable terminal owned by the user, and transmits the image to the portable terminal.
  • the autonomous traveling cleaner 100 of the present embodiment when the arrangement of the reference member 189 such as the charging stand is changed, from the overall shape of the new map 191 and the old map 190, Recognize changes in the reference position 199. Then, based on the change of the recognized reference position 199, the reference position is updated to the correct reference position. As a result, the autonomous traveling cleaner 100 can always grasp the positional relationship between the reference member 189 and the cleaning area 180 in a correct state. As a result, even if the map is generated in an inclined state, the inside of the cleaning area 180 can be cleaned more reliably by correcting the new map 191 along a predetermined axis (X axis or Y axis). .
  • the present invention is not limited to the above embodiment.
  • another embodiment realized by arbitrarily combining the components described in the present specification and excluding some of the components may be used as an embodiment of the present invention.
  • modifications obtained by applying various modifications to those skilled in the art to the above embodiment without departing from the spirit of the present invention, that is, the meaning indicated by the language of the claims are also included in the present invention. included.
  • the configuration of the autonomous traveling vacuum cleaner 100 having a triangular shape in plan view is a triangle of a loulou is illustrated above, the present invention is not limited to this shape.
  • the shape of the autonomous traveling cleaner 100 may adopt any shape such as, for example, a circle or a rectangle, and the same effect can be obtained.
  • the present invention is useful for, for example, an autonomous traveling vacuum cleaner that requires a display of cleaning results and a more reliable designation function of a cleaning area to be cleaned.
  • it can be applied to applications such as robots used at home.

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Abstract

