自主行走吸尘器和累积地面概率更新方法与流程

文档序号:20442945发布日期:2020-04-17 22:32阅读:292来源:国知局
自主行走吸尘器和累积地面概率更新方法与流程

本发明涉及一种自主行走吸尘器和累积地面概率更新方法,该自主行走吸尘器生成能够向用户示出以自主行走方式进行过扫除的区域或者用户能够指定要被扫除的区域的地图。



背景技术:

近年来,公开了如下一种自主行走吸尘器:基于扫除中的自身位置估计结果来制作行走区域的地图,能够根据该地图来指定下次应扫除的区域(例如,参照专利文献1)。

专利文献1公开的自主行走吸尘器首先一边进行扫除一边获得测程信息、来自摄像机、测距传感器等吸尘器具备的各种传感器的信息。接着,自主行走吸尘器利用所获得的信息,根据自身的移动、与周围的位置关系来估计自身所在的相对位置。由此,自主行走吸尘器构成为,掌握其处于房间中的哪个位置,并根据该信息来制作使得自由地选择下一个应扫除的扫除领域的地图。

另外,以往,在不使用摄像机等用于获取外部信息的传感器的自主行走吸尘器的情况下,在扫除开始时刻,无法判断自主行走吸尘器处于地图上的哪个位置。因此,提出了如下一种自主行走吸尘器:在不使用自主行走吸尘器时,利用一边在充电台进行充电一边待机来判断位置(例如,参照专利文献2)。

专利文献2公开的自主行走吸尘器以充电台的位置为起点,记录自主行走吸尘器的扫除历史记录。而且,基于所记录的信息来生成地图,从而判断自主行走吸尘器的位置。

然而,实际上,在来自各种传感器的信息中包含不少测定误差。因此,在产生一定以上的误差的情况下,自主行走吸尘器考虑返回到起点,再次确认位置,并对测定误差进行校正。在该情况下,返回到起点的时间被追加到扫除时间中。并且,如果不多次往返于相同的场所,则无法对误差进行校正。另外,即使在与充电台等起点之间多次往返并进行扫除,也无法应对门的开闭、障碍物的有无、地面材料的差异等扫除区域内的环境的变化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2002-085305号公报

专利文献2:日本特开2006-110322号公报



技术实现要素:

本发明提供一种基于每次生成的行走区域的地图来更新为针对扫除区域的环境变化做出了应对的地图的自主行走吸尘器和累积地面概率更新方法。

作为本发明的一例的自主行走吸尘器具备地图生成部,该地图生成部基于行走实际结果,来生成以设置于扫除区域的基准构件的位置为基准位置的新地图。自主行走吸尘器还具备地面概率更新部,在将针对新地图和累积已经制作出的地图所得到的累积地图按相同的位置分割为多个所得到的1个要素设为要素区域的情况下,在位置一致的各个要素区域中,所述地面概率更新部使用地面概率来更新累积地面概率,其中,所述地面概率是用概率表示是否为新地图中包含的地面的信息,所述累积地面概率是用概率表示是否为累积地图中包含的地面的信息。而且,在各要素区域中,地面概率更新部对表示目前为止在更新中使用过的地图的数量的累积张数加上1,从地面概率减去累积地面概率,将其差除以进行加法运算后的累积张数,以将对其商加上累积地面概率所得到的和设为新的累积地面概率的方式进行更新。

在作为本发明的其它例的累积地面概率更新方法中,地图生成部基于行走实际结果,来生成以设置于扫除区域的基准构件的位置为基准位置的新地图。在将针对新地图和累积已经制作好的地图所得到的累积地图按相同的位置分割为多个所得到的1个要素设为要素区域的情况下,在位置一致的各个要素区域中,地面概率更新部使用地面概率和累积地面概率,其中,所述地面概率是用概率表示是否为新地图中包含的地面的信息,所述累积地面概率是用概率表示是否为累积地图中包含的地面的信息。而且,地面概率更新部对表示目前为止在更新中使用过的地图的数量的累积张数加上1,从地面概率减去累积地面概率,将其差除以进行加法运算后的累积张数,以将对其商加上累积地面概率所得到的和设为新的累积地面概率的方式进行更新。

