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WO2018083831A1 - 電気掃除機 - Google Patents

電気掃除機 Download PDF

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Publication number
WO2018083831A1
WO2018083831A1 PCT/JP2017/021204 JP2017021204W WO2018083831A1 WO 2018083831 A1 WO2018083831 A1 WO 2018083831A1 JP 2017021204 W JP2017021204 W JP 2017021204W WO 2018083831 A1 WO2018083831 A1 WO 2018083831A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
unit
vacuum cleaner
body case
map
main body
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/021204
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
井澤　浩一
裕樹 丸谷
浩太 渡邊
Original Assignee
東芝ライフスタイル株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 東芝ライフスタイル株式会社 filed Critical 東芝ライフスタイル株式会社
Priority to CN201780064391.5A priority Critical patent/CN109843139B/zh
Priority to US16/346,657 priority patent/US11119484B2/en
Priority to GB1906013.6A priority patent/GB2569926A/en
Publication of WO2018083831A1 publication Critical patent/WO2018083831A1/ja

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    • A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation
    • A47L2201/04—Automatic control of the travelling movement; Automatic obstacle detection

Definitions

  • Embodiment of this invention is related with the vacuum cleaner provided with the imaging means arrange
  • the problem to be solved by the present invention is to provide an electric vacuum cleaner that can improve the map creation accuracy and can be efficiently cleaned.
  • the vacuum cleaner according to the embodiment includes a main body case, a drive unit, an imaging unit, a distance calculation unit, a self-position estimation unit, a mapping unit, and a control unit.
  • the drive unit can travel through the main body case.
  • the imaging means is arranged in the main body case and images the traveling direction side of the main body case.
  • the distance calculating unit calculates a distance to an object located on the traveling direction side based on the image captured by the imaging unit.
  • the self-position estimation unit calculates the position of the main body case based on the image captured by the imaging unit.
  • the mapping means creates a map of the travel location from the three-dimensional data based on the calculation results of the distance calculation means and the self-position estimation means.
  • the control means causes the main body case to autonomously travel by controlling the operation of the drive unit based on the three-dimensional data of the map created by the mapping means.
  • reference numeral 11 denotes a vacuum cleaner as an autonomous traveling body
  • this vacuum cleaner 11 is a charging device (charging stand) as a base device that serves as a charging base for the vacuum cleaner 11.
  • 12 constitutes an electric cleaning device (electric cleaning system) as an autonomous traveling body device.
  • the vacuum cleaner 11 is a so-called self-propelled robot cleaner (cleaning robot) that cleans the floor surface while autonomously traveling (self-propelled) on the floor surface to be cleaned as a traveling surface. ).
  • the electric vacuum cleaner 11 is connected to a home gateway (router) 14 as a relay means (relay unit) disposed in a cleaning area, for example, or is wired communication or Wi-Fi (registered trademark) or Bluetooth (registered trademark). Communication (transmission / reception) using wireless communication such as the general-purpose server 16 as a data storage means (data storage unit) or a display terminal (display unit) via an (external) network 15 such as the Internet. Wired or wireless communication is possible with a general-purpose external device 17 or the like.
  • the vacuum cleaner 11 includes a hollow main body case 20.
  • the electric vacuum cleaner 11 includes a traveling unit 21.
  • the electric vacuum cleaner 11 includes a cleaning unit 22 that cleans dust.
  • the vacuum cleaner 11 also includes a data communication unit 23 as information transmission means (information transmission unit) that communicates via a network 15 by wire or wirelessly.
  • the vacuum cleaner 11 includes an imaging unit 24 that captures an image.
  • the vacuum cleaner 11 further includes a sensor unit 25.
  • the electric vacuum cleaner 11 includes a control unit 26 as control means that is a controller.
  • the vacuum cleaner 11 further includes an image processing unit 27 as image processing means that is an image processing processor (GPU).
  • the vacuum cleaner 11 includes an input / output unit 28 for inputting / outputting signals to / from an external device.
  • the vacuum cleaner 11 includes a secondary battery 29 that is a battery for power supply.
  • the direction along the traveling direction of the vacuum cleaner 11 (main body case 20) is defined as the front-rear direction (arrow FR, RR direction shown in FIG. 2), and the left-right direction intersecting (orthogonal) with the front-rear direction ( The description will be made assuming that the width direction is the width direction.
  • the main body case 20 is made of, for example, a synthetic resin.
  • the main body case 20 may be formed in, for example, a flat cylindrical shape (disc shape). Further, the main body case 20 may be provided with a suction port 31 that is a dust collection port or the like in a lower part facing the floor surface.
  • the traveling unit 21 includes driving wheels 34 as a driving unit.
  • the traveling unit 21 includes a motor (not shown) that is a driving unit that drives the driving wheels 34. That is, the vacuum cleaner 11 includes a drive wheel 34 and a motor that drives the drive wheel 34.
  • the traveling unit 21 may include a turning wheel 36 for turning.
  • the drive wheel 34 is used for traveling (autonomous traveling) the vacuum cleaner 11 (main body case 20) in the forward and backward directions on the floor surface, that is, for traveling.
  • a pair of drive wheels 34 are provided on the left and right of the main body case 20, for example.
  • an endless track as a drive unit can be used.
  • the motor is arranged corresponding to the drive wheel 34. Therefore, in the present embodiment, for example, a pair of left and right motors are provided.
  • the motor can drive each drive wheel 34 independently.
  • the cleaning unit 22 is for removing dust from a cleaned part such as a floor surface or a wall surface.
  • the cleaning unit 22 has a function of collecting and collecting dust on the floor surface from the suction port 31, for example, and wiping and cleaning the wall surface.
  • the cleaning unit 22 includes an electric blower 40 that sucks dust together with air from the suction port 31, a rotary brush 41 that is rotatably attached to the suction port 31 and scrapes up the dust, and the rotary brush 41.
  • the side brush 43 as auxiliary cleaning means (auxiliary cleaning unit) as a swivel cleaning unit that is rotatably attached to both sides such as the front side of the main body case 20 and scrapes dust and drives the side brush 43 You may provide at least any one with a side brush motor.
  • the cleaning unit 22 may include a dust collecting unit that communicates with the suction port 31 and collects dust.
  • the data communication unit 23 is a wireless LAN device for transmitting and receiving various information to and from the external device 17 via the home gateway 14 and the network 15, for example.
  • the data communication unit 23 may be provided with an access point function so as to perform wireless communication directly with the external device 17 without using the home gateway 14.
  • a web server function may be added to the data communication unit 23.
  • the imaging unit 24 includes a camera 51 as imaging means (imaging unit body). That is, the vacuum cleaner 11 includes a camera 51.
  • the imaging unit 24 may include a lamp 53 as an illuminating unit (illuminating unit) that illuminates the camera 51. That is, the vacuum cleaner 11 may include the lamp 53.
  • the camera 51 has a digital image with a predetermined horizontal angle of view (for example, 105 °) at a predetermined time, for example, every minute time such as every several tens of milliseconds, or several seconds, in front of the body case 20 in the traveling direction.
  • This is a digital camera that captures images every time.
  • the camera 51 may be singular or plural.
  • a pair of left and right cameras 51 are provided. That is, the camera 51 is disposed on the front portion of the main body case 20 so as to be separated from the left and right.
  • the cameras 51 and 51 have overlapping imaging ranges (fields of view). For this reason, the images captured by these cameras 51 and 51 have their imaging regions wrapped in the left-right direction.
  • the image captured by the camera 51 may be, for example, a color image or a monochrome image in the visible light region, or an infrared image. Further, an image captured by the camera 51 can be compressed into a predetermined data format by the image processing unit 27, for example.
  • the lamp 53 outputs light for illumination when the camera 51 takes an image.
  • the lamp 53 is disposed at an intermediate position between the cameras 51 and 51.
  • the lamp 53 outputs light corresponding to the wavelength range of light imaged by the camera 51. Therefore, the lamp 53 may illuminate light including a visible light region or illuminate infrared light.
