Brevet FR2823895A1 — publié le 20021025

La présente invention se rapporte à un système comportant un robot de nettoyage, et plus particulièrement à un système comportant un robot de nettoyage susceptible de contrôler un robot de nettoyage depuis une distance éloignée en utilisant un réseau de communication mobile. Lorsqu'une personne nettoie un emplacement au moyen d'un aspirateur, cela nscessite beaucoup de travail pour la personne en question, étant donné que la personne doit déplacer elle-même l'aspirateur. En conséquence, un robot de nettoyage qui serait susceptible d'effectuer un nettoyage en se déplaçant librement, à partir du moment o une commande de nettoyage est ordonnée, a été développé. En outre, le robot mobile peut comporter plusieurs fonctions pour empêcher des catestrophes, par exemple des vols. Des études en ce sens ont été conduites. La figure 1 est un diagramme synoptique montrant un robot de s nettoyage conventionnel. En se reportant à la figure 1, le robot de nettoyage comporte une unité d'entranement 40 destinée à déplacer le corps du robot, une unité 30 de détection d'obstacles pour détecter un obstacle se trouvant sur le trajet suivant lequel se déplace le robot de nettoyage, une unité 20 de zo reconnaissance automatique de position permettant de reconnatre une position courante du robot de nettoyage, une unité 50 de nettoyage par aspiration pour nettoyer un sol, une unité 70 d'alimentation de puissance pour stocker et charger la puissance requise pour chacune des unités, et un dispositif de commande 60 pour contrôler chacune des unités. De plus, le robot de nettoyage comporte une unité 10 de réception de commande éloignée pour contrôler la mise en route et l'arrêt d'un fonctionnement du robot de nettoyage à partir d'une distance éloignée. L'unité 20 de reconnaissance automatique de position et l'unité 40 de détection d'obstacles comportent chacune, respectivement des cartes de so traitement d'image 22,32 et des caméras ou appareils photographiques 21, 31 pour reconnatre automatiquement la position du robot et détecter I' obstacle. Le robot de nettoyage ayant la construction indiquée ci-dessus démarre au moyen du dispositif de commande 60 lorsqu'une opération de nettoyage est commandée à partir de l'unité 10 de réception de commande éloignée, et il photographie automatiquement sa position en faisant fonctionner la caméra 21 de l'unité 20 de reconnaissance automatique de position. Alors le robot de nettoyage transmet les données de l'image photographiée à la carte 22 de traitement d' image et permet le traitement des données d'image. Le dispositif de commande 60 analyse la position o courante du robot de nettoyage en analysant les donnces d'image transmises depuis la carte 22 de traitement de l'image. Après ça, le dispositif de commande 60 déplace le corps du robot en transmettant un signal de commande aux unités 41 a, 41 b d'entranement moteur des moteurs 42a, 42b aux roues gauche et droite 43a, 43b. À ce moment, le dispositif de :s commande 60 contrôle l'unité de traitement 40 de façon à éviter les obstacles en actionnant la caméra 31 de l'unité 30 de détection d'obstacles et en recevant les données d'image codées dans la carte de traitement d'image 32. Lorsque le robot de nettoyage se déplace vers un endroit correspondant, le dispositif de commande 60 envoie le signal de commande o à l'unité 50 de nettoyage par aspiration et à l'unité 40 d'entranement de façon à faire tourner et déplacer le corps du robot pour qu'il effectue le nettoyage. Le robot de nettoyage effectue alors l'opération de nettoyage suivant un trejet établi en faisant fonctionner sa turbine d'aspiration 53, entranée par le moteur 52, commandé par l'unité d'entranement moteur 51. :s Le robot de nettoyage fonctionnant comme décrit ci-dessus peut éviter l'emplacement d'un obstacle situé devant lui en effectuant une reconnaissance de l'obstacle en mesurant l'intervalle qui le sépare de l'obstacle alors qu'il se déplace pour effectuer le nettoyage. Le robot de nettoyage peut également se déplacer vers une position désirée de façon so précise pour effectuer l'opération de reconnaissance automatique de position en utilisant l'intervalle mesuré. De plus, le robot de nettoyage utilise un dispositif à couplage de charge CCD pour reconnatre automatiquement sa position et détecter l'obstacle se situant sur le trajet de déplacement. Cependant, I' importance des donnéss