由此,能够生成针对扫除区域内的环境的变化、扫除区域自身的变化做出了应对的更高精度的地图。

附图说明

图1是示出实施方式1中的自主行走吸尘器的外观的俯视图。

图2是示出该自主行走吸尘器的外观的仰视图。

图3是示出该自主行走吸尘器的外观的立体图。

图4是示出实施方式1中的控制单元的与地图制作有关的功能部的框图。

图5是示出实施方式1中的新生成的新地图的一例的图。

图6是示出实施方式1中的已保持的旧地图的一例的图。

图7是示出使实施方式1中的新生成的新地图与已保持的旧地图重合后的状态的图。

图8是示出实施方式1中的被新更新并保持的地图的一例的图。

图9是示出实施方式2中的控制单元的与地图制作有关的功能部的框图。

图10是示出实施方式2中的扫除区域的俯视图。

图11是示出实施方式2中的累积地图的图。

图12是示出实施方式2中的新地图的图。

图13是示出实施方式2中的以使基准位置一致并且使新地图的姿势与累积地图的姿势一致的方式使新地图与累积地图重合后的状态的图。

图14是示出实施方式2中的以使差分最小的方式使新地图与旧地图重合后的状态的图。

具体实施方式

以下,参照附图来说明本发明中的自主行走吸尘器的实施方式。此外,下面的实施方式只不过示出本发明中的自主行走吸尘器的一例。因而,本发明的范围是以下面的实施方式为参考根据权利要求书的表述来划定的,本发明不仅限定于下面的实施方式。因此,关于下面的实施方式的构成要素中的、没有记载在表示本发明的最上位概念的独立权利要求中的构成要素,对于实现本发明的课题而言必定是不必要的,设为构成更优选的方式的构成要素来进行说明。

另外,附图是为了示出本发明而适当地进行了强调、省略、比率的调整的示意图,有时与实际的形状、位置关系、比率不同。

(实施方式1)

以下,使用图1至图3来说明实施方式1所涉及的自主行走吸尘器的结构。

图1是示出实施方式1中的自主行走吸尘器的外观的俯视图。图2是示出该自主行走吸尘器的外观的仰视图。图3是示出该自主行走吸尘器的外观的立体图。此外,自主行走吸尘器100是在家庭内的地面等作为清扫的对象领域的扫除区域中自主地行走来抽吸扫除区域中存在的垃圾的机器人型的吸尘器。例如,例示平面形状为莱洛三角形的自主行走吸尘器100等。

如图1至图3所示,实施方式1的自主行走吸尘器100构成为包括主体120、驱动单元130、清扫单元140、抽吸单元150、控制单元170以及后述的各种传感器。主体120用于搭载自主行走吸尘器100的各种构成要素。驱动单元130使主体120在清扫区域内移动。清扫单元140收集清扫区域中存在的垃圾。抽吸单元150将由清扫单元140收集的垃圾抽吸到主体120的内部。控制单元170控制驱动单元130、清扫单元140、抽吸单元150等。

主体120构成用于收容驱动单元130、控制单元170等的壳体。主体120包括下部主体和上部主体,且构成为能够将上部主体从下部主体拆下。主体120在外周部具备被设置为能够相对于主体120位移的缓冲器(bumper)。另外,如图2所示,主体120具有用于将垃圾抽吸到主体120的内部的吸入口121。

驱动单元130基于来自控制单元170的指示,来使自主行走吸尘器100在清扫区域内行走。在实施方式1中,在相对于主体120的俯视时的宽度方向上的中心而言的左侧和右侧各配置1个驱动单元130。此外,驱动单元130的数量不限于2个,也可以是1个,还可以是3个以上。

驱动单元130包括在清扫面上行走的轮子、向轮子施加转矩的行走用电动机以及收容行走用电动机的外壳。轮子收容在形成于主体120的下表面的凹部,以能够旋转的方式安装于主体120。

另外,自主行走吸尘器100以具备脚轮179作为辅助轮的对置两轮型的驱动方式构成。通过独立地控制2个轮子的旋转,自主行走吸尘器100能够进行直行、后退、左转、右转等自由的行走。

清扫单元140构成用于使得从吸入口121吸入垃圾的单元。清扫单元140包括配置在吸入口121内的主刷、使主刷旋转的刷驱动电动机等。

抽吸单元150配置在主体120的内部。抽吸单元150包括风扇壳体和配置在风扇壳体内部的电动风扇等。电动风扇抽吸垃圾箱单元151的内部的空气,并使得向主体120的外部喷出空气。由此,垃圾从吸入口121吸入并被收容在垃圾箱单元151内。

另外,如上所述,自主行走吸尘器100具备以下例示的例如障碍物传感器173、测距传感器174、碰撞传感器(未图示)、摄像机175、地面传感器176、加速度传感器(未图示)、角速度传感器(未图示)等各种传感器。

