(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
掃除を行う掃除機能を備えた自走式掃除機であって、
自装置を走行駆動する走行駆動部と、
周囲の画像を撮影する撮影部と、
上記撮影部が撮影した画像から移動物体の方向を検出する移動物体検出部と、
上記走行駆動部、上記撮影部、上記移動物体検出部および自装置の掃除機能部を制御する制御部と、を備え、
上記制御部は、
上記撮影部に画像を撮影させ、上記移動物体検出部に移動物体を検出させる探索処理と、
上記探索処理にて検出された移動物体の方向に自装置が移動するよう上記走行駆動部を制御する追従処理と、
上記追従処理による自装置の移動にて移動物体までの距離が所定距離に達すると、上記掃除機能部に掃除を開始させて開始位置周囲を掃除させる掃除処理と、を行い、
かつ、上記制御部は、
上記掃除処理にて掃除を開始してから所定時間経過すると再び上記探索処理を行い、上記探索処理、上記追従処理および上記掃除処理を繰り返し行うことを特徴とする自走式掃除機。
【請求項２】
上記移動物体検出部は、上記撮影部が今回撮影した画像と前回撮影した画像との変化に基づき移動物体の方向を検出することを特徴とする請求項１に記載の自走式掃除機。
【請求項３】
上記移動物体検出部が移動物体の方向を検出できなくなった際に、
上記制御部が上記走行駆動部および上記撮影部を制御して自装置を回転させながら撮影を行うことで、上記移動物体検出部が移動物体の方向を検出することを特徴とする請求項１または２に記載の自走式掃除機。
【請求項４】
掃除を行う掃除機能を備えた自走式掃除機であって、
自装置を走行駆動する走行駆動部と、
周囲の音声を取得する音声取得部と、
上記音声取得部が取得した音声の音源の方向を検出する音源方向検出部と、
上記走行駆動部、上記音声取得部、上記音源方向検出部および自装置の掃除機能部を制御する制御部と、を備え、
上記制御部は、
上記音声取得部に音声を取得させ、上記音源方向検出部に音源の方向を検出させる探索処理と、
上記探索処理にて検出された音源の方向に自装置が移動するよう上記走行駆動部を制御する追従処理と、
上記音声取得部が追従処理の終了を指示する音声を取得すると、上記掃除機能部に掃除を開始させて開始位置周囲を掃除させる掃除処理と、を行い、
かつ、上記制御部は、
上記掃除処理にて掃除を開始してから所定時間経過すると再び上記探索処理を行い、上記探索処理、上記追従処理および上記掃除処理を繰り返し行うことを特徴とする自走式掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザに追従する自走式家電に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自走式掃除機が一般家庭にも普及してきている。このような自走式掃除機として、例えば、特許文献１には、追尾モードを有する自走式掃除機が開示されている。特許文献１の自走式掃除機では、位置指示手段からの発光を追尾させることで、自走式掃除機をユーザの所望の場所まで容易に移動させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２８２１７９号公報（２００２年１０月２日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された自走式掃除機は、例えば、位置指示手段がユーザの手元にない場合や、すぐに見つからない場合、または、位置指示手段が電池切れしていた場合には、ユーザの所望の場所に自走式掃除機を移動させることができない。すなわち、特許文献１に開示された自走式掃除機は、ユーザの使い勝手がよくないという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされ、その目的は、容易にユーザの所望の位置まで移動可能な自走式家電を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る自走式家電は、上記課題を解決するために、自装置を走行駆動する走行駆動部と、周囲の画像を撮影する撮影部と、上記走行駆動部および上記撮影部を制御する制御部とを備え、上記撮影部が撮影した画像から移動物体の方向を検出する移動物体検出部とを備え、上記制御部は、上記移動物体検出部が検出した移動物体の方向に自装置を移動するよう上記走行駆動部を制御する、ことを特徴としている。
【０００７】
上記構成による自走式家電では、周囲の撮影画像から検出された移動物体の方向に移動するよう、走行駆動部が制御される。よって、自走式家電は、移動物体の存在する方向を検知して移動物体の方向に移動すること繰り返すことで、当該移動物体に追従することができる。そのため、自走式家電の撮影する画像に入り込む位置でユーザが移動すれば、自走式家電をユーザに追従させることができる。ここで、ユーザの移動とは、例えば、歩行であっても、あるいは足踏みや手を振るなどの動作であってもよい。これらの場合、ユーザが所望の位置まで歩行することで、あるいは、ユーザが所望の位置で足踏みしたり手を振ったりすることで、自走式家電を所望の位置まで移動させることが可能となる。
【０００８】
このように、上記構成によると、自走式家電を容易にユーザの所望の位置まで移動させることができる。
【０００９】
ここで、上記移動物体検出部は、上記撮影部が今回撮影した画像と前回撮影した画像との変化に基づき移動物体の方向を検出してもよい。上記構成によると、画像の比較に基づく簡単な処理で、移動物体の方向を検出することが可能となる。
