(57)【要約】【課題】カメラで撮影する画像への透明体の汚れの影響を自己判断可能な自律型電気掃除機を提案する。【解決手段】自律型電気掃除機１は、本体ケース２１の移動中にカメラ部４２で撮影された２つの画像Ｉを画像記憶部６５から取得し、２つの画像Ｉの差分Δを取り、差分Δが第一判断閾値より小さい画素の総数Σを計数し、総数Σが第二判断閾値以上の場合には、レンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れていると推定するカメラ汚れ判断部９９を備えている。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自律移動可能な本体と、
透明体を有し、かつ前記本体に設けられて画像を撮影するカメラ部と、
前記カメラ部で撮影された前記画像を記憶する記憶部と、
前記本体の自律移動を制御する自律制御部と、
前記本体の移動中に前記カメラ部で撮影された２つの前記画像を前記記憶部から取得し、前記２つの画像の差分を取り、前記差分が第一判断閾値より小さい画素の総数を計数し、前記総数が第二判断閾値以上の場合には、前記透明体が汚れていると推定するカメラ汚れ判断部と、を備える自律型電気掃除機。
【請求項２】
自律移動可能な本体と、
透明体を有し、かつ前記本体に設けられて画像を撮影するカメラ部と、
前記カメラ部で撮影された前記画像を記憶する記憶部と、
前記本体の自律移動を制御する自律制御部と、
前記本体の移動中に前記カメラ部で撮影された２つの前記画像を前記記憶部から取得し、前記２つの画像の差分を取り、少なくとも一方の前記画像が異なる２つの前記画像を用いて前記差分の取得を複数回繰り返し、前記差分が第一判断閾値より小さい回数を前記画素ごとに計数し、この回数が第三判断閾値以上の前記画素の総数を計数し、前記総数が第二判断閾値以上の場合には、前記透明体が汚れていると推定するカメラ汚れ判断部と、を備える自律型電気掃除機。
【請求項３】
前記２つの画像は、一方の前記画像の撮影範囲に、他方の前記画像の撮影範囲の全部または一部が含まれている請求項１または２に記載の自律型電気掃除機。
【請求項４】
前記カメラ汚れ判断部は、前記推定回数が第四判断閾値以上の場合には、前記透明体が汚れているか否かの判断の第二推定処理を行う請求項１から３のいずれか１項に記載の自律型電気掃除機。
【請求項５】
前記カメラ汚れ判断部は、前記透明体が汚れていると推定した回数が第五閾値以上の場合には、前記透明体が汚れていると第二推定する請求項４に記載の自律型電気掃除機。
【請求項６】
前記画像は、前記本体の直進中に撮影されたものである請求項１から５のいずれか１項に記載の自律型電気掃除機。
【請求項７】
前記記憶部が記憶する前記画像は、グレースケールである請求項１から６のいずれか１項に記載の自律型電気掃除機。
【請求項８】
前記第一判断閾値は、前記画像を複数に分割した小領域ごとに異なる請求項１から７のいずれか１項に記載の自律型電気掃除機。
【請求項９】
前記カメラ汚れ判断部が、前記透明体が汚れていると推定した場合に、その旨を表示する表示部を備える請求項１から８のいずれか１項に記載の自律型電気掃除機。
【請求項１０】
前記カメラ汚れ判断部が、前記透明体が汚れていると推定した場合に、その旨を音で報知する報知部を備える請求項１から９のいずれか１項に記載の自律型電気掃除機。
【請求項１１】
前記カメラ汚れ判断部が、前記透明体が汚れていると推定した場合に、その旨を知らせるための情報を情報端末へ送信する送信部を備える請求項１から１０のいずれか１項に記載の自律型電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明に係る実施形態は、自律型電気掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラで周囲の画像を撮影し、この画像から周囲の状況を把握して、床面上を自律走行しながら床面の塵埃を捕集したり、汚れを掃除したりする、自律走行型の電気掃除機(掃除ロボット、自律型電気掃除機)が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１４３９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
カメラで周囲の画像を撮影し、この画像から周囲の状況を把握して、床面上を自律走行する自律型電気掃除機は、カメラのレンズ、またはレンズカバー（これらを「透明体」と総称する。）が汚れてカメラが撮影する画像が不鮮明になったり、暗くなったりすると、周囲の状況把握に支障を招き、ひいては自律走行の制御に影響を及ぼす。
【０００５】
そこで、本発明は、カメラで撮影する画像への透明体の汚れの影響を自己判断可能な自律型電気掃除機を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の課題を解決するため本発明の実施形態に係る自律型電気掃除機は、自律移動可能な本体と、透明体を有し、かつ前記本体に設けられて画像を撮影するカメラ部と、前記カメラ部で撮影された前記画像を記憶する記憶部と、前記本体の自律移動を制御する自律制御部と、前記本体の移動中に前記カメラ部で撮影された２つの前記画像を前記記憶部から取得し、前記２つの画像の差分を取り、前記差分が第一判断閾値より小さい画素の総数を計数し、前記総数が第二判断閾値以上の場合には、前記透明体が汚れていると推定するカメラ汚れ判断部と、を備えている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態に係る自律型電気掃除機を含む運転制御システムを示すシステム構成図。
【図２】本発明の実施形態に係る自律型電気掃除機の右側面図。
【図３】本発明の実施形態に係る自律型電気掃除機の底面図。
【図４】本発明の実施形態に係る自律型電気掃除機のブロック図。
【図５】本発明の実施形態に係る自律型電気掃除機のカメラ部の汚れ判断アルゴリズムを表現したフローチャートの一例。
【図６】本発明の実施形態に係る自律型電気掃除機のカメラ部の汚れ判断アルゴリズムで使用される２つの画像の関係を表現した図。
【図７】本発明の実施形態に係る自律型電気掃除機のカメラ部の汚れ判断アルゴリズムを表現したフローチャートの他の例。
【図８】本発明の実施形態に係る自律型電気掃除機のカメラ部の汚れ判断アルゴリズムを表現したフローチャートの他の例。
【図９】本発明の実施形態に係る自律型電気掃除機のカメラ部の汚れ判断アルゴリズムを表現したフローチャートの他の例。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明に係る自律型電気掃除機の実施形態について図１から図９を参照して説明する。
【０００９】
図１は、本発明の実施形態に係る自律型電気掃除機を含む運転制御システムを示すシステム構成図である。
【００１０】
図１に示すように、本実施形態に係る自律型電気掃除機１は、運転制御システム２に通信可能に接続されている。
【００１１】
運転制御システム２は、電気通信網３に通信可能に接続されるサーバ４を含んでいる。運転制御システム２は、遠隔操作端末５と自律型電気掃除機１との間で双方向に情報を通信する通信回線を確立する。また、運転制御システム２は、構内端末６と自律型電気掃除機１との間で双方向に情報を通信する通信回線を確立する。なお、遠隔操作端末５および構内端末６を操作端末７と総称する。操作端末７は、情報端末である。自律型電気掃除機１は、運転制御システム２を通じて操作の簡便さ、操作の手軽さ、操作のし易さなど、使用者の使いやすさ（利便性）を向上させる。
【００１２】
電気通信網３は、外部ネットワーク８と、構内通信網９と、構内通信網９と外部ネットワーク８との間で情報を中継する中継通信機器１１と、を含んでいる。
【００１３】
構内通信網９は、中継通信機器１１を含む無線または有線の電気通信網である。自律型電気掃除機１および構内端末６は、構内通信網９に通信可能に接続されている。構内通信網９は、所謂イントラネットである。構内通信網９は、使用者に極めて簡便な通信環境を提供する。
【００１４】
外部ネットワーク８は、インターネット１３を含んでいる。中継通信機器１１、サーバ４、および遠隔操作端末５は、公衆電話網や携帯電話網などを介してインターネット１３に接続されている。運転制御システム２は、インターネット１３を介在させることによって、自律型電気掃除機１と遠隔操作端末５との間で、使用者に極めて簡便な通信環境を提供する。