  • the sensor unit 25 senses various types of information that support the running of the vacuum cleaner 11 (main body case 20). More specifically, the sensor unit 25 senses, for example, an uneven state (step) on the floor surface, a wall or an obstacle that obstructs traveling, and the like. That is, the sensor unit 25 includes a step sensor such as an infrared sensor and a contact sensor, an obstacle sensor, and the like.
  • the sensor unit 25 is, for example, a rotation speed sensor such as an optical encoder that detects the turning angle and travel distance of the vacuum cleaner 11 (main body case 20) by detecting the rotation speed of each drive wheel 34 (each motor).
  • a dust amount sensor such as an optical sensor for detecting the amount of dust on the floor may be further provided.
  • control unit 26 for example, a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like as a control means main body (control unit main body) is used.
  • the control unit 26 includes a travel control unit that is electrically connected to the travel unit 21.
  • the control unit 26 includes a cleaning control unit that is electrically connected to the cleaning unit 22 (not shown).
  • the control unit 26 includes a sensor connection unit that is electrically connected to the sensor unit 25, although not shown.
  • control unit 26 includes a processing connection unit that is electrically connected to the image processing unit 27, although not shown.
  • control unit 26 includes an input / output connection unit that is electrically connected to the input / output unit 28 (not shown).
  • control unit 26 is electrically connected to the traveling unit 21, the cleaning unit 22, the sensor unit 25, the image processing unit 27, and the input / output unit 28.
  • the control unit 26 is electrically connected to the secondary battery 29.
  • driving wheels 34 that is, a motor to drive the vacuum cleaner 11 (main body case 20) autonomously, and a charging mode to charge the secondary battery 29 via the charging device 12 And a standby mode for waiting for operation.
  • the travel control unit controls the operation of the motor of the travel unit 21, that is, controls the motor operation by rotating the motor forward or backward by controlling the magnitude and direction of the current flowing through the motor.
  • the operation of the drive wheel 34 is controlled by controlling the operation of the motor.
  • the cleaning control unit controls the operation of the electric blower 40, the brush motor, and the side brush motor of the cleaning unit 22, that is, by separately controlling the energization amount of the electric blower 40, the brush motor, and the side brush motor.
  • the operations of the electric blower 40, the brush motor (rotary brush 41), and the side brush motor (side brush 43) are controlled.
  • the sensor connection unit acquires a detection result by the sensor unit 25.
  • the processing connection unit acquires a setting result set based on the image processing by the image processing unit 27.
  • the input / output connection unit obtains a control command through the input / output unit 28 and outputs a signal output from the input / output unit 28 to the input / output unit 28.
  • the image processing unit 27 performs image processing on an image (raw image) captured by the camera 51. More specifically, the image processing unit 27 detects the distance and height of the obstacle by extracting the feature points from the image captured by the camera 51 by image processing, and maps (maps) the cleaning area. Or the current position of the vacuum cleaner 11 (main body case 20 (FIG. 2)) is estimated.
  • the image processing unit 27 is an image processing engine including, for example, a CPU, a ROM, a RAM, and the like, which are image processing means bodies (image processing section bodies).
  • the image processing unit 27 includes an imaging control unit that controls the operation of the camera 51.
  • the image processing unit 27 includes an illumination control unit that controls the operation of the lamp 53 (not shown).
  • the image processing unit 27 is electrically connected to the imaging unit 24. Further, the image processing unit 27 includes a memory 61 as a storage unit (storage unit). That is, the vacuum cleaner 11 includes a memory 61.
  • the image processing unit 27 includes an image correction unit 62 that creates a corrected image obtained by correcting the raw image captured by the camera 51. That is, the electric vacuum cleaner 11 includes an image correction unit 62.
  • the image processing unit 27 includes a distance calculation unit 63 as a distance calculation unit that calculates a distance to an object located on the traveling direction side based on the image. That is, the vacuum cleaner 11 includes a distance calculation unit 63 as distance calculation means.
  • the image processing unit 27 includes an obstacle determination unit 64 as an obstacle detection unit that determines an obstacle based on the distance to the object calculated by the distance calculation unit 63. That is, the vacuum cleaner 11 includes an obstacle determination unit 64 as an obstacle detection means.
  • the image processing unit 27 includes a self-position estimating unit 65 as self-position estimating means for estimating the self-position of the electric vacuum cleaner 11 (main body case 20). That is, the vacuum cleaner 11 includes a self-position estimating unit 65 as self-position estimating means.
  • the image processing unit 27 includes a mapping unit 66 as a mapping unit that creates a map (map) of a cleaning area that is a traveling place. That is, the vacuum cleaner 11 includes a mapping unit 66 as mapping means.
  • the image processing unit 27 also includes a travel plan setting unit 67 as travel plan setting means for setting a travel plan (travel route) of the vacuum cleaner 11 (main body case 20). That is, the vacuum cleaner 11 includes a travel plan setting unit 67 as travel plan setting means.
  • the image processing unit 27 includes an uncleaned part estimation unit 68 as an uncleaned part estimation unit that estimates a part that could not be cleaned by the electric vacuum cleaner 11 (main body case 20). That is, the vacuum cleaner 11 includes an uncleaned portion estimation unit 68 as an uncleaned portion estimation means.
  • the imaging control unit includes, for example, a control circuit that controls the operation of the shutter of the camera 51, and controls the camera 51 to capture an image every predetermined time by operating the shutter every predetermined time.
  • the illumination control unit controls on / off of the lamp 53 via a switch or the like, for example.
  • the imaging control unit and the illumination control unit may be configured as imaging control means (imaging control unit) separate from the image processing unit 27, or may be provided in the control unit 26, for example.
  • the memory 61 stores various data such as image data captured by the camera 51 and a map created by the mapping unit 66, for example.
  • a non-volatile memory such as a flash memory that holds various data stored regardless of whether the electric power of the vacuum cleaner 11 is turned on or off is used.
  • the image correction unit 62 performs primary image processing such as lens distortion correction, noise removal, contrast adjustment, and image center matching of the raw image captured by the camera 51.
  • the distance calculation unit 63 is based on an image captured by the camera 51 using a known method, in this embodiment, a corrected image captured by the camera 51 and corrected by the image correction unit 62, and a distance between the cameras 51. To calculate the distance (depth) and three-dimensional coordinates of the object (feature point). That is, as shown in FIG. 5, the distance calculation unit 63, for example, the depth f of the camera 51, the distance (parallax) between the camera 51 and the objects (feature points) of the images G1 and G2 captured by the camera 51, Further, by applying triangulation based on the distance l between the cameras 51, pixel dots indicating the same position are detected from each image (corrected image processed by the image correcting unit 62 (FIG.
  • the distance calculation unit 63 shown in FIG. 1 may create a distance image (parallax image) indicating the calculated distance of the object.
  • this distance image When creating this distance image, the calculated distance of each pixel dot is converted into a gradation that can be identified by visual recognition, such as brightness or color tone, for each predetermined dot such as one dot, and displayed. Is done. Therefore, this distance image visualizes a collection of distance information (distance data) of objects located within the range imaged by the camera 51 in the traveling direction of the electric vacuum cleaner 11 (main body case 20) shown in FIG. It is a thing.
  • the feature points can be extracted by performing, for example, edge detection on the image corrected by the image correcting unit 62 shown in FIG. 1 or the distance image. Any known method can be used as the edge detection method.
  • the obstacle detection unit 64 detects an obstacle based on the image captured by the camera 51. More specifically, the obstacle detection unit 64 determines whether the object whose distance is calculated by the distance calculation unit 63 is an obstacle. That is, the obstacle detection unit 64 extracts a portion in a predetermined image range from the object distance calculated by the distance calculation unit 63, and the distance of the object imaged in the image range is set in advance. Or an object located at a distance (distance from the vacuum cleaner 11 (main body case 20 (FIG. 2))) equal to or smaller than the set distance, which is a threshold that is variably set. judge.
  • the above image range is set according to the vertical and horizontal sizes of the vacuum cleaner 11 (main body case 20) shown in FIG. 2, for example. That is, the upper, lower, left, and right of the image range is set to a range that comes into contact when the vacuum cleaner 11 (main body case 20) goes straight.