【００１０】
また、本発明に係る自走式家電は、上記移動物体検出部が移動物体の方向を検出できなくなった際に、上記制御部が上記走行駆動部および上記撮影部を制御して自装置を回転させながら撮影を行うことで、上記移動物体検出部が移動物体の方向を検出してもよい。
【００１１】
上記構成によると、自走式家電が、移動物体を検出できなくなった際に、回転しながら撮影することで、移動物体の方向の検出を容易に行わせることができる。また、移動物体の方向が検出されたら、回転を停止し、移動物体の方向に移動することで、移動物体に追従することができる。
【００１２】
あるいは、本発明に係る自走式家電は、上記課題を解決するために、自装置を走行駆動する走行駆動部と、周囲の音声を取得する音声取得部と、上記走行駆動部および上記音声取得部を制御する制御部と、上記音声取得部が取得した音声の音源の方向を検出する音源方向検出部とを備え、上記制御部は、上記音源方向検出部が検出した音声の音源の方向に自装置が移動するよう上記走行駆動部を制御することを特徴としている。
【００１３】
上記構成による自走式家電では、音源方向検出部が検出した音声の音源の方向に移動するよう、走行駆動部が制御される。よって、自走式家電は、音声を取得すると、その音声の音源の方向に移動することができる。そのため、ユーザが音声を発すれば、自走式家電をユーザの方向に移動させることができる。ここで、取得する音声が特定の音声であってもよい。特定の音声とは、例えば、「おいで」や「ここ（こっち）に来て」等であってもよい。これらの場合、ユーザが特定の音声を発しながら所望の位置まで移動することで、あるいは、ユーザが所望の位置で特定の音声を発することで、自走式家電を所望の位置まで移動させることが可能となる。
【００１４】
このように、上記構成によると、自走式家電を容易にユーザの所望の位置まで移動させることができる。
【００１５】
また、本発明に係る自走式家電は、掃除を行う掃除機能を備えていてもよい。上記構成によると、掃除を行う自走式家電、つまり自走式掃除機を、容易にユーザの所望の位置まで移動させることができる。
【００１６】
また、本発明に係る自走式家電は、移動物体の存在する方向にあるいは音源の方向に自装置を移動させる追従モード中に、自装置の周囲の掃除を行ってもよい。上記構成によると、移動物体の存在する方向にあるいは音源の方向に移動している間も周囲の掃除を行うことができる。
【００１７】
また、本発明に係る自走式家電は、上記追従モードの終了を検知する追従モード終了検知部を備え、上記追従モード終了検知部が上記追従モードの終了を検知すると、掃除を開始してもよい。上記構成によると、追従モードの終了を検知すると、掃除が開始される。よって、自走式家電をユーザの所望の場所まで移動させた後に、例えば、追従モードの終了を指示する入力を行うことで、その所望の場所の掃除を行わせることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、容易にユーザの所望の位置まで移動可能な自走式家電を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態である自走式掃除機の機能的構成を示すブロック図である。
【図２】上記自走式掃除機の斜視図である。
【図３】上記空気清浄機の側面断面図である。
【図４】上記自走式掃除機の底面図である。
【図５】ユーザに追従する上記自走式掃除機を示す模式図である。
【図６】上記自走式掃除機についての状態遷移の一例を示す図である。
【図７】上記自走式掃除機における探索の処理の流れを示す図である。
【図８】上記自走式掃除機における追従の処理の流れを示す図である。
【図９】上記自走式掃除機における目標検出処理の流れを示す図である。
【図１０】上記自走式掃除機における初期化の処理の流れを示す図である。
【図１１】上記自走式掃除機の移動物体検出部が行う移動物体検出を説明する図である。
【図１２】上記自走式掃除機についての状態遷移の他の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明に係る自走式家電を、自走しながら掃除を行う自走式掃除機に適用した一実施形態について、図１〜図１２を参照して説明すれば、以下の通りである。
【００２１】
（自走式掃除機の外観的構成）
図２〜４に、ぞれぞれ、本実施形態の自走式掃除機（自走式家電）１の斜視図、側面断面図、底面図を示す。自走式掃除機１は、図２に示すように、外枠が平面視円形の本体筐体２で形成された自走式掃除機１本体と、図３に示すように、バッテリー（二次電池）１４を電力供給源として駆動される駆動輪２９とを有し、自走しながら集塵（掃除）する装置である。なお、本実施形態では本体筐体２は、その上面及び底面が円形を成す形状とするが、この形状に限定されることはない。
【００２２】
図２に示すように、本体筐体２の上面には、自走式掃除機１に対して指示入力を行う操作パネル５０が設けられている。操作パネル５０には、ユーザからの操作によって各種の指示、文字、数字などのデータの入力を受け付ける操作スイッチ（操作部）と、ユーザに提示する各種情報を表示するディスプレイ（表示部）と、が設けられている。操作パネル５０は、タッチパネルとして設けられていてもよい。
【００２３】
