(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体ケースと、
この本体ケースを走行可能とする駆動部と、
領域の情報を記すマップを作成するマップ生成手段と、
自己位置を推定する自己位置推定手段と、
前記本体ケースの外部の情報を取得する情報取得手段と、
被掃除面を掃除する掃除部と、
前記マップ生成手段により作成したマップに基づいて前記駆動部の動作を制御することで前記本体ケースを自律走行させる制御手段とを具備し、
前記情報取得手段は、少なくとも被掃除面の材質を情報として取得し、
前記制御手段は、自律走行時に前記情報取得手段により取得した情報を反映させた前記マップに基づいて前記本体ケースの次回の走行経路を設定するものであって、前記次回の走行経路を、走行開始時の被掃除面の材質と同一の材質の被掃除面を優先的に走行するように設定し、自律走行時に前記マップと相違する物体を検出すると、その物体の周囲に沿って前記本体ケースを走行させる走行経路を暫定的に設定し、この走行経路に沿って前記本体ケースを走行させつつ前記情報取得手段により取得した前記物体の情報に応じて、前記マップに反映させる情報を決定する
ことを特徴とした自律走行体。
【請求項２】
情報取得手段は、障害物の配置場所を情報として取得する
ことを特徴とした請求項１記載の自律走行体。
【請求項３】
情報取得手段は、障害物の形状を情報として取得する
ことを特徴とした請求項１または２記載の自律走行体。
【請求項４】
情報取得手段は、
本体ケースに配置されて互いに離間された複数の撮像手段と、
これら撮像手段によって撮像した画像により、この走行方向側に位置する物体の距離画像を生成する距離画像生成手段と、
この距離画像生成手段で生成した距離画像から、撮像された物体の形状情報を取得することにより障害物の形状を取得する形状取得手段とを備えている
ことを特徴とした請求項３記載の自律走行体。
【請求項５】
掃除部は、制御手段によりマップと相違する物体の周囲に沿って本体ケースを走行させる走行経路を暫定的に設定したときにも被掃除面を掃除する
ことを特徴とした請求項２ないし４いずれか一記載の自律走行体。
【請求項６】
制御手段は、走行経路での障害物とのクリアランスを、この障害物に応じて変更する
ことを特徴とした請求項２ないし４いずれか一記載の自律走行体。
【請求項７】
掃除部は、塵埃を吸い込む電動送風機を具備し、
制御手段は、走行経路での本体ケースの走行速度を、情報取得手段により取得した被掃除面の材質に応じて変更する
ことを特徴とした請求項１ないし６いずれか一記載の自律走行体。
【請求項８】
情報取得手段は、被掃除面の段差を情報として取得し、
制御手段は、本体ケースが段差を通過するときに少なくとも段差の壁面に対して交差する方向に沿って前記本体ケースを走行させるように走行経路を設定する
ことを特徴とした請求項１ないし７いずれか一記載の自律走行体。
【請求項９】
情報取得手段は、被掃除面の段差を情報として取得し、
制御手段は、前記情報取得手段により取得した段差の高さが所定値以上であるときには、この段差を乗り越えないように走行経路を設定する
ことを特徴とした請求項１ないし８いずれか一記載の自律走行体。
【請求項１０】
情報取得手段は、被掃除面の段差を情報として取得し、
制御手段は、段差があるところでは高所から掃除を実施するように走行経路を設定する
ことを特徴とした請求項１ないし９いずれか一記載の自律走行体。
【請求項１１】
制御手段は、マップ生成手段により作成されたマップ中の異なる種類の被掃除面の境界に沿って本体ケースを走行させる走行経路を設定する
ことを特徴とした請求項１ないし１０いずれか一記載の自律走行体。
【請求項１２】
情報取得手段は、障害物の温度を情報として取得し、
制御手段は、前記情報取得手段により取得した温度が所定以上のときには、本体ケースが所定距離以内に接近しないように走行経路を設定する
ことを特徴とした請求項１ないし１１いずれか一記載の自律走行体。
【請求項１３】
情報取得手段は、被掃除面の塵埃量を情報として取得し、
制御手段は、前記情報取得手段が取得した被掃除面の塵埃量が所定以上である状態が所定時間以上継続する場合には、その被掃除面を含む一定の領域内を本体ケースに繰り返し走行させるように走行経路を設定する
ことを特徴とした請求項１ないし１２いずれか一記載の自律走行体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、マップ生成手段により作成したマップに基づいて自律走行する自律走行体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被掃除面としての床面上を自律走行しながら床面を掃除する、いわゆる自律走行型の電気掃除機(掃除ロボット)が知られている。
【０００３】
このような電気掃除機において、効率のよい掃除を実現するために、掃除したい部屋の大きさや形状、および障害物などをマップに反映して作成(マッピング)し、この作成したマップに基づいて最適な走行経路を設定して、その走行経路に沿って走行する技術がある。しかしながら、マップを作成する際に、例えば部屋内の家具や床面などの内装や材質、あるいは例えばおもちゃやコードなどの障害物の形状について考慮されていないため、障害物の回避動作などを繰り返して想定通りの走行経路を走行できずに掃除できない場合や、障害物への衝突や床の段差による浮き上がりなどでスタックする場合などが生じ得る。
【０００４】
また、部屋の内部のレイアウトは常時一定とは限らず、マップを作成したときと障害物の配置などが変わっていることもあるため、記憶されているマップのみに基づいて走行経路を設定すると、マップに記されていない障害物などによって走行を妨げられるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−９６０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、効率よい自律走行を実現できる自律走行体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の自律走行体は、本体ケースと、駆動部と、マップ生成手段と、自己位置推定手段と、情報取得手段と、掃除部と、制御手段とを有する。駆動部は、本体ケースを走行可能とする。マップ生成手段は、領域の情報を記すマップを作成する。自己位置推定手段は、自己位置を推定する。情報取得手段は、本体ケースの外部の情報を取得する。掃除部は、被掃除面を掃除する。制御手段は、マップ生成手段により作成したマップに基づいて駆動部の動作を制御することで本体ケースを自律走行させる。そして、この制御手段は、自律走行時に情報取得手段により取得した情報を反映させたマップに基づいて本体ケースの次回の走行経路を設定する。次回の走行経路は、走行開始時の被掃除面の材質と同一の材質の被掃除面を優先的に走行するように設定する。また、この制御手段は、自律走行時にマップと相違する物体を検出すると、その物体の周囲に沿って本体ケースを走行させる走行経路を暫定的に設定し、この走行経路に沿って本体ケースを走行させつつ情報取得手段により取得した物体の情報に応じて、マップに反映させる情報を決定する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態の自律走行体の内部構造を示すブロック図である。