  • the self-position estimation unit 65 shown in FIG. 1 determines the self-position of the vacuum cleaner 11 and the presence or absence of an obstacle based on the three-dimensional coordinates of the feature points of the object calculated by the distance calculation unit 63. It is. Further, the mapping unit 66 is based on the three-dimensional coordinates of the feature points calculated by the distance calculation unit 63, and an object (obstacle) located in the cleaning area where the vacuum cleaner 11 (main body case 20 (FIG. 2)) is arranged. ), Etc. Create a map that describes the position and height. That is, a known SLAM (simultaneous localization and mapping) technique can be used for the self-position estimation unit 65 and the mapping unit 66.
  • SLAM simultaneous localization and mapping
  • the mapping unit 66 creates a travel location map based on the calculation results of the distance calculation unit 63 and the self-position estimation unit 65 using three-dimensional data.
  • the mapping unit 66 includes a first mapping unit 66a as a first mapping unit and a second mapping unit 66b as a second mapping unit.
  • the first mapping unit 66a creates a simple map using an arbitrary method based on the image captured by the camera 51, that is, the three-dimensional data of the object calculated by the distance calculation unit 63.
  • the first mapping unit 66a creates a simple map based on an image captured by the camera 51 while the traveling of the main body case 20 (FIG. 2) is controlled by the control unit 26.
  • the first mapping unit 66a is, for example, an image (by the image correction unit 62) that is captured by the camera 51 while running control so that the main body case 20 (FIG. 2) is turned at a predetermined position by the control unit 26.
  • a simple map is created from the x-axis component (left-right component) and z-axis component (front-rear component) of the three-dimensional coordinates of the feature points calculated by the distance calculation unit 63.
  • the first mapping unit 66a creates a simple map when cleaning is started.
  • the first mapping unit 66a creates a simple map when no map is stored in the memory 61. That is, when a map is stored in the memory 61, mapping by the first mapping unit 66a is not necessary.
  • the second mapping unit 66b additionally reflects on the map the image captured by the camera 51, that is, the three-dimensional data of the object calculated by the distance calculation unit 63. That is, the second mapping unit 66b is configured such that the vacuum cleaner 11 (main body case 20 (FIG. 2)) is derived from the y-axis component (vertical component) of the three-dimensional coordinates of the feature points calculated by the distance calculation unit 63.
  • a simple map that is a map that is simply created by the first mapping unit 66a with the two-dimensional position and height of an object (obstacle) positioned in the arranged cleaning area, or a map that is stored in the memory 61 Add detailed information to. This detailed information is, for example, the thickness of the carpet or the height of the lower part of the bed.
  • the map created by the mapping unit 66 is data developed in the memory 61 or the like. That is, the map data is composed of three-dimensional data, that is, two-dimensional arrangement position data and height data of the object.
  • the map data may further include travel locus data describing the travel locus of the electric vacuum cleaner 11 (main body case 20 (FIG. 2)) during cleaning.
  • the travel plan setting unit 67 sets an optimal travel route based on the map created by the mapping unit 66 and the self-position estimated by the self-position estimation unit 65.
  • an optimal travel route to be created a route that can travel in the shortest travel distance in a cleanable area in the map (excluding areas where it cannot travel such as obstacles and steps), such as a vacuum cleaner 11 ( The main body case 20 (FIG. 2)) travels as straight as possible (the least direction change), the route with the least contact with the obstacle object, or the number of times of traveling the same part is minimized.
  • a route that can efficiently travel (clean), such as a route, is set.
  • the travel plan setting unit 67 grasps the shape and size of the cleaning area based on the map (simple map), sets the place to be cleaned first, and is necessary for cleaning. The capacity of the assumed secondary battery 29 may be confirmed, or the cleaning area may be divided.
  • the travel route set by the travel plan setting unit 67 refers to data (travel route data) developed in the memory 61 or the like.
  • the uncleaned part estimation unit 68 estimates a place where cleaning could not be performed based on the three-dimensional data and the travel locus data of the main body case 20 (FIG. 2). That is, the uncleaned portion estimation unit 68 compares the three-dimensional data indicating the map with the travel locus data of the main body case 20 (FIG. 2), and the vacuum cleaner 11 (main body case 20 (FIG. 2)) travels. Of the possible areas, a place where the travel locus is not formed is estimated as a place where the area cannot be cleaned. This location that could not be cleaned can be reflected in the map created by the mapping unit 66.
  • the input / output unit 28 is a control command transmitted from an external device such as a remote controller (not shown), or a control command input from a switch provided on the main body case 20 (FIG. 2) or an input means (input unit) such as a touch panel. And a signal is transmitted to the charging device 12 (FIG. 2), for example.
  • the input / output unit 28 transmits, for example, a wireless signal (infrared signal) to the charging device 12 (FIG. 2), for example, a transmitting means (transmitting unit) (not shown) such as an infrared light emitting element, and the charging device 12 (FIG. 2).
  • a radio signal infrared signal
  • a remote controller or the like for example, receiving means (receiving unit) (not shown) such as a phototransistor is provided.
  • the secondary battery 29 supplies power to the traveling unit 21, the cleaning unit 22, the data communication unit 23, the imaging unit 24, the sensor unit 25, the control unit 26, the image processing unit 27, the input / output unit 28, and the like. Further, the secondary battery 29 is electrically connected to a charging terminal 71 (FIG. 3) as a connecting portion exposed at, for example, the lower portion of the main body case 20 (FIG. 2). ) Is electrically and mechanically connected to the charging device 12 (FIG. 2) side to be charged via the charging device 12 (FIG. 2).
  • the charging device 12 shown in FIG. 2 incorporates a charging circuit such as a constant current circuit.
  • the charging device 12 is provided with a charging terminal 73 for charging the secondary battery 29 (FIG. 1).
  • the charging terminal 73 is electrically connected to the charging circuit, and is mechanically and electrically connected to the charging terminal 71 (FIG. 3) of the vacuum cleaner 11 that has returned to the charging device 12. Yes.
  • the home gateway 14 shown in FIG. 4 is also called an access point or the like, is installed in a building, and is connected to the network 15 by, for example, a wire.
  • the server 16 is a computer (cloud server) connected to the network 15, and can store various data.
  • the external device 17 can be wired or wirelessly communicated with the network 15 via the home gateway 14 inside the building, for example, and can be wired or wirelessly communicated with the network 15 outside the building.
  • a general-purpose device such as a terminal (tablet PC) or a smartphone (mobile phone).
  • the external device 17 has at least a display function for displaying an image.
  • the electric vacuum cleaner is roughly classified into a cleaning operation for cleaning with the electric vacuum cleaner 11 and a charging operation for charging the secondary battery 29 with the charging device 12. Since a known method using a charging circuit built in the charging device 12 is used for the charging operation, only the cleaning operation will be described. Further, an imaging operation for imaging a predetermined object by the camera 51 in accordance with a command from the external device 17 or the like may be provided separately.
  • the control unit 26 controls the vacuum cleaner 11 (main body case 20) so as to travel along the travel route set by the travel plan setting unit 67 based on this simple map. Clean with.
  • the control unit 26 causes the vacuum cleaner 11 (main body case 20) to travel along the travel route set by the travel plan setting unit 67 based on the map.
  • the cleaning unit 22 performs cleaning while controlling.
  • the two-dimensional arrangement position and height of the object are detected by the second mapping unit 66b based on the image captured by the camera 51, reflected in the map, and stored in the memory 61.
  • the control unit 26 performs traveling control so that the vacuum cleaner 11 (main body case 20) returns to the charging device 12, and after returning to the charging device 12, the secondary battery 29 is returned at a predetermined timing. Transition to charging work.
  • the vacuum cleaner 11 is, for example, a timing when a preset cleaning start time is reached or when a control command for starting cleaning transmitted by the remote controller or the external device 17 is received by the input / output unit 28.
  • the control unit 26 switches from the standby mode to the travel mode, and the control unit 26 (travel control unit) drives the motor (drive wheel 34) to leave the charging device 12 by a predetermined distance.
