CN109843139A - 电动吸尘器 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够提高地图的制作精度并高效地进行清扫的电动吸尘器(11)。电动吸尘器(11)具有：主体壳体、驱动轮、摄像机(51)、距离计算部(63)、自身位置推定部(65)、地图构建部(66)以及控制部(26)。驱动轮使主体壳体能够行走。摄像机(51)配置于主体壳体，对主体壳体的行走方向侧进行拍摄。距离计算部(63)基于由摄像机(51)所拍摄的图像来计算与位于行走方向侧的物体的距离。自身位置推定部(65)基于由摄像机(51)所拍摄的图像来计算主体壳体的位置。地图构建部(66)基于距离计算部(63)以及自身位置推定部(65)的计算结果，通过三维数据来制作行走场所的地图。控制部(26)基于由地图构建部(66)所制作的地图的三维数据来控制驱动轮的动作，由此使主体壳体自主行走。

Description

电动吸尘器

技术领域

本发明的实施方式涉及具备配置于主体壳体的摄像单元的电动吸尘器。

背景技术

以往，公知一边在作为被清扫面的地面上自主行走一边对地面进行清扫的、所谓自主行走型的电动吸尘器(扫地机器人)。

在这样的电动吸尘器中，为了实现高效的清扫而存在如下技术：将欲进行清扫的房间的大小或形状、以及障碍物等反映于地图并进行制作(mapping：地图构建)，基于该制作出的地图来设定最合适的行走路线，并沿着此行走路线行走。该地图例如基于使用配置于主体壳体的上部的摄像机所拍摄到的顶棚的图像等来制作。

在像这样地制作地图的情况下，例如在主体壳体移动至能够进入的床的下部或桌子的下部等时，摄像机只不过是对床或桌子的背面侧等进行拍摄而无法对顶棚进行拍摄，因此，所制作的地图的精度下降。并且，若地图的制作精度下降，则基于该地图所设定的电动吸尘器的行走路线的精度也下降，清扫的效率下降。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5426603号公报

发明内容

发明所要解决的问题

本发明所要解决的问题是提供一种能够提高地图的制作精度并高效地进行清扫的电动吸尘器。

用于解决问题的手段

实施方式的电动吸尘器具有：主体壳体、驱动部、摄像单元、距离计算单元、自身位置推定单元、地图构建单元以及控制单元。驱动部使主体壳体能够行走。摄像单元配置于主体壳体，对主体壳体的行走方向侧进行拍摄。距离计算单元基于由摄像单元所拍摄到的图像来计算与位于行走方向侧的物体的距离。自身位置推定单元基于由摄像单元所拍摄到的图像来计算主体壳体的位置。地图构建单元基于距离计算单元以及自身位置推定单元的计算结果，通过三维数据来制作行走场所的地图。控制单元基于由地图构建单元所制作的地图的三维数据来控制驱动部的动作，由此使主体壳体自主行走。

附图说明

图1为表示一个实施方式的电动吸尘器的框图。

图2为表示具备图1的电动吸尘器的电动清扫系统的立体图。

图3为从下方表示图1的电动吸尘器的俯视图。

图4为示意地表示包括图1的电动吸尘器的电动清扫系统的说明图。

图5为示意地表示使用了图1的电动吸尘器的摄像单元的、物体的距离的计算方法的说明图。

图6的(a)为示意地表示由图1的电动吸尘器的第一地图构建单元实现的简易的地图的制作动作的说明图，图6的(b)为示意地表示由图6的(a)所制作的简易的地图的说明图。

图7为表示由图1的电动吸尘器的地图构建单元所制作的地图的一例的说明图。

图8为示意地表示对图7的地图以及未被清扫的场所进行显示的显示终端的显示画面的一例的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图，对一个实施方式的构成加以说明。

在图1至图4中，11为作为自主行走体的电动吸尘器，该电动吸尘器11构成作为该电动吸尘器11的充电用的基体部即基体装置的充电装置(充电台)12，并构成作为自主行走体装置的电动清扫装置(电动清扫系统)。并且，在本实施方式中，电动吸尘器11是在作为行走面的被清扫面即地面上自主行走(自走)并对地面进行清扫的、所谓自走式的扫地机器人(robot cleaner)。该电动吸尘器11例如使用有线通信或者Wi-Fi(注册商标)、Bluetooth(注册商标)等无线通信在与配置于清扫区域内等的作为中继单元(中继部)的家庭网关(路由器)14之间进行通信(收发)，由此，能够经由互联网等(外部)网络15与作为数据储存单元(数据储存部)的通用的服务器16、作为显示终端(显示部)的通用的外部装置17等进行有线或者无线通信。