清掃エリアの基準部材の位置を基準位置としたマップを走行実績に基づいて生成するマップ生成部（１８１）と、マップに含まれる最長直線成分を決定する最長直線決定部（１８２）を備える。また、新マップの基準位置と旧マップの基準位置とを一致させ、かつ、それぞれの最長直線成分を平行または一直線上に配置するマップ配置部（１８３）と、新マップを旧マップに対して相対的に複数回平行移動させて移動毎にマップの差分を算出する差分算出部（１８４）を備える。そして、最小の差分が得られた旧マップの基準位置に対する新マップの基準位置の位置関係に基づいて基準位置を更新する基準位置更新部（１８５）を備える。これにより、基準位置がずれても正しい基準位置を把握できる自律走行掃除機を提供する。

Description

自律走行掃除機、および、マップ補正方法
　本発明は、走行実績に基づいてマップを生成する自律走行掃除機、および、マップ補正方法に関する。
　従来、カメラなどの外部情報を取得するセンサを備えない自律走行掃除機の場合、掃除開始時点で、自律走行掃除機がマップ上の、どの位置にいるかを判断することは不可能である。
　近年、自律走行掃除機が、不使用時に、充電台で充電しながら待機していることを利用して、位置を判断する自律走行掃除機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、充電台の位置を起点として、自律走行掃除機の掃除履歴を記録する。そして、記録した情報に基づいて、マップを生成して、自律走行掃除機の位置を判断している。
　しかしながら、特許文献１に記載の自律走行掃除機は、充電台を起点として繰り返し往復しながら掃除する場合、全体として傾いた状態のマップ、あるいは、平行にずれた状態のマップの、少なくとも一方の状態のマップが生成される虞がある。
特開２００６－１１０３２２号公報
　本発明の一例である自律走行掃除機は、清掃エリアに設置された基準部材の位置を基準位置とし、走行実績に基づいて生成される旧マップと、旧マップ以降に生成される新マップを生成するマップ生成部を備える。さらに、自律走行掃除機は、旧マップおよび新マップに含まれる直線成分のうち、最長直線成分を決定する最長直線決定部と、旧マップおよび新マップに含まれる最長直線成分が、所定の軸と一致または平行となるように新マップを回転させて配置するマップ配置部を備える。
　本発明の他の例である自律走行掃除機のマップ補正方法は、清掃エリアに設置された基準部材の位置を基準位置とし、走行実績に基づいて生成される旧マップと、旧マップ以降に生成される新マップをマップ生成部で生成する。さらに、旧マップおよび新マップに含まれる直線成分のうち、最長直線成分を最長直線決定部で決定する。そして、旧マップおよび新マップに含まれる最長直線成分が、所定の軸と一致または平行となるように、マップ配置部で、少なくとも新マップを回転させて配置する。
　なお、上記マップ補正方法が含む各処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを実施することも本発明の実施に該当する。無論、そのプログラムが記録された記録媒体を実施することも本発明の実施に該当する。
　これらによれば、マップが傾いた状態で生成される場合でも、新マップを所定の軸に沿わせて正しい姿勢のマップを生成できる。これにより、より正確なマップに基づいて、清掃エリア内を効率的に掃除できる自律走行掃除機、および、マップ補正方法を提供できる。
図１は、実施の形態に係る自律走行掃除機の外観を示す平面図である。 図２は、同自律走行掃除機の外観を示す底面図である。 図３は、同自律走行掃除機の外観を示す斜視図である。 図４は、実施の形態に係る制御ユニットのマップ作成に関する機能部を示すブロック図である。 図５は、実施の形態に係る清掃エリアを示す平面図である。 図６は、実施の形態に係る旧マップを示す図である。 図７は、実施の形態に係る新マップを示す図である。 図８は、実施の形態に係る基準位置を一致させて新マップと旧マップとを重ね合わせた状態を示す図である。 図９は、実施の形態に係る差分が最小となるように新マップと旧マップとを重ね合わせた状態を示す図である。 図１０は、制御ユニットにおける基準位置ずれの補正方法を示すフローチャートである。
　以下に、本発明に係る自律走行掃除機、および、マップ補正方法の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明に係る自律走行掃除機、および、マップ補正方法の一例を示したものに過ぎない。従って本発明は、以下の実施の形態を参考に請求の範囲の文言によって範囲が画定されるものであり、以下の実施の形態のみに限定されるものではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。
　また、図面は、本発明を示すために、適宜、強調や省略、比率の調整を行った模式的な図であり、実際の形状や位置関係、比率とは異なる場合がある。
　（実施の形態）
　以下、実施の形態に係る自律走行掃除機の構成について、図１から図３を用いて、説明する。