  • the vacuum cleaner 11 refers to the memory 61 and determines whether or not a map is stored in the memory 61. If no map is stored in the memory 61, a simple map of the cleaning area is created by the first mapping unit 66a of the mapping unit 66, and an optimum travel route is created by the travel plan setting unit 67 based on this simple map. Create
  • the vacuum cleaner 11 When creating a simple map, the vacuum cleaner 11 generally turns an object (a wall or obstacle) based on the image captured by the camera 51 while turning (super turning) at a position away from the charging device 12. 2D arrangement position data and height data of an object etc. are acquired, and a simple map is created (simple map creation mode). And if the simple map of the whole cleaning area
  • the vacuum cleaner 11 main body case 20
  • it is separated from the charging device 12 by a predetermined distance and then turned at a predetermined angle
  • An image is picked up by the camera 51 (FIG. 2) while turning around.
  • the turning angle of the electric vacuum cleaner 11 (main body case 20) is, for example, 360 °.
  • the position (two-dimensional coordinates) of the obstacle is determined by the distance of the imaged object (feature point) from the vacuum cleaner 11 (main body case 20) and the current position of the vacuum cleaner 11 (main body case 20). Recognizing, a map M (indicated by a bold line in the figure) is created as shown in FIG. At this time, the position that becomes the blind spot of the camera 51 (FIG. 2) is processed as an obstacle or a wall.
  • the vacuum cleaner 11 performs cleaning while autonomously traveling in the cleaning area (cleaning mode).
  • the cleaning unit 22 for example, the electric blower 40 driven by the control unit 26 (cleaning control unit), the brush motor (rotary brush 41), or the side brush motor (side brush 43) removes dust on the floor surface. Then, the dust is collected into the dust collecting part via the suction port 31.
  • the vacuum cleaner 11 moves along the traveling route while operating the cleaning unit 22, and captures an image ahead of the traveling direction with the camera 51, while the obstacle detecting unit 64 An operation of detecting an object as an obstacle, sensing the periphery by the sensor unit 25, and periodically estimating the self-position by the self-position estimation unit 65 is repeated.
  • the second mapping unit 66b of the mapping unit 66 reflects the detailed information (height data) of the feature points on the map to complete the map.
  • the travel locus data of the vacuum cleaner 11 (main body case 20) can be created by the self-position estimation unit 65 estimating the self-position of the vacuum cleaner 11 (main body case 20).
  • the vacuum cleaner 11 When the set route is completed, the vacuum cleaner 11 returns to the charging device 12. Then, immediately after the return, when a predetermined time has passed since the return, or when the predetermined time has come, the control unit 26 switches from the running mode to the charging mode at an appropriate timing to charge the secondary battery 29. Transition.
  • the completed map M has a cleaning area (room) divided into meshes such as a square shape (square shape) of a predetermined size, and height data is associated with each mesh. Is remembered.
  • the height of the object is acquired by the distance calculation unit 63 based on the image captured by the camera 51.
  • a map M shown in FIG. 7 is a carpet C that is an obstacle that causes a convex step on the floor surface, and a bed B that is an obstacle having a height that allows the vacuum cleaner 11 (main body case 20) to enter the lower part.
  • the map data is transmitted not only to the memory 61 but also to the server 16 via the data communication unit 23 via the network 15 and stored, or transmitted to the external device 17 and stored in the memory of the external device 17. You can do it.
  • the distance to the object located on the traveling direction side is calculated based on the image captured by the camera 51, and the position of the main body case 20 is determined based on the image captured by the camera 51.
  • a map of the driving location is created with three-dimensional data, and the operation of the drive wheels 34 (motor) is controlled based on the three-dimensional data of the created map.
  • the three-dimensional data includes two-dimensional arrangement position data and height data of the object, so that, for example, the vacuum cleaner 11 (main body case 20) can enter under the bed, or the vacuum cleaner 11 ( It becomes easy to determine whether the main body case 20) can travel on a step such as a carpet.
  • the cleaning performance can be improved by changing the cleaning method between the non-carpet surface and the carpet surface.
  • the suction force by the electric blower 40 can be reduced to reduce power consumption, and the secondary battery 29 can be made to last longer.
  • the control unit 26 By controlling the control unit 26 so as to increase the suction force by the blower 40, the dust attached to the carpet can be more easily removed by the cleaning unit 22.
  • the mapping unit 66 includes a first mapping unit 66a that simply creates a map based on an image captured by the camera 51, and a second mapping that additionally reflects the three-dimensional data of the object captured by the camera 51 on the map. Since the travel plan setting unit 67 sets a travel route in the initial stage, the shape and size of the cleaning area are grasped based on the simplified map. This makes it easy to determine the location to be cleaned first, check the capacity of the secondary battery 29 expected to be required for cleaning, and divide the cleaning area. Since the accuracy of the map is improved as continuation is continued, the finally created map becomes highly accurate and can be used effectively for the next and subsequent cleanings.
  • the first mapping unit 66a creates a simple map based on the image captured by the camera 51 by controlling the operation of the drive wheel 34 (motor) so that the control unit 26 turns the main body case 20, so that the first mapping unit 66a can be used for a short time. You can easily create a simple map.
  • the map created by the mapping unit 66 can be applied in the present embodiment as follows, for example.
  • the data communication unit 23 transmits map data to the external device 17 connected to the network 15 via the network 15 so that the map can be displayed on the external device 17 in real time, for example.
  • the data communication unit 23 stores the map created during the previous cleaning in the server 16 by sending and receiving map data to and from the server 16 connected to the network 15 via the network 15. Since the data can be read from the server 16 as necessary, for example, the electric vacuum cleaner 11 may not be provided with the memory 61.
  • a map reflecting the 3D data of the object and the travel locus data of the main body case 20 can be displayed on the external device 17 in real time. Can be displayed.
  • the image of the estimated location that could not be cleaned is captured by the camera 51. More specifically, the control unit 26 transfers the image of the location that could not be cleaned to the location where the camera 51 can capture the image of the vacuum cleaner 11 ( By controlling the operation of the drive wheel 34 (motor) so that the main body case 20) travels, the portion that could not be cleaned can be visually transmitted to the owner.
  • the map reflecting the place P that could not be cleaned as shown in FIG. 8, for example, in the external device 17 connected to the network 15 M and a specific image G of a place that could not be cleaned can be displayed.
  • the place P the electric vacuum cleaner 11 (main body case 20) cannot travel due to the proximity of the part surrounded by the cable CB protruding from the wall W along the floor and the wall W could not be cleaned. It has become a place). Therefore, the owner's voluntary, such as cleaning the place that could not be cleaned by yourself, or cleaning up the cleaning area so that it can be automatically cleaned by the electric vacuum cleaner 11 at the next cleaning Can participate in proper cleaning.
  • the control unit 26 controls the operation of the drive wheel 34 (motor) so that the vacuum cleaner 11 (main body case 20) travels based on the control command transmitted from the external device 17, for example, to the external device 17 Referring to the displayed map, the owner inputs a control command or the like that causes the vacuum cleaner 11 (main body case 20) to travel to a desired location, and arbitrarily operates the vacuum cleaner 11 (main body case 20) remotely. It becomes possible.
  • control command includes travel control information for controlling the operation of the drive wheels 34 (motors) so that the control unit 26 travels the main body case 20 to a place where it is desired to move on the map, for example, By tapping the desired location on the map displayed on the external device 17 and simply displaying the desired location on the map on the screen, the owner can move the vacuum cleaner 11 (main unit case) to the desired location. It becomes possible to give instructions to guide 20).
  • travel control information for controlling the operation of the drive wheels 34 (motors) so that the control unit 26 travels the main body case 20 to a place where it is desired to move on the map, for example, By tapping the desired location on the map displayed on the external device 17 and simply displaying the desired location on the map on the screen, the owner can move the vacuum cleaner 11 (main unit case) to the desired location. It becomes possible to give instructions to guide 20).
  • control command includes travel control information for controlling the operation of the drive wheels 34 (motor) so that the control unit 26 does not travel to a place where the main body case 20 does not want to enter on the map, for example, By simply operating the desired position on the map displayed on the external device 17 on the map by drawing a line, the owner can move the vacuum cleaner 11 (main body case 20) to the desired position. It is possible to issue an instruction to guide the user not to enter.
