本發明的實施方式涉及能夠自律行駛的電動吸塵器。
背景技術:
以往,已知在作為被吸塵面的地面上一邊自律行駛一邊對地面進行吸塵的、所謂的自律行駛型的電動吸塵器(吸塵機器人)。
這樣的電動吸塵器在行駛時必須回避障礙物。因此,為了檢測對行駛造成妨礙的障礙物,而使用超聲波傳感器、紅外線傳感器等傳感器。但是,例如在使用超聲波傳感器的情況下,當在行駛方向上存在柔軟的窗簾、較細的線類等時,超聲波無法被適當地反射而難以檢測為障礙物。此外,例如在使用紅外線傳感器的情況下,在對象物為黑色或者為較細的線類時,無法適當地接收所反射的紅外線,而難以進行障礙物的檢測。
即,在這樣的自律行駛型的電動吸塵器的情況下,雖然通過提高障礙物的檢測精度,能夠通過穩定的行駛來提高吸塵性能,但是在無法檢測到障礙物的情況下,由于與障礙物的碰撞、擱淺等而產生行駛停止等,會無法進行吸塵。
因而,在自律行駛型的電動吸塵器中,為了順暢地進行吸塵,障礙物的檢測較為重要,期望障礙物的檢測精度的提高。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2007-163223號公報
專利文獻2:日本特開2013-235351號公報
技術實現要素:
發明要解決的課題
本發明要解決的課題在于,提供提高了障礙物的檢測精度的電動吸塵器。
用于解決課題的手段
實施方式的電動吸塵器具有主體殼體、驅動輪、控制單元、吸塵部、攝像單元以及計算單元。驅動輪使主體殼體能夠行駛。控制單元通過對驅動輪的驅動進行控制,由此使主體殼體自律行駛。吸塵部對被吸塵面進行吸塵。攝像單元與主體殼體分離配置,并以彼此視野重疊的方式對主體殼體的行駛方向側進行攝像。計算單元基于由這些攝像單元攝像的圖像來計算物體相對于這些攝像單元的深度。
附圖說明
圖1是表示第1實施方式的電動吸塵器的內部構造的框圖。
圖2是表示同上電動吸塵器的立體圖。
圖3是從下方表示同上電動吸塵器的平面圖。
圖4是示意性地表示包括同上電動吸塵器的電動吸塵系統的說明圖。
圖5是示意性地表示基于同上電動吸塵器的計算單元的物體的深度的計算方法的說明圖。
圖6中(a)是表示由一方的攝像單元攝像的圖像的一例的說明圖,(b)是表示由另一方的攝像單元攝像的圖像的一例的說明圖,(c)是表示基于(a)以及(b)生成的距離圖像的一例的說明圖。
圖7中(a)是示意性地表示基于同上電動吸塵器的地圖生成單元的地圖的生成方法的說明圖,(b)是表示通過(a)生成的地圖的說明圖。
圖8是表示同上電動吸塵器的行駛控制的流程圖。
圖9是表示第2實施方式的電動吸塵器的立體圖。
具體實施方式
以下,參照附圖對第1實施方式的構成進行說明。
在圖1至圖4中,11是電動吸塵器,該電動吸塵器11與作為基地裝置的未圖示的充電裝置(充電臺)12(圖7(a))一起構成電動吸塵裝置(電動吸塵系統),該基地裝置成為該電動吸塵器11的充電用的基地部。并且,在本實施方式中,電動吸塵器11是在作為行駛面的被吸塵面即地面上一邊自律行駛(自走)一邊對地面進行吸塵的、所謂的自走式的機器人清潔器(吸塵機器人),例如與配置在吸塵區域內等的作為中繼單元(中繼部)的家庭網關(路由器)14之間,使用有線通信或者wi-fi(注冊商標)、bluetooth(注冊商標)等無線通信進行通信(收發),由此能夠經由因特網等(外部)網絡15與作為數據保存單元(數據保存部)的通用的服務器16、作為顯示單元(顯示部)的通用的外部裝置17等進行有線或者無線通信。