障碍物传感器173是检测存在于主体120的前方的障碍物的传感器。在实施方式1的情况下,作为障碍物传感器173,例如使用超声波传感器。障碍物传感器173具有发送部171和接收部172。发送部171配置在主体120的前方的中央,用于朝向前方发送超声波。接收部172配置在发送部171的两侧,用于接收从发送部171发送出的超声波。也就是说,障碍物传感器173利用接收部172接收从发送部171发送并由障碍物反射回来的超声波的反射波。由此,障碍物传感器173检测出与障碍物之间的距离、位置。

测距传感器174是检测存在于主体120的周围的障碍物等物体与主体120之间的距离的传感器。在实施方式1的情况下,测距传感器174例如由具有发光部和受光部的红外线传感器构成。也就是说,测距传感器174基于直到从自发光部辐射并在障碍物处发生了反射的红外线返回并被受光部接收到为止的经过时间,来测定与障碍物之间的距离。

具体而言,测距传感器174例如配置在右侧的前方顶部和左侧的前方顶部。右侧的测距传感器174朝向主体120的右斜前方输出光(红外线),左侧的测距传感器174朝向主体120的左斜前方输出光。通过该结构,在自主行走吸尘器100转弯时,测距传感器174检测处与主体120的轮廓最接近的周围的物体与主体120之间的距离。

碰撞传感器例如由开关接触位移传感器构成,设置于被配设在主体120的周围的缓冲器。障碍物与缓冲器接触后缓冲器被压入主体120,由此开关接触位移传感器被接通。由此,碰撞传感器探测到与障碍物的接触。

摄像机175是拍摄主体120的上部空间的整周图像的装置。由摄像机175拍摄到的图像在图像识别处理部中被进行处理。通过该处理,能够根据图像内的特征点的位置来掌握自主行走吸尘器100的当前位置。

地面传感器176配置在主体120的底面的多个部位,用于检测是否存在作为扫除区域的例如地面。在实施方式1的情况下,地面传感器176例如由具有发光部和受光部的红外线传感器构成。也就是说,在从发光部辐射出的光(红外线)返回并由受光部接收到的情况下,地面传感器176检测为“有地面”。另一方面,在接收部仅接收到阈值以下的光的情况下,地面传感器176检测为“无地面”。

驱动单元130还具备编码器。编码器检测通过行走用电动机而进行旋转的一对轮子各自的旋转角。根据来自编码器的信息来计算出自主行走吸尘器100的行走量、转弯角度、速度、加速度、角速度等。

加速度传感器检测自主行走吸尘器100行走时的加速度。角速度传感器检测自主行走吸尘器100转弯时的角速度。由加速度传感器、角速度传感器检测出的信息例如被用作用于对由于轮子的空转产生的误差进行修正的信息等。

此外,以上说明的障碍物传感器173、测距传感器174、碰撞传感器、摄像机175、地面传感器176、编码器等是传感器的例示。因此,自主行走吸尘器100不需要具备所有的传感器。另外,自主行走吸尘器100也可以具备与上述不同方式的传感器。

实施方式1所涉及的自主行走吸尘器100如以上那样构成。

以下,使用图4来说明上述控制单元170的功能部的动作。

图4是示出实施方式1中的自主行走吸尘器100的控制单元170的各功能部的框图。

如图4所示,自主行走吸尘器100的控制单元170控制驱动单元130,使自主行走吸尘器100自主行走来执行扫除。并且,控制单元170构成在自主行走期间基于从上述各种传感器得到的信息、根据行走实际结果来生成行走区域的地图的单元。

具体而言,控制单元170具备地图生成部181、存储装置200、地图比较部182、扩展区域判定部183以及地面概率更新部184等。

地图生成部181作为生成行走区域的地图的处理部发挥作用。也就是说,地图生成部181根据来自上述各种传感器的信息,例如使用通过自身位置估计技术得到的扫除中的多个部位处的自主行走吸尘器100的自身位置的集合即行走实际结果,来生成地图。

并且,地图生成部181还能够将使用图10在后面叙述的设置于扫除区域180的基准构件189的位置作为基准位置,基于行走实际结果来生成地图。

在此,扫除区域180是指自主行走吸尘器100能够行走的领域。也就是说,一般而言,扫除区域180如图10所示那样例如近似为房间的地面的形状。此时,例如在直到目前为止一直封闭着的分区被开放的情况下,或者在原本设置在地面的沙发、桌子等被撤走等情况下,扫除区域180的领域有时会大幅地变化。另外,有时例如椅子的位置、垃圾箱的位置发生变化等、扫除区域180的领域发生虽然小幅但却频繁的变化。