并且，该电动吸尘器11具备中空状的主体壳体20。此外，该电动吸尘器11具备行走部21。而且，该电动吸尘器11具备对尘埃进行清扫的清扫部22。此外，该电动吸尘器11具备通过有线或者无线并经由网络15来进行通信的、作为信息发送单元(信息发送部)的数据通信部23。而且，该电动吸尘器11具备拍摄图像的摄像部24。而且，该电动吸尘器11具备传感器部25。此外，该电动吸尘器11具备作为控制器即控制单元的控制部26。而且，该电动吸尘器11具备作为图像处理器(GPU)即图像处理单元的图像处理部27。此外，该电动吸尘器11具备与外部装置之间输入输出信号的输入输出部28。并且，该电动吸尘器11具备作为供电用的电池的二次电池29。另外，以下，将沿着电动吸尘器11(主体壳体20)的行走方向的方向设为前后方向(图2所示的箭头FR、RR方向)，并将与该前后方向交叉(正交)的左右方向(两侧方向)设为宽度方向来进行说明。

主体壳体20例如由合成树脂等形成。该主体壳体20例如也可以形成为扁平的圆柱状(圆盘状)等。此外，在该主体壳体20，作为集尘口的吸入口31也可以设于与地面对置的下部等。

行走部21具备作为驱动部的驱动轮34。此外，该行走部21具备使驱动轮34驱动的驱动单元即未作图示的马达。即，电动吸尘器11具备驱动轮34和使该驱动轮34驱动的马达。另外，在该行走部21也可以具备回转用的回转轮36等。

驱动轮34是使电动吸尘器11(主体壳体20)在地面上沿前进方向以及后退方向行走(自主行走)的、即行走用的构件。在本实施方式中，该驱动轮34例如在主体壳体20的左右设有一对。另外，也可以使用作为驱动部的履带等来代替该驱动轮34。

马达与驱动轮34对应地配置。因此，在本实施方式中，该马达例如设有左右一对。并且，该马达能够独立地驱动各驱动轮34。

清扫部22例如将地面或墙面等被清扫部的尘埃去除。该清扫部22例如具有从吸入口31收集并捕捉地面上的尘埃或擦拭清扫墙面的功能。该清扫部22也可以具备：从吸入口31将尘埃与空气一同吸入的电动送风机40、可旋转地装配于吸入口31并刮起尘埃的作为旋转清扫体的旋转刷41以及使该旋转刷41旋转驱动的刷马达、可旋转地装配于主体壳体20的前侧等的两侧并刮拢尘埃的作为回转清扫部的辅助清扫单元(辅助清扫部)即侧刷43以及驱动该侧刷43的侧刷马达中的至少任一个。此外，该清扫部22也可以具备与吸入口31连通地积存尘埃的集尘部。

数据通信部23例如是用于经由家庭网关14以及网络15与外部装置17进行各种信息的收发的无线LAN设备。另外，例如可以在数据通信部23搭载接入点(access point)功能，与外部装置17直接进行无线通信，而不经由家庭网关14。此外，例如可以在数据通信部23附加网络服务器功能。

摄像部24具备作为摄像单元(摄像部主体)的摄像机51。即，电动吸尘器11具备摄像机51。此外，该摄像部24也可以在摄像机51具备作为进行照明的照明单元(照明部)的灯53。即，电动吸尘器11也可以具备灯53。

摄像机51是数字摄像机，该数字摄像机分别以规定的水平视角(例如105°等)按每规定时间、例如每数十微秒等微小时间或者每数秒等，对主体壳体20的行走方向即前方拍摄出数字图像。该摄像机51可以是单个也可以是多个。在本实施方式中，摄像机51设为左右一对。即，该摄像机51左右分离地配置于主体壳体20的前部。此外，这些摄像机51、51彼此的拍摄范围(视野)是重叠的。因此，由这些摄像机51、51所拍摄到的图像的拍摄区域在左右方向上重叠。另外，由摄像机51所拍摄到的图像例如可以是可见光区域的彩色图像或黑白图像，也可以是红外线图像。此外，由摄像机51所拍摄到的图像例如也能够通过图像处理部27等压缩成规定的数据形式。

灯53输出由摄像机51拍摄图像时的照明用的光。在本实施方式中，该灯53配置于摄像机51、51的中间位置。该灯53输出与由摄像机51所拍摄的光的波长范围对应的光。因此，该灯53可以照射包括可见光区域的光，也可以照射红外光。

传感器部25感测(sensing)支持电动吸尘器11(主体壳体20)的行走的各种信息。更具体而言，该传感器部25例如感测地面的凹凸状态(阶差)、成为行走障碍的墙壁或者障碍物等。即，该传感器部25例如具备红外线传感器或接触传感器等阶差传感器、障碍物传感器等。另外，该传感器部25例如还可以具备通过检测各驱动轮34(各马达)的转速来检测电动吸尘器11(主体壳体20)的回转角度、行进距离的光编码器等转速传感器、检测地面的尘埃量的光传感器等尘埃量传感器等。

