(57)【要約】【課題】畳を掃除する際の回転ブラシによるダメージを軽減する自走式掃除機を提供する。【解決手段】床面を移動しながら掃除を行う自走式掃除機（図示せず）において、掃除機本体（図示せず）の下部に取り付けられたカメラ（図示せず）を用いて床面の目地方向を検知する床面センサ（図示せず）と、前記掃除機本体を制御する制御装置（図示せず）を備え、前記床面センサは、前記カメラで撮影された映像を複数のブロック１１ａに分割して各ブロック１１ａ毎に目地方向（９７ａ〜９７ｚのいずれか）を検知すると共に、前記制御装置は前記床面センサが検知した目地方向（９７ａ〜９７ｚのいずれか）に基づき前記掃除機本体を走行させるもので、被掃除面が例えば畳表（図示せず）の場合、畳表の織り込み境目部分の凹凸に影響を受けずに畳の目地方向を精度よく検知して、掃除機本体を畳の目地方向に沿って走行させるので、畳へのダメージが大幅に軽減される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
床面を移動しながら掃除を行う自走式掃除機において、掃除機本体の下部に取り付けられたカメラを用いて床面の目地方向を検知する床面センサと、前記掃除機本体を制御する制御装置を備え、前記床面センサは、前記カメラで撮影された映像を複数のブロックに分割して各ブロック毎に目地方向を検知すると共に、前記制御装置は前記床面センサが検知した目地方向に基づき前記掃除機本体を走行させることを特徴とする自走式掃除機。
【請求項２】
床面センサは、ブロック毎に検知した目地方向の中で発生頻度の高い目地方向を採用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】
集塵を行うための回転ブラシを備え、制御装置は、床面センサで検知した目地方向に沿って前記回転ブラシを動作させ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】
制御装置は、床面センサがブロック毎に検出した目地方向のパターンにより床面の種類を検知することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の自走式掃除機。
【請求項５】
制御装置は、床面の種類に応じて回転ブラシの回転数を制御することを特徴とする請求項３又は４に記載の自走式掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自走して清掃を行う自走式掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭用の自走式掃除機を走行させるため、自走式掃除機にバンパーセンサや超音波センサなどの障害物検出センサを搭載し、障害物を発見または障害物と接触することによって走行の方向等をランダムに変化させて走行させることが知られており、例えば、方向等を変化させるのに幾つかのパターンを用意しておき、それらの組合せによって走行させたり、走行しながら部屋の地図を自動生成したり、規則的に走行させたりするものである。
【０００３】
一方で集塵については、床面の埃や砂などを効率よく塵吸入口へ導くため円筒状の回転ブラシを動作させ集塵する方法が一般的である。
【０００４】
ここで床の種類に応じた掃除について述べるが、床は、毛足の長い絨毯、フローリング、表面が柔らかく傷みやすい畳の３つに大別され、床面の種類に応じて回転ブラシの回転速度を変化させるアイディアは以前より提案されており、例えば、特許文献１に記載されている。
【０００５】
具体的には、絨毯掃除の場合、特に毛足の長い絨毯は回転ブラシに絡まりやすく、つまり回転ブラシが回りづらさ（回転ブラシを駆動するモータの電流値が大きくなる事）を検知して制御装置は絨毯の毛が絡まらないよう回転ブラシの回転速度を落とし、一方で回転ブラシの集塵力ダウンを補うため吸引モータのパワーをアップさせる（この絨毯検知動作を床面の種類に応じた掃除が可能だとカタログ記載するメーカが圧倒的である）。
【０００６】
フローリングの場合、塵が板同士をつなぎあわた部分（溝）に溜まりやすいため、しっかりブラシでかき出すため回転数は高めに設定する。
【０００７】