　図１は、実施の形態に係る自律走行掃除機の外観を示す平面図である。図２は、同自律走行掃除機の外観を示す底面図である。図３は、同自律走行掃除機の外観を示す斜視図である。なお、自律走行掃除機１００は、家庭内の床面などの清掃の対象領域である清掃エリアを自律的に走行し、清掃エリアに存在するごみを吸引するロボット型の掃除機である。例えば、平面形状がルーローの三角形である自律走行掃除機１００などが例示される。
　図１から図３に示すように、本実施の形態の自律走行掃除機１００は、ボディ１２０、駆動ユニット１３０、清掃ユニット１４０、吸引ユニット１５０、制御ユニット１７０、および、後述する各種センサを含んで構成される。ボディ１２０は、自律走行掃除機１００の各種の構成要素を搭載する。駆動ユニット１３０は、ボディ１２０を清掃エリア内で移動させる。清掃ユニット１４０は、清掃エリアに存在するごみを集める。吸引ユニット１５０は、清掃ユニット１４０で集めたごみを、ボディ１２０の内部に吸引する。制御ユニット１７０は、駆動ユニット１３０と、清掃ユニット１４０と、吸引ユニット１５０などを制御する。
　ボディ１２０は、駆動ユニット１３０、制御ユニット１７０などを収容する筐体を構成する。ボディ１２０は、下部ボディと上部ボディを含み、下部ボディに対し、上部ボディが取り外し可能に構成される。ボディ１２０は、外周部に、ボディ１２０に対して変位可能に設けられるバンパを有する。また、ボディ１２０は、図２に示すように、ごみをボディ１２０の内部に吸引するための吸込口１２１を有する。
　駆動ユニット１３０は、制御ユニット１７０からの指示に基づいて、自律走行掃除機１００を清掃エリア内で走行させる。本実施の形態においては、駆動ユニット１３０は、ボディ１２０の平面視における幅方向の中心に対して、左側および右側にそれぞれ１つずつ配置される。なお、駆動ユニット１３０の数は、２つに限られず、１つでもよく、また３つ以上でもよい。
　駆動ユニット１３０は、清掃面上を走行するホイール、ホイールにトルクを与える走行用モータ、および、走行用モータを収容するハウジングを含む。ホイールは、ボディ１２０の下面に形成される凹部に収容され、ボディ１２０に対して回転可能に取り付けられる。
　また、自律走行掃除機１００は、キャスター１７９を補助輪として備える対向二輪型の駆動方式で構成される。２つのホイールの回転を独立して制御することにより、自律走行掃除機１００は、直進、後退、左回転、右回転など、自在な走行が可能となる。
　清掃ユニット１４０は、吸込口１２１からごみを吸い込ませるためのユニットを構成する。清掃ユニット１４０は、吸込口１２１内に配置されるメインブラシ、メインブラシを回転させるブラシ駆動モータなどを含む。
　吸引ユニット１５０は、ボディ１２０の内部に配置される。吸引ユニット１５０は、ファンケース、および、ファンケースの内部に配置される電動ファンなどを含む。電動ファンは、ごみ箱ユニット１５１の内部の空気を吸引し、ボディ１２０の外方に空気を吐出させる。これにより、ごみが、吸込口１２１から吸い込まれ、ごみ箱ユニット１５１内に収容される。
　また、自律走行掃除機１００は、上述したように、以下に例示する、例えば障害物センサ１７３、測距センサ１７４、衝突センサ（図示せず）、カメラ１７５、床面センサ１７６、加速度センサ（図示せず）、角速度センサ（図示せず）などの各種センサを備える。
　障害物センサ１７３は、ボディ１２０の前方に存在する障害物を検出するセンサである。本実施の形態の場合、障害物センサ１７３として、例えば超音波センサが用いられる。障害物センサ１７３は、発信部１７１、受信部１７２を有する。発信部１７１は、ボディ１２０の前方の中央に配置され、前方に向けて、超音波を発信する。受信部１７２は、発信部１７１の両側に配置され、発信部１７１から発信された超音波を受信する。つまり、障害物センサ１７３は、発信部１７１から発信され、障害物により反射して戻ってくる超音波の反射波を受信部１７２で受信する。これにより、障害物センサ１７３は、障害物との距離や位置を検出する。
　測距センサ１７４は、ボディ１２０の周囲に存在する障害物などの物体と、ボディ１２０との距離を検出するセンサである。本実施の形態の場合、測距センサ１７４は、例えば発光部および受光部を有する赤外線センサで構成される。つまり、測距センサ１７４は、発光部から放射され、障害物で反射した赤外線が戻って受光部で受光されるまでの経過時間に基づいて、障害物との距離を測定する。
　具体的には、測距センサ１７４は、例えば右側の前方頂部、および、左側の前方頂部に配置される。右側の測距センサ１７４は、ボディ１２０の右斜め前方に向けて光（赤外線）を出力し、左側の測距センサ１７４は、ボディ１２０の左斜め前方に向けて光を出力する。この構成により、自律走行掃除機１００の旋回時において、測距センサ１７４は、ボディ１２０の輪郭と最も接近した周囲の物体と、ボディ１２０との距離を検出する。