控制部26例如可以使用具备控制单元主体(控制部主体)即CPU、ROM以及RAM等的微型计算机。虽未作图示，但该控制部26具备与行走部21电连接的行走控制部。此外，虽未作图示，但该控制部26具备与清扫部22电连接的清扫控制部。而且，虽未作图示，但该控制部26具备与传感器部25电连接的传感器连接部。此外，虽未作图示，但该控制部26具备与图像处理部27电连接的处理连接部。而且，虽未作图示，但该控制部26具备与输入输出部28电连接的输入输出连接部。即，该控制部26与行走部21、清扫部22、传感器部25、图像处理部27以及输入输出部28电连接。此外，该控制部26与二次电池29电连接。并且，该控制部26例如具有：对驱动轮34即马达进行驱动来使电动吸尘器11(主体壳体20)自主行走的行走模式、经由充电装置12对二次电池29进行充电的充电模式、动作待机中的待机模式。

行走控制部对行走部21的马达的动作进行控制，即，通过控制流过马达的电流的大小以及朝向来使马达正转或者反转，由此来控制马达的动作，并通过控制马达的动作，来控制驱动轮34的动作。

清扫控制部对清扫部22的电动送风机40、刷马达以及侧刷马达的动作进行控制，即，通过分别单独地对电动送风机40、刷马达以及侧刷马达的通电量进行控制，来对这些电动送风机40、刷马达(旋转刷41)以及侧刷马达(侧刷43)的动作进行控制。

传感器连接部取得由传感器部25获得的检测结果。

处理连接部取得基于由图像处理部27实现的图像处理所设定的设定结果。

输入输出连接部经由输入输出部28取得控制命令，并将从输入输出部28输出的信号输出至输入输出部28。

图像处理部27对由摄像机51所拍摄到的图像(原始图像)进行图像处理。更具体而言，该图像处理部27通过图像处理，从由摄像机51所拍摄到的图像中提取特征点，由此检测出障碍物的距离以及高度来制作清扫区域的地图(map)，或推定出电动吸尘器11(主体壳体20(图2))的当前位置。并且，该图像处理部27例如是具备图像处理单元主体(图像处理部主体)即CPU、ROM以及RAM等的图像处理引擎。虽未作图示，但该图像处理部27具备对摄像机51的动作进行控制的摄像控制部。此外，虽未作图示，但该图像处理部27具备对灯53的动作进行控制的照明控制部。因此，该图像处理部27与摄像部24电连接。而且，该图像处理部27具备作为存储单元(存储部)的存储器61。即，电动吸尘器11具备存储器61。此外，该图像处理部27具备制作对由摄像机51所拍摄的原始图像进行校正后的校正图像的图像校正部62。即，电动吸尘器11具备图像校正部62。而且，该图像处理部27具备基于图像计算与位于行走方向侧的物体的距离的距离计算单元即距离计算部63。即，电动吸尘器11具备作为距离计算单元的距离计算部63。此外，该图像处理部27具备基于由距离计算部63计算出的与物体的距离来对障碍物进行判断的障碍物检测单元即障碍物判断部64。即，电动吸尘器11具备作为障碍物检测单元的障碍物判断部64。此外，该图像处理部27具备对电动吸尘器11(主体壳体20)的自身位置进行推定的自身位置推定单元即自身位置推定部65。即，电动吸尘器11具备作为自身位置推定单元的自身位置推定部65。而且，该图像处理部27具备制作作为行走场所的清扫区域的地图(map)的地图构建单元即地图构建部66。即，电动吸尘器11具备作为地图构建单元的地图构建部66。此外，该图像处理部27具备设定电动吸尘器11(主体壳体20)的行走计划(行走路径)的行走计划设定单元即行走计划设定部67。即，电动吸尘器11具备作为行走计划设定单元即行走计划设定部67。并且，该图像处理部27具备对未能由电动吸尘器11(主体壳体20)进行清扫的位置进行推定的未清扫位置推定单元即未清扫位置推定部68。即，电动吸尘器11具备作为未清扫位置推定单元的未清扫位置推定部68。

摄像控制部例如具备控制摄像机51的快门的动作的控制电路，进行以下控制：通过按每规定时间使该快门动作来按每规定时间使摄像机51拍摄图像。

照明控制部例如经由开关等对灯53的打开/关闭进行控制。

另外，这些摄像控制部以及照明控制部可以构成为独立于图像处理部27的摄像控制单元(摄像控制部)，例如也可以设于控制部26。

存储器61例如存储由摄像机51所拍摄到的图像的数据、由地图构建部66制作出的地图等的各种数据。作为该存储器61，使用与电动吸尘器11的电源的打开/关闭无关地对所存储的各种数据进行保持的例如闪速存储器等非易失性的存储器。