畳の場合、素材が柔らかく高回転のブラシ動作は畳を傷める可能性があるため回転数を落として畳の目の方向（目地方向）に沿って回転ブラシを動作させるのが望ましい。
【０００８】
ここで、従来のこの種の自走式掃除機の床面センサによる畳の目地方向検知について、図５〜図７を用いて説明する。
【０００９】
図５は、畳表の構造図、図６は、従来の自走式掃除機に搭載された床面センサのカメラ画像、図７は、同カメラ画像を白黒変換した画像である。
【００１０】
図５〜７において、畳表は、綿や麻からなる縦糸９０ａ〜９０ｆに対して、藺草（いぐさ）からなる糸９１ａ〜９１ｂを織り込んで敷物状に作られ、織り目９２ａと次の織り目９２ｂとの間を畳の目地（畳の目）９３と言い、その方向を目地方向９４と言う。
【００１１】
従来の自走式掃除機の本体の下部（底面）には、カメラを有する床面センサが取り付けられており、その床面センサは、カメラによりカメラ画像を取得する。図６に示すカメラ画像には、少なくとも２個より多い目地９３が写っており、人が見ると目地方向９４も容易に判断できる。
【００１２】
図７は、カメラ画像を演算手段により白黒画像に変換したものであるが、この類の目地方向検知は、およそ白黒画像あるいはグレースケールに変換して白黒濃淡（コントラスト
）が強い部分を特徴点として抽出し、特徴点どうしを繋いで線分を形成させ、この線の方向を目地方向と検知するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００７−３１９４８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記従来の自走式掃除機では、畳の目地方向を正しく検知することが容易ではなかった。
【００１５】
具体的には、過去の特許文献で登場する畳表は縦糸９０ａ〜９０ｆに藺草を織り込むという概念がなく、つまり畳表は長い糸を平行に敷き詰めた状態を前提としており、畳表の何れかの部分を抽出したカメラ画像から目地方向を検知しても一定方向であるかのように記載されている。
【００１６】
一方で、実際の畳表は前述したように縦糸９０ａ〜９０ｆを境に藺草を織り込むため、特に境目部分９５は凹凸が大きく影ができやすい、つまりカメラ画像においては境目部分のコントラストが強いため特徴点として抽出されやすく、境目部分を結んだ線分９６を目地方向と誤って検知してしまい、誤った目地方向に回転ブラシを動作させることで畳表を傷付けると言う課題を有していた。
【００１７】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、床面センサを用いた畳の目地方向の検知精度を向上させ、畳を掃除する際に回転ブラシによるダメージを軽減することができる自走式掃除機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するために本発明の自走式掃除機は、床面を移動しながら掃除を行う自走式掃除機において、掃除機本体の下部に取り付けられたカメラを用いて床面の目地方向を検知する床面センサと、前記掃除機本体を制御する制御装置を備え、前記床面センサは、前記カメラで撮影された映像を複数のブロックに分割して各ブロック毎に目地方向を検知すると共に、前記制御装置は前記床面センサが検知した目地方向に基づき前記掃除機本体を走行させるもので、被掃除面が例えば畳表の場合、畳表を撮影したカメラ画像を幾つかのブロックに分割してブロック毎に目地方向を検知し、これらのブロック毎の目地方向データを用いることで、畳表の織り込み境目部分の凹凸に影響を受けずに畳の目地方向を精度よく検知して、畳の目地方向に沿って掃除機本体を走行させることができるので畳へのダメージを軽減できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の自走式掃除機は、畳表の織り込み境目部分の凹凸に影響を受けずに畳の目地方向を精度よく検知し、その目地方向に沿って回転ブラシを動作させることで畳に対してダメージを抑えた集塵が可能な自走式掃除機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態における自走式掃除機の断面模式図
【図２】同自走式掃除機の機能ブロック図
【図３】同自走式掃除機の床面センサのブロック毎に目地検知した画像を表した図