　衝突センサは、例えばスイッチ接触変位センサで構成され、ボディ１２０の周囲に配設されるバンパに設けられる。スイッチ接触変位センサは、障害物がバンパと接触して、バンパがボディ１２０に対して押し込まれることにより、オンされる。これにより、衝突センサは、障害物との接触を検知する。
　カメラ１７５は、ボディ１２０の上部空間の全周画像を撮像する装置である。カメラ１７５で撮像された画像は、画像認識処理部で処理される。この処理により、画像内の特徴点の位置から自律走行掃除機１００の現在位置が把握できる。
　床面センサ１７６は、ボディ１２０の底面の複数箇所に配置され、清掃エリアである、例えば床面が、存在するか否かを検出する。本実施の形態の場合、床面センサ１７６は、例えば発光部および受光部を有する赤外線センサで構成される。つまり、床面センサ１７６は、発光部から放射した光（赤外線）が戻って受光部で受信された場合、「床面有り」として検出する。一方、床面センサ１７６は、受信部が閾値以下の光しか受信しない場合、「床面無し」として検出する。
　駆動ユニット１３０は、さらにエンコーダを備える。エンコーダは、走行用モータによって回転する一対のホイールのそれぞれの回転角を検出する。エンコーダからの情報により、自律走行掃除機１００の走行量、旋回角度、速度、加速度、角速度などが算出される。
　加速度センサは、自律走行掃除機１００が走行する際の加速度を検出する。角速度センサは、自律走行掃除機１００が旋回する際の角速度を検出する。加速度センサ、角速度センサにより検出された情報は、例えばホイールの空回りによって発生する誤差を修正するための情報などに用いられる。
　なお、以上で説明した障害物センサ１７３、測距センサ１７４、衝突センサ、カメラ１７５、床面センサ１７６、エンコーダなどは、センサの例示である。そのため、自律走行掃除機１００は、全てのセンサを備える必要はない。また、自律走行掃除機１００は、上記と異なる形態のセンサを備えてもよい。
　制御ユニット１７０は、記憶装置２００（図４参照）と、プロセッサ、および、ハードウェア回路の少なくとも一方を備える。プロセッサは、記憶装置２００に記憶されているプログラムに含まれる命令に従って、所定の処理を実行する。ハードウェア回路は、各処理を実行する。このとき、ハードウェア回路は、デジタル回路、および、アナログ回路の少なくとも一方を備える回路で構成される。制御ユニット１７０は、上述した、障害物センサ１７３、測距センサ１７４、衝突センサ、カメラ１７５、床面センサ１７６などの各種センサと接続される。
　また、制御ユニット１７０は、走行用モータ、ブラシ駆動モータ、および、電動ファンなどの各駆動源と接続される。そして、制御ユニット１７０は、各種センサからの情報に基づいて、制御ユニット１７０に接続される駆動源の、例えば回転などを制御する。
　さらに、制御ユニット１７０は、記憶装置２００に記憶されている清掃プログラムに従い、清掃エリア全体をできる限り、効率的に清掃できるように、自律走行掃除機１００を走行させる。
　以上のように、実施の形態に係る自律走行掃除機１００は構成される。
　以下、上記制御ユニット１７０のマップ作成に関する機能部の動作について、図４から図７を用いて、説明する。
　図４は、実施の形態に係る制御ユニット１７０のマップ作成に関する機能部を示すブロック図である。図５は、清掃エリア１８０を示す平面図である。図６は、旧マップ１９０を示す図である。図７は、新マップ１９１を示す図である。
　図４に示すように、自律走行掃除機１００の制御ユニット１７０は、記憶装置２００と、処理部として機能するマップ生成部１８１と、最長直線決定部１８２と、マップ配置部１８３と、差分算出部１８４と、基準位置更新部１８５などを備える。本実施の形態の制御ユニット１７０は、さらに表示部１８６を備える。
　マップ生成部１８１は、図５に示す清掃エリア１８０に設置された基準部材１８９の位置を基準位置としたマップを、走行実績に基づいて生成する処理部である。ここで、清掃エリア１８０とは、自律走行掃除機１００が走行可能な領域である。つまり、一般的には、清掃エリア１８０は、図５に示すように、例えば部屋の床面の形状で近似される。基準部材１８９とは、自律走行掃除機１００が自律的に走行する際の基準位置となる装置などの部材である。基準部材１８９は、特に限定されないが、供給される電力により自律走行掃除機１００が備えるバッテリーを充電する充電台などが、基準部材１８９となる。走行実績とは、例えば走行プログラムに基づいて、自律走行掃除機１００が基準部材１８９を起点として走行を開始してから、例えば清掃エリア１８０全体を清掃したとして、清掃を終了するまでの自律走行掃除機１００の軌跡である。つまり、走行実績は、必ずしも、清掃エリア１８０全体を清掃した軌跡でなくてもよい。
　マップ生成部１８１は、図５に示す清掃エリア１８０内の走行実績に基づいて、実際に走行した領域の外形と、図６に示す基準部材１８９、および図７に示す基準部材１８９が配置されていた位置である基準位置１９９を示す情報を、旧マップおよび新マップとして生成し、制御ユニット１７０の記憶装置２００に保存する。