【００１５】
サーバ４は、自律型電気掃除機１と遠隔操作端末５との間で情報を仲介している。サーバ４は、インターネット１３を介して多数の自律型電気掃除機１と通信している。サーバ４は、それぞれの自律型電気掃除機１に識別子を付与している。自律型電気掃除機１の使用者は、サーバ４が提供する識別子によって、遠隔操作端末５と自宅の自律型電気掃除機１との間に、または遠隔操作端末５と使用者が所有する自律型電気掃除機１との間に双方向通信を確立する。
【００１６】
遠隔操作端末５は、公衆無線回線や携帯電話回線を介してインターネット１３に接続されている。遠隔操作端末５は、サーバ４と双方向通信する。遠隔操作端末５は、自律型電気掃除機１の掃除運転開始指示、一時停止指示、および停止指示などの操作指示の入力を受け付ける。これら、掃除運転開始指示、一時停止指示、および停止指示などの操作指示は、通信回線を介して自律型電気掃除機１に送信される。また、遠隔操作端末５は、運転中、一時停止中、および停止中など、自律型電気掃除機１の状態を通知する情報をサーバ４から取得して自律型電気掃除機１の状態を画面に出力する。運転制御システム２は、遠隔操作端末５から自宅の自律型電気掃除機１へ指令を含む情報を送信可能にし、遠隔操作端末５で自律型電気掃除機１の状態を表す情報を含む情報を受信可能にする。つまり、運転制御システム２は、外出先で遠隔操作端末５から自宅の自律型電気掃除機１を操作可能な環境を提供できる。使用者は、例えば、自宅を不在にしている外出中に、自律型電気掃除機１を操作して自宅の掃除を適時に行うことができる。
【００１７】
自律型電気掃除機１は、いわゆるロボットクリーナである。自律型電気掃除機１は、本体としての本体ケース２１内の二次電池２２の電力を消費して自律で移動（走行）する。自律型電気掃除機１は、居室内の被掃除領域の被掃除面（床面）を動き回って（被掃除領域を網羅的に移動して）塵埃を捕集する。また、自律型電気掃除機１は、掃除運転の後、充電台２３へ帰巣、または帰還して次の掃除運転を待機する。
【００１８】
充電台２３は、居室内の被掃除面に設置されている。充電台２３は、自律型電気掃除機１を円滑に接続または離脱可能な形状を有している。充電台２３は、自律型電気掃除機１が接続された状態で、商用交流電源から二次電池２２へ電力を導く電源コード２４を備えている。電源コード２４は、二次電池２２へ送電する電路である。自律型電気掃除機１は、次の掃除運転の待機時に充電台２３に帰巣して二次電池２２を充電することで、使用者による充電の手間を省き、かつ使用者の求めによる突発的な掃除運転に対応できる。
【００１９】
次に、本発明の実施形態に係る自律型電気掃除機１について詳細に説明する。
【００２０】
図２は、本発明の実施形態に係る自律型電気掃除機の右側面図である。
【００２１】
図３は、本発明の実施形態に係る自律型電気掃除機の底面図である。
【００２２】
なお、図２および図３の実線矢印Ｆは、自律型電気掃除機１の前進方向を示している。
【００２３】
図２および図３に示すように、本実施形態に係る自律型電気掃除機１は、中空の本体ケース２１と、本体ケース２１の底部に設けられる回転清掃体としての回転ブラシ３１と、回転ブラシ３１を回転駆動させるブラシ用電動機３２と、本体ケース２１の後部に設けられる塵埃容器３３と、本体ケース２１内に収容されて塵埃容器３３に流体的に接続される電動送風機３５と、本体ケース２１を床面上で走行させる走行部４１と、本体ケース２１に設けられて自律型電気掃除機１の周囲の画像Ｉを撮影するカメラ部４２と、走行部４１を制御して被掃除面上の自律型電気掃除機１を自律で移動させる制御部４３と、電動送風機３５、走行部４１、カメラ部４２、および制御部４３で消費される電力を蓄える二次電池２２と、を備えている。
【００２４】
本体ケース２１は、例えば合成樹脂製であり、扁平な円柱形状(円盤形状)を有している。平面視で実質的に円形の本体ケース２１は、他の形状に比べて旋回時の旋回半径を小さく抑制できる。本体ケース２１の底面は、空気とともに被掃除面上の塵埃を吸い込む吸込口４５を有している。
【００２５】
吸込口４５は、電動送風機３５が発生させる負圧によって空気とともに塵埃を吸い込む。吸込口４５は、本体ケース２１の幅方向に延びている。換言すると、吸込口４５の左右方向の開口幅は、吸込口４５の前後方向の開口幅よりも大きい。本体ケース２１の底面が自律走行時に被掃除面に対向（対面）しているため、本体ケース２１の底面に設けられる吸込口４５は、被掃除面上の塵埃、または回転ブラシ３１が被掃除面から掻き上げた塵埃を容易に吸い込むことができる。
【００２６】
回転ブラシ３１は、吸込口４５に配置されている。回転ブラシ３１の回転中心線は、自律型電気掃除機１の幅方向に向けられている。回転ブラシ３１は、自律型電気掃除機１を被掃除面上に走行可能な状態で置いたとき、被掃除面に接触する。そのため、自律型電気掃除機１は、前進走行中、回転ブラシ３１を回転駆動させることによって、被掃除面上の塵埃を掻き上げて吸込口４５へ効率的に吸い込むことができる。
【００２７】
ブラシ用電動機３２は、回転ブラシ３１を正転（前進時に自律型電気掃除機１の推進力を補助する方向）または逆転（後退時に自律型電気掃除機１の推進力を補助する方向）へ回転させる。
【００２８】
塵埃容器３３は、電動送風機３５が発生させる吸込負圧によって吸込口４５から吸い込まれる塵埃を蓄積する。塵埃容器３３は、塵埃を濾過捕集するフィルタや、遠心分離(サイクロン分離)や直進分離（直進する空気と塵埃との慣性力の差で塵埃と空気とを分離する分離方式）などの慣性分離によって塵埃を蓄積する分離装置である。
【００２９】
電動送風機３５は、二次電池２２の電力を消費して駆動する。電動送風機３５は、塵埃容器３３から空気を吸い込んで吸込負圧を生じさせる。塵埃容器３３に発生した負圧は、吸込口４５に作用する。本体ケース２１は、電動送風機３５の排気（清浄な空気）を、本体ケース２１の外側へ流出させる排気口（図示省略）を有している。
【００３０】
走行部４１は、少なくとも一対の駆動輪４６と、それぞれの駆動輪４６を個別に駆動させる複数の駆動部としての電動機４７と、および、駆動輪４６とともに本体ケース２１を床面に支える従動輪４８と、を備えている。
【００３１】
駆動輪４６は、被掃除面上の自律型電気掃除機１（本体ケース２１）を移動させる。駆動輪４６は、幅方向（左右幅方向）に延びる車軸（図示省略）を有している。一対の駆動輪４６の車軸は、実質的に同一線上に配置されている。そのため、自律型電気掃除機１は、容易に直進および旋回することができる。一対の駆動輪４６の間には、吸込口４５が配置されている。駆動輪４６は、懸架装置（いわゆるサスペンション、図示省略）によって被掃除面に押さえつけられている。自律型電気掃除機１は、駆動輪４６に代えて、無限軌道（図示省略）を備えていても良い。
【００３２】
電動機４７は、それぞれの駆動輪４６を独立して駆動させる。つまり、左右の駆動輪４６を同じ方向へ回転させることによって直進（前進、または後退）し、左右の駆動輪４６を異なる方向へ回転させることによって旋回（右旋回、または左旋回）する。また、自律型電気掃除機１は、左右の駆動輪４６の出力を上下させて前進、または後退の速度を調整したり、左右の駆動輪４６の出力を相違させて旋回半径の大小を調整したりすることができる。
【００３３】
従動輪４８は、本体ケース２１の下部の幅方向の略中央部、かつ前部に配置されている。従動輪４８は、例えばキャスターである。従動輪４８は、自律型電気掃除機１の前進、後退、および旋回に容易に追従して向きを変え、自律型電気掃除機１（本体ケース２１）の走行（移動）を安定させる。なお、駆動輪４６の車軸、従動輪４８の車軸に支えられる自律型電気掃除機１（本体ケース２１）の重心は、一対の駆動輪４６と従動輪４８とがなす三角形の内側に配置されていることが好ましい。その場合、自律型電気掃除機１（本体ケース２１）は、転倒する危険性を下げて、安定して移動（走行）することができる。
【００３４】
図４は、本発明の実施形態に係る自律型電気掃除機のブロック図である。
【００３５】