基准构件189是成为自主行走吸尘器100自主地行走时的基准位置的装置等构件,被配置在扫除区域180内。基准构件189没有特别限定,但有时利用被供给的电力对自主行走吸尘器100所具备的电池进行充电的充电台等成为基准构件189。

行走实际结果是指例如基于行走程序从自主行走吸尘器100以基准构件189为起点开始行走起直到例如视作已经清扫了整个扫除区域180而结束清扫为止的自主行走吸尘器100的轨迹。也就是说,行走实际结果可以未必一定是清扫了整个扫除区域180时的轨迹。

此外,作为基准构件189,除了上述充电台之外,也可以将从由图3所示的摄像机175等拍摄到的图像提取出的具有特征的部分作为基准构件189。

地图生成部181基于自主行走吸尘器100的行走实际结果,来将表示实际行走过的领域的外形和配置有图10所示的基准构件189的位置即图5所示的基准位置202的信息生成为地图。然后,地图生成部181将所生成的地图保存到控制单元170的存储装置200中。此时,在如图10所示那样在扫除区域180内存在不能行走的岛状的领域180a的情况下,地图生成部181生成包含表示岛状的领域180a的外形及其位置的信息的地图。

在实施方式1的情况下,地图生成部181生成的地图例如以二维的排列数据的形式实现。具体而言,地图生成部181将自主行走吸尘器100的行走结果分割为例如纵横为10cm等规定大小的例如四边形。然后,地图生成部181将各四边形视作是构成地图的排列的要素区域,并将其作为排列数据存储到存储装置200中。此外,所存储的具体的数据形式没有特别限定。各要素区域的值例如设为地面概率204、累积地面概率304等进行存储。除上述以外,也可以将扫除掉的垃圾的量、自主行走吸尘器100停止的位置等作为追加信息存储到存储装置200中。

地图比较部182是将图5所示的新地图201的地面概率204与图6所示的累积地图301的累积地面概率304不同的、且连续的要素区域全部提取为差异区域的处理部。

此外,差异区域的具体的提取方法没有特别限定。例如,也可以将累积地面概率304与地面概率204之差为第一阈值以上的、且连续的要素区域全部提取为差异区域。并且,首先,根据新地图201的地面概率204和累积地图301的累积地面概率304提取出具有第二阈值以上的概率的要素区域。然后,在所提取出的要素区域中,也可以将不存在与地面概率204及累积地面概率304相互对应的要素区域的、且连续的要素区域全部提取为差异区域。

扩展区域判定部183是在满足以下所示的至少一个条件的情况下判定为所提取出的差异区域为扩展区域的处理部。第一条件是以下情况:在由地图比较部182提取出的差异区域中的差异区域的面积大于第三阈值时,差异区域的在同累积地图301与差异区域的分界线交叉的方向上的最大长度即最大深度d(参照图7)大于第四阈值。第二条件是以下情况:差异区域的在沿着分界线的方向上的最大长度即最大宽度w大于第五阈值。也就是说,在满足上述第一条件和第二条件中的至少一方的情况下,扩展区域判定部183将满足条件的差异区域判定为扩展区域。

在此,第三阈值没有特别限定,例如能够例示1.44平方米。这相当于大致1张榻榻米(日文:1畳)的大小,是符合实际情况的数值。另外,第四阈值和第五阈值也没有特别限定,例如也可以将与自主行走吸尘器100的宽度相当的数值用作第四阈值和第五阈值。

地面概率更新部184是使用以下所示的地面概率204来更新累积地面概率304的处理部,该累积地面概率304是用概率表示是否为累积地图301中包含的地面的信息。地面概率204是如下信息:在将针对新地图201和累积地图301按相同的位置纵横地进行分割所得到的1个要素作为要素区域的情况下,在位置一致的各个要素区域中,用概率表示是否为新地图201中包含的地面的信息。

具体而言,地面概率更新部184首先在各要素区域中对表示目前为止在更新中使用过的新地图201的数量的累积张数加上1。接着,从地面概率204减去累积地面概率304。然后,地面概率更新部184将该差除以进行加法运算后的累积张数,以将对其商加上累积地面概率304所得到的和设为新的累积地面概率304的方式进行更新。