image photographiées est très grande, de sorte que le robot de nettoyage utilise habituellement un processeur pour les données image afin de traiter ces données images de manière séparée. Cependant, dans le robot de nettoyage conventionnel, il existe une difficulté de fabriquer un robot de nettoyage compact étant donné que chacune des cartes de traitement image 22,32 que comporte le processeur o de données d' image sont installées à l'intérieur du corps du robot de nettoyage. En outre, un utilisateur doit commander le robot de nettoyage pour qu'il exécute un nettoyage à l'intérieur d'un emplacement, étant donné que le robot de nettoyage conventionnel peut être commandé seulement sur une s courte distance. Si l'utilisateur désire commander le robot de nettoyage en dehors de cet endroit, alors il n'y a pas de moyens pour commander le robot de nettoyage. Un objet de la présente invention est par suite de prévoir un système de nettoyage par un robot qui contrôle une opération de nettoyage depuis o une distance éloignée au moyen d'un terminal de communication mobile et qui contrôle une opération de nettoyage depuis une distance éloignée en traitant des données image photographiées par le robot de nettoyage au moyen d'un réseau de communication mobile. L'objet ci-dessus est obtenu en prévoyant un système de nettoyage s par un robot, lequel système comprend: un robot de nettoyage pour effectuer un nettoyage en se déplaçant librement dans un emplacement suivant des données de commande qui sont transmises et contenues dans un signal de communication mobile; un appareil de transmission mobile de communication permettant de recevoir le signal de communication mobile so transmis depuis le robot de nettoyage et un autre signal de communication mobile de façon à commander le robot de nettoyage, et qui relaie les signaux de communication mobile à un appareil correspondant; et un terminal de communication mobile pour transmettre la commande afin de commander le fonctionnement du robot de nettoyage par l'intermédiaire de l'appareil qui relaie la communication mobile. Le robot de nettoyage comprend: une unité d'entranement pour déplacer le corps du robot; une unité de reconnaissance de position automatique utilisant une caméra et un capteur pour reconna^'tre une position courante; une unité de détection d'obstacles comportant une caméra et un capteur pour détecter un obstacle; une unité de nettoyage par o aspiration pour recueillir la poussière se trouvant sur le sol; un module de communication mobile pour transmettre le signal de communication mobile à l'appareil de relais de communication mobile; et un dispositif de commande pour commander chacune des unités de façon à assurer le déplacement et le nettoyage correspondant aux données de commande transmises depuis le module de communication mobile. Le d i spositif de commande transmet l es données d' ach èvement de l'opération au terminal de communication mobile lorsqu'une opération est achevée conformément aux données de commande transmises. Le dispositif de commande transmet une image photographiée par la o caméra de l'unité de reconnaissance automatique de position et par la caméra de l'unité de détection d'obstacles à l'appareil de relais de communication mobile. Le système de nettoyage par robot comprend en outre un serveur de traitement d'image pour analyser les données images transmises par I'appareil de relais de communication mobile, et qui transmet les données de com man de, conformément aux résu ltats anal ysés, au robot de nettoyage à travers l'appareil de relais de communication mobile. Le serveur de traitement d'image comprend: une interface pour interfacer une donnée avec l'appareil de relais de communication mobile; so une unité de traitement d'image pour traiter les donnéss d'image transmises par l'interface; et un dispositif de commande pour analyser les données d'image traitées par l'unité de traitement d'image, créant les données de commande en fonction des résultats analysés, et envoyant les données de commande à l'interface. Ici, les données d'image transmises à l'interface du serveur de traitement d'image peuvent être transmises par Internet à partir de l'appareil de relais de communication mobile, en passant par un relais de base de communication mobile, ou peuvent être reçues directement en utilisant un signal à fréquence radio provenant de l'appareil de relais de communication mobile. Les