　具体的には、マップ生成部１８１は、初めて、あるいは前回、自律走行掃除機１００が走行した走行実績に基づいて生成したマップを、例えば旧マップとして、制御ユニット１７０の記憶装置２００に保存する。
　そして、例えば次回、自律走行掃除機１００が走行した走行実績に基づいて生成したマップを、例えば新マップとして、記憶装置２００に保持する。
　このとき、マップ生成部１８１は、図５に示すように、清掃エリア１８０内に走行不可能な島状の領域１８０Ａが存在する場合、図６および図７に示すように、島状の領域１９０Ａ、１９１Ａの外形およびその位置を示す情報を含むマップを生成する。
　本実施の形態の場合、マップ生成部１８１が生成するマップは、例えば２次元の配列データとして実現される。具体的には、マップ生成部１８１は、自律走行掃除機１００の走行結果を、例えば縦横１０ｃｍなどの所定の大きさの、例えば四角形に分割する。そして、マップ生成部１８１は、各四角形がマップを構成する配列の１要素であると見做し、配列データとして、記憶装置２００に格納する。なお、記憶される、具体的なデータ形式は、特に限定されない。例えば各要素の値として、壁などの走行不可能な部分の場合「０」、走行可能な床面の場合「１」、基準部材１８９の場合「２」などの数値で記憶してもよい。上記以外に、各要素の値として、掃除したごみの量や、自律走行掃除機１００が停止した位置などを、追加情報として記憶装置２００に記憶させてもよい。
　最長直線決定部１８２は、マップ生成部１８１により生成されたマップに含まれる直線成分のうち、最も長い最長直線成分を決定する処理部である。ここで、最長直線成分とは、マップに含まれる全ての線分のうち、マップの周縁に含まれる最も長い線分を意味する。このとき、ある程度の誤差の範囲内で、最も長い線分の長さに近い線分が存在する場合、その成分の傾きが、Ｘ軸またはＹ軸に最も近い線分を、最長直線決定部１８２は、最長直線成分として決定してもよい。具体的には、図６および図７に示すように、Ｙ軸に最も近い、傾いた線分を、最長直線決定部１８２は、最長直線成分１９２、１９３として決定する。
　以上のように、自律走行掃除機１００が走行した走行実績に基づいて、旧マップ１９０および新マップ１９１などのマップが生成される。
　以下に、上記により作成された旧マップ１９０と新マップ１９１とのマップ間のずれの補正について、図８を用いて、説明する。
　図８は、基準位置を一致させて新マップ１９１および旧マップ１９０を重ね合わせた状態を示す図である。
　まず、マップ配置部１８３は、図７に示す、マップ生成部１８１が新しく生成した新マップ１９１に含まれる基準位置１９９と、図６に示す、それ以前に生成され、記憶装置２００に記憶された旧マップ１９０に含まれる基準位置１９９とを一致させる。同時に、マップ配置部１８３は、図７に示す新マップ１９１に含まれる最長直線成分１９３と、図６に示す旧マップ１９０に含まれる最長直線成分１９２とが、平行または一直線上になるように重ね合わせて配置する。これにより、図８に示すように、新マップ１９１と、旧マップ１９０とが重ね合わされた状態となる。
　なお、旧マップ１９０に対し、新マップ１９１の基準位置１９９を重ね合わせ、基準位置１９９を中心として新マップ１９１を回転させる処理は、例えば行列のアフィン変換で実行される。上記行列のアフィン変換は、マップを回転させる処理の、例示である。
　ここで、図６に示す旧マップ１９０は、過去に生成されたマップでもよく、過去に生成された複数のマップを統計的な処理などにより得られたマップでもよい。なお、旧マップ１９０のうち最初に生成されたマップは、所定の軸（Ｘ軸またはＹ軸）に最長直線成分が沿うように配置される。そのため、旧マップ１９０、および、新マップ１９１は、全て、所定の軸に最長直線成分が沿うように生成される。
　しかし、本実施の形態の場合、マップ生成部１８１により生成されたマップは、図６および図７に示すように、誤差として、ある程度、傾いている状態で生成される場合がある。そこで、マップ配置部１８３は、図８に示すように、それぞれ別の角度で傾いている旧マップ１９０の最長直線成分１９２と、新マップ１９１の最長直線成分１９３とが、それぞれＹ軸に沿うように配置する。そして、旧マップ１９０と新マップ１９１の基準位置１９９を一致させるように平行移動させる。これにより、以下、図９を用いて説明するように、旧マップ１９０の最長直線成分１９２と新マップ１９１の最長直線成分１９３が平行になるように重なり、マップ間の差分が最小になる。
　図９は、差分が最小となるように新マップ１９１と旧マップ１９０を重ね合わせた状態を示す図である。
　具体的には、差分算出部１８４は、まず、マップ配置部１８３で配置された新マップ１９１を旧マップ１９０に対して、相対的に、１回以上、複数回平行移動させる。そして、差分算出部１８４は、１回の平行移動毎に、マップ間の差分を算出する。ここで、マップの差分とは、新マップ１９１と旧マップ１９０を重ね合わせた場合に重複しない部分である。つまり、マップの差分は、図８に示すハッチング部分に相当する。