図２および図３に加えて図４に示すように、本実施形態に係る自律型電気掃除機１は、ブラシ用電動機３２、走行用の電動機４７、電動送風機３５、カメラ部４２、制御部４３、および二次電池２２に加えて、通信部５１と、報知部５２と、表示部５３と、を備えている。
【００３６】
通信部５１は、構内通信網９に無線で双方向通信可能に接続される無線通信部（図示省略）、充電台２３に赤外線信号を送信する、例えば赤外線発光素子を含む送信部、および充電台２３やリモートコントローラー（図示省略）からの赤外線信号を受信する、例えばフォトトランジスタを含む受信部（図示省略）と、を備えている。
【００３７】
無線通信部と中継通信機器１１との間には、無線通信回線が確立される。無線通信部は、中継通信機器１１を介して操作端末７へ情報を送信する一方、中継通信機器１１を介して操作端末７から情報を受信する。
【００３８】
無線通信部は、中継通信機器１１を介して操作端末７へ運転を開始することを知らせる情報を送信する。また、無線通信部は、中継通信機器１１を介して操作端末７から運転を中止させる指示を含む情報を受信する。つまり、自律型電気掃除機１は、通信部５１によって操作端末７から遠隔操作が可能であり、使用者の利便を向上させる。
【００３９】
報知部５２は、音声や警告音などの音によって、使用者や自律型電気掃除機１の周囲にいる第三者に運転の開始などの適宜の情報を知らせる。報知部５２は、例えばスピーカーである。
【００４０】
表示部５３は、点灯や点滅などの光学的な表示や、文字や図形の表示によって、使用者や自律型電気掃除機１の周囲にいる第三者に運転の開始などの適宜の情報を知らせる。表示部５３は、例えば、本体ケース２１の天面に設けられるディスプレーである。
【００４１】
自律型電気掃除機１の使用者は、報知部５２から出力される音、および表示部５３に表示される視覚的な情報を通じて、自律型電気掃除機１の状態を容易に知ることができる。また、自律型電気掃除機１の使用者は、通信部５１および操作端末７を含む運転制御システム２を通じて、自律型電気掃除機１の状態を容易に知ることができる。なお、自律型電気掃除機１は、報知部５２および表示部５３のいずれか一方のみを備えていても良い。
【００４２】
カメラ部４２は、自律型電気掃除機１の正面に設けられて、自律型電気掃除機１の前方を撮影する。カメラ部４２は、例えばデジタルカメラである。つまり、カメラ部４２は、撮影した画像を電気信号に変換する撮像素子６０（イメージセンサー）を備えている。撮像素子６０は、例えば、CCDイメージセンサ（Charge-Coupled Device image sensor）や、CMOSイメージセンサ（Complementary metal-oxide-semiconductor image sensor）である。そのため、自律型電気掃除機１は即座に画像をデジタルデータで取り扱うことができる。つまり、カメラ部４２で撮影された画像は、例えば画像処理回路（図示省略）を利用することで所定のデータ形式に圧縮したり、グレースケールに変換したりすることができる。カメラ部４２は、例えば数十ミリ秒毎、または数秒毎などの所定の時間間隔でデジタルの画像を撮影する。カメラ部４２は、例えば可視光領域の画像を撮影する。可視光領域の画像は、例えば赤外領域の画像に比べて画質が良好であり、複雑な画像処理を施すことなく使用者に視認可能な情報を容易に提供できる。
【００４３】
撮像素子６０の受光面には多数の画素が並べられている。受光面の各画素は、受けた光を電気信号に変換する。各画素が受けた光の情報を各画素の位置に応じて統合させることで、カメラ部４２が撮影した景色を表す画像が得られる。一般的な撮像素子６０は、カラー画像を撮影する。カラー画像は、例えば赤、緑、および青の三つの色を混ぜて表現される。
【００４４】
カメラ部４２は、透明体、例えばレンズ６１、またはレンズ６１と光を透過するレンズカバー６２とを有している。レンズカバー６２は、レンズ６１を覆って保護している。レンズカバー６２は、レンズ６１に達する光を調整するレンズフィルターであっても良い。
【００４５】
なお、カメラ部４２は、単眼カメラであっても良いし（図３中に破線で示す）、ステレオカメラであっても良い（図３中に二点鎖線で示す）。ステレオカメラの場合には、カメラ部４２で実質的に同時に撮影する２つの画像（ステレオ画像）は、自律型電気掃除機１の幅方向の中心線を延長した前方の位置を含む撮影範囲で重なり合っている。この場合、カメラ部４２は、撮影範囲における奥行き（自律型電気掃除機１からみた離間距離）の情報を得ることができる。
【００４６】
また、カメラ部４２には、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）や電球などの照明装置（図示省略）が併設されていても良い。照明装置は、カメラ部４２の撮影範囲の一部または全部を照らす。照明装置は、家具などの障害物の陰のような暗い場所や、夜間などの暗い環境下であっても、カメラ部４２による適切な画像の取得を可能にする。
【００４７】
制御部４３は、例えば中央処理装置（Central Processing Unit、ＣＰＵ、図示省略）、中央処理装置で実行（処理）される各種演算プログラム、パラメータなどを記憶する補助記憶装置（例えば、Read Only Memory、ＲＯＭ、図示省略）、プログラムの作業領域が動的に確保される主記憶装置（例えば、Random access memory、ＲＡＭ、図示省略）を備えている。主記憶装置には、カメラ部４２で撮影された画像を記憶する画像記憶部６５が確保されている。補助記憶装置は、例えば不揮発性メモリのように書き換え可能なものであることが好ましい。
【００４８】
制御部４３は、ブラシ用電動機３２、走行用の電動機４７、電動送風機３５、カメラ部４２、通信部５１、報知部５２、表示部５３、および二次電池２２に電気的に接続されている。制御部４３は、通信部５１を介して操作端末７、充電台２３、およびリモートコントローラーから受信する指令に応じてブラシ用電動機３２、走行用の電動機４７、電動送風機３５、カメラ部４２、通信部５１、報知部５２、表示部５３、および二次電池２２を制御する。
【００４９】
制御部４３は、自律型電気掃除機１の自律移動を制御する自律制御部７１と、カメラ部４２の動作を制御するカメラ制御部７２と、カメラ部４２で撮影された画像からレンズ６１またはレンズカバー６２の汚れ具合を判断するカメラ汚れ判断部７３と、を備えている。
【００５０】
自律制御部７１は、走行部４１の電動機４７の動作を制御する走行制御部７５と、ブラシ用電動機３２、および電動送風機３５の動作を制御する掃除制御部７６と、を備えている。
【００５１】
走行制御部７５は、走行部４１の電動機４７に流れる電流の大きさ、および向きを制御して、電動機４７を正転、または逆転させる。走行制御部７５は、電動機４７を正転、または逆転させることで、駆動輪４６の駆動を制御している。
【００５２】
また、走行制御部７５は、掃除場所の環境地図情報（Environment Map、図示省略）を記憶する地図情報記憶部７７を備えている。走行制御部７５は、環境地図情報に基づいて走行経路を設定し、この走行経路に倣って自律型電気掃除機１を被掃除面上で自律走行させる。換言すると、制御部４３は、環境地図情報に基づいて本体ケース２１を移動させて掃除場所の掃除を行う。
【００５３】
地図情報記憶部７７は、補助記憶装置に確保される記憶領域に構築されたデータの集合であって、適宜のデータ構造を有している。地図情報記憶部７７は、補助記憶装置から主記憶装置に読み込まれて利用され、適宜の更新を経て、補助記憶装置へ上書きされる。
【００５４】
環境地図情報は、いわゆるマップである。環境地図情報は、自律型電気掃除機１の使用に際して、事前に準備されるものであっても良いし、Simultaneous Localization and Mapping（SLAM）によって自己位置推定と同時に作成されるものであっても良い。SLAMで環境地図情報を作成する場合には、自律型電気掃除機１は、自機の前方（前進方向）の画像を撮影するカメラ部４２の他に、マップの作成に必要なカメラや、エンコーダなどの種々のセンサ（図示省略）を備えていることが好ましい。環境地図情報は、掃除運転にともなう移動の過程で作成、および更新されても良い。
【００５５】