此外,該電動吸塵器11具備:中空狀的主體殼體20;使該主體殼體20在地面上行駛的行駛部21;對地面等上的塵埃進行吸塵的吸塵部22;與包括充電裝置12在內的外部裝置進行通信的通信部23;對圖像進行攝像的攝像部25;傳感器部26;作為對行駛部21、吸塵部22、通信部23以及攝像部25等進行控制的控制單元的控制部(控制器)27;以及對這些行駛部21、吸塵部22、通信部23、攝像部25、傳感器部26以及控制部27等進行供電的二次電池28。另外,以下,將沿著電動吸塵器11(主體殼體20)的行駛方向的方向作為前后方向(圖2所示的箭頭fr、rr方向)、將與該前后方向交叉(正交)的左右方向(兩側方向)作為寬度方向來進行說明。
主體殼體20例如由合成樹脂等形成為扁平的圓柱狀(圓盤狀)等。即,該主體殼體20具備側面部20a、和與該側面部20a的上部以及下部分別連續的上表面部20b以及下表面部20c。該主體殼體20的側面部20a使上表面部20b與下表面部20c連續,且形成為大致圓筒面狀,在該側面部20a例如配置有攝像部25等。此外,主體殼體20的上表面部20b以及下表面部20c分別形成為大致圓形狀,在與地面對置的下表面部20c分別開口有作為集塵口的吸入口31、以及排氣口32等。
行駛部21具備多個(一對)作為驅動部的驅動輪34、34、作為使這些驅動輪34、34驅動的動作部的驅動單元(驅動體)即馬達35、35、以及回轉用的回轉輪36等。
各驅動輪34使電動吸塵器11(主體殼體20)在地面上沿前進方向以及后退方向行駛(自律行駛),即是行駛用的驅動輪,各驅動輪34沿著左右寬度方向具有未圖示的旋轉軸,并在寬度方向上對稱地配置。
各馬達35例如與驅動輪34分別對應地配置,并能夠使各驅動輪34獨立地驅動。
回轉輪36位于主體殼體20的下表面的寬度方向的大致中央部、且位于前部,是能夠沿著地面回轉的從動輪。
吸塵部22例如具備:電動送風機41,位于主體殼體20內,能夠將塵埃與空氣一起從吸入口31吸入并從排氣口32排氣;作為旋轉清掃體的旋轉刷42,能夠旋轉地安裝于吸入口31,將塵埃攏起;刷馬達43,使該旋轉刷42旋轉驅動;作為回轉清掃部的輔助吸塵單元(輔助吸塵部)即側刷44,能夠旋轉地安裝于主體殼體20的前側等的兩側,使塵埃聚集;使該側刷44驅動的側刷馬達45;以及與吸入口31連通而蓄積塵埃的集塵部46等。另外,電動送風機41、旋轉刷42以及刷馬達43、側刷44以及側刷馬達45只要具備至少任一方即可。
通信部23具備:作為無線通信單元(無線通信部)以及吸塵器信號接收單元(吸塵器信號接收部)的無線lan設備47,用于經由家庭網關14以及網絡15與外部裝置17進行無線通信;例如紅外線發光元件等未圖示的發送單元(發送部),朝充電裝置12等發送無線信號(紅外線信號);以及接收來自充電裝置12、未圖示的遙控器等的無線信號(紅外線信號)的例如光電晶體管等未圖示的接收單元(接收部)等。
無線lan設備47從電動吸塵器11經由家庭網關14相對于網絡15收發各種信息,例如內置于主體殼體20。
攝像部25具備:作為(一方以及另一方的)攝像單元(攝像部主體)的攝像機51、52;以及作為對這些攝像機51、52提供照明的照明單元(照明部)的led等燈53。
攝像機51、52在主體殼體20的側面部20a配置于前部的兩側。即,在本實施方式中,攝像機51、52在主體殼體20的側面部20a,分別配置于相對于電動吸塵器11(主體殼體20)的寬度方向的中心線l、向左右方向傾斜了大致相等的規定角度(銳角)的位置。換言之,這些攝像機51、52相對于主體殼體20在寬度方向上大致對稱地配置,這些攝像機51、52的中心位置與電動吸塵器11(主體殼體20)的相對于行駛方向即前后方向交叉(正交)的寬度方向的中心位置大致一致。進而,這些攝像機51、52分別配置于在上下方向上大致相等的位置、即分別配置于大致相等的高度位置。因此,這些攝像機51、52被設定為在將電動吸塵器11載放到地面上的狀態下、離該地面的高度彼此大致相等。因而,攝像機51、52被分離地配置在相互錯開的位置(在左右方向上錯開的位置)。