図４に示すように、本体筐体２の底面には、底面から突出して水平な回転軸２９ａで回転する一対の駆動輪２９が配されている。駆動輪２９の回転軸２９ａは本体筐体２の中心線（中心軸）Ｃ上に配置されている。駆動輪２９の両輪が同一方向に回転すると自走式掃除機１が進退し、互いに逆方向に回転すると自走式掃除機１が回転する。駆動輪２９を駆動する走行駆動部がバッテリー駆動されて、自走式掃除機１は自走する。掃除中、本体筐体２が掃除領域の周縁に到達した場合や進路上の障害物に衝突すると、駆動輪２９が停止される。そして、駆動輪２９の両輪を互いに逆方向に回転し、本体筐体２の中心線Ｃを中心に自走式掃除機１本体を回転して向きを変え、旋回する。これにより、所望の掃除領域全体に自走式掃除機１を自走させるとともに、障害物を避けて自走させることができる。なお、駆動輪２９の両輪を前進時に対して反転して自走式掃除機１を後退させてもよい。
【００２４】
さらに、本体筐体２の底面の前方にローラー形状の前輪２７が設けられている。また、本体筐体２の底面の後方（後端）に、自在車輪から成る後輪２６が設けられている。自走式掃除機１は、本体筐体２の中心に配した駆動輪２９に対して前後方向に重量が配分され、前輪２７は床面Ｆから離れて、後輪２６は床面Ｆに接地して自走する。前輪２７は進路上に現れた段差に接地し、自走式掃除機１が段差を容易に乗り越えられるようになっている。
【００２５】
自走式掃除機１は、駆動輪２９がバッテリー１４から電力を供給された走行駆動部により駆動されることで、自走する。以下で、自走式掃除機１が自走する際の進行方向における前を前方（前輪２７側の方向）、後ろを後方（後輪２６側の方向）と称する。また、本体筐体２の周面（側面）において、進行方向の前方に対向する面を前面、後方に対向する面（前面と反対側に位置する面）を背面と呼ぶ。本体筐体２の周面（側面）の前面には撮影部６３、背面には充電端子４が設けられている。
【００２６】
本体筐体２の底面の前方には、吸込口６が設けられている。吸込口６は本体筐体２の底面に凹設した凹部８の開放面によって床面Ｆに面して形成されている。凹部８内には水平な回転軸で回転する回転ブラシ９が配され、凹部８の両側方には垂直な回転軸で回転するサイドブラシ１０が配されている。
【００２７】
また、本体筐体２には、周囲の画像を撮影する撮影部６３が設けられている。撮影部６３は、光学レンズ、カラーフィルタ、受光素子であるＣＣＤ（Charge Coupled Device）等により構成されている。撮影部６３が撮影する画像は、動画であっても静止画であってもよい。本実施形態では、撮影部６３は、本体筐体２の周面の前面に設けられているが、設けられる位置は限定されない。本体筐体２の周面に設けられていると、自機が回転動作を行うことにより、水平方向で最大３６０°の範囲を撮影できるため、好ましい。また、複数の撮影部が設けられていてもよい。
【００２８】
また、本体筐体２の前面にはバンパー５が設けられており、自走式掃除機１本体への衝撃や振動を緩衝させる。自走式掃除機１は、走行中に障害物にバンパー５が接触したことを検知すると、進行方向を変更して走行を継続する。ここで、例えば、バンパー５の内側にマイクロスイッチを設けることで、バンパー５が障害物に接触したことを検知することができる。
【００２９】
本体筐体２内には、制御基板１５および着脱可能のバッテリー１４が配される。制御基板１５には自走式掃除機１の各部を制御する制御部５２や各種データを記憶する後述する記憶部５７が設けられる。バッテリー１４は、自走式掃除機１全体の電力供給源である。バッテリー１４としては、繰り返し充放電が可能な大容量の充電池が望ましい。例えば鉛電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池あるいはキャパシタ等を使用すればよい。
【００３０】
本体筐体２の周面の後端には、バッテリー１４の充電を行う充電端子４が露出して設けられている。自走式掃除機１は、掃除後あるいは充電量が所定値を下回ると、充電器４０の設置されている場所に帰還する。そして、充電器４０に設けられた給電端子４１に充電端子４を接してバッテリー１４を充電する。
【００３１】
充電器４０は、自走式掃除機１のバッテリー１４を充電させるための装置であり、充電器４０は内部には、バッテリー１４への充電を制御する充電回路等を備えている。充電器４０の前面（本体筐体２の周面と対向する面）には、自走式掃除機１の充電端子４と接触可能な位置に、自走式掃除機１の充電端子４と同数の、給電端子４１が設けられている。給電端子４１は、何とも接触していない状態では、充電器４０の前面から突出しており、給電端子４１の先端面と充電器４０の前面とがほぼ平らになるまで押し戻すことが可能になっている。自走式掃除機１の充電端子４が充電器４０の給電端子４１と接触（電気的接続）したまま、給電端子４１の先端面が充電器４０の前面とほぼ平らになるまで押されると、接点と導通して、充電器４０が接続した商用電源からの電流が、自走式掃除機１に流れる。この状態にてバッテリー１４を充電させることができる。商用電源に接続される充電器４０の背面（本体筐体２の周面と対向しない面）は通常、室内の側壁Ｓに沿って設置される。
【００３２】
また、充電器４０は、充電器４０の設置場所及び給電端子４１の位置を示す帰還信号（ビーコン）を発信するように構成されている。自走式掃除機１は、掃除の終了を検知した場合あるいはバッテリー１４の充電量が所定値を下回った場合には、充電器４０から発せられた帰還信号を検知して充電器４０の設置されている場所に自動的に帰還する。ここで、掃除終了の検知は、例えば、自走式掃除機１が、一定距離移動あるいは一定時間経過したことを検知、あるいは、センサ等で走行領域の空気の状態を検知することにより行われてもよい。または、自走式掃除機１が、操作パネル５０あるいはリモコン装置や無線通信により接続した端末装置から、掃除を終了する指示や中断する指示等の充電器４０への帰還を促す指示を受け付けることで、行われてもよい。