環境地図情報は、自律型電気掃除機１と操作端末７とで共有される。そのため、通信部５１は、中継通信機器１１を介して操作端末７へ環境地図情報を送信する。環境地図情報を共有することによって、使用者は、操作端末７を通じて自律型電気掃除機１の現在位置（位置情報）を正確に把握できる。また、使用者は、操作端末７を通じて自律型電気掃除機１を環境地図情報上の任意の箇所を指定して自律型電気掃除機１を移動させることができる。そして、使用者は、カメラ部４２が撮影する画像によって、自律型電気掃除機１を移動させた先（つまり移動の目的地）の状況を容易に把握することができる。
【００５６】
掃除制御部７６は、ブラシ用電動機３２、および電動送風機３５を個別に制御する。
【００５７】
カメラ制御部７２は、所定の時間間隔毎にカメラ部４２に画像を撮像させる。カメラ制御部７２は、カメラ部４２で撮影された画像Ｉを画像記憶部６５に記憶する。なお、画像記憶部６５に記憶される画像情報は、カメラ部４２で撮影された画像Ｉの全ての情報を含んでいても良く、例えば、カメラ部４２で撮影された画像Ｉをグレースケールに変換した画像（以下、カメラ部４２で撮影された元の画像Ｉと同じく画像Ｉと呼ぶ。）であっても良い。グレースケール画像の場合には、画像Ｉの画素値は輝度値と一致する。グレースケールに変換した画像Ｉを保存する場合には、制御部４３は、元画像を記憶する場合に比べて、画像記憶部６５に割り当てるメモリ領域の容量（リソース）を少量で済ませることが可能である。また、グレースケールに変換した画像Ｉを以後の処理に使用する場合には、制御部４３は、元画像を処理する場合に比べて中央処理装置の負荷を軽減できる。
【００５８】
なお、カメラ制御部７２で実行される画像Ｉのグレースケール化を含む画像処理は、カメラ部４２で実行されても良い。カメラ部４２で画像処理を実行することによって、中央処理装置の負荷が軽減される。
【００５９】
また、カメラ制御部７２は、照明装置の点灯と消灯とを制御する。
【００６０】
二次電池２２は、ブラシ用電動機３２、走行用の電動機４７、電動送風機３５、カメラ部４２、制御部４３、通信部５１、報知部５２、および表示部５３の電源である。なお、図４において、二次電池２２から各部へ電力を供給する電力線の図示は省略した。二次電池２２は、ブラシ用電動機３２、走行用の電動機４７、電動送風機３５、制御部４３、カメラ部４２、および通信部５１へ供給される電力を蓄えている。そのため、自律型電気掃除機１は、電源コードを必要とせず、電源コードの長さや敷設経路に制約されることなく、自由に自律走行することができる。
【００６１】
二次電池２２は、例えば本体ケース２１の底面や背面に設けられる充電端子（図示省略）に電気的に接続されている。自律型電気掃除機１は、充電台２３に帰巣すると、この充電端子を充電台２３に電気的に接続する。そのため、自律型電気掃除機１は、使用者の手を煩わせることなく、二次電池２２を充電台２３に電気的に接続することが可能であり、かつ、次の掃除運転を待機している最中、二次電池２２を充電することができる。
【００６２】
ところで、剥き出しのレンズ６１、またはレンズ６１を覆うレンズカバー６２が曇ったり、汚れたりすると、カメラ部４２の撮像素子６０に到達する光量が減って、カメラ部４２で撮影される画像は不鮮明になってしまう。そうすると、カメラ部４２で撮影した画像に基づいて自律走行の制御（環境地図情報の作成、および環境地図情報の更新）を行う制御部４３は、自律走行の制御を正確に行うことが困難になる。つまり、レンズ６１、またはレンズカバー６２が曇ったり、汚れたりすると、カメラ部４２で撮影した画像に基づいて自律走行を行う自律型電気掃除機１は、正常な自律走行を行うことが困難になる。
【００６３】
そこで、本実施形態に係る自律型電気掃除機１のカメラ汚れ判断部７３は、カメラ部４２で撮影した画像からカメラ部４２のレンズ６１、またはレンズカバー６２が曇っていなか否か、汚れが付着していないか否かを、判断する。カメラ汚れ判断部７３は、自律型電気掃除機１の移動中にカメラ部４２で撮影された、相互に異なる２つの画像Ｉを比較し、その比較結果からカメラ部４２のレンズ６１、またはレンズカバー６２が曇っていないか否か、汚れが付着していないか否かを、判断する。この判断を、以下、単に「カメラ部の汚れ判断」と称する。
【００６４】
図５は、本発明の実施形態に係る自律型電気掃除機のカメラ部の汚れ判断アルゴリズム（算法）を表現したフローチャートの一例である。
【００６５】
図６は、本発明の実施形態に係る自律型電気掃除機のカメラ部の汚れ判断アルゴリズムで使用される２つの画像の関係を表現した図である。
【００６６】
図５および図６に示すように、本実施形態に係る自律型電気掃除機１のカメラ汚れ判断部７３は、一例として、本体ケース２１の移動中にカメラ部４２で撮影された２つの画像Ｉａ、Ｉｂを画像記憶部６５から取得し、取得した２つの画像Ｉａ、Ｉｂの差分Δ（なお、差分Δは絶対値または自乗値で評価する。以下同様。）を取り、この差分Δが第一判断閾値より小さい画素（画素１、Ｐ２、Ｐ３、………）の総数Σを計数し、総数Σが第二判断閾値以上の場合には、レンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れていると推定する。カメラ汚れ判断部７３は、総数Σが第二判断閾値より小さい場合には、レンズ６１、またはレンズカバー６２は汚れていないと推定する。
【００６７】
具体的には、カメラ汚れ判断部７３は、自律型電気掃除機１が充電台２３から離脱して掃除運転を開始するとカメラ部４２の汚れ判断アルゴリズム（図５）を実行する。カメラ制御部７２は、自律型電気掃除機１が充電台２３から離脱して自律移動を開始すると、カメラ部４２を制御して画像Ｉを次々に撮影し、撮影した画像Ｉを順次に画像記憶部６５に記憶する。
【００６８】
カメラ汚れ判断部７３は、先ず、画像記憶部６５から２つの画像Ｉａ、Ｉｂを取得する（読み出す、ステップＳ１）。
【００６９】
ここで、読み出す２つの画像Ｉａ、Ｉｂは、本体ケース２１の移動中にカメラ部４２で撮影された画像Ｉであって、一方の画像Ｉａの撮影範囲に、他方の画像Ｉｂの撮影範囲の全部または一部が含まれていることが好ましい（図６に二点鎖線で示す画像Ｉｂ）。これら２つの画像Ｉａ、Ｉｂは、カメラ部４２で撮影される、連続して撮影される２つの画像Ｉである。
【００７０】
なお、これら２つの画像Ｉａ、Ｉｂは、カメラ部４２で連続して撮影される複数の画像Ｉから一定間隔（例えば２枚間隔）で抽出された画像であっても良い。また、これら２つの画像Ｉａ、Ｉｂは、カメラ部４２で連続して撮影される複数の画像Ｉから不定期間隔（以下、説明するステップＳ１からステップＳ６までの処理毎に異なる間隔）で抽出された画像であっても良い。つまり、カメラ部４２の汚れ判断に用いられる２つの画像Ｉａ、Ｉｂは、本体ケース２１の移動中にカメラ部４２で撮影された画像Ｉであって、相互に異なる画像であれば良い。
【００７１】
自律型電気掃除機１は、直進中（前進中または後退中）に撮影された複数の画像Ｉから、一方の画像Ｉａの撮影範囲に他方の画像Ｉｂの撮影範囲の全部が含まれている２つの画像Ｉａ、Ｉｂを容易に得ることができる。また、自律型電気掃除機１は、旋回中（右旋回中または左旋回中）に撮影された複数の画像Ｉから、一方の画像Ｉａの撮影範囲に他方の画像Ｉｂの撮影範囲の一部が含まれている２つの画像Ｉａ、Ｉｂを容易に得ることができる。これらの２つの画像Ｉａ、Ｉｂは、カメラ部４２が本体ケース２１に対して撮影範囲を俯仰させたり旋回させたりできなくても、自律型電気掃除機１の移動によって容易に得ることができる。
【００７２】
また、画像記憶部６５は、カメラ部４２が撮影する全ての画像Ｉを記憶していなくて良い。画像記憶部６５は、少なくともカメラ部４２の汚れ判断に用いられる２つの画像を記憶していれば良い。
【００７３】
次いで、カメラ汚れ判断部７３は、画像記憶部６５から取得した２つの画像Ｉａ、Ｉｂの差分Δを取る（抽出する、ステップＳ２）。２つの画像Ｉａ、Ｉｂの差分Δとは、例えば一方の画像Ｉａを観測画像とし、他方の画像Ｉｂを事前に取得しておいた背景画像として、観測画像と背景画像とを比較して背景画像には存在しない情報である。差分Δは、２つの画像Ｉａ、Ｉｂにグレースケールを用いる場合には、単純に２つの画像Ｉａ、Ｉｂの輝度の差分に相当する。
【００７４】
差分Δは、取得した２つの画像Ｉａ、Ｉｂの全画素について抽出される。２つの画像Ｉａ、Ｉｂの全画素について差分Δを取ることで、カメラ部４２の画像素子が撮影する画像Ｉの撮影範囲の全域について、レンズ６１、およびレンズカバー６２の汚れ具合を判断することができる。