此外,這些攝像機51、52是如下的數字攝像機:對主體殼體20的行駛方向即前方,分別以規定的水平視場角(例如105°等),每隔規定時間、例如每隔幾十微秒等微小時間或者每隔數秒等地對數字的圖像進行攝像。進而,這些攝像機51、52彼此的視野v1、v2重疊(圖5),由這些攝像機51、52攝像的(一方以及另一方的)圖像p1、p2(圖6(a)以及圖6(b))為,其攝像區域在包含將電動吸塵器11(主體殼體20)的寬度方向的中心線l延長了的前方的位置在內的區域中在左右方向上重疊。在本實施方式中,這些攝像機51、52例如對可見光范圍的圖像進行攝像。另外,由這些攝像機51、52攝像的圖像還能夠通過例如未圖示的圖像處理電路等壓縮成規定的數據格式。
燈53輸出在由攝像機51、52對圖像進行攝像時的照明用的光,其配置于攝像機51、52的中間位置、即主體殼體20的側面部20a的中心線l上的位置。即,燈53離攝像機51、52的距離大致相等。此外,該燈53配置于相對于攝像機51、52在上下方向上大致相等的位置、即大致相等的高度位置。因而,該燈53配置于攝像機51、52的寬度方向的大致中央部。在本實施方式中,該燈53照射包含可見光范圍的光。
傳感器部26例如具備對各驅動輪34(各馬達35)的轉速進行檢測的光編碼器等轉速傳感器55。該轉速傳感器55根據所測定到的驅動輪34(馬達35)的轉速,對電動吸塵器11(主體殼體20)的回轉角度、行進距離進行檢測。因而,該轉速傳感器55例如是對電動吸塵器11(主體殼體20)相對于充電裝置12(圖7(a))等基準位置的相對位置進行檢測的位置檢測傳感器。
控制部27例如是微型計算機,該微型計算機具備:作為控制單元主體(控制部主體)的cpu;保存部即rom,保存有由該cpu讀出的程序等固定的數據;以及動態地形成作為基于程序的數據處理的作業區域的工作區域等各種存儲區域的區域保存部即ram(均未圖示)等。在該控制部27中例如還具備:作為存儲單元(存儲部)的存儲器61,存儲由攝像機51、52攝像的圖像的數據等;作為計算單元(計算部)的深度計算部62,基于由攝像機51、52攝像的圖像,計算物體相對于攝像機51、52的深度;作為地圖生成單元(地圖生成部)的圖像處理部63,基于由該深度計算部62計算出的物體的深度,生成吸塵區域的地圖;作為圖像生成單元(圖像生成部)的圖像生成部64,基于由深度計算部62計算出的物體的深度,生成距離圖像;以及作為基于由深度計算部62計算出的深度來判定障礙物的障礙物判定單元(障礙物判定部)的判定部65等。此外,該控制部27具備:對行駛部21的馬達35、35(驅動輪34、34)的動作進行控制的行駛控制部66;對吸塵部22的電動送風機41、刷馬達43以及側刷馬達45的動作進行控制的吸塵控制部67;對攝像部25的攝像機51、52進行控制的攝像控制部68;以及對攝像部25的燈53進行控制的照明控制部69等。并且,該控制部27例如具有:對驅動輪34、34(馬達35、35)進行驅動而使電動吸塵器11(主體殼體20)自律行駛的行駛模式;經由充電裝置12對二次電池28進行充電的充電模式;以及動作待機中的待機模式。
存儲器61是與電動吸塵器11的電源的接通斷開無關地保持所存儲的各種數據的、例如閃存器等非易失性的存儲器。
深度計算部62使用基于由攝像機51、52攝像的圖像以及攝像機51、52之間的距離來計算物體o的深度的已知的方法(圖5)。即,深度計算部62應用三角測量,從由攝像機51、52攝像的各圖像中檢測出表示相同位置的像素點,并計算出該像素點的上下方向以及左右方向的角度,根據這些角度以及攝像機51、52之間的距離來計算其位置相對于攝像機51、52的深度。因而,由攝像機51、52攝像的圖像優選使范圍盡量重疊(lap)。