objets, caractéristiques et avantages de la présente invention appara^tront plus clairement à l'aide de la description qui va suivre d'un mode de réalisation préféré de l' invention, description faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est un schéma synoptique montrant un robot de nettoyage s conventionnel; la figure 2 est une vue montrant schématiquement un système de nettoyage par robot utilisant un réseau de communication mobile conformément à la présente invention; la figure 3 est un schéma synoptique montrant le robot de nettoyage o de la figure 2; et la figure 4 est un schéma synoptique montrant le serveur de traitement d'image de la figure 2. On va maintenant décrire en détail un mode de réalisation préféré de la présente invention en faisant référence aux dessins annexés. La figure 2 est une vue qui montre schématiquement un système de nettoyage à robot conforme à la présente invention. En se reportant la figure 2, le système de nettoyage à robot comprend un robot de nettoyage 100, un appareil 200 relayant une communication en provenance d'un mobile, un terminal 400 de communication mobile, et un so serveur 300 de traitement d'image. Le robot de nettoyage 100 crée des données image à partir d'une caméra embarquée et transmet les données image à l'appareil 200 relayant la communication mobile en tant que premier signal de communication mobile. Le robot de nettoyage 100 reçoit également un second signal de communication mobile comprenant des données de commande provenant de l'appareil 200 relayant les communications mobiles. De plus, le robot 100 de nettoyage déplace le corps du robot et effectue l'opération de nettoyage conformément aux donnses de commande contenues dans le second signal de communication mobile. L'appareil 200 relayant la communication mobile reçoit les signaux de communication mobile et relaie les signaux à un appareil correspondant. Les signaux de communication mobile correspondent respectivement aux données image transmises à partir du robot de nettoyage 100 et correspondent également à la commande du robot de nettoyage transmises depuis le terminal 400 de communication mobile ou depuis le serveur 300 de traitement d'image. Le terminal 400 de communication mobile transmet une commande de travail au robot de nettoyage 100 à travers l'appareil 200 de relais de communication mobile. o Le serveur 300 de traitement image analyse les données d'image transmises à travers l'appareil 200 de relais de communication mobile, crée les données de commande en conformité aux résultats de l'analyse, et transmet les donnéss de commande à l'appareil 200 de relais de communication mobile. :s La figure 3 est un schéma synoptique montrant le fonctionnement du robot mobile conformément à la présente invention. En se reportant à la figure 3, le robot de nettoyage 100 comporte: une unité d'entranement 110 pour déplacer le corps du robot; une unité de reconnaisance automatique de position comportant une caméra 121 so et un capteur 122 pour reconnatre une position courante du robot de nettoyage; une unité 130 de détection d'obstacles comportant une caméra 131 et un capteur 132 pour détecter un obstacle se trouvant sur un trejet de déplacement; une unité 115 de nettoyage par aspiration pour collecter la poussière se trouvant sur un sol; un module 140 de communication mobile pour transmettre un signal de communication mobile après conversion des données image transmises à partir de l'unité 120 de reconnaissance automatique de position et à partir de l'unité de détection d'obstacles 130, et pour envoyer après conversion le signal de communication mobile transmis aux données de commande; et un dispositif de commande 150 pour contrôler chacune des unités de façon à déplacer le robot et assurer le o nettoyage en fonction des données de commande transmises à partir du module 140 de communication mobile. Une unité d'affichage 160 affiche toute situation anormale du robot de nettoyage 100 au côté sortie. Le dispositif de commande 150 du robot de nettoyage 100 répond à la commande d'un appareil qui requiert une opération en créant des données correspondant à l ' achèvement d' u ne o pérati on et en transmettant les donnéss au module 140 de communication mobile lorsque l'opération commandée est achevée. De plus, le robot de nettoyage 100 comporte une unité 180 de réception de commande éloignée disposée de façon à permettre à l'unité de commande de