【図４】同床面センサのブロック毎に検知した目地方向（度数）の発生頻度グラフ
【図５】畳表の構造図
【図６】従来の自走式掃除機に搭載された床面センサのカメラ画像を表した図
【図７】同カメラ画像を白黒変換した画像を表した図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
第１の発明は、床面を移動しながら掃除を行う自走式掃除機において、掃除機本体の下部に取り付けられたカメラを用いて床面の目地方向を検知する床面センサと、前記掃除機本体を制御する制御装置を備え、前記床面センサは、前記カメラで撮影された映像を複数のブロックに分割して各ブロック毎に目地方向を検知すると共に、前記制御装置は前記床面センサが検知した目地方向に基づき前記掃除機本体を走行させるもので、被掃除面が例えば畳表の場合、畳表を撮影したカメラ画像を幾つかのブロックに分割してブロック毎に目地方向を検知し、これらのブロック毎の目地方向データを用いることで、畳表の織り込み境目部分の凹凸に影響を受けずに畳の目地方向を精度よく検知して、畳の目地方向に沿って掃除機本体を走行させることができるので畳へのダメージを軽減できる。
【００２２】
また第２の発明は、特に、第１の発明の床面センサは、ブロック毎に検知した目地方向の中で発生頻度の高い目地方向を採用するもので、畳表の織り込み境目部分の凹凸の影響のみならず、畳表が部分的に傷や汚れでブロック毎の目地方向が検知できない場合においても、これらの影響を受けずに畳の目地方向を精度よく検知できる。
【００２３】
第３の発明は、特に、第１又は第２の発明の自走式掃除機は、集塵を行うための回転ブラシを備え、制御装置は、床面センサで検知した目地方向に沿って前記回転ブラシを動作させるもので、目地方向に沿って回転ブラシを動作させるので畳に対してダメージを抑えた集塵が可能となる。
【００２４】
第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか一つの発明の制御装置は、床面センサがブロック毎に検出した目地方向のパターンにより床面の種類を検知するもので、従来では見分けがつきにくい床面の種類であるフローリングと畳を精度良く検知することができる。
【００２５】
第５の発明は、特に、第３又は第４の発明の制御装置は、床面の種類に応じて回転ブラシの回転数を制御するもので、例えば、床面がフローリングの場合、塵が板同士をつなぎあわた部分（溝）に溜まりやすいため、回転ブラシの回転数を上げて塵をしっかりかき出し、一方、床面が畳の場合には、回転数を落とすことで畳へのダメージを低減することができる。
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における自走式掃除機の断面模式図、図２は、同自走式掃除機の機能ブロック図、図３は、同自走式掃除機の床面センサのブロック毎に目地検知した画像、図４は、同床面センサのブロック毎に検知した目地方向（度数）の発生頻度グラフである。
【００２８】
本実施の形態における自走式掃除機の構成は、従来の自走式掃除機のそれと同一で、床面センサによる畳の目地方向の検知（算出）する方法が異なるだけである。
【００２９】
図１、２において、本実施の形態における自走式掃除機１００は、掃除機本体１００ａの下部（下面）に設けられた床面センサ１０と、床面の塵埃を掻き上げる回転ブラシ１４と、掻き上げられた塵埃を吸引するための吸引風を生成する集塵モータ１５と、吸引された塵埃を捕集するダストボックス１６と、掃除機本体１００ａを走行させるための駆動輪
１７ａ、１７ｂと、床面センサ１０の出力信号に応じて回転ブラシ１４、集塵モータ１５、駆動輪１７ａ、１７ｂを制御する制御装置１３を備えている。
【００３０】
床面センサ１０は、カメラ１１と演算手段１２から構成され、カメラ１１は、レンズ部分が少々広角であり広い床面を撮影できることを除けば一般的に販売されているパソコン（図示せず）へＵＳＢ接続する１２０万画素程度のＷＥＢカメラと性能的には大差がない。
【００３１】
このカメラ１１を用いて取得した画像には、少なくとも２個より多い目地９３が写っており、図６に示すように本実施の形態では４つほどの目地が撮影可能な位置にカメラ１１を取り付けている。