圖像處理部63根據由深度計算部62計算出的物體的深度,計算電動吸塵器11(主體殼體20)周圍的物體與電動吸塵器11(主體殼體20)之間的距離,并根據該距離以及由傳感器部26的轉速傳感器55檢測到的電動吸塵器11(主體殼體20)的位置,計算配置有電動吸塵器11(主體殼體20)的吸塵區域ca以及位于該吸塵區域ca內的物體等的位置關系,并生成地圖m(圖7(b))。
圖像生成部64生成表示由深度計算部62計算出的物體的深度的距離圖像。通過將由深度計算部62計算出的深度、按照圖像的每1個點等每規定個點轉換成亮度或者色調等能夠通過目視確認來識別的灰度并進行顯示,由此進行基于該圖像生成部64的距離圖像的生成。在本實施方式中,圖像生成部64作為深度越大則亮度越小的黑白圖像、即從電動吸塵器11(主體殼體20)起朝前方的距離越遠則越黑而距離越近則越白的例如256灰度(8位=28)的灰色標度的圖像,而生成距離圖像p3(圖6(c))。因而,該距離圖像p3可以說是將電動吸塵器11(主體殼體20)的行駛方向前方的位于由攝像機51、52攝像的范圍內的物體的深度數據的集合體可視化而得到的圖像。
判定部65基于由深度計算部62計算出的物體的深度,判定物體是否是障礙物。即,該判定部65根據由深度計算部62計算出的深度,提取規定的范圍、例如距離圖像p3中的四方形狀的規定的圖像范圍a(圖6(c))中的部分,將該圖像范圍a中的物體o的深度與預先設定的或者可變設定的閾值即設定距離d(圖5)進行比較,將位于該設定距離d以下的深度(離電動吸塵器11(主體殼體20)的距離)的物體o判定為障礙物。根據電動吸塵器11(主體殼體20)的上下左右的大小來設定圖像范圍a。即,圖像范圍a的上下左右被設定為當電動吸塵器11(主體殼體20)保持原樣地直進時所接觸的范圍。
行駛控制部66通過對在馬達35、35中流動的電流的大小以及朝向進行控制,而使馬達35、35正轉或者反轉,由此對馬達35、35的驅動進行控制,通過對這些馬達35、35的驅動進行控制而對驅動輪34、34的驅動進行控制。
吸塵控制部67對電動送風機41、刷馬達43以及側刷馬達45分別單獨地進行導通角控制,由此對這些電動送風機41、刷馬達43(旋轉刷42)、以及側刷馬達45(側刷44)的驅動進行控制。另外,也可以與這些電動送風機41、刷馬達43以及側刷馬達45分別對應而單獨地設置控制部。
攝像控制部68具備對攝像機51、52的快門的動作進行控制的控制電路,攝像控制部68進行控制,以便每隔規定時間便使該快門動作,由此每隔規定時間便使攝像機51、52對圖像進行攝像。
照明控制部69經由開關等對燈53的接通斷開進行控制。在本實施方式中,該照明控制部69具備對電動吸塵器11周圍的明亮度進行檢測的傳感器,在由該傳感器檢測到的明亮度為規定值以下的情況下使燈53點亮,在除此之外時不使燈53點亮。
此外,二次電池28例如與在主體殼體20的下表面的后部的兩側露出的作為連接部的充電端子71、71電連接,這些充電端子71、71與充電裝置12側機械地電連接,由此經由充電裝置12被充電。
家庭網關14也被稱作訪問點等,設置在建筑物內,例如通過有線與網絡15連接。
服務器16是與網絡15連接的計算機(云服務器),能夠保存各種數據。
外部裝置17在建筑物的內部例如能夠經由家庭網關14相對于網絡15進行有線或者無線通信,并且在建筑物的外部能夠相對于網絡15進行有線或者無線通信,例如是pc(平板終端(平板pc))17a、智能手機(便攜電話)17b等通用的設備。該外部裝置17至少具有顯示圖像的顯示功能。
接著,對上述第1實施方式的動作進行說明。