【００３３】
本実施形態では、充電器４０の設置場所及び給電端子４１の位置を示す帰還信号として赤外線信号が発信されるものとするが、赤外線信号以外の信号が発信されてもよい。帰還信号は、充電器４０が商用電源に接続されており、自走式掃除機１が充電器４０から離れていれば、常時発信される。
【００３４】
本体筐体２の底面に設けられた吸込口６から吸い込まれた気流は、図３の矢印Ａ１に示すように第１吸気路１１を後方に流通し、流入路３４を介して集塵部３０に流入する。集塵部３０に流入した気流はフィルタ３３により塵埃を捕集され、流出路３５を介して集塵部３０から流出する。これにより、集塵容器３１内に塵埃が集塵して堆積する。集塵部３０から流出した気流は矢印Ａ２に示すように第２吸気路１２を前方に流通し、モータユニット２０の電動送風機２２に流入する。
【００３５】
電動送風機２２を通過した気流は、本体筐体２の上面に設けた排気口７から矢印Ａ３に示すように上方後方に排気される。なお、電動送風機２２の近傍にイオン発生装置が備えられていてもよい。イオン発生装置が備えられていると、排気口７からはイオンを含む気流を排気でき、掃除や走行時に、排気に含まれるイオンを掃除領域に行き渡たらせることで、除菌や脱臭が行うことができる。排気は、排気口７から上方に向けて行われるので、床面Ｆの塵埃の巻き上げを防止して室内の清浄度を向上することができる。
【００３６】
さらに、イオン発生装置が備えられている場合、イオンを含む気流の一部が凹部８に導かれるように構成されていてもよい。このように構成されていると、吸込口６から第１吸気路１１に導かれる気流内にイオンが含まれる。これにより、集塵部３０の集塵容器３１やフィルタ３３の除菌及び脱臭を行うことができる。
【００３７】
また、自走式掃除機１は、無線通信により接続したスマートフォン、携帯電話、タブレット端末等の端末装置（図示せず）と双方向通信が可能に構成されている。無線通信により接続した端末装置から自走式掃除機１の操作を行うことが可能であり、反対に、自走式掃除機１が得たデータ（例えば、撮影した画像のデータ）を端末装置に送信することも可能に構成されている。なお、自走式掃除機１が得たデータを外部のサーバ装置に送信し、端末装置はサーバ装置から上記データを取得するように構成されていてもよい。これらの通信方法については、公知の技術を用いることができる。
【００３８】
また、自走式掃除機１は、操作パネル５０および端末装置以外にも、音声による操作が可能に構成されている。また、赤外線通信を行うリモコン装置によって操作可能に構成されていてもよい。
【００３９】
また、自走式掃除機１は各種センサを備えており、障害物を回避して段差や階段から落ちることなく自走することができるように構成されている。このようなセンサとして、例えば、クリフセンサ（段差検知センサ）、距離センサ（障害物検知センサ）、人感センサ、ＣＣＤカメラなどが挙げられる。これらは単なる例示であり、またこれら全てを備えている必要はない。クリフセンサや人感センサは、例えば赤外線センサ、また、距離センサは、例えば超音波センサにて構成することができる。さらに、自走式掃除機１は、例えば、ニオイセンサ、温度センサ、ダストセンサなどを備えており、センシング結果に応じて動作が制御されるように構成されていてもよい。
【００４０】
（自走式掃除機の機能的構成）
次に、自走式掃除機１の機能的構成について説明する。自走式掃除機１は、図１に示すように、制御部５２、データ通信部５３、操作パネル５０、電圧検出部５５、充電端子４、バッテリー１４、記憶部５７、撮影部６３、走行駆動部５８、駆動輪２９、回転ブラシ駆動部５９、回転ブラシ９、サイドブラシ駆動部６０、サイドブラシ１０、モータユニット２０、および、音声取得部６５を備えている。上記で説明した部材については説明を省略する。
【００４１】
制御部５２は、記憶部５７に記憶されたプログラムやデータ、さらに、操作パネル５０、前出した無線通信により接続した端末装置、音声取得部６５、あるいはリモコン等から入力されたプログラム、データに基づき、自走式掃除機１の各ブロックの各種動作の制御を行うブロックである。
【００４２】
データ通信部５３は、外部装置とのデータの送受信を行うブロックである。前出したリモコン装置あるいは無線通信により接続した端末装置から、自走式掃除機１を制御するための制御信号などを受信する。また、無線通信により接続した端末装置に対して、自走式掃除機１の記憶部５７に記憶しているデータや自走式掃除機１にて取得（例えば、撮影、測定、センシング）可能なデータ（例えば、撮影した画像データ）を送信するように構成されている。データ通信部５３は、また、充電器４０からの帰還信号（ビーコン）を受信する。
【００４３】
電圧検出部５５は、バッテリー１４の電圧を検出するブロックであり、検出した電圧からバッテリー１４の充電量を求める。バッテリー１４には充電端子４が電気的に接続されている。
【００４４】