图像校正部62进行由摄像机51所拍摄到的原始图像的镜头的畸变校正或噪声的去除、对比度调整以及图像中心的一致化等一次图像处理。

距离计算部63使用已知的方法，基于由摄像机51所拍摄到的图像、即本实施方式中由摄像机51进行拍摄并由图像校正部62校正后的校正图像和摄像机51之间的距离，计算物体(特征点)的距离(深度)以及三维坐标。即，如图5所示，该距离计算部63例如应用基于摄像机51的进深f、摄像机51与由该摄像机51所拍摄到的图像G1、G2的物体(特征点)的距离(视差)以及摄像机51之间的距离1的三角测量，从由摄像机51所拍摄到的各图像(由图像校正部62(图1)进行处理后的校正图像)中检测出表示同一位置的像素点，计算该像素点的上下方向、左右方向以及前后方向的角度，根据这些角度和摄像机51之间的距离，计算此位置距摄像机51的距离以及高度，并且计算出物体O(特征点SP)的三维坐标。因此，在本实施方式中，优选由多个摄像机51所拍摄的图像尽可能范围重叠(lap)。另外，该图1所示的距离计算部63也可以制作示出了该所计算出的物体的距离的距离图像(视差图像)。在制作该距离图像时，通过以下方式进行：将所计算出的各像素点的距离按例如每一个点等的每规定点转换为亮度或者色调等通过视觉辨认能够识别的灰度来加以表示。因此，该距离图像是所谓对位于图2所示的电动吸尘器11(主体壳体20)的行走方向前方的由摄像机51所拍摄的范围内的物体的距离信息(距离数据)的集合体进行了可视化而得到的图像。另外，特征点能够通过对由图1所示的图像校正部62进行了校正的图像、距离图像进行例如边缘检测等来提取。边缘检测方法可以使用已知的任意方法。

障碍物检测部64基于由摄像机51所拍摄到的图像来检测障碍物。更具体而言，该障碍物检测部64对由距离计算部63计算出距离的物体是否是障碍物进行判断。即，该障碍物检测部64从由距离计算部63所计算出的物体的距离提取规定的图像范围中的部分，对在该图像范围中所拍摄到的物体的距离与预先设定的或者可变设定的阈值即设定距离进行比较，将位于该设定距离以下的距离(与电动吸尘器11(主体壳体20(图2))的距离)的物体判断为障碍物。上述的图像范围例如根据图2所示的电动吸尘器11(主体壳体20)的上下左右的大小来设定。即，图像范围是在电动吸尘器11(主体壳体20)保持直行时所接触的范围中设定上下左右。

图1所示的自身位置推定部65基于由距离计算部63计算出的物体的特征点的三维坐标，来判断电动吸尘器11的自身位置以及有无作为障碍物的物体。此外，地图构建部66基于由距离计算部63计算出的特征点的三维坐标，来制作记载了位于配置有电动吸尘器11(主体壳体20(图2))的清扫区域内的物体(障碍物)等的位置关系以及高度的地图。即，能够将已知的SLAM(simultaneous localization and mapping：即时定位与地图构建)技术用于自身位置推定部65以及地图构建部66。

地图构建部66基于距离计算部63以及自身位置推定部65的计算结果，通过三维数据来制作行走场所的地图。在本实施方式中，该地图构建部66具备作为第一地图构建单元的第一地图构建部66a和作为第二地图构建单元的第二地图构建部66b。

第一地图构建部66a基于由摄像机51所拍摄到的图像、即由距离计算部63计算出的物体的三维数据，使用任意的方法来制作简易的地图。在本实施方式中，第一地图构建部66a例如基于由控制部26对主体壳体20(图2)进行行走控制并且由摄像机51所拍摄到的图像来制作简易的地图。更具体而言，第一地图构建部66a例如基于由控制部26以使主体壳体20(图2)在规定位置回转的方式进行行走控制并由摄像机51所拍摄到的图像(由图像校正部62进行校正后的校正图像)，根据由距离计算部63计算出的特征点的三维坐标的x轴成分(左右成分)以及z轴成分(前后成分)，来制作简易的地图。例如，该第一地图构建部66a在开始清扫时制作简易的地图。此时，第一地图构建部66a在存储器61中未存储有地图的情况下制作简易的地图。即，在存储器61中存储有地图的情况下，不需要由第一地图构建部66a进行的地图构建。

第二地图构建部66b使由摄像机51所拍摄到的图像、即由距离计算部63计算出的物体的三维数据追加反映于地图。即，该第二地图构建部66b将详细信息追加于简易地图或在存储器61中所存储的地图，其中，该简易地图是根据由距离计算部63计算出的特征点的三维坐标中的y轴成分(上下成分)，由第一地图构建部66a简易地制作位于配置有电动吸尘器11(主体壳体20(图2))的清扫区域内的物体(障碍物)等的二维位置以及高度而得到的地图。该详细信息例如是地毯的厚度、床下部的高度等。另外，在本实施方式中，由地图构建部66所制作的地图设为在存储器61等中扩展的数据。即，该地图的数据由三维数据、即物体的二维配置位置数据以及高度数据构成。此外，该地图的数据还可以包括记载了清扫时的电动吸尘器11(主体壳体20(图2))的行走轨迹的行走轨迹数据。