【図２】同上自律走行体を示す斜視図である。
【図３】同上自律走行体を下方から示す平面図である。
【図４】同上自律走行体を示す側面図である。
【図５】同上自律走行体を含む自律走行体システムを模式的に示す説明図である。
【図６】同上自律走行体の物体の距離の計算方法を模式的に示す説明図である。
【図７】(a)は一方の撮像手段により撮像された画像の一例を示す説明図、(b)は他方の撮像手段により撮像された画像の一例を示す説明図、(c)は(a)および(b)に基づいて生成した距離画像の一例を示す説明図である。
【図８】(a)は記憶されたマップを視覚化した一例を示す説明図、(b)は実際の掃除領域での電気掃除機の動作の一例を示す説明図である。
【図９】同上自律走行体の制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、一実施形態の構成を、図面を参照して説明する。
【００１０】
図１ないし図５において、11は自律走行体としての電気掃除機であり、この電気掃除機11は、この電気掃除機11の充電用の基地部となる基地装置としての充電装置(充電台)12(図５)とともに自律走行体装置としての電気掃除装置(電気掃除システム)を構成するものである。そして、電気掃除機11は、本実施形態において、走行面としての被掃除面である床面上を自律走行(自走)しつつ床面を掃除する、いわゆる自走式のロボットクリーナ(掃除ロボット)であり、例えば図１に示すように、掃除領域内などに配置された中継手段(中継部)としてのホームゲートウェイ(ルータ)14との間で有線通信あるいはＷｉ−Ｆｉ(登録商標)やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)などの無線通信を用いて通信(送受信)することにより、インターネットなどの(外部)ネットワーク15を介して、データ格納手段(データ格納部)としての汎用のサーバ16や、表示手段(表示部)である汎用の外部装置17などと有線あるいは無線通信可能となっている。
【００１１】
また、この電気掃除機11は、中空状の本体ケース20(図２)と、この本体ケース20を床面上で走行させる走行部21と、床面などの塵埃を掃除する掃除部22と、充電装置12を含む外部装置と通信する通信部23と、画像を撮像する撮像部25と、センサ部26と、走行部21、掃除部22、通信部23、および、撮像部25などを制御するコントローラである制御手段(制御部)27と、これら走行部21、掃除部22、通信部23、撮像部25、センサ部26および制御手段27などに給電する二次電池28とを備えている。なお、以下、電気掃除機11(本体ケース20)の走行方向に沿った方向を前後方向(図２に示す矢印FR，RR方向)とし、この前後方向に対して交差(直交)する左右方向(両側方向)を幅方向として説明する。
【００１２】
図２ないし図４に示す本体ケース20は、例えば合成樹脂などにより扁平な円柱状(円盤状)などに形成されている。すなわち、この本体ケース20は、側面部20a(図２)と、この側面部20aの上部および下部にそれぞれ連続する上面部20b(図２)および下面部20c(図３)とを備えている。この本体ケース20の側面部20aは、略円筒面状に形成されており、この側面部20aには、例えば撮像部25などが配置されている。また、本体ケース20の上面部20bおよび下面部20cは、それぞれ略円形状に形成されており、図３に示すように、床面に対向する下面部20cには、集塵口である吸込口31、および、排気口32などがそれぞれ開口されている。
【００１３】
走行部21は、複数(一対)の駆動部としての駆動輪34，34、これら駆動輪34，34を駆動させる動作部としての駆動手段であるモータ35，35(図１)、および、旋回用の旋回輪36などを備えている。
【００１４】
各駆動輪34は、電気掃除機11(本体ケース20)を床面上で前進方向および後退方向に走行(自律走行)させる、すなわち走行用のものであり、左右幅方向に沿って図示しない回転軸を有し、幅方向に対称に配置されている。なお、これら駆動輪34に代えて、駆動部としての無限軌道などを用いることもできる。
【００１５】
各モータ35(図１)は、例えば駆動輪34のそれぞれに対応して配置されており、各駆動輪34を独立して駆動させることが可能となっている。
【００１６】
旋回輪36は、本体ケース20の下面部20cの幅方向の略中央部で、かつ、前部に位置しており、床面に沿って旋回可能な従動輪である。
【００１７】
掃除部22は、例えば本体ケース20内に位置して塵埃を吸込口31から空気とともに吸い込み排気口32から排気する電動送風機41、吸込口31に回転可能に取り付けられて塵埃を掻き上げる回転清掃体としての回転ブラシ42およびこの回転ブラシ42を回転駆動させるブラシモータ43(図１)、本体ケース20の前側などの両側に回転可能に取り付けられて塵埃を掻き集める旋回清掃部としての補助掃除手段(補助掃除部)であるサイドブラシ44およびこのサイドブラシ44を駆動させるサイドブラシモータ45(図１)、および、吸込口31と連通して塵埃を溜める集塵部46(図２)などを備えている。なお、電動送風機41と、回転ブラシ42およびブラシモータ43(図１)と、サイドブラシ44およびサイドブラシモータ45(図１)とは、少なくともいずれかを備えていればよい。
【００１８】
図１に示す通信部23は、ホームゲートウェイ14およびネットワーク15を介して外部装置17と無線通信をするための無線通信手段(無線通信部)および掃除機信号受信手段(掃除機信号受信部)としての報知手段である無線ＬＡＮデバイス47、充電装置12(図５)などへと無線信号(赤外線信号)を送信する例えば赤外線発光素子などの図示しない送信手段(送信部)、および、充電装置12や図示しないリモコンなどからの無線信号(赤外線信号)を受信する例えばフォトトランジスタなどの図示しない受信手段(受信部)などを備えている。なお、例えば通信部23にアクセスポイント機能を搭載し、ホームゲートウェイ14を介さずに外部装置17と直接無線通信をするようにしてもよい。また、例えば通信部23にウェブサーバ機能を付加してもよい。
【００１９】
無線ＬＡＮデバイス47は、電気掃除機11からホームゲートウェイ14を介してネットワーク15に対して各種情報を送受信するものである。
【００２０】
撮像部25は、複数、例えば一方および他方の撮像手段(撮像部本体)としてのカメラ51a，51b、および、これらカメラ51a，51bに照明を付与する照明手段(照明部)としてのＬＥＤなどのランプ53を備えている。
【００２１】