　本実施の形態の場合、差分算出部１８４は、例えば１０ｃｍなどの所定の間隔で、旧マップ１９０に対して新マップ１９１をＸ軸方向およびＹ軸方向に、マトリクス状に、１回以上、複数回、平行移動させる。そして、差分算出部１８４は、１回の移動毎に、マップ間の差分を算出する。このとき、差分を算出する回数は、例えば一律に何回までと、閾値を定めてもよい。また、複数回に亘って連続的に得られる差分が、常に増加する場合、その段階で差分の算出を終了してもよい。
　つぎに、基準位置更新部１８５は、差分算出部１８４で算出された差分のうち、最小の差分が得られた旧マップ１９０の基準位置１９９に対する新マップ１９１の基準位置１９９の位置関係に基づいて、次回に作成するマップの基準位置を更新する。このとき、ある程度の誤差の範囲内で、最小の差分と近い差分が一つまたは複数ある場合、これらの中から基準位置の移動量が最小となる基準位置を、次回に作成するマップの基準位置として更新することが好ましい。これにより、清掃エリア１８０において、基準部材１８９が動かされた場合でも、適切に、新たなマップを生成することが可能となる。なお、図９では、Ｘ軸方向にのみ基準位置１９９がずれている場合を例に示したが、基準位置１９９のずれは、これに限られない。通常、基準位置１９９のずれは、Ｘ軸、および、Ｙ軸の少なくも一方にずれる。そのため、基準位置更新部１８５は、Ｘ軸、および、Ｙ軸のずれに基づいて、基準位置の座標を更新する。これにより、各マップ間のずれを、より高い精度で補正できる。
　また、制御ユニット１７０の表示部１８６は、最長直線決定部１８２により決定された最長直線成分が表示画像の長辺と平行になるように、マップの傾きを調整して表示装置に表示させる処理部である。本実施の形態の自律走行掃除機１００は、通信部を介して、例えばスマートフォンなどの端末装置と通信可能に構成される。そこで、表示部１８６は、端末装置のアスペクト比に対応する向きのマップを、通信部を介して、端末装置に送信し、表示装置に表示させる。アスペクト比に対応する向きのマップとは、マップの最長直線成分が端末装置の表示部の長辺と平行になるように、傾きを調整したマップである。これにより、端末装置の表示部である、例えばスマートフォンの液晶画面に、マップ全体を大きく表示できる。そのため、端末装置を操作するユーザは、可能な限り大きく表示されたマップを介して、掃除する清掃エリアを確実に指定できる。
　以上により、旧マップ１９０と新マップ１９１とのマップ間のずれが補正され、ユーザに認識させることができる。
　以下に、自律走行掃除機１００の制御ユニット１７０における基準位置ずれの補正方法について、図１０を用いて、説明する。なお、基準位置ずれの補正などの処理は、制御ユニット１７０において、所定のプログラムをプロセッサで実行することにより実現される。また、ハードウェア回路により、基準位置ずれの補正などの処理を実現してもよい。
　図１０は、制御ユニット１７０における基準位置ずれの補正方法を示すフローチャートである。
　図１０に示すように、まず、自律走行掃除機１００は、充電台などの基準位置１９９から清掃エリア１８０内に移動し、掃除を開始する。このとき、掃除を実行しながら、自律走行掃除機１００は、各種センサを介して、清掃エリア１８０内の情報を収集し、基準位置１９９に戻る。そして、入手した情報に基づいて、マップ生成部１８１は、新しい新マップ１９１を生成する（ステップＳ４００１）。この場合、自律走行掃除機１００が掃除を実行中において、順次、マップの一部を生成する構成としてもよい。
　つぎに、最長直線決定部１８２は、生成された新マップ１９１から、最長直線成分１９３を決定する。
　つぎに、マップ配置部１８３は、基準位置１９９を重ね合わせて、最長直線成分１９３が、Ｘ軸またはＹ軸と、一致または平行になるように、新マップ１９１を回転補正する（ステップＳ４００２）。なお、マップが、新マップ１９１として、最初に生成される場合、マップ配置部１８３は、マップの最長直線成分を、所定の軸（Ｘ軸またはＹ軸）に沿うように回転させる。
　つぎに、マップ生成部１８１は、記憶装置２００に旧マップ１９０が記憶されているか否かを判断する（ステップＳ４００３）。このとき、記憶装置２００に旧マップ１９０が記憶されていない場合（ステップＳ４００３のＮ）、マップ生成部１８１で生成したマップを、新マップ１９１として、端末装置などの表示装置に表示して、ユーザに提示する（ステップＳ４００６）。そして、基準位置ずれの補正処理を終了する。
　一方、記憶装置２００に旧マップ１９０が記憶されている場合（ステップＳ４００３のＹ）、差分算出部１８４は、旧マップ１９０に対して、新マップ１９１を、例えば所定間隔の矩形の螺旋を描くように段階的にシフトさせる。なお、螺旋を描くとは、基準位置から螺旋を描くようにＸ軸方向とＹ軸方向のシフト量を変更することを意味する。これにより、基準位置の、なるべく近い範囲から差分を確認できる。このとき、差分算出部１８４は、一段階のシフト毎に、差分を算出し比較することにより、最小の差分を算出する。そして、差分が最小となる、旧マップ１９０に対する新マップ１９１の位置関係を、シフトベクトルとして算出する（Ｓ４００４）。