此外,由扩展区域判定部183判定出的扩展区域的更新方法与上述的累积地面概率304的更新方法不同,在后面对此进行叙述。

显示部186是生成显示用地图的处理部。基于由存储装置200保持的被更新后的累积地图301来生成显示用地图。由此,能够以易于观察或者易于使用的状态将显示用地图呈现给用户。此时,显示部186也可以具备向用户拥有的例如终端装置等输出所生成的显示用地图并进行显示的功能。

控制单元170还具备存储装置200。存储装置200用于保持累积地图301,该累积地图301是将在由地图生成部181生成新地图201以前所生成的地图进行累积所得到的。存储装置200中保存的累积地图301与用概率表示行走区域的各坐标点是否为地面的累积地面概率304相关联。此外,存储装置200没有特别限定,例如例示硬盘、快闪存储器等。

控制单元170的功能部如以上那样构成并进行动作。

以下,参照图5至图8来说明控制单元170中的累积地图301的更新处理。

图5是示出实施方式1中的新生成的新地图201以及包含于新地图201中的地面概率204的一例的图。图6是示出实施方式1中的累积地图301以及包含于累积地图301中的累积地面概率304的一例的图。图7是示出使实施方式1中的新地图201与累积地图301重合后的状态以及与其对应的地面概率204与累积地面概率304的比较的一例的图。图8是示出实施方式1中的更新后的累积地图301的一例的图。

图5的上部示出由地图生成部181新生成的新地图201。另外,图5的下部示出新地图201的剖面203处的地面概率204的曲线图。此外,地图的地面概率204也可以取0(不是地面)或1(是地面)这2个值来进行图示。并且,地面概率204也可以基于自身位置估计的可靠度来取0与1之间的值进行图示。在实施方式1的情况下,图5的上部所示的新地图201基于自身位置估计的可靠度而图示出地面概率为0.5以上的部分。

新地图201除了具备地面概率204之外,还具备表示起点的信息即基准位置202。基准位置202也可以是作为图10所示的自主行走吸尘器100中的基准构件189发挥功能的充电台的位置。还可以基于来自各传感器的信息,将存在于自主行走吸尘器100行走的行走区域内的房间的例如角落等作为基准位置202。

以下,在实施方式1中,将与充电台对应的位置作为基准位置202进行说明。

图6的上部示出通过将已经制作出的地图进行累积所得到的被保持在存储装置200中的累积地图301。另外,图6的下部示出累积地图301的剖面303处的累积地面概率304的曲线图。累积地图301具有累积基准位置302。累积基准位置302是将图5所示的所生成的新地图201中包含的基准位置202进行累积所得到的。具体而言,例如在每天扫除之后制作地图,将所制作出的每天的地图的历史记录进行累积(重合)所得到的。基准位置202例如与充电台的位置对应。因此,即使在一次以上、多次生成新地图201的情况下,只要充电台的位置不移动,累积基准位置302就为与新地图201中的基准位置202相同的位置。此外,在移动了充电台等情况下,按照规定的过程更新累积基准位置302。由此,最新的充电台的位置成为累积地图301的累积基准位置302。

图7的上部示出地图比较部182中的使新地图201与累积地图301重合的处理的图。具体而言,地图比较部182为了将新地图201与累积地图301进行比较而使它们重合。此时,地图比较部182设为行走区域中的基准构件189的位置没有变更,使新地图201的基准位置202与累积地图301的累积基准位置302一致来进行重合处理。此外,在基准构件189的位置发生了变更的情况下,由后述的基准变更确认部300(参照图9)进行上述重合处理。在该情况下,地图比较单元182在由基准变更确认部300执行处理之后,使新地图201与累积地图301重合。

图7的下部示出使新地图201与累积地图301重合所得到的上部的图的剖面403处的地面概率204及累积地面概率304的曲线图。此时,如在曲线图中所示的那样,在重合后的地面概率204和累积地面概率304中产生了例如用差异a、差异b以及差异c表示的差异区域。在该情况下,可以将相当的部分的累积地图301的累积地面概率304与相同部分的新地图201的地面概率204之间的地面概率的差为例如0.5以上等第一阈值以上的区域设为差异区域。另外,也可以是,在将新地图201和累积地图301变换为由新地图201的地面概率204和累积地图301的累积地面概率304均为例如0.5以上等第二阈值以上的区域构成的地图之后,将变换后的地图的两区域之间的差异设为差异区域。

由判定是否扩展行走区域的扩展区域判定部183(参照图4)判定上述差异。而且,根据扩展区域判定部183的判定结果,由图9所示的地面概率更新部184更新累积地图的累积地面概率。