  • the distance calculation unit 63 calculates the three-dimensional coordinates of the feature points using images captured by a plurality of (a pair of) cameras 51. It is also possible to calculate the three-dimensional coordinates of the feature points using a plurality of images picked up in time division while moving 20.
  • the travel direction side of the main body case is imaged with a camera, the distance to the object located on the travel direction side is calculated based on the captured image, and the position of the main body case is determined based on the captured image.
  • a travel control method for a vacuum cleaner characterized in that a map of a travel location is created from three-dimensional data based on the calculation results, and autonomous travel is performed based on the three-dimensional data of the map.

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Abstract

地図の作成精度を向上して効率よく掃除できる電気掃除機(11)を提供する。電気掃除機(11)は、本体ケースと、駆動輪と、カメラ(51)と、距離算出部(63)と、自己位置推定部(65)と、マッピング部(66)と、制御部(26)とを有する。駆動輪は、本体ケースを走行可能とする。カメラ(51)は、本体ケースに配置され、本体ケースの走行方向側を撮像する。距離算出部(63)は、カメラ(51)によって撮像した画像に基づいて走行方向側に位置する物体までの距離を算出する、自己位置推定部(65)は、カメラ(51)によって撮像した画像に基づいて本体ケースの位置を算出する。マッピング部(66)は、距離算出部(63)および自己位置推定部(65)の算出結果に基づいて走行場所の地図を三次元データにより作成する。制御部(26)は、マッピング部(66)により作成された地図の三次元データに基づいて駆動輪の動作を制御することで本体ケースを自律走行させる。

Description

電気掃除機
　本発明の実施形態は、本体ケースに配置された撮像手段を備えた電気掃除機に関する。
　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。
　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地図に反映して作成(マッピング)し、この作成した地図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。この地図は、例えば本体ケースの上部に配置したカメラを用いて撮像した天井の画像などに基づいて作成される。
　このように地図を作成する場合、例えば本体ケースが入り込めるベッドの下部やテーブルの下部などに移動したときに、カメラはベッドやテーブルの裏面側などを撮像するに過ぎず、天井を撮像できないことから、作成される地図の精度が低下する。そして、地図の作成精度が低下すると、このマップに基づいて設定される電気掃除機の走行経路も精度が低下し、掃除の効率が低下する。
特許第５４２６６０３号公報
　本発明が解決しようとする課題は、地図の作成精度を向上して効率よく掃除できる電気掃除機を提供することである。
　実施形態の電気掃除機は、本体ケースと、駆動部と、撮像手段と、距離算出手段と、自己位置推定手段と、マッピング手段と、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。撮像手段は、本体ケースに配置され、本体ケースの走行方向側を撮像する。距離算出手段は、撮像手段によって撮像した画像に基づいて走行方向側に位置する物体までの距離を算出する。自己位置推定手段は、撮像手段によって撮像した画像に基づいて本体ケースの位置を算出する。マッピング手段は、距離算出手段および自己位置推定手段の算出結果に基づいて走行場所の地図を三次元データにより作成する。制御手段は、マッピング手段により作成された地図の三次元データ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。
一実施形態の電気掃除機を示すブロック図である。 同上電気掃除機を備えた電気掃除システムを示す斜視図である。 同上電気掃除機を下方から示す平面図である。 同上電気掃除機を含む電気掃除システムを模式的に示す説明図である。 同上電気掃除機の撮像手段を用いた物体の距離の計算方法を模式的に示す説明図である。 (a)は同上電気掃除機の第１のマッピング手段による簡易的な地図の作成動作を模式的に示す説明図、(b)は(a)により作成された簡易的な地図を模式的に示す説明図である。 同上電気掃除機のマッピング手段により作成される地図の一例を示す説明図である。 同上地図および掃除されなかった場所を表示する表示端末の表示画面の一例を模式的に示す説明図である。
実施形態
　以下、一実施形態の構成を、図面を参照して説明する。
　図１ないし図４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)である。この電気掃除機11は、例えば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、表示端末(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。
　そして、この電気掃除機11は、中空状の本体ケース20を備えている。また、この電気掃除機11は、走行部21を備えている。さらに、この電気掃除機11は、塵埃を掃除する掃除部22を備えている。また、この電気掃除機11は、有線、あるいは無線によりネットワーク15を介して通信する情報送信手段(情報送信部)としてのデータ通信部23を備えている。さらに、この電気掃除機11は、画像を撮像する撮像部24を備えている。さらに、この電気掃除機11は、センサ部25を備えている。また、この電気掃除機11は、コントローラである制御手段としての制御部26を備えている。さらに、この電気掃除機11は、画像処理プロセッサ(ＧＰＵ)である画像処理手段としての画像処理部27を備えている。また、この電気掃除機11は、外部装置との間で信号が入出力される入出力部28を備えている。そして、この電気掃除機11は、給電用の電池である二次電池29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。
　本体ケース20は、例えば合成樹脂などにより形成されている。この本体ケース20は、例えば扁平な円柱状(円盤状)などに形成されていてもよい。また、この本体ケース20には、集塵口である吸込口31などが床面に対向する下部などに設けられていてもよい。
　走行部21は、駆動部としての駆動輪34を備えている。また、この走行部21は、駆動輪34を駆動させる駆動手段である図示しないモータを備えている。すなわち、電気掃除機11は、駆動輪34と、この駆動輪34を駆動させるモータとを備えている。なお、この走行部21には、旋回用の旋回輪36などを備えていてもよい。
　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る。本実施形態では、この駆動輪34は、例えば本体ケース20の左右に一対設けられている。なお、この駆動輪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。
　モータは、駆動輪34に対応して配置されている。したがって、本実施形態では、このモータは、例えば左右一対設けられている。そして、このモータは、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。
　掃除部22は、例えば床面や壁面などの被掃除部の塵埃を除去するものである。この掃除部22は、例えば床面上の塵埃を吸込口31から集めて捕集したり、壁面を拭き掃除したりする機能を有している。この掃除部22は、吸込口31から空気とともに塵埃を吸い込む電動送風機40と、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41およびこの回転ブラシ41を回転駆動させるブラシモータと、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43およびこのサイドブラシ43を駆動させるサイドブラシモータとの少なくともいずれかを備えていてもよい。また、この掃除部22は、吸込口31と連通して塵埃を溜める集塵部を備えていてもよい。
　データ通信部23は、例えば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と各種情報を送受信するための無線ＬＡＮデバイスである。なお、例えばデータ通信部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、例えばデータ通信部23にウェブサーバ機能を付加してもよい。