記憶部５７は、（１）自走式掃除機１の制御部５２が実行する制御プログラム、（２）制御部５２が実行するＯＳプログラム、（３）制御部５２が、自走式掃除機１が有する各種機能を実行するためのアプリケーションプログラム、および、（４）該アプリケーションプログラムを実行するときに読み出す各種データを記憶する。あるいは、（５）制御部５２が各種機能を実行する過程で演算に使用するデータおよび演算結果等を記憶する。例えば、上記の（１）〜（４）のデータは、ＲＯＭ（read only memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically EPROM）（登録商標）、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）などの不揮発性記憶装置に記憶される。例えば、上記の（５）のデータは、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの揮発性記憶装置に記憶される。
【００４５】
記憶部５７は、さらに、自走式掃除機１が取得（例えば、撮影、測定、センシング）したデータを記憶する。
【００４６】
また、記憶部５７は、操作パネル５０、あるいは、データ通信部５３を介してリモコン装置や端末装置から受け付けた、自走式掃除機１の動作に係る各種条件設定を、記憶する。さらに、記憶部５７は、自走式掃除機１の設置場所周辺の走行マップを記憶してもよい。走行マップとは、自走式掃除機１の走行経路や走行速度などといった走行に関する情報、あるいは、走行領域に関する情報等が盛り込まれた地図情報である。走行マップは、予めユーザが作成して記憶部５７に記憶させてもよいし、自走式掃除機１が走行中に自身で作成や更新するようになっていてもよい。この走行マップの作成については、従来公知の技術を用いればよい。
【００４７】
走行駆動部５８は、モータドライバ、駆動輪モータ等を備え、制御部５２からの制御信号に基づき、回転方向、回転角度等を決定して、駆動輪２９を駆動させるブロックである。
【００４８】
回転ブラシ駆動部５９は、モータドライバ、回転ブラシモータ等を備え、制御部５２からの制御信号に基づき、回転数等を決定して、回転ブラシ９を駆動させるブロックである。
【００４９】
サイドブラシ駆動部６０は、モータドライバ、サイドブラシモータ等を備え、制御部５２からの制御信号に基づき、回転数等を決定して、サイドブラシ１０を駆動させるブロックである。
【００５０】
モータユニット２０は、前記したように、電動送風機２２等を備え、本体筐体２の内部への吸気及び内部からの排気を行うものである。
【００５１】
距離センサ６４は、自走式掃除機１と障害物との距離を測定するブロックである。距離センサ６４として、超音波センサや赤外線センサを用いることができる。
【００５２】
音声取得部６５は、周囲の音声を取得するブロックであり、マイクロホンなどの音声入力装置から構成される。
【００５３】
さらに、自走式掃除機１の制御部５２は、走行駆動部５８の走行動作を制御する走行駆動制御部５２１と、撮影部６３を制御する撮影制御部５２２と、撮影部６３が撮影した画像から移動物体の（存在する）方向を検出する移動物体検出部５２３と、音声取得部６５のオンオフを制御する音声入力制御部５２６と、音声取得部６５が取得した音声のうち特定の音声の音源の方向を検出する音源方向検出部５２４と、を備えている。
【００５４】
そして、自走式掃除機１は、移動物体に追従する追従モードを有している。操作パネル５０、データ通信部５３、あるいは音声取得部６５が、移動物体に追従する追従モードを受け付けると、撮影制御部５２２および走行駆動制御部５２１により、周囲の画像を撮影しながら移動物体検出部５２３が検出した移動物体の方向に自装置が移動するよう、撮影部６３および走行駆動部５８を制御する。
【００５５】
よって、自走式掃除機１は、移動物体の存在する方向を検知して移動物体の方向に移動すること繰り返すことで、移動物体に追従することができる。そのため、自走式掃除機１の撮影部６３の撮影する画像に入り込む位置でユーザが移動すれば、自走式掃除機１をユーザに追従させることができる。ユーザの移動とは、例えば、歩行であっても、あるいは足踏みや手を振るなどの動作であってもよい。これらの場合、ユーザが所望の位置まで歩行することで（図５参照）、あるいは、ユーザが所望の位置で足踏みしたり手を振ることで、自走式掃除機１を所望の位置まで移動させることが可能となる。
【００５６】
ここで、移動物体検出部５２３は、撮影部６３が今回撮影した画像と前回撮影した画像との変化に基づき移動物体の方向を検出してもよい。この場合、撮影部６３は、移動物体の画像を取得できるものであれば、可視光線カメラであっても、赤外線カメラであっても、あるいは赤外線サーモグラフィー等であってもよい。本実施形態では、移動物体検出部５２３は、撮影部６３が撮影した画像に含まれる移動物体の重心の位置から、移動物体の方向を検出するものとする。撮影画像の変化に基づく移動物体の方向を検出する移動物体検出処理については後段で詳細に説明する。
【００５７】
移動物体の方向に自装置を移動させる際、移動物体にぶつかるまで移動させてもよいし、自走式掃除機１に設けられている距離センサ６４によって、移動物体にぶつかる直前まで移動するように構成されていてもよい。
【００５８】