【００７５】
次いで、カメラ汚れ判断部７３は、２つの画像Ｉａ、Ｉｂの差分Δと第一判断閾値とを比較する（ステップＳ３）。具体的には、カメラ汚れ判断部７３は、画像Ｉの全画素について個別に差分Δと第一判断閾値とを比較する。
【００７６】
カメラ汚れ判断部７３は、差分Δが第一判断閾値より小さい画素と、差分Δが第一判断閾値以上の画素と、を識別して、目印をつける（マーキングする、ステップＳ４）。例えば、カメラ汚れ判断部７３は、画像Ｉの画素と同数の配列（行列）を用意し、差分Δが第一判断閾値より小さい画素に対応する要素（配列の要素）には「１値」を書き込み、差分Δが第一判断閾値以上の画素に対応する要素（配列の要素）には「０値」を書き込む。
【００７７】
そして、カメラ汚れ判断部７３は、差分Δが第一判断閾値より小さい画素の総数Σを計数する（ステップＳ５）。具体的には、カメラ汚れ判断部７３は、差分Δが第一判断閾値より小さいことが識別された画素の画素数を計数する。この計数値が総数Σである。例えば、カメラ汚れ判断部７３は、ステップＳ４で０値または１値を書き込んだ配列の全要素の和を取ることで総数Σを計数する。
【００７８】
次いで、カメラ汚れ判断部７３は、ステップＳ５で計数した総数Σと第二判断閾値とを比較する（ステップＳ６）。カメラ汚れ判断部７３は、総数Σが第二判断閾値以上の場合には（ステップＳ６  Ｙｅｓ）、レンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れていると推定する（ステップＳ７）。また、カメラ汚れ判断部７３は、総数Σが第二判断閾値より小さい場合には（ステップＳ６  Ｎｏ）、レンズ６１、またはレンズカバー６２は汚れていないと推定し、ステップＳ１に戻って処理を繰り返す。
【００７９】
制御部４３は、カメラ汚れ判断部７３がレンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れていると推定した場合には（ステップＳ７）、報知部５２から出力される音、表示部５３に表示される視覚的な情報、および通信部５１から操作端末７へ送信される情報の少なくともいずれか１つを通じて、レンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れていることを、使用者へ知らせる（ステップＳ８）。
【００８０】
ステップＳ８において、報知部５２は、単に連続的に音を出力し続けても良いし、断続的に音を出力しても良い。音の出力を断続的にすることによって、使用者に煩わしさを感じさせることを軽減できる。表示部５３は、連続的に情報を表示し続けることが好ましい。連続的に情報を表示し続けることによって、使用者に注意を喚起しやすい。
【００８１】
また、ステップＳ８は、自律型電気掃除機１の掃除運転の最中に実行されても良く、自律型電気掃除機１が充電台２３に帰巣した後に実行されても良い。
【００８２】
さらに、制御部４３は、カメラ汚れ判断部７３がレンズ６１、またはレンズカバー６２の汚れの推定（ステップＳ７）が、予め定める時間（日数レベル、例えば７日間）以上継続する場合には、ステップＳ８とともに掃除運転の開始を回避し（抑制する、行わない）て、レンズ６１、またはレンズカバー６２の清掃を確実に促しても良い。
【００８３】
互いに異なる時刻に撮影される複数の画像Ｉａ、Ｉｂにおいて、共通する領域（画像の全領域ではなく、画像に含まれる小領域）で画素値の変化が小さくなったということは、撮像素子６０が受光した光量の変化が小さくなったということを意味する。このことは、透明体における光の経路のどこかに、光の透過を阻害するものが、それぞれの画像Ｉａ、Ｉｂを撮影した時刻に共通して存在することを意味する。そこで、カメラ汚れ判断部７３は、それぞれの画像Ｉａ、Ｉｂを撮影した時刻に共通して存在する、光の透過を阻害するものを透明体の汚れとして推定している。
【００８４】
つまり、本実施形態に係る自律型電気掃除機１は、図５および図６のようなカメラ部４２の汚れ判断アルゴリズムを実行することによって、カメラ部４２で撮影される２つの画像Ｉからカメラ部４２のレンズ６１、またはレンズカバー６２の汚れ具合を検出し、その検出結果を適宜に使用者へ知らせることができる。そのため、自律型電気掃除機１は、レンズ６１、またはレンズカバー６２に、自律走行の正確性を低下させる汚れが生じた場合には、その旨を使用者に知らせてレンズ６１、またはレンズカバー６２の清掃を促し、ひいては自律走行を正常に実行し続けることができる。
【００８５】
なお、本実施形態に係る自律型電気掃除機１は、レンズ６１、またはレンズカバー６２に汚れが生じたことを知らせることに代えて、または加えて、レンズ６１、またはレンズカバー６２に空気を吹き付けたり、例えばワイパー（図示省略）のようなレンズ６１、またはレンズカバー６２の汚れを拭き取る機構を駆動させたりするものであっても良い。
【００８６】
図７は、本発明の実施形態に係る自律型電気掃除機のカメラ部の汚れ判断アルゴリズム（算法）を表現したフローチャートの他の例である。
【００８７】
なお、図７のステップＳ１からステップＳ６、およびステップＳ８の処理は、図５のステップＳ１からステップＳ６、およびステップＳ８の処理と同様であり、説明が繰り返しになるので省略する。
【００８８】
図６および図７に示すように、本実施形態に係る自律型電気掃除機１のカメラ汚れ判断部７３は、一例として、図６の汚れ判断アルゴリズムを複数回行って、レンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れているか否かの判断の第二推定処理を行う。そこで、カメラ汚れ判断部７３は、少なくとも一方の画像Ｉが異なる２つの画像Ｉａ、Ｉｂを用いて差分Δの取得を複数回繰り返す。そして、カメラ汚れ判断部７３は、レンズ６１、またはレンズカバー６２に汚れが生じていると推定した回数（つまり、推定回数）が第四判断閾値以上の場合には、レンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れているか否かの判断の第二推定処理を行う。また、カメラ汚れ判断部７３は、レンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れていると推定した回数（推定回数Ｎｐ）が第五閾値以上の場合には、レンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れていると第二レベルの推定（以下、「第二推定」と言う）を行う。
【００８９】
具体的には、カメラ汚れ判断部７３は、自律型電気掃除機１が充電台２３から離脱して掃除運転を開始するとカメラ部４２の汚れ判断アルゴリズム（図７）を実行する。カメラ制御部７２は、自律型電気掃除機１が充電台２３から離脱して自律移動を開始すると、カメラ部４２を制御して画像Ｉを次々に撮影し、撮影した画像Ｉを順次に画像記憶部６５に記憶する。
【００９０】
そして、カメラ汚れ判断部７３は、ステップＳ１の開始前に、先ず判定回数Ｎに「０値」を設定し、また推定回数Ｎｐに「０値」を設定し（ステップＳ１１）、ステップＳ１からステップＳ６の処理を実行する。
【００９１】
次いで、カメラ汚れ判断部７３は、レンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れていると推定した場合には（ステップＳ７）、推定回数Ｎｐに１を加算する（ステップＳ１２）。
【００９２】
次いで、カメラ汚れ判断部７３は、レンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れていると推定した場合であっても（ステップＳ７）、総数Σが第二判断閾値より小さい場合であっても（ステップＳ６  Ｎｏ）、判定回数Ｎに１を加算する（ステップＳ１３）。
【００９３】
そして、カメラ汚れ判断部７３は、判定回数Ｎと第四判断閾値とを比較する（ステップＳ１４）。カメラ汚れ判断部７３は、判定回数Ｎが第四判断閾値より小さい場合には（ステップＳ１４  Ｎｏ）、ステップＳ１に戻って処理を繰り返す。
【００９４】
なお、第四判断閾値は、２回より大きく、例えば１６回に設定される。
【００９５】