　撮像部24は、撮像手段(撮像部本体)としてのカメラ51を備えている。すなわち、電気掃除機11は、カメラ51を備えている。また、この撮像部24は、カメラ51に照明を付与する照明手段(照明部)としてのランプ53を備えていてもよい。すなわち、電気掃除機11は、ランプ53を備えていてもよい。
　カメラ51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。このカメラ51は、単数でも複数でもよい。本実施形態では、カメラ51は、左右一対設けられている。すなわち、このカメラ51は、左右に離間されて本体ケース20の前部に配置されている。また、これらカメラ51，51は、互いの撮像範囲(視野)が重なっている。そのため、これらカメラ51，51により撮像される画像は、その撮像領域が左右方向にラップしている。なお、カメラ51により撮像する画像は、例えば可視光領域のカラー画像や白黒画像でもよいし、赤外線画像でもよい。また、カメラ51により撮像した画像は、例えば画像処理部27などにより所定のデータ形式に圧縮することもできる。
　ランプ53は、カメラ51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ある。このランプ53は、本実施形態では、カメラ51，51の中間位置に配置されている。このランプ53は、カメラ51により撮像する光の波長範囲に応じた光を出力するようになっている。したがって、このランプ53は、可視光領域を含む光を照明してもよいし、赤外光を照明してもよい。
　センサ部25は、電気掃除機11(本体ケース20)の走行をサポートする各種の情報をセンシングするものである。より具体的に、このセンサ部25は、例えば床面の凹凸状態(段差)や、走行の障害となる壁あるいは障害物などをセンシングするものである。すなわち、このセンサ部25は、例えば赤外線センサや接触センサなどの段差センサ、障害物センサなどを備えている。なお、このセンサ部25は、例えば各駆動輪34(各モータ)の回転数を検出することで電気掃除機11(本体ケース20)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や、床面の塵埃量を検出する光センサなどの塵埃量センサなどをさらに備えていてもよい。
　制御部26は、例えば制御手段本体(制御部本体)であるＣＰＵやＲＯＭおよびＲＡＭなどを備えるマイコンが用いられる。この制御部26は、図示しないが、走行部21と電気的に接続される走行制御部を備えている。また、この制御部26は、図示しないが、掃除部22と電気的に接続される掃除制御部を備えている。さらに、この制御部26は、図示しないが、センサ部25と電気的に接続されるセンサ接続部を備えている。また、この制御部26は、図示しないが、画像処理部27と電気的に接続される処理接続部を備えている。さらに、この制御部26は、図示しないが、入出力部28と電気的に接続される入出力接続部を備えている。すなわち、この制御部26は、走行部21、掃除部22、センサ部25、画像処理部27および入出力部28と電気的に接続されている。また、この制御部26は、二次電池29と電気的に接続されている。そして、この制御部26は、例えば駆動輪34すなわちモータを駆動して電気掃除機11(本体ケース20)を自律走行させる走行モードと、充電装置12を介して二次電池29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。
　走行制御部は、走行部21のモータの動作を制御する、すなわち、モータ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、モータを正転、あるいは逆転させることで、モータの動作を制御し、モータの動作を制御することで駆動輪34の動作を制御するものである。
　掃除制御部は、掃除部22の電動送風機40、ブラシモータおよびサイドブラシモータの動作を制御する、すなわち、電動送風機40、ブラシモータ、および、サイドブラシモータの通電量をそれぞれ別個に制御することで、これら電動送風機40、ブラシモータ(回転ブラシ41)、および、サイドブラシモータ(サイドブラシ43)の動作を制御する。
　センサ接続部は、センサ部25による検出結果を取得するものである。
　処理接続部は、画像処理部27による画像処理に基づき設定される設定結果を取得するものである。
　入出力接続部は、入出力部28を介して制御コマンドを取得するとともに、入出力部28から出力する信号を入出力部28に出力するものである。
　画像処理部27は、カメラ51により撮像された画像(生画像)を画像処理するものである。より具体的に、この画像処理部27は、カメラ51により撮像された画像の中から画像処理によって特徴点を抽出することで障害物の距離および高さを検出して掃除領域の地図(マップ)を作成したり、電気掃除機11(本体ケース20(図２))の現在位置を推定したりするものである。そして、この画像処理部27は、例えば画像処理手段本体(画像処理部本体)であるＣＰＵやＲＯＭおよびＲＡＭなどを備える画像処理エンジンである。この画像処理部27は、図示しないが、カメラ51の動作を制御する撮像制御部を備えている。また、この画像処理部27は、図示しないが、ランプ53の動作を制御する照明制御部を備えている。したがって、この画像処理部27は、撮像部24と電気的に接続されている。さらに、この画像処理部27は、記憶手段(記憶部)としてのメモリ61を備えている。すなわち、電気掃除機11は、メモリ61を備えている。また、この画像処理部27は、カメラ51により撮像された生画像を補正した補正画像を作成する画像補正部62を備えている。すなわち、電気掃除機11は、画像補正部62を備えている。さらに、この画像処理部27は、画像に基づき走行方向側に位置する物体までの距離を算出する距離算出手段としての距離算出部63を備えている。すなわち、電気掃除機11は、距離算出手段としての距離算出部63を備えている。また、この画像処理部27は、距離算出部63によって算出した物体までの距離に基づいて障害物を判定する障害物検出手段としての障害物判定部64を備えている。すなわち、電気掃除機11は、障害物検出手段としての障害物判定部64を備えている。また、この画像処理部27は、電気掃除機11(本体ケース20)の自己位置を推定する自己位置推定手段としての自己位置推定部65を備えている。すなわち、電気掃除機11は、自己位置推定手段としての自己位置推定部65を備えている。さらに、この画像処理部27は、走行場所である掃除領域の地図(マップ)を作成するマッピング手段としてのマッピング部66を備えている。すなわち、電気掃除機11は、マッピング手段としてのマッピング部66を備えている。また、この画像処理部27は、電気掃除機11(本体ケース20)の走行計画(走行ルート)を設定する走行計画設定手段としての走行計画設定部67を備えている。すなわち、電気掃除機11は、走行計画設定手段としての走行計画設定部67を備えている。そして、この画像処理部27は、電気掃除機11(本体ケース20)により掃除できなかった箇所を推定する未掃除箇所推定手段としての未掃除箇所推定部68を備えている。すなわち、電気掃除機11は、未掃除箇所推定手段としての未掃除箇所推定部68を備えている。
　撮像制御部は、例えばカメラ51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51により画像を撮像させるように制御する。
　照明制御部は、例えば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。
　なお、これら撮像制御部および照明制御部は、画像処理部27とは別個の撮像制御手段(撮像制御部)として構成してもよいし、例えば制御部26に設けられていてもよい。
　メモリ61は、例えばカメラ51で撮像した画像のデータや、マッピング部66により作成された地図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。
　画像補正部62は、カメラ51により撮像した生画像のレンズの歪み補正やノイズの除去、コントラスト調整、および画像中心の一致化などの一次画像処理をする。
　距離算出部63は、既知の方法を用いて、カメラ51により撮像した画像、本実施形態では、カメラ51により撮像され画像補正部62によって補正された補正画像と、カメラ51間の距離とに基づいて物体(特徴点)の距離(深度)および三次元座標を計算する。すなわち、この距離算出部63は、図５に示すように、例えばカメラ51の奥行きｆ、カメラ51とこのカメラ51により撮像された画像G1，G2の物体(特徴点)との距離(視差)、および、カメラ51間の距離ｌに基づく三角測量を応用し、カメラ51により撮像した各画像(画像補正部62(図１)によって処理された補正画像)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、左右方向および前後方向の角度を計算して、これら角度とカメラ51間の距離とからその位置のカメラ51からの距離および高さを計算するとともに物体Ｏ(特徴点SP)の三次元座標を算出する。したがって、本実施形態において、複数のカメラ51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。なお、この図１に示す距離算出部63は、この計算した物体の距離を示す距離画像(視差画像)を作成してもよい。この距離画像の作成の際には、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。したがって、この距離画像は、いわば図２に示す電気掃除機11(本体ケース20)の走行方向前方のカメラ51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、特徴点は、図１に示す画像補正部62により補正された画像や距離画像に対して例えばエッジ検出などを行うことで抽出可能である。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。