在一般情況下,電動吸塵裝置大體上分為通過電動吸塵器11進行吸塵的吸塵作業、以及通過充電裝置12對二次電池28進行充電的充電作業。充電作業利用使用內置于充電裝置12的恒流電路等充電電路的已知方法,因此僅對吸塵作業進行說明。此外,也可以另行具備攝像作業,該攝像作業根據來自外部裝置17等的指令通過攝像機51、52中的至少任一個對規定的對象物進行攝像。
電動吸塵器11為,例如在成為預先設定的吸塵開始時刻時、接收到由遙控器或者外部裝置17發送的吸塵開始的指令信號時等定時,控制部27從待機模式切換成行駛模式,該控制部27(行駛控制部66)使馬達35、35(驅動輪34、34)驅動而從充電裝置12離開規定距離。接著,電動吸塵器11通過圖像處理部63生成吸塵區域的地圖。即,電動吸塵器11為,控制部27(通過行駛控制部66)在其位置上使馬達35、35(驅動輪34、34)驅動而使電動吸塵器11(主體殼體20)回轉,并且通過(由攝像控制部68)驅動的攝像機51、52對圖像進行攝像(圖7(a)),基于這些圖像以及攝像機51、52之間的距離,由深度計算部62計算包圍吸塵區域ca的物體(墻壁、障礙物等)與電動吸塵器11(主體殼體20)之間的距離。然后,基于該計算出的距離、以及由傳感器部26的轉速傳感器55檢測到的相對于充電裝置12的相對位置、即自身的位置,圖像處理部63對吸塵區域ca的大體的外形、布局進行繪圖。例如圖7(b)所示,根據吸塵區域ca的形狀、物體的配置的不同,有時在所生成的地圖m中會產生成為攝像機51、52的死角的部分da,但是對于該部分da,在伴隨著以后的吸塵作業而電動吸塵器11(主體殼體20)行駛移動時再次同樣地測定距離、或者一邊行駛一邊測定與物體之間的距離,由此能夠依次完成地圖。另外,關于該地圖,只要在生成時一度存儲于例如存儲器61等,則下一次吸塵以后從存儲器61讀出即可,無需每次吸塵時都進行生成,但是由于也存在對與存儲于存儲器61的地圖不同的吸塵區域ca進行吸塵的情況、雖然是相同的吸塵區域ca但物體的布局等發生改變的情況,因此例如可以設為能夠根據用戶的指令等或者每隔規定期間來適當地進行生成,也可以基于吸塵作業時的物體的深度測定來隨時更新一度生成的地圖。
接著,電動吸塵器11基于所生成的地圖,在吸塵區域ca內一邊自律行駛一邊進行吸塵。參照圖8所示的流程圖進行說明,在該自律行駛時,首先,通過由控制部27(攝像控制部68)驅動的攝像機51、52對行駛方向前方進行攝像(步驟1)。所攝像的這些圖像的至少任一個能夠存儲于存儲器61。接著,基于由攝像機51、52攝像的這些圖像以及攝像機51、52之間的距離,通過深度計算部62對物體等的深度進行檢測,根據該深度通過圖像生成部64生成距離圖像(步驟2)。具體而言,例如在通過攝像機51、52對圖6(a)以及圖6(b)所示那樣的圖像p1、p2進行了攝像的情況下,圖6(c)表示通過深度計算部62計算出該圖像p1、p2中所攝像的物體的深度并通過圖像生成部64生成的距離圖像p3的例子。該距離圖像p3例如也能夠存儲于存儲器61。而且,判定部65從所生成的該距離圖像p3中切取規定的圖像范圍a(步驟3),并將位于該圖像范圍a內的物體的深度與規定的閾值進行比較,判定在該閾值以下是否存在物體,換言之,判定在圖像范圍a內是否存在規定的設定距離d以下的物體(步驟4)。在該步驟4中,在判定為不在規定的設定距離d以下、即深度較大的情況下,直接繼續行駛(步驟5),并返回到步驟1。另一方面,在步驟4中,在判定為不比規定的設定距離d更遠、換言之判斷為規定的設定距離d以下的情況下,判定為物體是對行駛造成妨礙的障礙物,而前進至規定的回避動作程序(步驟6)。作為該回避動作程序,存在各種方法,但是例如控制部27(行駛控制部66)對馬達35、35(驅動輪34、34)的驅動進行控制,使電動吸塵器11(主體殼體20)停止,并在該位置或者后退了規定距離的位置上進行回轉以改變行駛方向。在該回避動作程序之后,電動吸塵器11前進至步驟5并繼續行駛。如此,電動吸塵器11(主體殼體20)在吸塵區域ca內的地面上一邊回避障礙物一邊自律行駛至各個角落,并且通過控制部27(吸塵控制部67)使吸塵部22動作來對地面的塵埃進行吸塵。即,電動吸塵器11為,即便檢測到障礙物也進行繼續吸塵作業等繼續的下一個動作。