　つぎに、基準位置更新部１８５は、算出されたシフトベクトルに基づいて、新マップ１９１をシフトして、基準位置１９９を更新する（Ｓ４００５）。
　そして、表示部１８６は、基準位置１９９が更新されたマップを、ユーザが保有する携帯端末に送信する。このとき、表示部１８６は、ユーザが保有する携帯端末の画面の長辺に最長直線成分が沿うように、マップを示す画像を作成して、携帯端末に送信する。
　これにより、自律走行掃除機１００の制御ユニット１７０における基準位置ずれが補正処理される。
　以上で説明したように、本実施の形態の自律走行掃除機１００によれば、充電台などの基準部材１８９の配置が変更になった場合、新マップ１９１および旧マップ１９０の全体の形状から、基準位置１９９の変化を認識する。そして、認識した基準位置１９９の変化に基づいて、正しい基準位置に更新する。これにより、自律走行掃除機１００は、基準部材１８９と清掃エリア１８０との配置関係を、常に正しい状態で把握することが可能となる。その結果、例え、マップが傾いた状態で生成されても、新マップ１９１を所定の軸（Ｘ軸またはＹ軸）に沿わせて補正することにより、清掃エリア１８０内を、より確実に掃除できる。
　なお、本発明は、上記実施の形態に限定されない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本発明の実施の形態としてもよい。さらに、上記実施の形態に対して、本発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本発明に含まれる。
　例えば、上記では、平面形状がルーローの三角形である自律走行掃除機１００の構成を例に示したが、この形状に限られない。自律走行掃除機１００の形状は、例えば円形や矩形など任意の形状を採用してもよく、同様の効果が得られる。
　本発明は、掃除結果の表示や、掃除する清掃エリアのより確実な指定機能が要望される自律走行掃除機などに有用である。また、家庭内で使用するロボットなどの用途にも応用できる。
　１００　　自律走行掃除機
　１２０　　ボディ
　１２１　　吸込口
　１３０　　駆動ユニット
　１４０　　清掃ユニット
　１５０　　吸引ユニット
　１５１　　箱ユニット
　１７０　　制御ユニット
　１７１　　発信部
　１７２　　受信部
　１７３　　障害物センサ
　１７４　　測距センサ
　１７５　　カメラ
　１７６　　床面センサ
　１７９　　キャスター
　１８０　　清掃エリア
　１８０Ａ，１９０Ａ，１９１Ａ　　領域
　１８１　　マップ生成部
　１８２　　最長直線決定部
　１８３　　マップ配置部
　１８４　　差分算出部
　１８５　　基準位置更新部
　１８６　　表示部
　１８９　　基準部材
　１９０　　旧マップ
　１９１　　新マップ
　１９２　　最長直線成分
　１９３　　最長直線成分
　１９９　　基準位置
　２００　　記憶装置

Claims (4)

  1. 自律的に走行して掃除を行う自律走行掃除機であって、
    清掃エリアに設置された基準部材の位置を基準位置とし、走行実績に基づいて生成される旧マップと、前記旧マップ以降に生成される新マップを生成するマップ生成部と、
    前記旧マップおよび前記新マップに含まれる直線成分のうち、最長直線成分を決定する最長直線決定部と、
    前記旧マップおよび前記新マップに含まれる前記最長直線成分が、所定の軸と一致または平行となるように、少なくとも前記新マップを回転させて配置するマップ配置部と、を備える、
    自律走行掃除機。
  2. 前記マップ配置部は、
    前記新マップの基準位置と、以前に生成された前記旧マップに含まれる基準位置とを一致させ、かつ、前記旧マップに含まれる前記最長直線成分を前記所定の軸とし、前記新マップに含まれる前記最長直線成分とを一致または平行となるように配置し、
    前記マップ配置部で配置された前記新マップを前記旧マップに対して相対的に１回以上、平行移動させて、移動毎に前記新マップを前記旧マップとの差分を算出する差分算出部と、
    前記差分算出部で算出された差分のうち、最小の差分が得られた前記旧マップの基準位置に対する前記新マップの基準位置の位置関係に基づいて、前記新マップの基準位置を更新する基準位置更新部と、を備える、
    請求項１に記載の自律走行掃除機。
  3. 前記最長直線決定部により決定された前記最長直線成分が表示画像の長辺と平行になるように、前記新マップの傾きを調整して表示装置に表示させる表示部を備える、
    請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の自律走行掃除機。
  4. 自律的に走行して掃除を行う自律走行掃除機におけるマップ補正方法であって、
    清掃エリアに設置された基準部材の位置を基準位置とし、走行実績に基づいて生成される旧マップと、前記旧マップ以降に生成される新マップをマップ生成部で生成し、