行走计划设定部67基于由地图构建部66所制作出的地图、以及由自身位置推定部65所推定出的自身位置，来设定最合适的行走路径。在此，作为所制作的最合适的行走路径，可设定能够以最短的行走距离在地图中的可清扫区域(除了障碍物、阶差等不能行走的区域以外的区域)行走的路径，例如电动吸尘器11(主体壳体20(图2))尽可能地直行(方向转换最少)的路径、与作为障碍物的物体的接触少的路径、或者在同一位置重复行走的次数最少的路径等能够高效地进行行走(清扫)的路径。此外，该行走计划设定部67在设定行走路径时，也可以基于地图(简易地图)来掌握清扫区域的形状和面积，设定首先要清扫的场所，或确认假定为清扫所需的二次电池29的容量，或对清扫区域进行分割。另外，在本实施方式中，由行走计划设定部67所设定的行走路径设为在存储器61等扩展的数据(行走路径数据)。

未清扫位置推定部68基于三维数据和主体壳体20(图2)的行走轨迹数据来推定未能清扫的场所。即，该未清扫位置推定部68对表示地图的三维数据与主体壳体20(图2)的行走轨迹数据进行比较，将电动吸尘器11(主体壳体20(图2))能够行走的区域中未形成行走轨迹的位置推定为未能清扫的场所。该未能清扫的场所能够反映于由地图构建部66所制作出的地图。

输入输出部28取得从未作图示的遥控器等外部装置被发送的控制命令、从设于主体壳体20(图2)的开关或者触摸屏等输入单元(输入部)被输入的控制命令，并且对例如充电装置12(图2)等发送信号。该输入输出部28例如具备：向充电装置12(图2)等发送无线信号(红外线信号)的例如红外线发光元件等未作图示的发送单元(发送部)、以及接收来自充电装置12(图2)或遥控器等的无线信号(红外线信号)的例如光电晶体管等未作图示的接收单元(接收部)等。

二次电池29向行走部21、清扫部22、数据通信部23、摄像部24、传感器部25、控制部26、图像处理部27以及输入输出部28等供电。此外，该二次电池29例如与作为在主体壳体20(图2)的下部等露出的连接部的充电端子71(图3)电连接，这些充电端子71(图3)与充电装置12(图2)侧电连接以及机械连接，由此，经由该充电装置12(图2)而被充电。

图2所示的充电装置12例如内置有恒流电路等充电电路。此外，在该充电装置12中设有二次电池29(图1)充电用的充电用端子73。该充电用端子73与充电电路电连接，与返回至充电装置12的电动吸尘器11的充电端子71(图3)机械连接以及电连接。

图4所示的家庭网关14也被称为访问接入点(access point)等，设置于建筑物内，例如通过有线与网络15连接。

服务器16是与网络15连接的计算机(云服务器)，能够保存各种数据。

外部装置17是在建筑物的内部能够经由例如家庭网关14与网络15进行有线或者无线通信、并且在建筑物的外部能够与网络15进行有线或者无线通信的、例如PC(平板终端(平板PC))、智能电话(便携式电話)等通用的设备。该外部装置17至少具有对图像进行显示的显示功能。

接着，参照附图对上述一个实施方式的动作加以说明。

一般而言，电动清扫装置大致分为由电动吸尘器11进行清扫的清扫作业和由充电装置12对二次电池29进行充电的充电作业。作为充电作业，所应用的是使用内置于充电装置12的充电电路的已知的方法，因此，仅对清扫操作加以说明。此外，也可以另外包括根据来自外部装置17等的指令，由摄像机51对规定的对象物进行拍摄的拍摄作业。

首先，对从清扫的开始一直到结束为止的概略情况加以说明。若开始清扫开始，则电动吸尘器11从充电装置12脱离，在存储器61中未存储有地图的情况下，基于由摄像机51所拍摄到的图像，由第一地图构建部66a来制作简易的地图，控制部26对电动吸尘器11(主体壳体20)进行控制，以使电动吸尘器11沿着由行走计划设定部67基于该简易的地图所设定的行走路径行走，同时，由清扫部22进行清扫。在存储器61中存储有地图的情况下，控制部26对电动吸尘器11(主体壳体20)进行控制，以使电动吸尘器11沿着由行走计划设定部67基于该地图所设定的行走路径行走，同时由清扫部22进行清扫。在该清扫的过程中，基于由摄像机51所拍摄到的图像，由第二地图构建部66b来检测出物体的二维配置位置以及高度，并将其反映于地图并存储于存储器61。并且，若清扫结束，则控制部26进行行走控制，以使电动吸尘器11(主体壳体20)向充电装置12返回，在返回至充电装置12之后，在规定的定时转移至二次电池29的充电作业。

更详细而言，电动吸尘器11，例如在到达预先设定的清扫开始时刻时、由输入输出部28接收到由遥控器或外部装置17所发送的清扫开始的控制命令时等定时，控制部26从待机模式切换为行走模式，该控制部26(行走控制部)驱动马达(驱动轮34)而使电动吸尘器11从充电装置12脱离规定距离。

接着，电动吸尘器11参照存储器61来判断在存储器61中是否存储有地图。在存储器61中未存储有地图的情况下，由地图构建部66的第一地图构建部66a来制作清扫区域的简易地图，并基于该简易地图，由行走计划设定部67来制作最适合的行走路径。