また、カメラ汚れ判断部７３は、ステップＳ１を繰り返す際には、それ以前に処理したステップＳ１で画像記憶部６５から取得した２つの画像Ｉａ、Ｉｂと比べて、少なくとも一方の画像Ｉが異なる２つの画像Ｉａ、Ｉｂの組み合わせを画像記憶部６５から取得する。例えば、カメラ汚れ判断部７３は、１回目のステップＳ１を処理する際、その時点で最新の画像Ｉｔと、その時点より過去に撮影された画像Ｉｔ−１と、を２つの画像Ｉａ、Ｉｂとして取得し、２回目のステップＳ１を処理する際、その時点で最新の画像Ｉｔ＋１と、その時点で過去に撮影された画像Ｉｔと、を２つの画像Ｉａ、Ｉｂとして取得する。画像Ｉｔ＋１は最新の画像であり、画像Ｉｔは画像Ｉｔ＋１より以前に撮影された画像であり、画像Ｉｔ−１は、画像Ｉｔより以前に撮影された画像である。
【００９６】
カメラ汚れ判断部７３は、判定回数Ｎが第四判断閾値以上の場合には（ステップＳ１４  Ｙｅｓ）、推定回数Ｎｐと第五判断閾値とを比較する（ステップＳ１５）。カメラ汚れ判断部７３は、推定回数Ｎｐが第五判断閾値以上の場合には（ステップＳ１５  Ｙｅｓ）、レンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れていると第二推定し（ステップＳ１６）、ステップＳ８へ進む。カメラ汚れ判断部７３は、推定回数Ｎｐが第五判断閾値より小さい場合には（ステップＳ１５  Ｎｏ）、ステップＳ１１に戻って処理を繰り返す。
【００９７】
なお、図７の汚れ判断アルゴリズムにおけるステップＳ８は、カメラ汚れ判断部７３がレンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れていると第二推定した場合（ステップＳ１６）に処理を実行する。
【００９８】
つまり、本実施形態に係る自律型電気掃除機１は、図６および図７のようなカメラ部４２の汚れ判断アルゴリズムを実行することによって、カメラ部４２で撮影される２つの画像Ｉからカメラ部４２のレンズ６１、またはレンズカバー６２の汚れ具合を検出し、その検出結果を適宜に使用者へ知らせることができる。そのため、自律型電気掃除機１は、レンズ６１、またはレンズカバー６２に、自律走行の正確性を低下させる汚れが生じた場合には、その旨を使用者に知らせてレンズ６１、またはレンズカバー６２の清掃を促し、ひいては自律走行を正常に実行し続けることができる。
【００９９】
また、自律型電気掃除機１は、図７のカメラ部４２の汚れ判断アルゴリズムを実行することによって、図５のカメラ部４２の汚れ判断アルゴリズムに比べて、より多数回（第四判断閾値）の処理を繰り返し、判断の正確性を高めることができる。つまり、ステップＳ１６で言う「汚れの第二推定」とは、図５の「汚れの推定」に比べて、より多数回の処理を繰り返して下される判断を意味するものであって、より正確性の高い判断を意味している。カメラ部４２で撮影される画像Ｉは、撮像素子６０に由来するノイズの発生を回避し難い。そこで、図７のカメラ部４２の汚れ判断アルゴリズムは、図５のカメラ部４２の汚れ判断アルゴリズムに比べて、より多数回（第四判断閾値）の処理を繰り返し、画像Ｉに生じるノイズの影響を抑えて、判断の正確性を高めている。
【０１００】
図８は、本発明の実施形態に係る自律型電気掃除機のカメラ部の汚れ判断アルゴリズム（算法）を表現したフローチャートの他の例である。
【０１０１】
なお、図８のステップＳ１からステップＳ３、およびステップＳ６からステップＳ８の処理は、図５のステップＳ１からステップＳ３、およびステップＳ６からステップＳ８の処理と同様であり、説明が繰り返しになるので省略する。
【０１０２】
図６および図８に示すように、本実施形態に係る自律型電気掃除機１のカメラ汚れ判断部７３は、一例として、本体ケース２１の移動中にカメラ部４２で撮影された２つの画像Ｉａ、Ｉｂを画像記憶部６５から取得し、２つの画像Ｉａ、Ｉｂの差分Δを取り、少なくとも一方の画像Ｉが異なる２つの画像Ｉａ、Ｉｂを用いて差分Δの取得を複数回繰り返し、差分Δが第一判断閾値より小さい成立回数Ｎｓを画素ごとに計数し、この成立回数Ｎｓが第三判断閾値以上の画素の総数Σを計数し、総数Σが第二判断閾値以上の場合には、レンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れていると推定する。カメラ汚れ判断部７３は、総数Σが第二判断閾値より小さい場合には、レンズ６１、またはレンズカバー６２は汚れていないと推定する。
【０１０３】
具体的には、カメラ汚れ判断部７３は、自律型電気掃除機１が充電台２３から離脱して掃除運転を開始するとカメラ部４２の汚れ判断アルゴリズム（図８）を実行する。カメラ制御部７２は、自律型電気掃除機１が充電台２３から離脱して自律移動を開始すると、カメラ部４２を制御して画像Ｉを次々に撮影し、撮影した画像Ｉを順次に画像記憶部６５に記憶する。
【０１０４】
そして、カメラ汚れ判断部７３は、ステップＳ１の開始前に、先ず繰り返し回数ＲＮに「０値」を設定し、また画像Ｉの画素数と同数の行列（配列）を用意し、この行列の全要素に「０値」を書き込み（零行列、ステップＳ２１）、ステップＳ１からステップＳ３の処理を実行する。
【０１０５】
カメラ汚れ判断部７３は、ステップＳ３の後、差分Δが第一判断閾値より小さい画素に対応する行列の要素には「１値」を加算し、差分Δが第一判断閾値以上の画素に対応する行列の要素には「０値」を加算する、または要素の値を維持する（ステップＳ２２）。
【０１０６】
次いで、カメラ汚れ判断部７３は、繰り返し回数ＲＮに１を加算する（ステップＳ２５）。
【０１０７】
そして、カメラ汚れ判断部７３は、繰り返し回数ＲＮと繰り返し閾値とを比較する（ステップＳ２４）。カメラ汚れ判断部７３は、繰り返し回数ＲＮが繰り返し閾値より小さい場合には（ステップＳ２４  Ｎｏ）、ステップＳ１に戻って処理を繰り返す。
【０１０８】
なお、繰り返し閾値は、２回より大きく、例えば２５６回に設定される。
【０１０９】
また、カメラ汚れ判断部７３は、ステップＳ１を繰り返す際には、それ以前のステップＳ１で画像記憶部６５から取得した２つの画像Ｉａ、Ｉｂと比べて、少なくとも一方の画像Ｉが異なる２つの画像Ｉａ、Ｉｂの組み合わせを画像記憶部６５から取得する。例えば、カメラ汚れ判断部７３は、１回目のステップＳ１を処理する際、その時点で最新の画像Ｉｔと、その時点より過去に撮影された画像Ｉｔ−１と、を２つの画像Ｉａ、Ｉｂとして取得し、２回目のステップＳ１を処理する際、その時点で最新の画像Ｉｔ＋１と、その時点で過去に撮影された画像Ｉｔと、を２つの画像Ｉａ、Ｉｂとして取得する。画像Ｉｔ＋１は最新の画像であり、画像Ｉｔは画像Ｉｔ＋１より以前に撮影された画像であり、画像Ｉｔ−１は、画像Ｉｔより以前に撮影された画像である。
【０１１０】
なお、行列の要素毎の値は、ステップＳ２３からステップＳ２４を経て複数回の処理を繰り返した後には、ステップＳ２２の処理結果の合計値となる。この合計値は、画素ごとに差分Δが第一判断閾値より小さい成立回数Ｎｓに相当する。
【０１１１】
次いで、カメラ汚れ判断部７３は、繰り返し回数ＲＮが繰り返し閾値以上の場合には（ステップＳ２４  Ｙｅｓ）、画素ごとに差分Δが第一判断閾値より小さい成立回数Ｎｓ（つまり、行列の要素毎の値）と第三判断閾値とを比較する（ステップＳ２５）。
【０１１２】
そして、カメラ汚れ判断部７３は、成立回数Ｎｓが第三判断閾値以上の画素の総数Σを計数する（ステップＳ２６）。具体的には、カメラ汚れ判断部７３は、行列の要素の値が第三判断閾値以上の要素数を計数する。この要素数が総数Σである。
【０１１３】
なお、ステップＳ２５およびステップＳ２６は、同時に行われても良い。例えば、ステップＳ２５の開始前に総数Σに「０値」を設定し、行列の各要素についてステップＳ２５の比較を行い、要素の値が第三判断閾値以上の場合には、総数Σに「１値」を加算し、要素の値が第三判断閾値より小さい場合には、「０値」を加算、または総数Σの値を維持すれば良い。
【０１１４】
次いで、カメラ汚れ判断部７３は、ステップＳ２６で計数した総数Σを適用してステップＳ６からステップＳ８の処理を実行する。
【０１１５】