図２に示すように、カメラ51a，51bは、本体ケース20の側面部20aにおいて、前部の両側に配置されている。すなわち、本実施形態では、カメラ51a，51bは、本体ケース20の側面部20aにおいて、電気掃除機11(本体ケース20)の幅方向の中心線Ｌに対して、左右方向に略等しい所定角度(鋭角)傾斜した位置にそれぞれ配置されている。言い換えると、これらカメラ51a，51bは、本体ケース20に対して幅方向に略対称に配置されており、これらカメラ51a，51bの中心位置が、電気掃除機11(本体ケース20)の走行方向である前後方向と交差(直交)する幅方向の中心位置と略一致している。さらに、これらカメラ51a，51bは、上下方向に略等しい位置、すなわち略等しい高さ位置にそれぞれ配置されている。このため、これらカメラ51a，51bは、電気掃除機11を床面上に載置した状態でこの床面からの高さが互いに略等しく設定されている。したがって、カメラ51a，51bは、互いにずれた位置(左右方向にずれた位置)に離間されて配置されている。また、これらカメラ51a，51bは、本体ケース20の走行方向である前方を、それぞれ所定の水平画角(例えば１０５°など)でデジタルの画像を所定時間毎、例えば数十ミリ秒毎などの微小時間毎、あるいは数秒毎などに撮像するデジタルカメラである。さらに、これらカメラ51a，51bは、互いの撮像範囲(視野)Va，Vbが重なっており(図６)、これらカメラ51a，51bにより撮像される(一方および他方の)画像P1，P2(図７(a)および図７(b))は、その撮像領域が電気掃除機11(本体ケース20)の幅方向の中心線Ｌを延長した前方の位置を含む領域で左右方向にラップしている。本実施形態では、これらカメラ51a，51bは、例えば可視光領域のカラー画像を撮像するものとする。なお、これらカメラ51a，51bにより撮像した画像は、例えば図示しない画像処理回路などにより所定のデータ形式に圧縮することもできる。
【００２２】
ランプ53は、カメラ51a，51bにより画像を撮像する際の照明用の光を出力するもので、カメラ51a，51bの中間位置、すなわち本体ケース20の側面部20aの中心線Ｌ上の位置に配置されている。すなわち、ランプ53は、カメラ51a，51bからの距離が略等しくなっている。また、このランプ53は、カメラ51a，51bと上下方向に略等しい位置、すなわち略等しい高さ位置に配置されている。したがって、このランプ53は、カメラ51a，51bの幅方向の略中央部に配置されている。本実施形態では、このランプ53は、可視光領域を含む光を照明するようになっている。なお、このランプ53は、カメラ51a，51b毎に設定されていてもよい。
【００２３】
図１に示すセンサ部26は、段差センサ(段差検出手段(段差検出部))56、温度センサ(温度検出手段(温度検出部))57および塵埃量センサ(塵埃量検出手段(塵埃量検出部))58などを備えている。なお、このセンサ部26には、例えば各駆動輪34(各モータ35)の回転数を検出することで電気掃除機11(本体ケース20(図２))の旋回角度や進行距離を検出する光エンコーダなどの回転数センサ、超音波、あるいは赤外線などを用いて障害物を検出する非接触型の障害物センサ、あるいは障害物を接触検出する接触型の障害物センサなどを備えていてもよい。
【００２４】
段差センサ56は、例えば赤外線センサ、あるいは超音波センサなどの非接触センサであり、赤外線、あるいは超音波を検出対象、ここでは床面に向けて出力し、検出対象からの反射波を受信することにより、送信と受信との時間差によって段差センサ56と検出対象との距離を検出する距離センサが用いられる。すなわち、段差センサ56は、この段差センサ56(段差センサ56が配置された位置)と床面との距離を検出することで、床面の段差を検出している。この段差センサ56は、図３に示すように、本体ケース20の下面部20cに配置されている。本実施形態では、この段差センサ56は、例えば駆動輪34，34の前後、および、旋回輪36の前部(本体ケース20の下側前部)にそれぞれ配置されている。
【００２５】
図１に示す温度センサ57は、例えば検出対象から放射される赤外線を検出することで検出対象の温度を検出する非接触センサなどが用いられる。この温度センサ57は、例えば本体ケース20の側面部20aあるいは上面部20b(図２)などに配置され、本体ケース20(図２)の前方の検出対象の温度を検出するようになっている。なお、この温度センサ57としては、例えばカメラ51a，51bによって撮像した赤外線画像に基づいて温度を検出するようにしてもよい。
【００２６】
塵埃量センサ58は、例えば吸込口31(図３)から集塵部46(図２)へと連通する風路の内部に配置された発光部と受光部とを備え、この風路を通過する塵埃量の寡多に応じて発光部からの発光の受光部での受光量が増減することで塵埃量を検出する光センサなどが用いられる。
【００２７】
そして、図１に示す制御手段27は、例えば制御手段本体(制御部本体)であるＣＰＵ、このＣＰＵによって読み出されるプログラムなどの固定的なデータを格納した格納部であるＲＯＭ、プログラムによるデータ処理の作業領域となるワークエリアなどの各種メモリエリアを動的に形成するエリア格納部であるＲＡＭ(それぞれ図示せず)などを備えるマイコンである。この制御手段27は、さらに、記憶手段(記憶部)としてのメモリ61、画像処理部62、距離画像生成手段(距離画像生成部)としての画像生成部63、形状取得手段である形状取得部64、抽出手段である抽出部65、判定手段としての判定部66、走行用のマップを作成するマップ生成手段であるマップ生成部67、および、マップに基づいて走行経路を設定する経路設定部68などを備えている。また、この制御手段27は、走行制御部69、掃除制御部70、撮像制御部71、および、照明制御部72などを備えている。そして、この制御手段27は、例えば駆動輪34，34(図３)すなわちモータ35，35を駆動して電気掃除機11(本体ケース20(図２))を自律走行させる走行モードと、充電装置12(図５)を介して二次電池28を充電する充電モードと、動作待機中の待機モードとを有している。
【００２８】
メモリ61は、例えばカメラ51a，51bで撮像した画像のデータや、判定部66などで用いる閾値、マップ生成部67により作成されたマップなどの各種データを記憶する。このメモリ61としては、電気掃除機11の電源のオンオフに拘らず記憶した各種データを保持する、例えばフラッシュメモリなどの不揮発性のメモリが用いられる。
【００２９】
画像処理部62は、カメラ51a，51bにより撮像した画像のレンズの歪み補正やコントラスト調整などの画像処理をする。この画像処理部62は、必須の構成ではない。
【００３０】