在吸塵部22中,利用由控制部27(吸塵控制部67)驅動的電動送風機41、旋轉刷42(刷馬達43)或者側刷44(側刷馬達45),將地面的塵埃經由吸入口31朝集塵部46捕集。然后,在所繪圖的吸塵區域ca的吸塵結束的情況下,或者當在吸塵作業中二次電池28的容量下降至規定量而不足以完成吸塵、攝像(二次電池28的電壓降低至放電終止電壓附近)等規定條件時,在電動吸塵器11中,通過控制部27(行駛控制部66)對馬達35、35(驅動輪34、34)的動作進行控制以便返回到充電裝置12。之后,當將充電端子71、71與充電裝置12的充電用端子連接時,結束吸塵作業,控制部27轉移為待機模式或者充電模式。
另外,存儲器61所存儲的圖像的數據為,例如在電動吸塵器11返回到充電裝置12時,在吸塵作業中隨時、每隔規定時間或者存在來自外部裝置17的請求時等,經由無線lan設備47且經由家庭網關14以及網絡15朝服務器16發送。另外,將發送結束的數據從存儲器61中刪除、或者在存儲新的數據時進行覆蓋,由此能夠高效地使用存儲器61的容量。
在服務器16中,能夠保存從電動吸塵器11發送的圖像的數據,并根據來自外部裝置17的請求(訪問)下載這些圖像的數據。
而且,在外部裝置17中,顯示從服務器16下載的圖像。
如此,根據第1實施方式,由于將攝像機51、52分別配置于在上下方向上大致相等的位置、即大致相同的高度,因此由攝像機51、52攝像的各圖像在上下方向上幾乎不會錯開而在左右方向上重疊。因此,能夠較大地確保各圖像重疊的范圍,深度計算部62進行深度計算的效率提高,并且,由攝像機51、52對例如頂棚、地面等、在電動吸塵器11(主體殼體20)行駛時難以成為障礙物的范圍的攝像變少,因此能夠將深度計算部62對物體的深度的計算集中于在電動吸塵器11(主體殼體20)行駛時成為障礙物的可能性較高的部分,且在基于計算出的該物體的深度由判定部65判定障礙物時效率較高。
此外,攝像機51、52對可見光范圍的圖像進行攝像,因此所攝像的圖像的畫質良好,不實施復雜的圖像處理就能夠容易地顯示為用戶能夠目視確認,并且通過用燈53照射包含可見光范圍的光,由此即便是較暗的場所、夜間等,也能夠由攝像機51、52可靠地對圖像進行攝像。
另外,在上述第1實施方式中,例如圖9所示的第2實施方式那樣,也能夠將攝像機51、52配置于在主體殼體20(側面部20a)的左右方向上大致相等的位置、即上下地配置。在該情況下,將攝像機51、52在中心線l上上下地配置、即上下對稱地配置,并在這些攝像機51、52的中間位置配置燈53。結果,由攝像機51、52攝像的各圖像在左右方向上幾乎不會錯開而上下地重疊。因此,能夠較大地確保各圖像重疊的范圍,深度計算部62進行深度計算的效率提高,并且能夠在圖像中的左右方向上較大地取得由該深度計算部62進行深度計算的物體,因此在由圖像處理部63生成地圖時效率較高。
此外,在上述各實施方式中,也能夠使攝像機51、52分別成為對紅外范圍的圖像進行攝像的紅外線攝像機。在該情況下,通過用燈53照射包含紅外范圍的光,由此不論晝夜都能夠獲得穩定的圖像,并且即便是較暗的場所、夜間,也能夠不使周圍變亮而在保持該暗度不變的狀態下對圖像進行攝像。
并且,也可以使攝像機51、52的一方對可見光范圍的圖像進行攝像,使另一方對紅外范圍的圖像進行攝像。在該情況下,能夠將畫質良好的可見光范圍的圖像容易地顯示為用戶能夠目視確認。