在制作简易地图时，概略的情况是：电动吸尘器11一边在与充电装置12脱离的位置回转(原地回转)，一边基于由摄像机51所拍摄到的图像来取得物体(墙壁、障碍物等)的二维配置位置数据以及高度数据，而制作简易地图(简易地图制作模式)。并且，若制作整个清扫区域的简易地图，则结束简易地图制作模式，并转移至后述的清扫模式。

更具体而言，例如图6的(a)所示，电动吸尘器11(主体壳体20)从与充电装置12连接的状态起、从充电装置12脱离了规定距离之后，一边回转规定角度(原地回转)一边由摄像机51(图2)来拍摄图像。此时，电动吸尘器11(主体壳体20)的回转角度例如设为360°。并且，根据所拍摄到的物体(特征点)的距电动吸尘器11(主体壳体20)的距离和当前的电动吸尘器11(主体壳体20)的位置，来识别障碍物的位置(二维坐标)，如图6的(b)所示地制作地图M(图中的粗线所示)。此时，对于作为摄像机51(图2)的死角的位置，将其作为障碍物或墙壁来处理。

另一方面，在存储器61中预先存储有地图的情况下，不制作简易地图，而是基于存储于存储器61的地图，由行走计划设定部67来制作最适合的行走路径。

并且，沿着由行走计划设定部67所制作出的行走路径，电动吸尘器11一边在清扫区域内自主行走一边进行清扫(清扫模式)。在该清扫模式中，在清扫部22，例如通过被控制部26(清扫控制部)所驱动的电动送风机40、刷马达(旋转刷41)或者侧刷马达(侧刷43)，经由吸入口31向集尘部捕捉地面的尘埃。

在自主行走时，概略的情况是：电动吸尘器11一边使清扫部22工作，一边沿着行走路径前进同时由摄像机51来拍摄出行进方向前方的图像，并且重复进行如下动作：由障碍物检测部64来检测作为障碍物的物体并由传感器部25对周边进行感测，并由自身位置推定部65定期地推定自身位置的动作。此时，基于由摄像机51所拍摄到的图像，地图构建部66的第二地图构建部66b使特征点的详细信息(高度数据)反映于地图，由此来完成地图。此外，通过由自身位置推定部65所实现的电动吸尘器11(主体壳体20)的自身位置的推定，也能够制作电动吸尘器11(主体壳体20)的行走轨迹数据。

若走完所设定的行走路径，则电动吸尘器11返回至充电装置12。并且，在该返回后、从返回起经过了规定时间时，或者到达规定时刻时等适宜的定时，控制部26从行走模式切换为充电模式而转移至二次电池29的充电。

另外，如图7中视觉上所示那样，已完成的地图M中，将清扫区域(房间)分割为规定大小的四边形状(正方形状)等的网格(mesh)，并按每个网格建立关联地存储高度数据。物体的高度是基于由摄像机51所拍摄到的图像，由距离计算部63来取得的。例如，图7所示的地图M具有：使得在地面产生凸起阶差的障碍物即地毯C；具有电动吸尘器11(主体壳体20)能够进入其下部的高度的障碍物即床B；具有电动吸尘器11(主体壳体20)能够进入其下部的高度的障碍物即沙发S；不能行走的障碍物即搁架R；床B、沙发S的障碍物即脚部LG；以及包围清扫区域的不能行走的障碍物即墙壁W等。该地图的数据不仅存储于存储器61，也可以经由数据通信部23，通过网络15发送至服务器16进行存储，或者发送至外部装置17而存储于外部装置17的存储器。

并且，根据以上说明的一个实施方式，基于由摄像机51所拍摄到的图像来计算出到位于行走方向侧的物体的距离，基于由摄像机51所拍摄到的图像来计算出主体壳体20的位置，并且基于这些计算结果并通过三维数据来制作行走场所的地图，基于该制作出的地图的三维数据来控制驱动轮34(马达)的动作，从而使主体壳体20自主行走，由此提高地图的制作精度，基于三维数据对行走障碍的判断变得容易。其结果，能够根据清扫区域对电动吸尘器11(主体壳体20)进行更细微的行走控制，以便电动吸尘器11能够到达各个角落，并且能够更高效地进行清扫。

具体而言，三维数据由物体的二维配置位置数据以及高度数据构成，由此例如易于判断电动吸尘器11(主体壳体20)是否能够进入床下或者电动吸尘器11(主体壳体20)是否能够在地毯等的阶差处行走等。

因此，例如在判断为地面上铺有地毯的情况下，使清扫方法在非地毯面与地毯面间有所不同，由此，能够提高清扫性能。具体而言，例如在非地毯面，使由电动送风机40产生的吸入力下降来抑制耗电，能够使二次电池29耐久；在地毯面，控制部26进行控制来将行走速度设为低速，并且使由电动送风机40产生的吸入力增加，由此，能够通过清扫部22更容易地取出附着于地毯的尘埃。