また、自走式掃除機１は、音声の音源の方向に移動する追従モードを有している。この場合、操作パネル５０、データ通信部５３、あるいは音声取得部６５が、音声の音源の方向に移動する追従モードを受け付けると、制御部５２は、音声入力制御部５２６と走行駆動制御部５２１とにより、周囲の音声を取得し、上記音源方向検出部５２４が検出した音声の音源の方向に自機が移動するよう、音声取得部６５および走行駆動部５８を制御する。音源の方向の検出は、例えば、音声取得部６５が２つのマイクを有しており、これらマイクが受信した音声の受信時間の差から求めることができる。また、他の従来の方法を用いて音源の方向を検出してもよい。
【００５９】
よって、自走式掃除機１は、音声を取得すると、その音声の音源の方向に移動することができる。そのため、ユーザが音声を発すれば、自走式掃除機１をユーザの方向に移動させることができる。ここで、取得する音声が特定の音声であってもよい。特定の音声とは、例えば、「おいで」や「ここ（こっち）に来て」等であってもよい。これらの場合、ユーザが特定の音声を発しながら所望の位置まで移動することで、あるいは、ユーザが所望の位置で特定の音声を発することで、自走式掃除機１を所望の位置まで移動させることが可能となる。
【００６０】
以上のように、自走式掃除機１は、容易にユーザの所望の位置まで移動させることができる。
【００６１】
なお、自走式掃除機１が追従モードを有しており、この追従モードが、移動物体に追従するモードあるいは音声の音源の方向に移動するモードであり、操作パネル５０、データ通信部５３、あるいは音声取得部６５が追従モードを受け付けると、移動物体の方向に自機を移動させる処理と、特定の音声の音源の方向に自機を移動させる処理とのうち、優先される方の処理を行うように、構成されていてもよい。優先される処理は自走式掃除機１の出荷時に決定されてもよいし、ユーザが設定あるいは変更可能になっていてもよい。
【００６２】
また、自走式掃除機１は、追従モードとして、移動物体に追従するモードあるいは音声の音源の方向に移動するモードのうちの片方のみを有していてもよい。移動物体に追従するモードのみの場合、音声取得部６５と音声入力制御部５２６と音源方向検出部５２４とは備えていなくてもよい。また、音声の音源の方向に移動するモードのみの場合、撮影部６３と撮影制御部５２２と移動物体検出部５２３とは備えていなくてもよい。
【００６３】
以下に、自走式掃除機１の追従モードにおける動作について、追従モードが、移動物体を追従するモードである場合を例として説明する。
【００６４】
（実施例１）
自走式掃除機１についての本実施例における状態遷移図を図６に示す。「待機」とは、自走式掃除機１が移動（走行）していない状態である。自走式掃除機１が「待機」中、ユーザの開始操作が行われると、すなわち、操作パネル５０、データ通信部５３、あるいは音声取得部６５が追従モードを受け付けると、自走式掃除機１は、「探索」を開始する。「探索」とは、回転しながら移動物体を検出する処理である。自走式掃除機１が「探索」中、移動物体を検出すると「追従」を開始する。「探索」中、移動物体を一定時間検出しない場合、あるいは、ユーザによる「探索」の終了操作が行われる、すなわち、操作パネル５０、データ通信部５３、あるいは音声取得部６５が追従モードの終了を受け付けると、「待機」に戻る。
【００６５】
「追従」とは、移動物体に向かって移動する処理である。「追従」中、移動物体を見失ったら、すなわち、移動物体検出部５２３が移動物体を検出できなくなったら一時停止する。そして、一定時間、移動物体を検出しなければ、「探索」に戻る。「追従」中、ユーザから「追従」の終了操作が行われる、すなわち、操作パネル５０、データ通信部５３、あるいは音声取得部６５が追従モードの終了を受け付けると、「待機」に戻る。ここで、自走式掃除機１は、「追従」中に、移動しながら掃除を行ってもよい。
【００６６】
次に、自走式掃除機１の「探索」について図７を用いて詳細に説明する。「探索」が開始されると、初期化を実行する（Ｓ１）。初期化とは図１０に示すように、撮影部６３により画像を取得する処理である。この初期化の処理は「探索」が開始されてから取得している画像がない場合に一度行えばよい。次に、終了操作があるか否かを判定する（Ｓ２）。終了操作があると（Ｓ２においてＹＥＳ）、「待機」に移る（Ｓ８）。終了操作がないと（Ｓ２においてＮＯ）、回転を実行する（Ｓ３）。この回転は少なくとも１回転以上行われる。回転を行っている際に、移動物体検出処理を実行する（Ｓ４）。移動物体を検出する方法として、画像の時間差分から移動する物体を検出することが考えられる。差分を求めるために、今回取得した画像と前回取得した画像との共通部分が１/２以上あるように、画角と撮影間隔を選ぶのが好ましい。なお移動物体検出処理については後述で詳細に説明する。
【００６７】
そして、Ｓ４の処理において移動物体を検出したか否かを判定する（Ｓ５）。移動物体を検出すると（Ｓ５においてＹＥＳ）、「追従」の処理を実行する（Ｓ６）。「追従」中、自走式掃除機１の撮影部６３の正面に移動物体が来るようにしながら、移動する。「追従」の処理の詳細についても後述する。移動物体を検出しないと（Ｓ５においてＮＯ）、回転数が所定の上限値を超えたか、あるいは一定期間経過したか、を判定する（Ｓ７）。回転数が所定の上限値を超えていると、あるいは一定期間経過していると（Ｓ７においてＹＥＳ）、「待機」に移る（Ｓ８）。つまり、所定回数回転しても、あるいは一定時間経過しても、移動物体を検出しなければ、「探索」を停止し「待機」に移る。
【００６８】
回転数が所定の上限値を超えていないと、あるいは一定期間経過していないと（Ｓ７においてＮＯ）、Ｓ２に戻る。
【００６９】