画像生成部63は、既知の方法を用いて、カメラ51a，51bにより撮像した画像、本実施形態では、カメラ51a，51bにより撮像され画像処理部62によって処理された画像と、カメラ51a，51b間の距離とに基づいて物体(特徴点)の距離(深度)を計算するとともに、この計算した物体(特徴点)の距離を示す距離画像(視差画像)を生成する。すなわち、この画像生成部63は、例えばカメラ51a，51bと物体(特徴点)Ｏとの距離、および、カメラ51a，51b間の距離に基づく三角測量を応用し(図６)、カメラ51a，51bにより撮像した各画像(画像処理部62によって処理された画像)中から同一位置を示す画素ドットを検出し、この画素ドットの上下方向および左右方向の角度を計算して、これら角度とカメラ51a，51b間の距離とからその位置のカメラ51a，51bからの距離を計算する。したがって、カメラ51a，51bにより撮像する画像は、可能な限り範囲が重なって(ラップして)いることが好ましい。また、この画像生成部63による距離画像の生成は、計算した各画素ドットの距離を、例えば１ドット毎などの所定ドット毎に明度、あるいは色調などの、視認により識別可能な階調に変換して表示することにより行われる。本実施形態において、画像生成部63は、距離が大きいほど明度が小さい白黒の画像、すなわち電気掃除機11(本体ケース20)からの前方への距離が遠いほど黒く距離が近いほど白い、例えば２５６階調(８ビット＝２8)のグレースケールの画像として距離画像を生成する。したがって、この距離画像は、いわば電気掃除機11(本体ケース20)の走行方向前方のカメラ51a，51bによって撮像される範囲内に位置する物体の距離情報(距離データ)の集合体を可視化したものである。なお、この画像生成部63は、カメラ51a，51bにより撮像された各画像中の所定の画像範囲内の画素ドットについてのみの距離画像を生成してもよいし、画像全体の距離画像を生成してもよい。
【００３１】
形状取得部64は、カメラ51a，51bにより撮像された画像中の物体(障害物)の形状情報を取得する。すなわち、この形状取得部64は、画像生成部63により生成された距離画像に対して、所定の距離Ｄ(または所定の距離範囲)に位置する物体Ｏの形状情報を取得する(図６)。この形状取得部64は、距離画像中の一例として、距離画像PLに撮像された例えば空き缶などの物体Ｏに対して、所定の距離(あるいは距離範囲)での画素ドットの距離を検出することで、物体Ｏの水平方向の寸法すなわち幅寸法Ｗおよび上下方向の寸法すなわち高さ寸法Ｈを検出できる(図７(c))。また、この形状取得部64は、物体の形状情報(幅寸法および高さ寸法)を取得することで、その物体が存在しない空間や穴部の形状情報(幅寸法および高さ寸法)などをも間接的に取得できる。
【００３２】
抽出部65は、カメラ51a，51bにより撮像された画像に基づいて特徴点を抽出する。すなわち、この抽出部65は、画像生成部63により生成された距離画像に対して例えばエッジ検出などの特徴検出(特徴抽出)を行うことで、距離画像中の特徴点を抽出する。この特徴点は、電気掃除機11が掃除領域における自己位置を推定するときの参照点となっている。なお、エッジ検出方法は、既知の任意の方法を用いることができる。
【００３３】
判定部66は、センサ部26(段差センサ56、温度センサ57、塵埃量センサ58)で検出した情報、形状取得部64により取得した所定の距離(あるいは所定の距離範囲)の物体の形状情報あるいは物体間に位置する狭所などの形状情報、抽出部65により抽出した特徴点、および、カメラ51a，51bにより撮像された画像、本実施形態では画像処理部62により処理された画像中の物体の高さ、材質、および、色調などを判定し、これら判定に基づいて、電気掃除機11の自己位置、および、障害物となる物体の有無を判断するとともに、電気掃除機11(本体ケース20(図２))の走行制御や掃除制御の変更の要否およびマップ生成部67に反映させる情報などを決定する。したがって、カメラ51a，51b、(画像処理部62)、画像生成部63、抽出部65、および、判定部66などにより、電気掃除機11の自己位置を推定する自己位置推定手段(自己位置推定部)73が構成され、センサ部26(段差センサ56、温度センサ57、塵埃量センサ58)、カメラ51a，51b、(画像処理部62)、画像生成部63、形状取得部64、および、判定部66などにより、障害物の有無を検出する障害物検出手段(障害物検出部)、および、掃除領域の各種情報を取得する情報取得手段(情報取得部)75がそれぞれ構成される。
【００３４】
すなわち、自己位置推定手段73は、マップに記憶された特徴点と、距離画像から抽出部65により抽出した特徴点とを照合することで、自己位置を推定する。
【００３５】
障害物検出手段は、距離画像中の所定の画像範囲内に物体があるか否かにより障害物となる物体の有無を検出する。
【００３６】
情報取得手段75は、段差センサ56により検出する床面の段差情報、温度センサ57により検出する物体の温度情報、塵埃量センサ58により検出する床面の塵埃量、障害物となる物体の有無、配置場所、配置範囲、形状取得部64により取得する物体の高さ寸法および幅寸法などの形状、床面の材質情報、床面の色調などを取得する。
【００３７】
マップ生成部67は、形状取得部64により取得した物体(障害物)の形状情報と、自己位置推定手段73により推定した電気掃除機11(本体ケース20(図２))の位置とから、電気掃除機11(本体ケース20(図２))が配置された掃除領域およびこの掃除領域内に位置する物体(障害物)などの位置関係を計算してマップを作成する。なお、本実施形態において、マップ生成部67により作成するマップとは、メモリ61などに展開されたデータ(マップデータ)をいうものとする。また、このマップ生成部67によりマップを作成する際には、自己位置推定手段73により常時自己位置を推定してもよいし、例えば走行開始位置の自己位置のみを推定し、その後は電気掃除機11(本体ケース20(図２))の走行方向や走行距離などを用いるようにしてもよい。
【００３８】
経路設定部68は、マップ生成部67により作成したマップ、自己位置推定手段73により推定した自己位置、および、障害物検出手段により検出した障害物となる物体の検出頻度に基づいて最適な走行経路を設定する。ここで、生成する最適な走行経路としては、マップ中の掃除可能な領域(障害物や段差などの走行不能な領域を除く領域)を最短の走行距離で走行できる経路、例えば電気掃除機11(本体ケース20(図２))が可能な限り直進する(方向転換が最も少ない)経路、障害物となる物体への接触が少ない経路、あるいは、同じ箇所を重複して走行する回数が最小となる経路など、効率的に走行(掃除)を行うことができる経路が設定される。また、この走行経路には、複数の中継地点(サブゴール)が設定される。なお、本実施形態において、経路設定部68により設定する走行経路は、メモリ61などに展開されたデータ(走行経路データ)をいうものとする。
【００３９】
走行制御部69は、マップ生成部67により作成したマップおよび自己位置推定手段73により推定した自己位置に基づいて走行部21のモータ35，35(駆動輪34，34(図３))の動作を制御する。すなわち、この走行制御部69は、モータ35，35に流れる電流の大きさおよび向きを制御することにより、モータ35，35を正転、あるいは逆転させることで、モータ35，35の動作を制御し、これらモータ35，35の動作を制御することで駆動輪34，34(図３)の動作を制御している。また、この走行制御部69は、判定部66の判定に応じて、電気掃除機11(本体ケース20)の走行方向および／または走行速度を制御するように構成されている。
【００４０】
掃除制御部70は、掃除部22の電動送風機41、ブラシモータ43およびサイドブラシモータ45の動作を制御する。すなわち、この掃除制御部70は、電動送風機41、ブラシモータ43、および、サイドブラシモータ45をそれぞれ別個に導通角制御することで、これら電動送風機41、ブラシモータ43(回転ブラシ42(図３))、および、サイドブラシモータ45(サイドブラシ44(図３))の動作を制御する。また、この掃除制御部70は、判定部66の判定に応じて、掃除部22の動作を制御するように構成されている。なお、これら電動送風機41、ブラシモータ43、および、サイドブラシモータ45のそれぞれに対応して制御部を別個に設けてもよい。