地面概率更新部184通过使新地图201与累积地图301重合,来抵消由自身位置估计误差等引起的地面位置的偏差。由此,地面概率更新部184能够提高正确地判断为地面的概率。

例如,针对图7所示的具有如差异a那样的累积地面概率304的累积地图301,地面概率更新部184基于新生成的新地图201的与差异a相当的部分的地面概率204,来更新累积地图301的累积地面概率304。

在进行更新时,地面概率更新部184首先根据已累积的数据量进行平均化,从而进行校正以抵消误差。然后,地面概率更新部184生成校正后的地面概率作为更新数据。此时,地面概率更新部184例如通过(式1)更新累积地面概率。

[数式1]

在此,(式1)的n(x,y)是表示在累积地图301的坐标(x,y)处目前为止重合的地图的张数的累积张数。(式1)的mnew(x,y)是新地图201的坐标(x,y)处的地面概率204。(式1)的p(x,y)是累积地图301的坐标(x,y)处的累积地面概率304。

具体而言,关于地面概率的更新,如(式1)所示,首先对表示目前为止在更新中使用过的地图的数量的累积张数(n(x,y))加上1。接着,从地面概率(mnew(x,y))减去累积地面概率(p(x,y))。接着,将该差(mnew(x,y)-p(x,y))除以进行加法运算后的累积张数(n(x,y))。接着,对通过除法运算得到的商加上累积地面概率(p(x,y)),将其和设为新的累积地面概率(p(x,y))。由此,由地面概率更新部184更新累积地面概率。

另外,如图7所示的差异b那样,在自主行走吸尘器100为了对新的清扫区域进行扫除而实际在差异b的清扫区域中进行了行走的情况下,累积地图301中的累积地面概率304为零或大致为零。另一方面,在新地图201中,与上述相当的部分的地面概率204为1或大致为1。也就是说,根据以上所述,在新地图201与累积地图301之间提取差异区域。

因此,如上所述,扩展区域判定部183在满足以下所示的至少一个条件的情况下判定为所提取出的差异区域为扩展区域。

第一条件是以下情况:在差异区域的面积大于第三阈值时,差异区域的同累积地图301与差异区域的分界线301a交叉(包括正交)的方向上的最大长度即最大深度d(参照图7的下部)大于第四阈值。第二条件是以下情况:差异区域的沿着分界线301a(包括平行)的方向上的最大长度即最大宽度w(参照图7的上部)大于第五阈值。也就是说,在满足上述第一条件和第二条件中的至少一方或双方的情况下,扩展区域判定部183判定为满足条件的差异区域为扩展区域。由此,地面概率更新部184以将图8所示的累积地图301的累积地面概率304设为新的累积地面概率304的方式进行更新。

具体的更新方法使用以下所示的例如(式2)来执行。也就是说,如(式2)所示,在扩展区域中,将累积地图301的累积张数(n(x,y))设定为1。并且,将累积地图301的累积地面概率304(p(x,y))设定为1.0。

[数式2]

另外,在如图7所示的差异c那样在累积地图301中具有一定以上的累积地面概率304、但在新地图201中地面概率204为零或大致接近零的情况下,不进行地面概率的更新。也就是说,用差异c表示的位置被判断为自主行走吸尘器100无法进行扫除的部分或者存在障碍物而无法行走的部分,因此不进行地面概率的更新。在该情况下,无法进行扫除的部分还能够作为未行走区域的累积信息被另外蓄积在存储装置200中。

通过以上说明,如图8所示,得到控制单元170中的累积地图的更新处理的结果。

图8是示出被更新并保持的地图的一例的图。

图8的上部示出更新后的累积地图301。图8的下部示出与累积地图301所示的剖面303对应的被更新后的累积地面概率304的曲线图。

由此,能够基于图8所示的更新后的累积地图301的累积地面概率304,将具有作为第二阈值设定的例如0.5以上的累积地面概率304的位置绘制为地面。此时,显示部186也可以在所绘制出的地面的周围绘制例如墙壁来生成显示用地图。而且,显示部186也可以将所生成的显示用地图发送到用户拥有的例如便携式终端等进行显示。此时,也可以在例如控制单元或显示用地图画面等中设置用于受理指示的用户指示受理部。用户指示受理部基于所显示的显示用地图来受理来自用户的某种指示。具体而言,例如是接下来要扫除的区域的指示、用于进行调度的行走区域的指示等与用户指定领域有关的指示。此时,还可以在例如控制单元或显示用地图画面等中设置用户指定领域判定部。用户指定领域判定部具有如下功能:将所受理的用户指定领域与更新后的地图相关联,来判定是否为与能够扫除的领域相当的区域。