répondre aux signaux d'entranement, de déplacement, de nettoyage, et d'arrêt du robot de nettoyage, qu'un utilisateur transmet en utilisant un dispositif de commande éloignée à courte distance; et divers capteurs (non représentés) pour protéger le corps du robot d'être endommagé par suite d'une collision ou d'une chute, en détectant l'obstacle et en reconnaissant automatiquement sa position. En 2 outre, le robot de nettoyage 100 comprend encore une unité 170 de fourniture de courant pour apporter la puissance nécessaire à chacune des unités et pour charger l'appareil à partir d'un chargeur extérieur. Ici, I'unité 1 10 d'entranement comporte deux moteurs 1 1 1 b, 1 1 2b entranés, respectivement par les unités d'entranement moteur 111 a, 11 2b so de façon à déplacer les roues droites et gauches. L'unité 130 de nettoyage par aspiration comporte également un moteur de ventilateur ou de turbine b comportant une unité d'entranement moteur 115a pour entraner une turbine d'aspiration (non représentée) de façon à aspirer la poussière et les saletés recueillies sur le sol. De plus, la caméra 121 installée dans l'unité 120 de reconnaissance automatique de position est disposée en direction du plafond, et la caméra 131 installée dans l'unité 130 de détection d'obstacles est dirigée dans une direction frontale par rapport au robot 100 de nettoyage. En outre, le robot de nettoyage comporte une unité 190 de sélection de caméra de façon à faire fonctionner de manière sélective les caméras 121, et 131, o respectivement, de l'unité 120 de reconnaissance automatique de position et de l'unité 130 de détection d'obstacles en correspondance aux données de commande du dispositif de commande 150. La figure 4 est un diagramme synoptique relatif au serveur 300 de traitement image conformément à la présente invention. s En se reportant à la figure 4, le serveur 300 de traitement image comporte: une interface 310 pour interfacer les données avec l'appareil 200 de relais de communication mobile; une unité 320 de traitement d'image pour coder les données image transmises au travers de l'interface 310; un dispositif de commande 350 pour créer les données de commande o conformément aux données analysées des données image codées par l'unité 320 de traitement d'image, et pour envoyer les données de commande à travers l'interface 310; un moniteur ou écran d'affichage 340; et une mémoire 330. Ici, l'interface 310 du serveur 300 de traitement image peut recevoir s les données images par Internet au moyen d'une base de relais de communication mobile provenant de l'appareil 200 de relais de communication mobile, ou peut recevoir un signal en radio fréquence RF directement depuis l'appareil 200 de relais de communication mobile. Ci-dessous, le fonctionnement du système de nettoyage à robot so utilisant le réseau de communication mobile conformément à la présente invention va être décrit. Tout d'abord, lorsque le signal d'entranement est transmis à partir d'un dispositif de commande éloigné (non représenté, tel que 33 à la figure 1) ou par le terminal de communication mobile 400 à travers l'appareil 200 de relais de communication mobile, le dispositif de commande 150 du robot de nettoyage 100 effectue une initialisation, et actionne la première caméra 121 de l'unité de reconnaissance 120 de manière à photographier le plafond dans la position courante. Alors, le dispositif de commande 150 convertit les données image créées à partir de la photographie en un signal de communication mobile à travers le module 140 de communication mobile, et envoie le signal de communication mobile à l'appareil 200 de relais de communication mobile. Après cela, l'appareil 200 de relais de communication mobile, qui reçoit le signal de communication mobile à partir du module 140 de communication mobile du robot de nettoyage 100, relaie à nouveau le signal de communication mobile à l'interface 310 du serveur 300 s de traitement d'image. Lorsque les données images sont transmises à l'interface 310, le dispositif de commande 350 du serveur 300 de traitement d'image permet aux données image transmises d'être codéss dans l'unité 320 de traitement de données image. Le robot 100 de nettoyage reconnat la position courante en se référant aux données d'image codées. Lorsque la o position courante du robot de nettoyage 100 est reconnue, le dispositif de commande 350 du serveur 300 de traitement d'image crée les données de