つまり、本実施形態に係る自律型電気掃除機１は、図６および図８のようなカメラ部４２の汚れ判断アルゴリズムを実行することによって、カメラ部４２で撮影される２つの画像Ｉからカメラ部４２のレンズ６１、またはレンズカバー６２の汚れ具合を検出し、その検出結果を適宜に使用者へ知らせることができる。そのため、自律型電気掃除機１は、レンズ６１、またはレンズカバー６２に、自律走行の正確性を低下させる汚れが生じた場合には、その旨を使用者に知らせてレンズ６１、またはレンズカバー６２の清掃を促し、ひいては自律走行を正常に実行し続けることができる。
【０１１６】
また、自律型電気掃除機１は、図８のカメラ部４２の汚れ判断アルゴリズムを実行することによって、図５のカメラ部４２の汚れ判断アルゴリズムに比べて、より多数回（繰り返し閾値）の処理を繰り返し、判断の正確性を高めることができる。カメラ部４２で撮影される画像Ｉは、撮像素子６０に由来するノイズの発生を回避し難い。そこで、図８のカメラ部４２の汚れ判断アルゴリズムは、図５のカメラ部４２の汚れ判断アルゴリズムに比べて、より多数回（繰り返し閾値）の処理を繰り返し、画像Ｉに生じるノイズの影響を抑えて、判断の正確性を高めている。
【０１１７】
ところで、汚れ判断アルゴリズムに用いられる画像Ｉは、自律型電気掃除機１の自律走行に資するため、撮影範囲の下部に被掃除面が映り込み、撮影範囲の上部に被掃除面より上側に存する居室の壁や家具などの物が映り込む。そのため、例えばフローリングの様な被掃除面を撮影している際に、撮影範囲の下部における画像Ｉの変化は、撮影範囲の上部における画像Ｉの変化に比べて乏しい。
【０１１８】
そこで、第一判断閾値および第三判断閾値は、画像Ｉを複数に分割した小領域ＳＡ（図６）ごとに異なっていても良い。小領域ＳＡ、例えば撮影範囲の上部と下部とで第一判断閾値および第三判断閾値を異ならせておくことで、複数の画像Ｉ間の変化が大きい撮影範囲の上部と、複数の画像Ｉ間の変化が小さい撮影範囲の下部と、でレンズ６１、およびレンズカバー６２の汚れ具合をより的確に推定することができる。なお、第一判断閾値および第三判断閾値は、画像Ｉの全ての画素について一定であっても良い。
【０１１９】
図９は、本発明の実施形態に係る自律型電気掃除機のカメラ部の汚れ判断アルゴリズム（算法）を表現したフローチャートの他の例である。
【０１２０】
なお、図９のステップＳ１からステップＳ３、およびステップＳ８の処理は、図５のステップＳ１からステップＳ３、およびステップＳ８の処理と同様であり、説明が繰り返しになるので省略する。また、図９のステップＳ１２からステップＳ１６の処理は、図７のステップＳ１２からステップＳ１６の処理と同様であり、説明が繰り返しになるので省略する。さらに、図９のステップＳ２２からステップＳ２６の処理は、図８のステップＳ２２からステップＳ２６の処理と同様であり、説明が繰り返しになるので省略する。
【０１２１】
図６および図９に示すように、本実施形態に係る自律型電気掃除機１のカメラ汚れ判断部７３は、一例として、図８の汚れ判断アルゴリズムを複数回行って、レンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れているか否かの判断の断定を行う。つまり、カメラ汚れ判断部７３は、レンズ６１、またはレンズカバー６２に汚れが生じていると推定した回数（つまり、推定回数）が第四判断閾値以上の場合には、レンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れているか否かの判断の断定処理を行う。また、カメラ汚れ判断部７３は、レンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れていると推定した回数（推定回数Ｎｐ）が第五閾値以上の場合には、レンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れていると第二推定する。
【０１２２】
具体的には、カメラ汚れ判断部７３は、自律型電気掃除機１が充電台２３から離脱して掃除運転を開始するとカメラ部４２の汚れ判断アルゴリズム（図９）を実行する。カメラ制御部７２は、自律型電気掃除機１が充電台２３から離脱して自律移動を開始すると、カメラ部４２を制御して画像Ｉを次々に撮影し、撮影した画像Ｉを順次に画像記憶部６５に記憶する。
【０１２３】
そして、カメラ汚れ判断部７３は、ステップＳ１の開始前に、先ず判定回数Ｎに「０値」を設定し、また推定回数Ｎｐに「０値」を設定し、さらに繰り返し回数ＲＮに「０値」を設定し、画像Ｉの画素と同数の行列（行列）を用意し、この行列の全要素に「０値」を書き込み（ステップＳ３１）、ステップＳ１からステップＳ３、ステップＳ２２からステップＳ２６、ステップＳ６からステップＳ７、ステップＳ１２からステップＳ１６、およびステップＳ８の処理を実行する。
【０１２４】
なお、図９の汚れ判断アルゴリズムにおけるステップＳ８は、カメラ汚れ判断部７３がレンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れていると第二推定した場合（ステップＳ１６）に処理を実行する。
【０１２５】
つまり、本実施形態に係る自律型電気掃除機１は、図６および図９のようなカメラ部４２の汚れ判断アルゴリズムを実行することによって、カメラ部４２で撮影される２つの画像Ｉからカメラ部４２のレンズ６１、またはレンズカバー６２の汚れ具合を検出し、その検出結果を適宜に使用者へ知らせることができる。そのため、自律型電気掃除機１は、レンズ６１、またはレンズカバー６２に、自律走行の正確性を低下させる汚れが生じた場合には、その旨を使用者に知らせてレンズ６１、またはレンズカバー６２の清掃を促し、ひいては自律走行を正常に実行し続けることができる。
【０１２６】
また、自律型電気掃除機１は、図９のカメラ部４２の汚れ判断アルゴリズムを実行することによって、図８のカメラ部４２の汚れ判断アルゴリズムに比べて、より多数回（第四判断閾値）の処理を繰り返し、判断の正確性を高めることができる。つまり、ステップＳ１６で言う「汚れの第二推定」とは、図８の「汚れの推定」に比べて、より多数回の処理を繰り返して下される判断を意味するものであって、より正確性の高い判断を意味している。カメラ部４２で撮影される画像Ｉは、撮像素子６０に由来するノイズの発生を回避し難い。そこで、図９のカメラ部４２の汚れ判断アルゴリズムは、図８のカメラ部４２の汚れ判断アルゴリズムに比べて、より多数回（第四判断閾値）の処理を繰り返し、画像Ｉに生じるノイズの影響を抑えて、判断の正確性を高めている。
【０１２７】
以上のように、本実施形態に係る自律型電気掃除機１は、本体ケース２１の移動中にカメラ部４２で撮影された２つの画像Ｉの差分Δを取り、差分Δが第一判断閾値より小さい画素の総数Σを計数し、この総数Σが第二判断閾値以上の場合には、レンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れていると推定する。そのため、自律型電気掃除機１は、移動中に撮影する画像Ｉで、移動の最中に、カメラ部４２のレンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れているか否かを、判断することができる。この判断は、レンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れていることの報知や、報知を通じたレンズ６１、またはレンズカバー６２の清掃の要請を使用者へ伝え、またはワイパーなどの清掃装置によるレンズ６１、またはレンズカバー６２の清掃の切っ掛けに利用できる。
【０１２８】
また、自律型電気掃除機１は、基準画像を準備することなく、移動中に撮影する画像Ｉで、移動の最中に、カメラ部４２のレンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れているか否かを、判断することができる。
【０１２９】
さらに、本実施形態に係る自律型電気掃除機１は、本体ケース２１の移動中にカメラ部４２で撮影された２つの画像Ｉａ、Ｉｂの差分Δを取り、少なくとも一方の画像Ｉが異なる２つの画像Ｉａ、Ｉｂを用いて差分Δの取得を複数回繰り返し、差分Δが第一判断閾値より小さい成立回数Ｎｓを画素ごとに計数し、この成立回数Ｎｓが第三判断閾値以上の画素の総数Σを計数し、総数Σが第二判断閾値以上の場合には、レンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れていると推定する。そのため、自律型電気掃除機１は、移動中に撮影する画像Ｉで、移動の最中に、カメラ部４２のレンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れているか否かを、高精度に判断することができる。この判断は、レンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れていることの報知や、報知を通じたレンズ６１、またはレンズカバー６２の清掃の要請を使用者へ伝え、またはワイパーなどの清掃装置によるレンズ６１、またはレンズカバー６２の清掃の切っ掛けに利用できる。