　障害物検出部64は、カメラ51により撮像された画像に基づいて障害物を検出する。より具体的に、この障害物検出部64は、距離算出部63により距離を算出した物体が障害物であるかどうかを判定する。すなわち、この障害物検出部64は、距離算出部63により計算した物体の距離から、所定の画像範囲中の部分を抽出し、この画像範囲中に撮像されている物体の距離を、予め設定された、あるいは可変設定された閾値である設定距離と比較し、この設定距離以下の距離(電気掃除機11(本体ケース20(図２))からの距離)に位置する物体を障害物であると判定する。上記の画像範囲は、例えば図２に示す電気掃除機11(本体ケース20)の上下左右の大きさに応じて設定される。すなわち、画像範囲は、電気掃除機11(本体ケース20)がそのまま直進したときに接触する範囲に上下左右が設定される。
　図１に示す自己位置推定部65は、距離算出部63により算出した物体の特徴点の三次元座標に基づき、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ものである。また、マッピング部66は、距離算出部63により算出した特徴点の三次元座標に基づき、電気掃除機11(本体ケース20(図２))が配置された掃除領域内に位置する物体(障害物)などの位置関係および高さを記す地図を作成する。すなわち、自己位置推定部65およびマッピング部66には、既知のＳＬＡＭ(simultaneous localization and mapping)技術を用いることができる。
　マッピング部66は、距離算出部63および自己位置推定部65の算出結果に基づいて走行場所の地図を三次元データにより作成するものである。このマッピング部66は、本実施形態において、第１のマッピング手段としての第１のマッピング部66aと、第２のマッピング手段としての第２のマッピング部66bとを備えている。
　第１のマッピング部66aは、カメラ51により撮像した画像、すなわち距離算出部63により算出された物体の三次元データに基づき、任意の方法を用いて簡易的な地図を作成するものである。本実施形態では、第１のマッピング部66aは、例えば、制御部26により本体ケース20(図２)を走行制御しつつカメラ51により撮像した画像に基づいて、簡易的な地図を作成する。より具体的に、第１のマッピング部66aは、例えば、制御部26により本体ケース20(図２)を所定位置で旋回させるように走行制御しつつカメラ51により撮像した画像(画像補正部62により補正した補正画像)に基づき、距離算出部63により算出した特徴点の三次元座標のｘ軸成分(左右成分)およびｚ軸成分(前後成分)から、簡易的な地図を作成する。例えば、この第１のマッピング部66aは、掃除を開始する際に簡易的な地図を作成する。このとき、第１のマッピング部66aは、メモリ61に地図が記憶されていない場合に簡易的な地図を作成する。すなわち、メモリ61に地図が記憶されている場合には、第１のマッピング部66aによるマッピングは不要となる。
　第２のマッピング部66bは、カメラ51により撮像した画像、すなわち距離算出部63により算出された物体の三次元データを地図に追加反映させるものである。すなわち、この第２のマッピング部66bは、距離算出部63により算出した特徴点の三次元座標のうち、ｙ軸成分(上下成分)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内に位置する物体(障害物)などの二次元位置および高さを第１のマッピング部66aにより簡易的に作成された地図である簡易地図、あるいはメモリ61に記憶された地図に詳細情報を追加する。この詳細情報とは、例えばカーペットの厚みや、ベッド下部の高さなどである。なお、本実施形態において、マッピング部66により作成する地図とは、メモリ61などに展開されたデータをいうものとする。すなわち、この地図のデータは、三次元データ、すなわち物体の二次元配置位置データおよび高さデータにより構成されている。また、この地図のデータは、掃除の際の電気掃除機11(本体ケース20(図２))の走行軌跡を記す走行軌跡データをさらに含んでいてもよい。
　走行計画設定部67は、マッピング部66により作成した地図、および、自己位置推定部65により推定した自己位置に基づいて、最適な走行ルートを設定する。ここで、作成する最適な走行ルートとしては、地図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ルート、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)ルート、障害物となる物体への接触が少ないルート、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ルートなど、効率的に走行(掃除)を行うことができるルートが設定される。また、この走行計画設定部67は、走行ルートを設定する際、地図(簡易地図)に基づき掃除領域の形状や広さを把握し、初めに掃除する場所を設定したり、掃除に必要となると想定される二次電池29の容量を確認したり、掃除領域を分割したりするようにしてもよい。なお、本実施形態において、走行計画設定部67により設定する走行ルートは、メモリ61などに展開されたデータ(走行ルートデータ)をいうものとする。
　未掃除箇所推定部68は、三次元データと本体ケース20(図２)の走行軌跡データとに基づき、掃除できなかった場所を推定するものである。すなわち、この未掃除箇所推定部68は、地図を示す三次元データと、本体ケース20(図２)の走行軌跡データとを比較し、電気掃除機11(本体ケース20(図２))が走行可能な領域のうち走行軌跡が形成されなかった箇所を、掃除できなかった場所として推定する。この掃除できなかった場所は、マッピング部66により作成した地図に反映することができる。
　入出力部28は、図示しないリモコンなどの外部装置から送信される制御コマンドや、本体ケース20(図２)に設けられたスイッチ、あるいはタッチパネルなどの入力手段(入力部)から入力される制御コマンドを取得するとともに、例えば充電装置12(図２)などに対して信号を送信するものである。この入出力部28は、例えば充電装置12(図２)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(図２)や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。
　二次電池29は、走行部21、掃除部22、データ通信部23、撮像部24、センサ部25、制御部26、画像処理部27、および、入出力部28などに給電するものである。また、この二次電池29は、例えば本体ケース20(図２)の下部などに露出する接続部としての充電端子71(図３)と電気的に接続されており、これら充電端子71(図３)が充電装置12(図２)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２)を介して充電されるようになっている。
　図２に示す充電装置12は、例えば定電流回路などの充電回路を内蔵している。また、この充電装置12には、二次電池29(図１)の充電用の充電用端子73が設けられている。この充電用端子73は、充電回路と電気的に接続されており、充電装置12に帰還した電気掃除機11の充電端子71(図３)と機械的および電気的に接続されるようになっている。
　図４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。
　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。
　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))やスマートフォン(携帯電話)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。
　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。
　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29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51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。
　まず、掃除の開始から終了までの概略を説明する。電気掃除機11は、掃除開始を開始すると充電装置12から離脱し、メモリ61に地図が記憶されていない場合にはカメラ51により撮像した画像に基づいて第１のマッピング部66aにより簡易的な地図を作成し、この簡易的な地図に基づいて走行計画設定部67により設定された走行ルートに沿って走行するように制御部26が電気掃除機11(本体ケース20)を制御しながら掃除部22により掃除をする。メモリ61に地図が記憶されている場合には、この地図に基づいて走行計画設定部67により設定された走行ルートに沿って走行するように制御部26が電気掃除機11(本体ケース20)を制御しながら掃除部22により掃除をする。この掃除の最中に、カメラ51により撮像した画像に基づいて第２のマッピング部66bにより物体の二次元配置位置および高さを検出し、地図に反映させてメモリ61に記憶していく。そして、掃除が終了すると、制御部26が電気掃除機11(本体ケース20)を充電装置12へと帰還させるように走行制御し、充電装置12に帰還した後、所定のタイミングで二次電池29の充電作業に移行する。
　より詳細に、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制御コマンドを入出力部28によって受信したときなどのタイミングで、制御部26が待機モードから走行モードに切り換わり、この制御部26(走行制御部)がモータ(駆動輪34)を駆動させ充電装置12から所定距離離脱する。
　次いで、電気掃除機11は、メモリ61を参照し、メモリ61に地図が記憶されているか否かを判断する。メモリ61に地図が記憶されていない場合には、マッピング部66の第１のマッピング部66aにより、掃除領域の簡易地図を作成し、この簡易地図に基づいて走行計画設定部67により最適な走行ルートを作成する。