地图构建部66具备基于由摄像机51所拍摄到的图像来简易地制作地图的第一地图构建部66a、以及使由摄像机51所拍摄到的物体的三维数据追加反映于地图的第二地图构建部66b，因此，通过简易地制作出的地图，在行走计划设定部67在初始阶段设定行走路径时等，能够基于该简易地图来掌握清扫区域的形状和面积，设定首先要清扫的场所、或是确认假定为清扫所需的二次电池29的容量、或是对清扫区域进行分割等的判断变得容易，并且随着持续进行清扫，地图的精度提高，因此，最终制作出的地图成为高精度的地图，能够在下次以后的清扫时有效地利用。

第一地图构建部66a基于由控制部26控制驱动轮34(马达)的动作以使主体壳体20回转并由摄像机51所拍摄的图像，来制作简易地图，因此，能够以短时间容易地制作简易的地图。

此外，具备对地图的数据进行存储的存储器61，由此，在进行第二次之后的清扫时，能够基于前次清扫时所制作的地图来容易地设定行走路径等，并能够立刻开始清扫。

并且，由上述地图构建部66所制作出的地图在本实施方式中例如能够如以下地进行应用。

例如，数据通信部23经由网络15对与网络15连接的外部装置17发送地图的数据，由此，例如能够实时地使地图显示于外部装置17。

此外，数据通信部23经由网络15对与连接于网络15的服务器16进行地图的数据的接收/发送，由此，能够将前次清扫时所制作的地图存储于服务器16，并根据需要从该服务器16读出该地图，由此，例如也能够采用不将存储器61设于电动吸尘器11的构成。

此外，在地图的数据中具备三维数据和主体壳体20的行走轨迹数据，由此，能够实时地使反映了物体的三维数据和主体壳体20的行走轨迹数据的地图显示于外部装置17。

并且，基于三维数据和主体壳体20的行走轨迹数据，对未清扫位置推定部68未能清扫的场所进行推定，由此，例如能够使未能清扫的位置显示于地图。

特别是，控制部26控制驱动轮34(马达)的动作，以使电动吸尘器11(主体壳体20)向由摄影机51拍摄到该所推定出的未能清扫场所的图像的、更详细而言由摄影机51能够拍摄到未能清扫场所的图像的场所行走，由此，能够在视觉上明确地将未能清扫的位置传达给所有者。

并且，由数据通信部23经由网络15来发送该推定结果，由此，例如如图8所示，能够在与网络15连接的外部装置17分别显示反映了未能清扫的场所P的地图M和未能清扫的场所的具体的图像G。在该例子中，例如由沿着地面从墙壁W突出的电缆CB和墙壁W所包围的部分成为未能清扫的场所P(电动吸尘器11(主体壳体20)未能接近并行走的场所)。因此，能够促使所有者参加到如下的自主清扫中，即自己来对该未能清扫的场所进行清扫、或者对清扫区域进行整理以便在下次清扫时能够由电动吸尘器11对此场所进行自动清扫等。

控制部26基于从外部装置17发送的控制命令来对驱动轮34(马达)的动作进行控制，以使电动吸尘器11(主体壳体20)行走，由此，例如所有者能够参照显示于外部装置17的地图来输入使电动吸尘器11(主体壳体20)行走至所希望的场所的控制命令等，来任意地对电动吸尘器11(主体壳体20)进行远程操作。

具体而言，控制命令包括用于控制部26对驱动轮34(马达)的动作进行控制，以使主体壳体20行走至地图上想使该主体壳体20移动到的场所的行走控制信息，由此，所有者能够通过例如对显示于外部装置17的地图的所希望的位置进行触摸等、仅由画面来表示地图上的所希望的位置的简单操作，来发出向此所希望的位置引导电动吸尘器11(主体壳体20)的指示。

此外，控制命令包括用于控制部26对驱动轮34(马达)的动作进行控制，以避免主体壳体20向在地图上不想使该主体壳体20进入的场所行走的行走控制信息，由此，所有者例如能够通过以划线等方式仅在地图上表示出显示于外部装置17的地图上的所希望的位置的简单操作，来发出以避免电动吸尘器11(主体壳体20)进入此所希望的位置的方式进行引导的指示。

另外，在上述一个实施方式中，距离计算部63使用由多个(一对)摄像机51分别所拍摄到的图像来计算出特征点的三维坐标，但例如也可以利用使用一个摄像机51、一边使主体壳体20移动一边分时地拍摄到的多个图像，来计算出特征点的三维坐标。

对本发明的一个实施方式进行了说明，但该实施方式是作为例子公开的，其意图并不在于限定发明的范围。该新颖的实施方式能够以其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。该实施方式及其变形包含于发明的范围和主旨中，并且包含于权利要求书中所述的发明及其等同的范围内。

(1)电动吸尘器的行走控制方法，其特征在于，由摄像机来拍摄主体壳体的行走方向侧，基于该所拍摄到的图像来计算与位于上述行走方向侧的物体的距离，并基于该所拍摄到的图像，计算出上述主体壳体的位置，基于这些计算结果，通过三维数据来制作行走场所的地图，基于该地图的三维数据来自主行走。