commande pour contrôler la modification de position du robot 100 de nettoyage à partir des données d'image, et envoie les données de commande à l'interface 310. Alors, l'appareil 200 de relais de communication :s mobile relaie les donnces de commande transmises au robot de nettoyage à partir du serveur 300 de traitement d'image pour contrôler la modification de position du robot de nettoyage 100. Lorsque les données de commande sont transmises au robot de nettoyage 100, le module de communication mobile du robot 100 de so nettoyage convertit le signal de communication mobile transmis en des données de commande, et transmet les données de commande du dispositif de commande 150 du robot 100 de nettoyage. Le dispositif de commande du robot 100 de nettoyage reconnat une position de façon à se déplacer à partir des données de commande transmises, envoie le signal de commande aux unités d'entranement moteur 1 1 1 a, 1 1 2a des roues droite et gauche conformément à la position reconnue, et entrane les moteurs 111 b, 112b. En opérant de cette manière, le robot 100 modifie sa position. Simultanément, le dispositif de commande 150 du robot 100 de nettoyage transmet les données d'image au serveur 300 de traitement d'image, en ce qui concerne le trejet à suivre, le long duquel va se déplacer le robot 100 de o nettoyage, à travers le module 140 de communication mobile en faisant fonctionner la caméra 131. À ce moment, le dispositif de commande 150 du robot de nettoyage 100 contrôle l'unité de sélection de caméra 190 pour transmettre les données image créées en faisant fonctionner de façon périodique la caméra 121 de l'unité 120 de reconnaissance automatique de ls position. En outre, le dispositif de commande 150 du robot 100 de nettoyage permet la transmission des données d'image photographiées par la caméra 121 de l'unité de reconnaissance automatique de position 120. Après réception par le dispositif de commande 350 du serveur 300 de traitement d'image des données image reçues en provenance de chacune o des caméras 121, 131 de l'unité 130 de détection d'obstacles et de l'unité de reconnaissance automatique de position, données qui ont été transmises par l'appareil 200 de relais de communication mobile, le dispositif de commande analyse les donnees image photographiées par la caméra 121 de l'unité 120 de reconnaissance automatique de position et les : données image photographiées par la caméra 131 de l'unité 130 de détection d'obstacles, et envoie l es données de comma nde correspondantes pour modifier la position. Lorsque le robot 100 de nettoyage se déplace vers un endroit correspondant en opérant de la manière indiquée, le dispositif de commande so 150 du robot 100 de nettoyage envoie un signal d'achèvement du mouvement qui notifie l'achèvement de la modification de position au module de communication mobile. Le dispositif de commande 350 du serveur 300 de traitement d' image qui reçoit le signal de données d'achèvement du mouvement reconnat que le mouvement du robot 100 de nettoyage est achevé, crée les données de commande pour commander l'opération de nettoyage, et envoie les données de commande à l'interface 310. Ensuite, après que le dispositif de commande 150 du robot 100 de nettoyage a reçu les données de commande pour commander une opération de nettoyage à partir de l'appareil de relais de communication mobile 200, il entrane le moteur de la turbine d'aspiration 11 5b en envoyant les données de commande à l'unité 11 5a d'entranement moteur de l'unité de nettoyage par aspiration 115 conformément aux données de commande pour commander l'opération de nettoyage transmise par le module 140 de communication mobile, et il permet au robot de nettoyage 100 de démarrer l'opération de nettoyage à partir de la position courante. À partir de ce s moment, le dispositif de commande 150 du robot de nettoyage 100 fait tourner et déplace le corps du robot en envoyant les données de commande à l'unité d'entranement 110 de façon que l'opération de nettoyage puisse être effectuée le long d'un trejet programmé. À ce moment, la caméra 131 de l'unité 130 de détection d'obstacles photographie de façon consécutive ce o qui se trouve en avant du robot de nettoyage 100, et transmet les donnses d'image au serveur 300 de traitement d'image. Le robot 100 de nettoyage reçoit les données de commande en provenance du serveur 300 de traitement d'image. Le système de nettoyage à robot