此外,關于圖像的顯示,除了通過控制部27進行處理以便能夠由外部裝置17進行顯示的構成以外,例如還能夠通過分別安裝于外部裝置17的專用程序(應用程序)進行處理以便由外部裝置17進行顯示,也能夠由控制部27或者服務器16預先進行處理,并通過外部裝置17的瀏覽器等通用程序進行顯示。即,作為顯示控制單元(顯示控制部),也能夠構成為通過保存于服務器16的程序、安裝于外部裝置17的程序等來顯示圖像。
并且,暫時存儲于存儲器61的圖像等的數據,朝服務器16發送而存儲于服務器16,但也可以直接存儲于存儲器61,也可以存儲于外部裝置17。
此外,由攝像機51、52攝像的圖像、由圖像生成部64生成的距離圖像,并不限定于外部裝置17,例如也能夠在設置于電動吸塵器11本身的顯示部等進行顯示。在該情況下,也可以不從存儲器61經由家庭網關14以及網絡15向服務器16發送數據,能夠進一步簡化電動吸塵器11的構成、控制。
并且,為了輔助攝像機51、52對障礙物的檢測,例如也可以在主體殼體20的后部等另行設置用于對攝像機51、52的視野外的位置上的障礙物進行檢測的接觸傳感器等傳感器,或者在主體殼體20的下表面部20c設置對地面的臺階等進行檢測的紅外線傳感器等臺階檢測單元(臺階傳感器)。
而且,深度計算部62、圖像生成部64、判定部65、吸塵控制部67、攝像控制部68以及照明控制部69分別設置于控制部27,但也可以分別相互獨立地構成,也可以將任意兩個以上任意地組合。
并且,不僅在吸塵作業時,而且在電動吸塵器11(主體殼體20)任意的行駛時,也能夠使用深度計算部62的深度計算。
根據以上說明的至少一個實施方式,將對主體殼體20的行駛方向側進行攝像的攝像機51、52以視野彼此重疊的方式分離地配置于主體殼體20,并且基于由這些攝像機51、52攝像的圖像由深度計算部62計算物體離攝像機51、52的深度,由此例如與使用紅外線傳感器、超聲波傳感器等的情況相比較,不會受到物體的物理性質(柔軟度、顏色等)影響,并且不會漏過較小的物體,而能夠檢測到物體以及其距離。因而,能夠提高障礙物的檢測精度。
具體而言,深度計算部62基于由各攝像機51、52攝像的圖像、以及這些攝像機51、52間的距離來計算物體的深度,因此無需特別復雜的計算、處理,就能夠高精度地計算出物體的深度。
此外,攝像機51、52的中心位置與電動吸塵器11(主體殼體20)的相對于行駛方向交叉(正交)的寬度方向的中心位置大致一致,即、將攝像機51、52對稱地配置在電動吸塵器11(主體殼體20)的左右,因此例如在電動吸塵器11(主體殼體20)的左右存在墻壁等障礙物的情況下,能夠由判定部65無左右偏差地判定障礙物,并且由攝像機51、52攝像的圖像的重疊部分變得左右均等,因此能夠更大且左右對稱地獲取由判定部65能夠判定障礙物的范圍。
并且,由于將攝像機51、52配置在主體殼體20的側面部20a,因此能夠容易地對主體殼體20的行駛方向前方的圖像進行攝像,并且頂棚、地面等在電動吸塵器11(主體殼體20)的行駛時難以成為障礙物的范圍的攝像變得更少,能夠由深度計算部62高效地計算成為電動吸塵器11(主體殼體20)的行駛障礙物的物體的深度。尤其是,通過使主體殼體20的側面部20a成為圓筒面狀,并在該側面部20a上相對于中心線l對稱地配置攝像機51、52,由此能夠使由這些攝像機51、52攝像的圖像的角度范圍左右大致均等,并能夠由深度計算部62更高效地計算物體的深度。
此外,通過基于由深度計算部62計算出的物體的深度,由圖像處理部63生成吸塵區域的地圖,由此在吸塵作業時等、電動吸塵器11(主體殼體20)在吸塵區域內行駛時,能夠基于該地圖而高效地行駛。