【０１３０】
また、自律型電気掃除機１は、基準画像を準備することなく、移動中に撮影する画像Ｉで、移動の最中に、カメラ部４２のレンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れているか否かを、高精度に判断することができる。
【０１３１】
さらに、本実施形態に係る自律型電気掃除機１は、一方の画像Ｉａの撮影範囲に、他方の画像Ｉｂの撮影範囲の全部または一部が含まれている２つの画像Ｉａ、Ｉｂを用いてレンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れているか否かを判断する。これら２つの画像Ｉａ、Ｉｂは、走行中（直進中、または旋回中）の自律型電気掃除機１で連続的に撮影することができる。
【０１３２】
ところで、２つの画像Ｉａ、Ｉｂの撮影間隔が短いほど、換言すると、２つの画像Ｉａ、Ｉｂの加増の撮影範囲の差異が小さいほど、２つの画像Ｉａ、Ｉｂの差分Δは、画像Ｉ全域において小さい。そして、レンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れている場合には、この差分Δがさらに小さく抑制される。本実施形態に係る自律型電気掃除機１は、レンズ６１、またはレンズカバー６２の汚れによる差分Δの抑制度合いからレンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れているか否かを判断している。
【０１３３】
また、自律型電気掃除機１は、レンズ６１、またはレンズカバー６２に汚れが生じていると推定した回数（つまり、推定回数）が第四判断閾値以上の場合には、レンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れているか否かの判断の第二推定処理を行う。自律型電気掃除機１は、レンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れていると推定した回数（推定回数Ｎｐ）が第五閾値以上の場合には、レンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れていると第二推定する。自律型電気掃除機１は、図５や図８の汚れ判断アルゴリズムによる推定を、複数回繰り返して、より確からしい判断（つまり、第二推定）を行い、画像Ｉに生じるノイズの影響を抑えて、判断の正確性を高めている。
【０１３４】
さらに、自律型電気掃除機１は、本体ケース２１の直進中に撮影された２つの画像Ｉａ、Ｉｂを用いてレンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れているか否かを推定、または第二推定する。直進中に撮影される２つの画像Ｉａ、Ｉｂは、容易に撮影することができる。そして、直進中に撮影される２つの画像Ｉａ、Ｉｂは、一方の画像Ｉａの撮影範囲に、他方の画像Ｉｂの撮影範囲の全部または一部を含み、汚れ判断アルゴリズムへの適用に好適である。
【０１３５】
また、自律型電気掃除機１は、グレースケールの画像Ｉを汚れ判断アルゴリズムに適用する。そのため、自律型電気掃除機１は、カラー画像を汚れ判断アルゴリズムに適用する場合に比べて、制御部４３への負荷を軽減し、かつ処理の高速化を図り、より高頻度にレンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れているか否かを推定、または第二推定できる。
【０１３６】
さらに、自律型電気掃除機１は、画像Ｉを複数に分割した小領域ＳＡごとに異なる判断閾値（第一判断閾値）を利用しても良い。そのため、自律型電気掃除機１は、走行中に撮影する画像Ｉの特性（画像Ｉの下部に被掃除面が映り込み、変化に乏しい）に応じた好適な汚れ判断を実行できる。
【０１３７】
また、自律型電気掃除機１は、レンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れていると推定した場合に、その旨を知らせる表示部５３を備えている。そのため、自律型電気掃除機１は、レンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れている場合に、その旨を使用者へ容易に知らせてレンズ６１、またはレンズカバー６２の清掃を促し、ひいては自律走行の正確性を担保することができる。
【０１３８】
さらに、自律型電気掃除機１は、レンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れていると推定した場合に、その旨を知らせる報知部５２を備えている。そのため、自律型電気掃除機１は、レンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れている場合に、その旨を使用者へ容易に知らせてレンズ６１、またはレンズカバー６２の清掃を促し、ひいては自律走行の正確性を担保することができる。
【０１３９】
さらにまた、自律型電気掃除機１は、レンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れていると推定した場合に、その旨を知らせるための情報を情報端末へ送信する通信部５１を備えている。そのため、自律型電気掃除機１は、レンズ６１、またはレンズカバー６２が汚れている場合に、その旨を使用者へ容易に知らせてレンズ６１、またはレンズカバー６２の清掃を促し、ひいては自律走行の正確性を高めることができる。
【０１４０】
したがって、本実施形態に係る自律型電気掃除機１によれば、カメラ部４２で撮影する画像へのレンズ６１、またはレンズカバー６２の汚れの影響を自己判断することができる。そして、本実施形態に係る自律型電気掃除機１は、レンズ６１、またはレンズカバー６２の清掃を促し、自律走行の正確性を担保することができる。
【０１４１】
なお、本実施形態における汚れ判断アルゴリズムは、撮像素子６０で受光した光量の変化（つまり画素値の変化）を画素毎に判断する例であるが、これに限られない。例えば、汚れ判断アルゴリズムは、画像の所定領域毎に判断しても良い。つまり、汚れ判断アルゴリズムは、撮像素子６０の受光面の所定領域にある複数の画素毎に受光した光量の変化（例えば３×３＝９画素分の合計値や平均値）を判断するものであっても良い。
【０１４２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１４３】
１…自律型電気掃除機、２…運転制御システム、３…電気通信網、４…サーバ、５…遠隔操作端末、６…構内端末、７…操作端末、８…外部ネットワーク、９…構内通信網、１１…中継通信機器、１３…インターネット、２１…本体ケース、２２…二次電池、２３…充電台、２４…電源コード、３１…回転ブラシ、３２…ブラシ用電動機、３３…塵埃容器、３５…電動送風機、４１…走行部、４２…カメラ部、４３…制御部、４５…吸込口、４６…駆動輪、４７…電動機、４８…従動輪、５１…通信部、５２…報知部、５３…表示部、６０…撮像素子、６１…レンズ、６２…レンズカバー、６５…画像記憶部、７１…自律制御部、７２…カメラ制御部、７３…カメラ汚れ判断部、７５…走行制御部、７６…掃除制御部、７７…地図情報記憶部。
【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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【図８】
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【図９】
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