(2)在(1)中所述的电动吸尘器的行走控制方法的特征在于，三维数据由物体的二维配置位置数据以及高度数据构成。

(3)在(1)中所述的电动吸尘器的行走控制方法的特征在于，基于由摄像机所拍摄到的图像来简易地制作地图，并且将由摄像机所拍摄到的物体的三维数据追加反映于上述地图，由此来制作地图的三维数据。

(4)在(3)中所述的电动吸尘器的行走控制方法的特征在于，基于主体壳体回转的同时由摄像机所拍摄到的图像来制作上述简易的地图。

(5)在(1)中所述的电动吸尘器的行走控制方法的特征在于，将地图的数据存储于存储器。

(6)在(1)中所述的电动吸尘器的行走控制方法的特征在于，经由网络对显示终端发送地图的数据。

(7)在(6)中所述的电动吸尘器的行走控制方法的特征在于，经由上述网络对与连接于网络的服务器进行地图的数据的收发。

(8)在(1)中所述的电动吸尘器的行走控制方法的特征在于，地图的数据具备三维数据和主体壳体的行走轨迹数据。

(9)在(8)中所述的电动吸尘器的行走控制方法的特征在于，基于三维数据和主体壳体的行走轨迹数据，对未能清扫的场所进行推定。

(10)在(9)中所述的电动吸尘器的行走控制方法的特征在于，通过摄像机来拍摄推定为未能清扫的场所的图像。

(11)在(9)中所述的电动吸尘器的行走控制方法的特征在于，通过通信，将推定为未能清扫的结果发送至网络。

(12)在(1)中所述的电动吸尘器的行走控制方法的特征在于，基于从外部装置发送的控制命令来使主体壳体行走。

(13)在(12)中所述的电动吸尘器的行走控制方法的特征在于，控制命令包括用于使主体壳体行走至地图上希望该主体壳体所移动到的场所的行走控制信息。

(14)在(12)中所述的电动吸尘器的行走控制方法的特征在于，控制命令包括用于避免主体壳体向地图上不希望该主体壳体进入的场所行走的行走控制信息。

Claims (14)

1.一种电动吸尘器，其特征在于，具备：

主体壳体；

驱动部，使该主体壳体能够行走；

摄像单元，配置于上述主体壳体，对上述主体壳体的行走方向侧进行拍摄；

距离计算单元，基于由该摄像单元所拍摄到的图像来计算与位于上述行走方向侧的物体的距离；

自身位置推定单元，基于由上述摄像单元所拍摄到的图像来计算上述主体壳体的位置；

地图构建单元，基于上述距离计算单元以及自身位置推定单元的计算结果，通过三维数据来制作行走场所的地图；以及

控制单元，基于由该地图构建单元所制作出的地图的三维数据来控制上述驱动部的动作，由此使上述主体壳体自主行走。

2.根据权利要求1所述的电动吸尘器，其特征在于，

三维数据由物体的二维配置位置数据以及高度数据构成。

3.根据权利要求1或2所述的电动吸尘器，其特征在于，

地图构建单元具备：

第一地图构建单元，基于由摄像单元所拍摄到的图像来简易地制作地图；以及

第二地图构建单元，将由上述摄像单元所拍摄到的物体的三维数据追加反映于地图。

4.根据权利要求3所述的电动吸尘器，其特征在于，

第一地图构建单元基于由控制单元对驱动部的动作进行控制以使主体壳体回转并由摄像单元所拍摄到的图像，制作简易的地图。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的电动吸尘器，其特征在于，

具备：存储单元，对地图的数据进行存储。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的电动吸尘器，其特征在于，

具备：数据通信单元，经由网络对显示终端发送地图的数据。

7.根据权利要求6所述的电动吸尘器，其特征在于，

数据通信单元经由网络与连接于上述网络的服务器进行地图的数据的收发。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的电动吸尘器，其特征在于，

地图的数据具备三维数据和主体壳体的行走轨迹数据。

9.根据权利要求8所述的电动吸尘器，其特征在于，

具备：未清扫位置推定单元，基于三维数据和主体壳体的行走轨迹数据，对未能清扫的场所进行推定。

10.根据权利要求9所述的电动吸尘器，其特征在于，

摄像单元拍摄由未清扫位置推定单元推定出的场所的图像。

11.根据权利要求9或10所述的电动吸尘器，其特征在于，

具备：信息发送单元，通过通信将由未清扫位置推定单元获得的推定结果发送至网络。

12.根据权利要求1至11中的任一项所述的电动吸尘器，其特征在于，

控制单元基于从外部装置发送的控制命令来控制驱动部的动作，以使主体壳体行走。

13.根据权利要求12所述的电动吸尘器，其特征在于，

控制命令包括行走控制信息，该行走控制信息用于控制单元对驱动部的动作进行控制，以使主体壳体行走至地图上希望该主体壳体移动到的场所。

14.根据权利要求12或13所述的电动吸尘器，其特征在于，

控制命令包括行走控制信息，该行走控制信息用于控制单元对驱动部的动作进行控制，以避免使主体壳体向地图上不希望该主体壳体进入的场所行走。