如上所述,根据实施方式1所涉及的自主行走吸尘器100和累积地面概率更新方法,在时由地图生成部181生成的多个地图重合的状态下计算各要素区域的累积地面概率304。由此,地图的精度提高。并且,地图生成部181在生成了新地图201时,将新地图201与累积地图301进行比较,来生成差分领域(差异区域)。然后,扩展区域判定部183根据规定的阈值来判断是否将所生成的差分领域设为新的地面或者所生成的差分区域是否存在障碍物。由此,能够实现累积地图301的更灵活的运用。

另外,根据实施方式1所涉及的累积地面概率的更新方法,能够适当地更新与扩展区域对应的累积地面概率304。由此,能够将累积地图301整体维持为高的地图精度。

(实施方式2)

以下,参照图9来说明实施方式2中的自主行走吸尘器和累积地面概率更新方法。此外,在实施方式2中,对于具有与实施方式1同样的作用、功能、同样的形状、机构、构造的要素(部分),有时标注相同的附图标记并省略说明。另外,以下以与实施方式1不同的点为中心进行说明,有时省略对相同的内容的说明。

图9是示出实施方式2中的控制单元170的与地图制作有关的功能部的框图。

也就是说,如图9所示,实施方式2的自主行走吸尘器100不同于实施方式1的方面在于,控制单元170还具备基准变更确认部300。基准变更确认部300具有以下功能:为了使由地图比较部182比较的要素区域正确地重合,使由地图生成部181生成的新地图201的倾斜与累积地图301的倾斜一致,来更新累积基准位置302。

基准变更确认部300构成将累积地图301的累积基准位置302进行更新的处理部,具备最长直线决定部382、地图配置部383、差分计算部384以及基准位置更新部385等。

具体而言,基准变更确认部300首先使由地图生成部181生成的新地图201的倾斜等姿势与累积地图301一致。然后,基准变更确认部300根据新地图201确认是否变更了基准构件189的位置。此时,在判断为变更了基准构件189的位置的情况下,基准变更确认部300发挥功能,以更新累积地图301的累积基准位置302。

实施方式2中的自主行走吸尘器100如以上那样构成。

以下,参照图9,使用图10~图12来说明上述控制单元170的与地图制作有关的功能部的动作。

图10是示出扫除区域180的俯视图。图11是示出累积地图301的图。图12是示出新地图201的图。

最长直线决定部382是决定由地图生成部181生成的地图中包含的直线分量中的最长的最长直线分量的处理部。在此,最长直线分量是指地图中包含的所有线段中的、地图的周缘包含的最长的线段。此时,在某种程度的误差范围内存在与最长的线段的长度接近的线段的情况下,最长直线决定部382可以将其分量的倾斜最接近x轴或y轴的线段决定为最长直线分量。

此外,图11和图12所示的累积地图301和新地图201是与实施方式1同样地基于自主行走吸尘器100行走的行走实际结果而生成的。

以下,使用图13来说明针对通过上述制作的累积地图301与新地图201的地图间的偏差的校正。

图13是示出以使基准位置202与累积基准位置302一致的方式使新地图201与累积地图301重合后的状态的图。

首先,地图配置部383使图12所示的由地图生成部181新生成的新地图201中包含的基准位置202与图11所示的在此之前生成并蓄积在存储装置200中的累积地图301中包含的累积基准位置302一致。同时,地图配置部383以使图12所示的新地图201中包含的最长直线分量193与图11所示的累积地图301中包含的最长直线分量192平行或在一条直线上的方式使新地图201与累积地图301重合地配置。

此外,例如通过矩阵的仿射变换来执行对累积地图301重合新地图201的基准位置202并使新地图201以基准位置202为中心相对于累积地图301进行旋转的处理。上述矩阵的仿射变换是使地图旋转的处理的例示。

在此,图11所示的累积地图301是通过对过去生成的多个地图进行统计处理等得到的地图。此外,累积地图301中的最初生成的地图被配置成最长直线分量沿着规定的轴(x轴或y轴)。因此,累积地图301和新地图201全部是以最长直线分量沿着规定的轴的方式生成的。

但是,在实施方式2的情况下,由地图生成部181生成的新地图201有时如图12所示那样以发生了作为误差的某种程度的倾斜的状态生成。因此,如图13所示,地图配置部383以将新地图201的最长直线分量193相对于累积地图301的最长直线分量192旋转成沿着作为规定的轴的y轴的方式配置。然后,以使累积地图301的累积基准位置302与新地图201的基准位置202一致的方式使新地图201沿x轴进行平行移动。由此,如使用图14说明的那样,以使累积地图301的最长直线分量192与新地图201的最长直线分量193平行的方式使累积地图301与新地图201重合,从而地图间的差分最小。