【００４１】
撮像制御部71は、撮像部25のカメラ51a，51bの動作を制御する。すなわち、この撮像制御部71は、カメラ51a，51bのシャッタの動作を制御する制御回路を備え、このシャッタを所定時間毎に動作させることで、所定時間毎にカメラ51a，51bにより画像を撮像させるように制御する。
【００４２】
照明制御部72は、撮像部25のランプ53の動作を制御する。すなわち、この照明制御部72は、スイッチなどを介してランプ53のオンオフを制御している。この照明制御部72は、本実施形態では、電気掃除機11の周囲の明るさを検出するセンサを備えており、このセンサにより検出した明るさが所定以下の場合にランプ53を点灯させ、その他のときにはランプ53を点灯させないようにするものである。
【００４３】
なお、これら撮像制御部71および照明制御部72は、制御手段27とは別個の撮像制御手段として構成してもよい。
【００４４】
また、二次電池28は、例えば図３に示す本体ケース20の下面部20cの後部の両側に露出する接続部としての充電端子77，77と電気的に接続されており、これら充電端子77，77が充電装置12(図５)側と電気的および機械的に接続されることで、この充電装置12(図５)を介して充電されるようになっている。
【００４５】
図１に示すホームゲートウェイ14は、アクセスポイントなどとも呼ばれ、建物内に設置され、ネットワーク15に対して例えば有線により接続されている。
【００４６】
サーバ16は、ネットワーク15に接続されたコンピュータ(クラウドサーバ)であり、各種データを保存可能である。
【００４７】
外部装置17は、建物の内部では例えばホームゲートウェイ14を介してネットワーク15に対して有線あるいは無線通信可能であるとともに、建物の外部ではネットワーク15に対して有線あるいは無線通信可能な、例えばＰＣ(タブレット端末(タブレットＰＣ))17aやスマートフォン(携帯電話)17bなどの汎用のデバイスである。この外部装置17は、少なくとも画像を表示する表示機能を有している。
【００４８】
次に、上記一実施形態の動作を、図面を参照しながら説明する。
【００４９】
一般に、電気掃除装置は、電気掃除機11によって掃除をする掃除作業と、充電装置12によって二次電池28を充電する充電作業とに大別される。充電作業は、充電装置12に内蔵された定電流回路などの充電回路を用いる既知の方法が用いられるため、掃除作業についてのみ説明する。また、外部装置17などからの指令に応じてカメラ51a，51bの少なくともいずれかにより所定の対象物を撮像する撮像作業を別途備えていてもよい。
【００５０】
電気掃除機11は、例えば予め設定された掃除開始時刻となったときや、リモコンまたは外部装置17によって送信された掃除開始の指令信号を受信したときなどのタイミングで、制御手段27が待機モードから走行モードに切り換わり、この制御手段27(走行制御部69)がモータ35，35(駆動輪34，34)を駆動させ充電装置12から所定距離離脱する。
【００５１】
次いで、電気掃除機11は、マップ生成部67により、掃除領域のマップを作成する。このマップの作成の際には、概略として、電気掃除機11は、掃除領域の外壁などに沿って走行したり、その位置で旋回したりしながら、情報取得手段75により情報を取得して、電気掃除機11の現在位置に基づいてマップを作成する(マップ作成モード)。そして、制御手段27が、掃除領域全体をマッピングしたと判定した場合には、マップ作成モードを終了し、後述する掃除モードに移行する。なお、このマップ作成モードでは、掃除部22を動作させて、マップ作成と同時に掃除をしてもよい。
【００５２】
具体的に、例えば図８(a)に視覚的に示すように、作成されるマップMPは、掃除領域(部屋)が所定の大きさの四角形状(正方形状)などのメッシュＭに分割され、メッシュＭ毎に情報取得手段75(図１)により取得された情報が関連付けられて記憶されている。記憶されている情報としては、そのメッシュＭ中にある物体の高さ、材質、色調、形状、温度、特徴点などである。物体の高さおよび形状は、図１に示すカメラ51a，51bにより撮像した画像に基づいて形状取得部64によって取得され、物体の材質および色調は、カメラ51a，51bにより撮像した画像に基づいて判定部66によって検出され、温度は温度センサ57により検出され、特徴点はカメラ51a，51bにより撮像した画像に基づいて抽出部65により抽出される。このマップは、生成時に例えばメモリ61に記憶され、次回の掃除以降はメモリ61から読み出されて利用される。但し、同じ掃除領域でも物体のレイアウトなどが変わっている場合もあるので、本実施形態では、一旦作成したマップを、後述する掃除モードのときの物体の距離測定に基づいて随時更新する。なお、このマップは、例えばユーザの指令などに応じて適宜生成できるようにしてもよいし、マップ作成モードを設けずに、予めユーザによって入力されていてもよい。
【００５３】
次いで、電気掃除機11は、経路設定部68によりマップに基づいて最適な走行経路を生成し、この走行経路に沿って掃除領域内を自律走行しつつ掃除をする(掃除モード)。この掃除モードにおいて、掃除部22では、制御手段27(掃除制御部70)により駆動された電動送風機41、ブラシモータ43(回転ブラシ42(図３))、あるいはサイドブラシモータ45(サイドブラシ44(図３))により床面の塵埃を、吸込口31(図３)を介して集塵部46(図２)へと捕集する。
【００５４】
そして、自律走行の際には、概略として、電気掃除機11は、掃除部22を動作させつつ、走行経路に沿って中継地点に向かって進みながら自己位置推定手段73によって定期的に自己位置を推定し、中継地点を通過する動作を繰り返していく。すなわち、電気掃除機11は、掃除をしながら、設定した中継地点を順次通過するように走行する。例えば、記憶されているマップMPおよび走行経路RTを図８(a)に視覚的に示す。このマップMPの場合、電気掃除機11が所定のスタート位置(例えば図中の左上の位置)から中継地点SGに向けて直進し、９０°方向転換して次の中継地点SGに向けて直進し、…という動作を繰り返して掃除をするように走行経路RTが設定される。
【００５５】
このとき、電気掃除機11が、次の中継地点に到達する前に障害物となる物体や段差などを検出したときには、実際の掃除領域がマップに記された情報と相違するものとして、探索動作を行う。例えば、図８(a)に視覚的に示すマップMPを記憶しているにも拘らず、図８(b)に示すように物体O1，O2を検出した場合、電気掃除機11は、これら物体O1，O2を探索する探索動作を行う。具体的に、電気掃除機11は、これら物体O1，O2の周囲に沿って走行するように暫定的な走行経路RT1(中継地点SG1)を設定する。すなわち、中継地点SGは、マップMPに基づいて生成された走行経路RT上に設定されるものであるから、掃除領域の状態がマップMPどおりであれば中継地点SG，SG間の走行経路RT上に障害物が存在することはない(図８(a))ので、障害物となる物体を検出した時点でマップMPと実際の掃除領域の状態とが相違していることになる。この探索動作の際、電気掃除機11は、図１に示す情報取得手段75により情報を取得することで相違を把握しながら走行をするように制御手段27により走行制御され、取得した情報を必要に応じてマップ生成部67によりマップに反映させることができる。