次に、自走式掃除機１の「追従」について図８を用いて詳細に説明する。「追従」の処理は自走式掃除機１が移動しながら行われる。「追従」が開始されると、初期化を実行する（Ｓ１）。初期化について、「探索」で説明した処理と同様である。次に、終了操作があるか否かを判定する（Ｓ２）。終了操作があると（Ｓ２においてＹＥＳ）、「待機」に移る（Ｓ８）。終了操作がないと（Ｓ２においてＮＯ）、移動物体検出処理を実行する（Ｓ４）。この回転は少なくとも１回転以上行われる。回転を行っている際に、移動物体検出処理を実行し（Ｓ４）、移動物体を検出したか否かを判定する（Ｓ５）。移動物体を検出すると（Ｓ５においてＹＥＳ）、差分（変化）の多い方へ移動し（Ｓ９）、「追従」のＳ２に戻る。差分の多い方へ移動する際、自走式掃除機１の撮影部６３の正面に移動物体が来るようにしながら、移動する。移動物体の検出方法として、画像の時間差分から移動物体を検出してもよい。ある程度細かな間隔で撮影し、視点移動によって画像全体が大きくずれないようにするのが好ましい。そして、画像の差分の重心を求め、移動物体の中心を求め、その中心の方向に向かって移動を行う。なお、移動物体に十分近づいたら停止するように構成されていてもよい。移動物体の方向を検出する移動物体検出処理については後述で詳細に説明する。
【００７０】
移動物体を検出しないと（Ｓ５においてＮＯ）、つまり、自機の移動による画像の変化以外に変化がなければ、動作を停止し（Ｓ１０）、停止の時間が閾値を超えたかを判定する（Ｓ１１）。停止の時間が閾値を超えると（Ｓ１１においてＹＥＳ）、「追従」のＳ２に戻る。停止の時間が閾値を超えていないと（Ｓ１１においてＮＯ）、「探索」に戻る（Ｓ１２）。
【００７１】
次に、移動物体検出処理について図９、１１を用いて詳細に説明する。移動物体検出処理が開始されると、撮影部６３が画像を取得する（Ｓ２１）。この画像は、今回取得した画像であり、つまり最新画像である。その例を図１１（ｂ）に示す。
【００７２】
移動物体検出部５２３は、図１１（ｂ）に例示する撮影部６３が今回取得した画像について、図１１（ａ）に例示する撮影部６３が前回取得した画像との回転、移動分を考慮して、画像変換を行い（Ｓ２２）、今回取得した画像と前回取得した画像との差分を計算する（Ｓ２３）。このように、回転中は、回転角に応じて画像をずらして差分を求める。移動中は、移動に伴う拡大縮小を考慮して差分を求める。図１１（ｃ）に差分画像を例示する。
【００７３】
ここで、画像の差分を求めるために、２つの画像の共通部分が全体の１/２以上あるように、撮影部６３のレンズの画角や回転数を調整するのが好ましい。また移動による画像のずれが大きくならないように、撮影部６３は、移動量が大きすぎないような間隔で画像を取得するのが好ましい。なお、画像周辺の歪が大きい場合は周辺を無視してもよい。あるいは歪を補正してから差分を計算するのが望ましい。
【００７４】
その後、移動物体検出部５２３は、Ｓ２３で求めた差分から、図１１（ｄ）に示すような、差分の量と、重心を求める（Ｓ２４）。この場合、画素ごとの差分を垂直方向に累積し、水平方向毎の差分の量とすればよい。また、水平方向の差分の重心位置と差分の量を求めればよい。このようなＳ２１からＳ２４の処理により、移動物体の方向を検出することができる。
【００７５】
以上の処理により、自走式掃除機１はユーザの所望の場所まで移動することができる。
【００７６】
なお、上記では、撮影した画像を基に、画像の差分から移動物体の方向を検出して追従させているが、他の方法を用いて移動物体の方向を検出して追従させてもよい。例えば、複数のカメラにより移動物体の方向を検出してもよいし、また移動物体の輪郭を追いかけて追従させてもよい。
【００７７】
また、自走式掃除機１は、水平方向に回転移動して移動物体の方向を検出しているが、自走式掃除機１が鉛直方向に移動できるように構成されていて、鉛直方向に移動しながら移動物体の方向を検出するように構成されていてもよい。あるいは、水平方向の移動と鉛直方向の移動とを組み合わせて、移動物体の方向を検出するよう構成されていてもよい。
【００７８】
（実施例２）
実施例１では、追従モードを受け付けた自走式掃除機１が「追従」後に実行する処理については触れてない。そこで、本実施例では「追従」後に実行する処理について言及する。また、本実施例では、自走式掃除機１は、上記構成に加え、さらに、制御部５２が追従モードの終了を検知する追従モード終了検知部５２５を備えている。
【００７９】
図１２は、自走式掃除機１についての本実施例における状態遷移図である。「待機」、「探索」、「追従」については、実施例１と同じである。ただし、本実施例では、「追従」中、移動物体（目標）が正面にあるときには、距離センサ６４にて目標との距離を計測し、目標から一定距離に近づいたら「掃除」を開始する。この場合、追従モード終了検知部５２５は、距離センサ６４の計測により、目標から一定距離に近づいたことを検知することで、追従モード終了を検知する。追従モード終了検知部５２５が追従モード終了を検知すると、「掃除」を開始する。あるいは、「追従」中、音声取得部６５が、追従モードの終了を指示する音声を取得することで、追従モード終了検知部５２５が追従モードの終了を検知し、「掃除」を開始してもよい。追従モードの終了を指示する音声とは、例えば、「ストップ」や「追従停止」、あるいは「掃除開始」であってもよい。これらは例示である。
【００８０】
「掃除」とは、掃除の開始位置の周辺を掃除する処理である。「掃除」中、一定時間が経過したたら、再び「探索」に戻る。「掃除」中、ユーザから「掃除」の終了操作が行われる、すなわち、操作パネル５０、データ通信部５３、あるいは音声取得部６５が終了を受け付けると、「待機」に戻る。