并且,通過將燈53配置在攝像機51、52之間,由此能夠通過一個燈53對雙方的攝像機51、52進行照明,并且與使用多個燈的情況相比較,構成更簡單,在由攝像機51、52攝像的圖像中光的方向以及影的方向變得恒定,因此難以產生外部干擾,基于這些圖像的物體的深度計算變得更容易。
而且,基于由深度計算部62計算出的物體的深度,由判定部65判定物體是否為障礙物,控制部27(行駛控制部66)對驅動輪34、34(馬達35、35)的驅動進行控制,以便回避由該判定部65判定為障礙物的物體,因此能夠提高自律行駛的精度,能夠將吸塵區域高效地吸塵到各個角落。
此外,基于由深度計算部62計算出的物體的深度由圖像生成部64生成距離圖像,由此能夠基于該距離圖像由判定部65容易地判定障礙物,并且通過外部裝置17等能夠目視確認地顯示該距離圖像,由此用戶能夠確認電動吸塵器11(主體殼體20)的位置、行駛方向,或者掌握成為電動吸塵器11(主體殼體20)行駛的妨礙的障礙物。因而,還能夠促使用戶自主地將成為電動吸塵器11(主體殼體20)行駛的妨礙的障礙物移動開或者挪開。
并且,判定部65為,在由圖像生成部64生成的距離圖像中的規定的圖像范圍中,將比規定距離更近的物體判定為障礙物,因此與從距離圖像整體中檢測障礙物的情況相比較,能夠高速地進行處理,并且如果將圖像范圍與預想到的電動吸塵器11(主體殼體20)實際行駛的位置(行駛預想位置)對應地設定,則例如即便在除此以外的位置存在障礙物,也不會對電動吸塵器11(主體殼體20)的自律行駛造成影響,因此僅通過該圖像范圍內的處理就能夠充分地檢測成為行駛的妨礙的障礙物。并且,通過將該圖像范圍的上限與主體殼體20的高度對應地設定,由此還能夠檢測電動吸塵器11(主體殼體20)能夠進入的高度方向的間隙。
對本發明的幾個實施方式進行了說明,這些實施方式是作為例子來提示的,并不意圖對發明的范圍進行限定。這些新的實施方式能夠以其他各種方式加以實施,在不脫離發明的主旨的范圍內能夠進行各種省略、置換、變更。這些實施方式及其變形包含于發明的范圍及主旨中,并且包含于專利請求范圍所記載的發明和與其等同的范圍中。
一種電動吸塵器的控制方法,該電動吸塵器使具備吸塵部以及多個攝像機的主體殼體自律行駛,其特征在于,由多個攝像機以彼此視野重疊的方式對主體殼體的行駛方向側進行攝像,基于所攝像的這些圖像計算物體離這些攝像機的深度。
電動吸塵器的控制方法的特征在于,電動吸塵器的攝像機的中心位置與主體殼體的相對于行駛方向交叉的寬度方向的中心位置大致一致。
電動吸塵器的控制方法的特征在于,電動吸塵器的攝像機配置于主體殼體的側面部。
電動吸塵器的控制方法的特征在于,電動吸塵器的攝像機分別配置于在上下方向上大致相等的位置。
電動吸塵器的控制方法的特征在于,電動吸塵器的攝像機分別配置于在左右方向上大致相等的位置。
電動吸塵器的控制方法的特征在于,基于計算出的物體的深度生成吸塵區域的地圖。
電動吸塵器的控制方法的特征在于,在照射包含可見光范圍的光的狀態下,由各攝像機對可見光范圍的圖像進行攝像。
電動吸塵器的控制方法的特征在于,在照射包含紅外范圍的光的狀態下,由各攝像機對紅外范圍的圖像進行攝像。
電動吸塵器的控制方法的特征在于,一方的攝像機對可見光范圍的圖像進行攝像,另一方的攝像機在照射包含紅外范圍的光的狀態下對紅外范圍的圖像進行攝像。
電動吸塵器的控制方法的特征在于,在攝像機之間的位置照射光。
電動吸塵器的控制方法的特征在于,基于計算出的物體的深度來判定物體是否為障礙物,并回避判定為障礙物的物體。
電動吸塵器的控制方法的特征在于,基于由各攝像機攝像的圖像、以及這些攝像機之間的距離來計算物體的深度。
電動吸塵器的控制方法的特征在于,基于計算出的物體的深度來生成距離圖像。
電動吸塵器的控制方法的特征在于,在所生成的距離圖像中的規定的圖像范圍中,將處于比規定距離近的物體判定為障礙物。