【００５６】
より詳細に、図９に示すフローチャートも参照しながら説明すると、まず、制御手段27(経路設定部68)は、走行経路を変更するか否かを判断する(ステップ１)。このとき、走行経路を変更するか否かは、マップが前回の走行時の探索動作によって変更されたか否かに基づいて判断される。すなわち、制御手段27(経路設定部68)は、マップが変更された場合には走行経路を変更し(ステップ２)、以下のステップ３に進む。また、このステップ１において、マップが変更されていない場合には、走行経路を変更することなく以下のステップ３に進む。
【００５７】
そして、制御手段27(走行制御部69)によりモータ35，35(駆動輪34，34(図３))を駆動させて走行経路に沿って電気掃除機11(本体ケース20(図２))を走行させる(ステップ３)。このとき、設定されている走行経路と自己位置との関係により決定された走行コマンド、例えば直進するときにはその距離、旋回(方向転換)するときにはその回動方向および角度などを決定する適宜の走行コマンドが判定部66から走行制御部69へと出力されて、その走行コマンドに応じて走行制御部69がモータ35，35(駆動輪34，34(図３))を動作させる。
【００５８】
次いで、制御手段27(撮像制御部71)により駆動させたカメラ51a，51bにより走行方向前方を撮像する(ステップ４)。これら撮像した画像の少なくともいずれかは、メモリ61に記憶することができる。また、これらカメラ51a，51bにより撮像した画像と、カメラ51a，51bの間の距離とに基づき、画像生成部63により所定の画像範囲内の物体(特徴点)の距離を計算する(ステップ５)。具体的に、例えばカメラ51a，51bにより画像P1，P2(例えば図７(a)および図７(b)）を撮像した場合、その画像P1，P2(本実施形態では画像処理部62により画像処理された画像)中の各画素ドットの距離を画像生成部63により計算する。さらに、画像生成部63は、計算した距離に基づいて距離画像を生成する(ステップ６)。この距離画像も、例えばメモリ61に記憶することができる。この画像生成部63により生成した距離画像PLの例を図７(c)に示す。そして、この生成した距離画像から、図１に示す形状取得部64が、所定の距離(あるいは所定の距離範囲)の物体の形状情報を取得する(ステップ７)。このとき、物体の形状情報として、幅寸法、高さ寸法などを検出することで、狭所の形状情報なども取得できる。また、この生成した距離画像から、抽出部65が、特徴点を抽出する(ステップ８)。そして、自己位置推定手段73が、抽出部65により抽出した特徴点とマップに記された特徴点とを照合することで、自己位置を推定する(ステップ９)。
【００５９】
次いで、制御手段27(判定部66)は、推定した自己位置から、電気掃除機11が中継地点に到達したか否かを判断する(ステップ10)。このステップ10において、中継地点に到達したと判断した場合には、制御手段27(判定部66)は、電気掃除機11の現在位置が最終到達地点であるか否かを判断する(ステップ11)。このステップ11において、電気掃除機11の現在位置が最終到達地点でないと判断した場合には、ステップ３に戻り、電気掃除機11の現在位置が最終到達地点であると判断した場合には、掃除を終了する(ステップ12)。この掃除の終了後は、電気掃除機11が充電装置12へと帰還するように制御手段27(走行制御部69)がモータ35，35(駆動輪34，34)の動作を制御し、充電端子77，77(図３)と充電装置12(図５)の充電用端子とを接続し、制御手段27が待機モード、あるいは充電モードに移行する。
【００６０】
一方、ステップ10において、電気掃除機11が中継地点に到達していないと判断した場合には、制御手段27(判定部66)は、形状取得部64により取得した物体の形状情報に基づき、電気掃除機11(本体ケース20(図２))の前方の所定の距離(あるいは所定の距離範囲内)に障害物となる物体があるか否かを判断する(ステップ13)。具体的に、判定部66は、形状取得部64により取得した物体の幅寸法および高さ寸法、物体間の水平方向あるいは上下方向の間隔に基づき、距離画像の所定の画像範囲内に物体の少なくとも一部が位置しているか否かを判定する。この画像範囲は、カメラ51a，51bから所定の距離Ｄ(図６)、あるいは所定の距離範囲内の所定位置に電気掃除機11(本体ケース20(図２))が位置する場合の、この電気掃除機11(本体ケース20)の外形形状(上下左右の大きさ)に対応する。したがって、この画像範囲内にて所定の距離Ｄ(図６)、あるいは所定の距離範囲内に物体が位置することは、中継地点同士を結ぶ走行経路上にマップに記されていない障害物が位置することを意味する。
【００６１】
そして、ステップ13において、物体があると判断した場合には、制御手段27は、電気掃除機11に探索動作をさせる(ステップ14)。この探索動作については後述する。なお、この探索動作時には、掃除部22を駆動させても停止させてもよいが、本実施形態では掃除部22を駆動させる。また、ステップ13において、物体がないと判断した場合には、制御手段27は、マップに記された障害物となる物体がなくなっていないか否か(マップに記された障害物となる物体を検出しないか否か)を判断する(ステップ15)。このステップ15において、物体がなくなっていないと判断した場合には、ステップ３に戻り、物体がなくなっていると判断した場合には、ステップ14に進んで電気掃除機11に探索動作をさせる。
【００６２】
さらに、ステップ14の後、制御手段27(判定部66)は、探索動作を終了するか否かを判断する(ステップ16)。探索動作を終了するか否かは、物体の周囲を周回したか否かにより判断する。そして、探索動作を終了しない(探索動作を継続する)と判断した場合にはステップ14に戻り、探索動作を終了すると判断した場合には、ステップ３に戻る。
【００６３】
次に、上記探索動作について詳細に説明する。
【００６４】
探索動作は、図１に示す制御手段27(走行制御部69)が、電気掃除機11(本体ケース20(図２))を、障害物となる物体などのマップとの相違位置の周囲に沿って走行(物体と一定の距離を保ちながら走行)させるようにモータ35，35(駆動輪34，34(図３))の動作を制御しつつ情報取得手段75によって情報を取得する。
【００６５】