图14是示出以使差分最小的方式使累积地图301与新地图201重合后的状态的图。

具体而言,差分计算部384首先使由地图配置单元383配置的新地图201相对于累积地图301相对地平行移动一次以上、多次。然后,差分计算部384在每次进行平行移动时计算地图间的差分。在此,地图间的差分是指在使累积地图301与新地图201重合的情况下不重复的部分。也就是说,地图间的差分相当于图13所示的阴影部分。

在实施方式2的情况下,差分计算部384例如以10cm等规定的间隔使新地图201相对于累积地图301沿x轴方向和y轴方向以矩阵状平行移动1次以上、多次。然后,差分计算部384在每次移动时计算地图间的差分。此时,关于计算差分的次数,例如也可以一律将阈值决定为至多任何次数。另外,在多次连续地得到的差分始终增加的情况下,也可以在该阶段结束差分的计算。

接着,基准位置更新部385基于获得由差分计算部384计算出的差分中的最小差分时的新地图201的基准位置202相对于累积地图301的基准位置202的位置关系,来更新下一次制作的地图的基准位置。由此,即使在扫除区域180中移动了基准构件189的情况下,也能够恰当地生成新的地图。此外,在图14中,以基准位置202仅在x轴方向上发生了偏差的情况为例进行了图示,但基准位置202的偏差不限于此。关于基准位置202的偏差,通常是在x轴和y轴中的至少一方产生偏差。因此,基准位置更新部385基于x轴和y轴上的偏差来更新基准位置的坐标。由此,能够以更高的精度对各地图间的偏差进行校正。

如以上说明的那样,根据实施方式2的自主行走吸尘器100,即使在由于各种传感器的测定误差等而导致新地图201相对于累积地图301倾斜地生成的情况下,也能够对该倾斜进行修正,来使新地图201与累积地图301精确地重合。由此,能够提高所要更新的累积地面概率304的精度。

另外,根据实施方式2的自主行走吸尘器100,在扫除区域180中基准构件189发生了移动的情况下,自主行走吸尘器100自身识别出基准构件189的移动。然后,基于识别出的基准构件189的移动,来正确地更新累积基准位置302。因此,能够将累积地面概率304的精度维持为较高的状态。

此外,本发明不限定于上述实施方式。例如,也可以将本说明书中记载的构成要素任意地组合,并且将排除构成要素中的几个构成要素而实现的其它实施方式设为本发明的实施方式。并且,在不脱离本发明的主旨、即权利要求书中记载的表述所示的意思的范围内针对上述实施方式实施本领域技术人员想到的各种变形而得到的变形例也包含在本发明中。

例如,在实施方式1和实施方式2中说明的结构中,除了地图生成部181以外,也可以在经由网络而与自主行走吸尘器100连接的服务器等计算机(computer)上构成。在该情况下,能够视作具备自主行走吸尘器100的吸尘器系统。此时,由地图生成部181生成的新地图201通过网络被发送到计算机。然后,基于发送来的新地图201来更新计算机所保存的累积地图301。

另外,也可以设为以下结构:用户能够在智能手机等终端上基于从计算机接收到的累积地图301来确认扫除结果。

并且,还可以构成为,用户能够经由便携式终端来指定自主行走吸尘器100扫除的区域。

产业上的可利用性

本发明能够应用于在家庭内、工厂内、大规模设施等中自主地行走来进行扫除的所谓机器人型的吸尘器等。

附图标记说明

100:自主行走吸尘器;120:主体;121:吸入口;130:驱动单元;140:清扫单元;150:抽吸单元;151:箱单元;170:控制单元;171:发送部;172:接收部;173:障碍物传感器;174:测距传感器;175:摄像机;176:地面传感器;179:脚轮;180:扫除区域;180a:领域;181:地图生成部;182:地图比较部;183:扩展区域判定部;184:地面概率更新部;186:显示部;189:基准构件;192、193:最长直线分量;200:存储装置;201:新地图;202:基准位置;203、303、403:剖面;204:地面概率;300:基准变更确认部;301:累积地图;301a:分界线;302:累积基准位置;304:累积地面概率;382:最长直线决定部;383:地图配置部;384:差分计算部;385:基准位置更新部。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1