【００３２】
このようにして取得したカメラ画像は、演算手段１２により白黒画像に変換し、さらに図３に示すように目地９３の長さより短い長さを１辺とした例えば８０個のブロック１１ａへ分割し、各ブロック１１ａ毎に白黒濃淡（コントラスト）が強い部分を特徴点として抽出し、特徴点どうしを繋いで線分を形成させ、この線の方向を各ブロック１１ａ毎の目地方向９７ａ〜９７ｚとして、各々、０度〜３５９度の１度単位の方位として検知する。
【００３３】
図４に示すように、各ブロック１１ａ毎に検知した目地方向９７ａ〜９７ｚを発生個数カウントすると、およそ発生頻度１群９８と発生頻度２群９９の両極端な方位である２つの目地方向が抽出される。発生頻度１群９８は検知すべき目地方向９４が主要因であり、発生頻度２群９９は織り目の境目部分９５から生成された線分、つまり誤った目地方向が主要因である。
【００３４】
ここで先ほどカメラ画像をブロック分割する際にブロック１１ａの１辺の長さを目地９３の長さより短い長さとした事から、発生頻度１群９８の発生個数は発生頻度２群９９の発生個数よりも圧倒的に多い。
【００３５】
話を戻して、演算手段１２は、発生個数カウントの一番多い方位を畳表全体の目地方向として検知する。図４の場合は８９度であり、もちろん発生頻度１群９８に含まれる。
【００３６】
このことにより、畳表を撮影したカメラ画像を幾つかのブロック１１ａに分割してブロック１１ａ毎に目地方向を検知し、これらのブロック１１ａ毎の目地方向データを用いることで、畳表の織り込み境目部分９５の凹凸に影響を受けないばかりか、畳表が部分的に傷や汚れでブロック１１ａ毎の目地方向が検知できない場合においても、これらの影響も受けずに畳の目地方向を精度よく検知できる。
【００３７】
このようにして床面センサ１０により畳表の目地方向を精度よく検知すると制御装置１３は回転ブラシ１４を目地に沿って回転させる。
【００３８】
このことにより、目地方向に沿って回転ブラシ１４を動作させると共に掃除機本体１００ａを走行させることで畳に対してダメージを抑えた集塵が可能となる。
【００３９】
さらに演算手段１２は、畳表全体の目地方向として検知するだけでなくブロック毎に検出した目地方向のパターンにより床面の種類を検知することができる。例えば、図１に示したようにブロック１１ａ毎に検出した目地方向９７ｃ、９７ｄ、９７ｅでは、横方向の目地が連続して現れた後に、縦方向の目地方向９７ｆが現れ、その後、再び横方向の目地方向９７ｇ、９７ｈが連続して現れる。このようなパターンを検知した場合は、床面の種類が畳である事を検知する。あわせて演算手段１２が、床面の種類が畳であると判定した場合は、制御装置１３は回転ブラシ１４の回転数を落とす。
【００４０】
以上のように構成された本実施の形態における自走式掃除機では、従来では見分けがつきにくい床面の種類であるフローリングと畳を精度良く検知することができ、さらにフローリングでは塵が板同士をつなぎあわた部分（溝）に溜まりやすいため、しっかり回転ブラシ１４でかき出すため回転数は高めに設定でき、一方、畳では回転数を落とすことで畳へのダメージを低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上のように、本発明にかかる自走式掃除機は、畳表の織り込み境目部分の凹凸などの影響を受けずに畳の目地方向を精度よく検知できるので、自走式掃除機のみならず、倉庫内の荷物を運搬する自走式搬送車などにも適用できる。
【符号の説明】
【００４２】
１０  床面センサ
１１  カメラ
１１ａ  ブロック
１２  演算手段
１３  制御装置
１４  回転ブラシ
１５  集塵モータ
１６  ダストボックス
１７ａ、１７ｂ  駆動輪
９０ａ〜９０ｆ  縦糸
９１ａ、９１ｂ  糸
９２ａ、９２ｂ  織り目
９３  目地
９４、９７ａ〜９７ｚ  目地方向
９５  境目部分
９６  線分
９８  発生頻度１群
９９  発生頻度２群
１００  自走式掃除機
１００ａ  掃除機本体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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