    前記旧マップおよび前記新マップに含まれる直線成分のうち、最長直線成分を最長直線決定部で決定し、
    前記旧マップおよび前記新マップに含まれる前記最長直線成分が、所定の軸と一致または平行となるように、マップ配置部で、少なくとも前記新マップを回転させて配置する、
    マップ補正方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111714029A (zh) * 2019-03-19 2020-09-29 北京奇虎科技有限公司 清扫相似区域判别方法、装置、电子设备及可读存储介质
WO2020207006A1 (zh) * 2019-04-12 2020-10-15 珠海市一微半导体有限公司 一种视觉机器人的地图更新控制方法及地图更新控制系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006110322A (ja) 2004-10-12 2006-04-27 Samsung Kwangju Electronics Co Ltd ロボット掃除機の座標補正方法及びこれを用いたロボット掃除機システム
JP2007310198A (ja) * 2006-05-19 2007-11-29 Denso Corp 地図データ提供装置
JP2014219723A (ja) * 2013-05-01 2014-11-20 村田機械株式会社 自律移動体
WO2017141536A1 (ja) * 2016-02-16 2017-08-24 東芝ライフスタイル株式会社 自律走行体

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100513999C (zh) * 2005-02-10 2009-07-15 阿尔派株式会社 地图更新处理用数据生成方法、地图更新方法和装置
JP4300199B2 (ja) * 2005-06-13 2009-07-22 株式会社東芝 移動ロボット、移動ロボットの位置姿勢算出方法、移動ロボットの自律走行システム
WO2014189482A1 (en) * 2013-05-20 2014-11-27 Intel Corporation Techniques for merging virtual and physical floor maps
JP5897517B2 (ja) * 2013-08-21 2016-03-30 シャープ株式会社 自律移動体
JP6397663B2 (ja) * 2014-06-18 2018-09-26 シャープ株式会社 自走式電子機器
CN104858871B (zh) * 2015-05-15 2016-09-07 珠海市一微半导体有限公司 机器人系统及其自建地图和导航的方法
JP2017107456A (ja) * 2015-12-10 2017-06-15 国立大学法人豊橋技術科学大学 自律走行ロボットシステム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006110322A (ja) 2004-10-12 2006-04-27 Samsung Kwangju Electronics Co Ltd ロボット掃除機の座標補正方法及びこれを用いたロボット掃除機システム
JP2007310198A (ja) * 2006-05-19 2007-11-29 Denso Corp 地図データ提供装置
JP2014219723A (ja) * 2013-05-01 2014-11-20 村田機械株式会社 自律移動体
WO2017141536A1 (ja) * 2016-02-16 2017-08-24 東芝ライフスタイル株式会社 自律走行体

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3680743A4

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111714029A (zh) * 2019-03-19 2020-09-29 北京奇虎科技有限公司 清扫相似区域判别方法、装置、电子设备及可读存储介质
CN111714029B (zh) * 2019-03-19 2023-11-03 北京奇虎科技有限公司 清扫相似区域判别方法、装置、电子设备及可读存储介质
WO2020207006A1 (zh) * 2019-04-12 2020-10-15 珠海市一微半导体有限公司 一种视觉机器人的地图更新控制方法及地图更新控制系统
US11892301B2 (en) 2019-04-12 2024-02-06 Amicro Semiconductor Co., Ltd. Map update control method and map update control system for vision robot

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