【００８１】
このように、自走式掃除機１をユーザの所望の場所まで追従させた後に、その所望の場所の掃除を行わせることができる。
【００８２】
（自走式家電の他の適用例）
上記の本実施形態では、自走式掃除機１を吸引式の掃除機として説明しているが、自走式掃除機１は、例えば、モップ式やブラシ式の掃除機にも適用することができる。また、自走式掃除機１は、家庭用だけでなく、業務用のものであってもよい。また、自走式掃除機１はイオン発生装置を備えていても、備えていなくてもよい。
【００８３】
また、上記では、走行駆動部は駆動輪２９を駆動して自走式掃除機１を走行させたが、例えば、歩行脚で走行させてもよく、つまり、走行駆動部５８が走行駆動する対象は、自走式掃除機１が自走できるものであれば、どのような形状のものであってもよい。
【００８４】
もちろん、自走式掃除機以外にも、本発明の自走式家電は、撮影部あるいは音声取得部を有し、自走する様々な家電に適用することができる。本発明の自走式家電を、例えば、自走式空気清浄機に適用してもよい。このような自走式空気清浄機は、基本的には、上記で説明した自走式掃除機１の掃除機能がなく、空気清浄機能を有するものとして構成される。このような自走式空気清浄機は、イオン発生装置を備えていても備えていなくてもよい。
【００８５】
また、本発明の自走式家電を、床面をワックス掛けする自走式ワックス掛け装置、自走式の加湿機や除湿機等に適用してもよい。
【００８６】
（プログラムおよび記録媒体）
上記した自走式掃除機１の制御部５２は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【００８７】
すなわち、自走式掃除機１は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、上記プログラム及び各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアであ自走式掃除機１の各制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、自走式掃除機１に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
【００８８】
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ類、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク類、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード類、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ類、ＰＬＤ（Programmable logic device）等の論理回路類などを用いることができる。
【００８９】
また、自走式掃除機１を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＩＥＥＥ８０２．１１無線、ＨＤＲ（High Data Rate）、ＮＦＣ（Near Field Communication）、ＤＬＮＡ（Digital Living Network Alliance）、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【００９０】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明は、撮影部を備えた自走する各種電子機器に適用することができる。例えば、自走式掃除機等に利用可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１      自走式掃除機（自走式家電）
２      本体筐体
４      充電端子
５      バンパー
１４    バッテリー
１５    制御基板
２０    モータユニット
２９    駆動輪
４０    充電器
４１    給電端子
５０    操作パネル
５２    制御部
５３    データ通信部
５５    電圧検出部
５７    記憶部
５８    走行駆動部
６３    撮影部
６４    距離センサ
６５    音声取得部
５２１  走行駆動制御部
５２２  撮影制御部
５２３  移動物体検出部
５２４  音源方向検出部
５２５  追従モード終了検知部
５２６  音声入力制御部
Ｃ      中心線（中心軸）
【図１】
0005917298.tif 000002
【図２】
0005917298.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0005917298.tif 000007
【図７】
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【図８】
0005917298.tif 000009
【図９】
0005917298.tif 000010
【図１０】
0005917298.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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