そして、情報取得手段75では、掃除領域の情報として、例えば障害物となる物体の配置場所および配置範囲の他に、障害物となる物体の幅寸法や高さ寸法などの形状を取得できる。さらに、情報取得手段75では、掃除領域の情報として、床面の材質情報、床面の段差情報、物体の温度情報、床面の塵埃量などの少なくともいずれかを取得してもよい。取得したこれらの情報はマップ生成部67によりマップに反映し、この情報が反映されたマップに基づいて、制御手段27(経路設定部68)が本体ケース20のこの探索動作をした走行時の次回以降の走行経路を変更したり、次回以降の走行時(掃除時)の掃除部22(電動送風機41、ブラシモータ43(回転ブラシ42(図３))、サイドブラシモータ45，45(サイドブラシ44，44(図３)))の動作を変更するなどの掃除制御の変更をしたりしてもよい。
【００６６】
障害物となる物体の配置場所は、カメラ51a，51bにより撮像された画像(画像処理部62により画像処理された画像)を用いて画像生成部63により任意の物体までの距離を算出して距離画像を生成し、この距離画像に基づいて判定部66により判断できる。障害物となる物体の配置範囲は、電気掃除機11が物体を検出しつつこの物体の周囲を走行することで取得できる。また、障害物となる物体の幅寸法や高さ寸法などの形状は、距離画像に基づいて形状取得部64により算出される。例えば図８(b)には、物体の配置情報および配置範囲に加えて物体の形状情報として高さ寸法を反映したマップMPの例を視覚的に示す。このとき、所定高さ(例えば５０ｃｍ)以上の高さがある物体O1は、棚などの大型の障害物であると判定部66(図１)によって判断できる。すなわち、所定高さ以上の高さがある範囲(図８(b)中の５０と記したメッシュＭ)が、記憶されているマップとの相違位置となる。そして、この物体の周囲を電気掃除機11(本体ケース20(図２))が走行するように図１に示す制御手段27(走行制御部69)がモータ35，35(駆動輪34，34(図３))の動作を制御することで、近傍の床面に溜まった塵埃を念入りに掃除できる。また、図８(b)に示すように例えば高さが１ｃｍ程度と低くて領域が広い形状の物体O2は、カーペットや絨毯であると判定部66(図１)によって判断できる。すなわち、図８(b)中の１と記したメッシュＭも、記憶されているマップとの相違位置となる。そして、物体の配置場所、配置範囲をマップに反映することで、この探索動作の次回以降の走行時(掃除時)に、例えばフローリングとの境目などの塵埃が溜まりやすい床面上の箇所を念入りに掃除するように図１に示す制御手段27(経路設定部68)が走行経路を設定し、さらにカーペットや絨毯上では、フローリングを走行するときよりも走行速度を低下させ、制御手段27(掃除制御部70)が電動送風機41の吸込力を上げたり、ブラシモータ43(回転ブラシ42(図３))の回転数を上げたりすることもできる。また、図示しないが、例えば形状が細く範囲が狭い物体は、電源コードなどのケーブル類として、サイドブラシ44(図３)などに絡まってスタックなどが起こらないように、この物体に対して電気掃除機11が一定の距離を保ちながら走行するように探索動作の次回以降の走行経路を設定できる。換言すれば、電気掃除機11(本体ケース20(図２))が障害物となる物体を回避して走行する際に、この物体の形状に応じて、この物体との距離(クリアランス)を探索動作の次回以降の走行時に変えるようにすることで、物体の種類に応じてより効率よく物体を回避しながら走行(掃除)できる。
【００６７】
すなわち、探索動作時に障害物となる物体の配置場所を取得することで、制御手段27(経路設定部68)が、電気掃除機11(本体ケース20)が方向転換をする回数を抑制するように次回以降の走行経路を設定でき、掃除領域をより効率よく走行および掃除できる。
【００６８】
また、探索動作時に障害物となる物体の形状を取得することで、探索動作の次回以降の走行時に電気掃除機11が物体の周囲を走行する際に、円滑に走行できるように走行経路を設定できる。この物体の形状を取得する際には、カメラ51a，51b、画像生成部63および形状取得部64を用いることで、容易かつ精度よく取得できる。
【００６９】
床面の材質情報は、カメラ51a，51bにより撮像された画像、本実施形態では画像処理部62により処理された画像から判定部66によって判断できる。取得される具体的な材質としては、例えばフローリングなどの硬質かつ平坦な材質、カーペットや絨毯などの軟質かつ毛足が長い材質、あるいは畳などである。この床面の材質情報をマップに反映することで、探索動作の次回以降の走行時に、例えばカーペットや絨毯では、フローリングを走行するときよりも走行速度を低下させるなど、床面の材質に応じて電気掃除機11(本体ケース20(図２))の走行速度を変えたり、電動送風機41の吸込力を上げたり、ブラシモータ43(回転ブラシ42(図３))の回転数を上げたりすることが可能となる。例えばカーペットや絨毯など、平坦でない床面上では電気掃除機11(本体ケース20(図２))を相対的に遅く走行させるように制御手段27(走行制御部69)がモータ35，35(駆動輪34，34(図３))の動作を制御することにより、スタックを抑制できる。また、フローリングとカーペットなど、互いに異なる床面の種類の境界に沿って電気掃除機11(本体ケース20(図２))が走行するように制御手段27(経路設定部68)により次回の走行経路を設定することで、塵埃が溜まりやすい箇所を掃除させることができる。さらに、充電装置12(図５)が配置されている場所は主にフローリングであるものと想定し、この材質情報をマップに記すことで、所定位置、例えば充電装置12(図５)に帰還するときに、走行(掃除)開始時の床面の材質と同一の材質の床面を優先的に走行させるように制御手段27(経路設定部68)により探索動作の次回以降の走行経路を設定することで、円滑に充電装置12(図５)に帰還できる。すなわち、床面がフローリングである場合には、床面がカーペットや絨毯である場合と比較して電気掃除機11の走行時の抵抗が少なく、省電力で速く走行できるため、フローリングを優先して走行させることで、充電装置12(図５)への円滑な帰還を可能とする。この結果、電気掃除機11の走行経路や走行制御および掃除制御を最適化でき、掃除領域を効率よくかつ円滑に走行させ、効率よい掃除が可能となる。なお、カメラ51a，51bにより撮像された画像、本実施形態では画像処理部62により処理された画像から判定部66により判定した床面の色調情報を取得し、マップに反映してもよい。この場合も、床面の色調から床面の違い(材質)を検出でき、床面の材質情報を取得した場合と同様に、電気掃除機11の探索動作の次回以降の走行経路や走行制御および掃除制御を最適化でき、掃除領域を効率よくかつ円滑に走行させ、効率よい掃除が可能となる。
【００７０】
床面の段差情報は、センサ部26(段差センサ56)により検出できる。この床面の段差情報をマップに反映することで、電気掃除機11は、探索動作の次回以降の走行時に例えば段差乗り越え時に駆動輪34，34(図３)が段差に対してこの段差(段差の壁面(立っている面))に対して交差(直交)する略垂直方向から段差を乗り越えるように制御手段27(経路設定部68)が走行経路を設定することが可能となるため、段差に対して斜め進入することにより生じ易いスタックを抑制できる。また、次回以降の走行時、高さが所定値(例えば２０ｍｍ)以上の段差検出時は、電気掃除機11が段差を回避するように制御手段27(走行制御部69)がモータ35，35(駆動輪34，34)の動作を制御する、すなわち乗り越え動作を実施しないなどの対応が可能となり、より確実にスタックを抑制できる。さらに、電気掃除機11が段差付近を掃除する際は、段差の高所から低所の順序となるように、すなわち段差があるところでは高所から掃除を実施するように制御手段27(経路設定部68)が探索動作の次回以降の走行経路を設定することで、次回の走行時に、高所から低所に落下してしまった塵埃なども確実に捕集することが可能となるとともに、仮に降りられても登れない高さの段差である場合に、高所に戻れずに高所の掃除時間を充分に取れなくなることを抑制できる。この結果、電気掃除機11の走行経路や走行制御、および、掃除制御を最適化でき、掃除領域を効率よくかつ円滑に走行させることができる。