conforme à la présente invention tel que décrit permet le traitement de l' i mage photograph ise par les caméras 121, 131 installées sur le robot 100 de nettoyage au niveau du serveur 300 de traitement d'image, lequel se trouve à distance éloignée. De plus, I'utilisateur peut commander le robot de nettoyage 100 à partir d'une distance éloignée en utilisant le terminal 400 de communication mobile. so Par suite, le système de nettoyage à robot conforme à la présente invention peut améliorer la manière d'utiliser le robot de nettoyage étant donné que l'utilisateur peut commander le robot 100 de nettoyage à distance en utilisant le réseau de communication mobile. De plus, le robot de nettoyage peut être fabriqué de manière plus compacte, étant donné que la carte de traitement image n'a pas besoin d'être installée dans le robot de nettoyage étant donné que 1'image est traitée à 1'extérieur du robot de nettoyage, et de cette manière le coût de la construction est également réduit. Dans ce qui précède, on a décrit un mode de réalisation préféré de l' invention. Cependant la présente invention n'est pas l i mitée à ce mode o précis, et diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art sans sortir du cadre de l' invention. REVENDICATIONS 1. Système comportant un robot de nettoyage utilisant un réseau de communication mobile, caractérisé en ce qu'il comprend: un robot (100) de nettoyage pour effectuer un nettoyage en se déplaçant librement dans un endroit au moyen de données de commande transmises, contenues dans un signal de communication mobile; un appareil (200) de relais de communication mobile pour recevoir le signal de communication mobile transmis depuis le robot de nettoyage et un autre signal de communication mobile pour commander le robot de nettoyage, et relayer les signaux de communication mobile à un appareil (300) correspondant; et un terminal (400) de communication mobile pour transmettre une commande d'opération au robot de nettoyage à travers l'appareil de relais de communication mobile. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le robot de nettoyage comprend: une unité (110) d'entranement pour déplacer le corps du robot; une unité (120) de reconnaissance automatique de position o comportant une caméra (121) et un capteur (122) pour reconnatre une position courante; une unité (130) de détection d'obstacles comportant une caméra (131) et un capteur (132) pour détecter un d'obstacle; une unité (115) de nettoyage par aspiration pour collecter la poussière et les saletés sur un sol; un module (140) de communication mobile pour transmettre le signal de communication mobile à l'appareil (200) de relais de communication mobile; et un dispositif de commande (150) pour commander chacune des so unités de façon à déplacer le robot et commander le nettoyage en correspondance aux données de commande transmises depuis le module (140) de communication mobile. 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de commande (150) transmet les données d'achèvement de I'opération du robot au terminal (400) de communication mobile lorsqu'une opération de nettoyage est achevée en conformité aux données de commande transmises. 4. Système sel on la revend i catio n 2 ou la revend icati on 3, caractéri sé en ce que le dispositif de commande (150) du robot transmet une image o photographiée par la caméra (121) de l'unité de reconnaissance automatique de position et par la caméra (131) de l'unité de détection d'obstacles à l'appareil (200) de relais de communication mobile. 5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un serveur (300) de traitement d'image pour analyser les données s d' image transmises à travers l'appareil (200) de relais de communication mobile, et transmettant au robot (100) de nettoyage les données de commande conformément au résultat analysé à travers l'appareil de relais de communication mobile. 6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que le serveur o (300) de traitement d'image comprend en outre: une interface (310) pour interfacer les données avec l'appareil de relais de communication mobile; une unité (330) de traitement d'image pour traiter les donnses d'image transmises à travers l'interface; et s un dispositif de commande (350) pour analyser les données d'image traitées par l'unité de traitement d'image, pour créer les données de commande conformément au résultat analysé, et pour envoyer les données