【００７１】
物体の温度情報は、センサ部26(温度センサ57)により検出できる。この温度情報をマップに反映することで、例えば検出した物体の温度が所定温度(例えば５０℃)以上であれば、電気掃除機11が物体に所定距離以内に接近しないように制御手段27(経路設定部68)が探索動作の次回以降の走行経路を設定できる。また、例えばストーブなどは冬場に定期的に使用されるものの、マップ上にない情報から高い温度が検出された場合には、異常事態と判断し、無線ＬＡＮデバイス47を介して外部装置17に直接的、またはネットワーク15を介して間接的にメールを送信したり、警告音を発したりするなど、ユーザに報知することもできる。この結果、電気掃除機11をより安全に走行させることができるとともに、例えばユーザが外出しているときなどの室内の防犯・防災に役立てることもできる。
【００７２】
塵埃量は、センサ部26(塵埃量センサ58)により検出できる。この塵埃量をマップに反映することで、例えば塵埃量が所定以上である状態が所定時間以上継続するときには、その塵埃が多い床面を含む一定の領域内を繰り返し重点的に走行して掃除するように制御手段27(経路設定部68)が探索動作の次回以降の走行経路を設定できる。この結果、掃除領域の汚れに応じた掃除が可能となり、掃除領域を効率よく掃除できる。
【００７３】
このように、自律走行時の領域の情報がマップに記された領域の情報と相違する場合に、制御手段27が探索動作を実施させるようにモータ35，35(駆動輪34，34(図３))の動作を制御するので、常時最新の領域の情報を取得して障害物への接触やスタックなどのリスクを低減して次回以降の走行経路を最適化でき、効率よい自律走行を実現できる。
【００７４】
また、記憶していたマップに基づいて設定した電気掃除機11(本体ケース20(図２))の走行経路を、探索動作により得た情報が反映されたマップに基づいて次回以降変更するので、走行経路を実際の掃除領域に対応させて最適化でき、効率よい自律走行を実現できる。
【００７５】
特に、領域を掃除する電気掃除機11の場合には、最新の領域の情報から走行経路の最適化に加えて、掃除制御の最適化や効率化をも図ることができ、効率よい自動掃除を実現できる。
【００７６】
走行経路の変更時、すなわちマップの変更時には、例えば無線ＬＡＮデバイス47により外部装置17に電子メールを送信し、メールサーバを利用してユーザが所持する外部装置17に電子メールを送信したり、外部装置17に直接送信したり、電気掃除機11に表示部を設けてその表示部に表示したりするなど、ユーザに報知をすることができる。この場合には、ユーザの部屋の清潔意識を向上させることができる。
【００７７】
さらに、探索動作として、電気掃除機11(本体ケース20(図２))をマップ生成部67により作成されたマップとの相違位置の範囲を情報取得手段75によって取得するように制御手段27がモータ35，35(駆動輪34，34(図３))の動作を制御するので、次回以降の走行時に相違位置を回避する走行経路を制御手段27(経路設定部68)がより確実に生成できる。特に、掃除部22を用いて掃除する際には、相違位置の範囲を取得していることで、掃除領域内での掃除手順などの制御も可能になり、より効率よい自動掃除を実現できる。
【００７８】
具体的に、探索動作として、電気掃除機11(本体ケース20(図２))をマップ生成部67により作成されたマップとの相違位置の周囲に沿って走行させるように制御手段27によりモータ35，35(駆動輪34，34(図３))の動作を制御することで情報取得手段75により情報を取得するので、相違位置の範囲を、死角が少なく、より精度よく検出できるとともに、掃除部22を動作させて探索動作を行うことで相違位置の周囲の塵埃を掃除できる。
【００７９】
また、掃除部22は、探索動作を実施しているときに動作して掃除をするので、掃除作業効率を向上できる。
【００８０】
さらに、例えばマップ生成部67により作成されたマップに記憶されていた物体が実際の掃除領域からなくなっている場合には、カメラ51a，51bに撮像されるはずの物体が撮像されないことで物体がなくなったことを間接的に検出でき、マップに記憶されていない物体を検出したときと同様にマップに反映させることができる。
【００８１】
なお、上記一実施形態において、情報取得手段75としては、例えばカメラ51a，51bおよび画像生成部63のみでもよく、形状取得部64やセンサ部26は、必須の構成ではない。また、センサ部26は、段差センサ56、温度センサ57および塵埃量センサ58の少なくともいずれかを備えていればよい。さらに、情報取得手段75は、物体の配置場所や形状を取得する任意のセンサなどにより構成してもよい。
【００８２】
塵埃量検出手段としては、光センサの他に、例えばカメラ51a，51bにより撮像した画像から床面上の眼に見える微小な塵埃を検出する構成などとしてもよい。
【００８３】
本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、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。この新規な実施形態は、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。この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】
【００８４】
11    自律走行体としての電気掃除機
20    本体ケース
22    掃除部
27    制御手段
34    駆動部としての駆動輪
41    電動送風機
51a，51b  撮像手段としてのカメラ
63    距離画像生成手段としての画像生成部
64    形状取得手段である形状取得部
67    マップ生成手段であるマップ生成部
73    自己位置推定手段
75    情報取得手段
MP    マップ
RT    走行経路
【図１】
0006685755.tif 000002
【図２】
0006685755.tif 000003
【図３】
0006685755.tif 000004
【図４】
0006685755.tif 000005
【図５】
0006685755.tif 000006
【図６】
0006685755.tif 000007
【図７】
0006685755.tif 000008
【図８】
0006685755.tif 000009
【図９】
0006685755.tif 000010