　簡易地図の作成の際には、概略として、電気掃除機11は、充電装置12から離脱した位置で旋回(超信地旋回)しながら、カメラ51により撮像した画像に基づいて物体(壁や障害物など)の二次元配置位置データおよび高さデータを取得して、簡易地図を作成する(簡易地図作成モード)。そして、掃除領域全体の簡易地図を作成すると、簡易地図作成モードを終了し、後述する掃除モードに移行する。
　より具体的に、例えば図６(a)に示すように、電気掃除機11(本体ケース20)が充電装置12に接続された状態から、充電装置12から所定距離離脱した後、所定角度旋回(超信地旋回)しつつカメラ51(図２)によって画像を撮像する。このとき、電気掃除機11(本体ケース20)の旋回角度は、例えば３６０°とする。そして、撮像された物体(特徴点)の電気掃除機11(本体ケース20)からの距離と、現在の電気掃除機11(本体ケース20)の位置とにより障害物の位置(二次元座標)を認識して、図６(b)に示すように地図Ｍ(図中の太線に示す)を作成する。このとき、カメラ51(図２)の死角となる位置については、障害物または壁であるものとして処理する。
　一方、メモリ61に予め地図が記憶されている場合には、簡易地図を作成せず、メモリ61に記憶されている地図に基づいて、走行計画設定部67により最適な走行ルートを作成する。
　そして、走行計画設定部67により作成した走行ルートに沿って、電気掃除機11は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、例えば制御部26(掃除制御部)により駆動された電動送風機40、ブラシモータ(回転ブラシ41)、あるいはサイドブラシモータ(サイドブラシ43)により床面の塵埃を、吸込口31を介して集塵部へと捕集する。
　自律走行の際には、概略として、電気掃除機11は、掃除部22を動作させながら、走行ルートに沿って進みながらカメラ51により進行方向前方の画像を撮像しつつ、障害物検出部64により障害物となる物体を検出するとともにセンサ部25により周辺をセンシングし、自己位置推定部65によって定期的に自己位置を推定する動作を繰り返していく。このとき、カメラ51により撮像した画像に基づいて、マッピング部66の第２のマッピング部66bが特徴点の詳細情報(高さデータ)を地図に反映させることで地図を完成していく。また、自己位置推定部65による電気掃除機11(本体ケース20)の自己位置の推定により、電気掃除機11(本体ケース20)の走行軌跡データを作成することもできる。
　設定された走行ルートを完走すると、電気掃除機11は、充電装置12に帰還する。そして、この帰還の直後や、帰還から所定時間経過したとき、あるいは所定時刻になったときなど、適宜のタイミングで制御部26が走行モードから充電モードに切り換わって、二次電池29の充電に移行する。
　なお、完成した地図Ｍは、図７に視覚的に示すように、掃除領域(部屋)が所定の大きさの四角形状(正方形状)などのメッシュに分割され、メッシュ毎に高さデータが関連付けられて記憶されている。物体の高さは、カメラ51により撮像した画像に基づいて距離算出部63により取得される。例えば、図７に示す地図Ｍは、床面に凸段差を生じさせる障害物であるカーペットＣ、電気掃除機11(本体ケース20)が下部に進入可能な高さを有する障害物であるベッドＢ、電気掃除機11(本体ケース20)が下部に進入可能な高さを有する障害物であるソファＳ、走行不可能な障害物である棚Ｒ、ベッドＢやソファＳの障害物である脚部LG、および、掃除領域を囲む走行不可能な障害物である壁Ｗなどを有している。この地図のデータは、メモリ61だけでなく、データ通信部23を介して、ネットワーク15を経由してサーバ16に送信して記憶したり、外部装置17に送信して外部装置17のメモリに記憶したりすることができる。
　そして、以上説明した一実施形態によれば、カメラ51によって撮像した画像に基づいて走行方向側に位置する物体までの距離を算出し、カメラ51によって撮像した画像に基づいて本体ケース20の位置を算出するとともに、これらの算出結果に基づいて走行場所の地図を三次元データにより作成し、この作成された地図の三次元データに基づいて駆動輪34(モータ)の動作を制御することで本体ケース20を自律走行させることにより、地図の作成精度を向上し、三次元データに基づいて走行障害の判断が容易になる。この結果、電気掃除機11(本体ケース20)を掃除領域に応じて、より隅々まできめ細かく走行制御することができ、効率よく掃除できる。
　具体的に、三次元データは、物体の二次元配置位置データおよび高さデータからなることで、例えば電気掃除機11(本体ケース20)がベッドの下に進入できるか、あるいは電気掃除機11(本体ケース20)がカーペットなどの段差を走行できるかなどの判断が容易になる。
　したがって、例えば床面にカーペットが敷かれていることを判断した場合には、非カーペット面とカーペット面とで掃除方法を異ならせることで、掃除性能を向上させることができる。具体的に、例えば非カーペット面では、電動送風機40による吸込力を低下させて消費電力を抑制し、二次電池29を長持ちさせることができ、カーペット面では、走行速度を低速とし、かつ、電動送風機40による吸込力を増加させるように制御部26が制御することで、カーペットに付着した塵埃を、掃除部22によってより除去しやすくできる。
　マッピング部66は、カメラ51により撮像した画像に基づいて簡易的に地図を作成する第１のマッピング部66aと、カメラ51により撮像された物体の三次元データを地図に追加反映させる第２のマッピング部66bとを備えているので、簡易的に作成した地図によって、走行計画設定部67が初期段階で走行ルートを設定する際などに、この簡易地図に基づき掃除領域の形状や広さを把握することができ、初めに掃除する場所を設定したり、掃除に必要となると想定される二次電池29の容量を確認したり、掃除領域を分割したりするなどの判断が容易になるとともに、掃除を継続するに従い地図の精度が向上していくので、最終的に作成された地図が高精度のものとなり、次回以降の掃除の際に有効に利用することができる。
　第１のマッピング部66aは、制御部26が本体ケース20を旋回させるように駆動輪34(モータ)の動作を制御してカメラ51により撮像した画像に基づいて簡易地図を作成するので、短時間で容易に簡易的な地図を作成できる。
　また、地図のデータを記憶するメモリ61を備えることにより、２回目以降の掃除の際には、前回の掃除の際に作成した地図に基づいて走行ルートなどを容易に設定でき、掃除を直ちに開始できる。
　そして、上記マッピング部66により作成された地図は、本実施形態において、例えば以下のように応用することが可能である。
　例えば、データ通信部23が、ネットワーク15に接続されている外部装置17に対してネットワーク15を介して地図のデータを送信することで、地図を外部装置17に例えばリアルタイムで表示させることができる。
　また、データ通信部23は、ネットワーク15に接続されているサーバ16に対してネットワーク15を介して地図のデータを送受信することで、前回の掃除の際に作成した地図をサーバ16に記憶し、必要に応じてこのサーバ16から読み出すことができるので、例えばメモリ61を電気掃除機11に設けない構成とすることもできる。
　また、地図のデータに、三次元データと、本体ケース20の走行軌跡データとを備えることで、物体の三次元データと本体ケース20の走行軌跡データとを反映した地図を外部装置17にリアルタイムで表示させることができる。
　そして、三次元データと本体ケース20の走行軌跡データとに基づき、未掃除箇所推定部68が掃除できなかった場所を推定することで、例えば掃除できなかった箇所を地図に表示させることが可能になる。
　特に、この推定された掃除できなかった場所の画像をカメラ51により撮像する、より詳細には掃除できなかった場所の画像をカメラ51により撮像可能な場所へと制御部26が電気掃除機11(本体ケース20)を走行させるように駆動輪34(モータ)の動作を制御することで、掃除できなかった箇所を所有者に対して視覚的に明確に伝達することができる。
　そして、この推定結果をデータ通信部23によりネットワーク15を介して送信することで、ネットワーク15に接続された外部装置17に、例えば図８に示すように、掃除できなかった場所Ｐを反映した地図Ｍと、掃除できなかった場所の具体的な画像Ｇとをそれぞれ表示することが可能になる。この例では、例えば床面に沿って壁Ｗから突出したケーブルCBと壁Ｗとにより囲まれた部分が掃除できなかった場所Ｐ(電気掃除機11(本体ケース20)が接近して走行できなかった場所)となっている。そのため、この掃除できなかった場所を自分で掃除したり、次回の掃除の際にその場所を電気掃除機11によって自動掃除可能となるように掃除領域を片付けたりするなどの、所有者の自主的な掃除への参加を促すことができる。
　制御部26が、外部装置17から送信される制御コマンドに基づいて電気掃除機11(本体ケース20)を走行させるように駆動輪34(モータ)の動作を制御することで、例えば外部装置17に表示された地図を参照して所有者が電気掃除機11(本体ケース20)を所望の場所に走行させる制御コマンドなどを入力して、電気掃除機11(本体ケース20)を任意に遠隔操作することが可能になる。
　具体的に、制御コマンドは、地図上において移動させたい場所に制御部26が本体ケース20を走行させるように駆動輪34(モータ)の動作を制御するための走行制御情報を含むことで、例えば外部装置17に表示された地図の所望の位置をタップするなど、地図上の所望の箇所を画面で示すだけの簡単な操作によって、その所望の箇所へと所有者が電気掃除機11(本体ケース20)を誘導する指示を出すことが可能になる。
　また、制御コマンドは、地図上において制御部26が本体ケース20を進入させたくない場所へと走行させないように駆動輪34(モータ)の動作を制御するための走行制御情報を含むことで、例えば外部装置17に表示された地図上の所望の位置を、ラインを引くことなどによって地図上に示すだけの簡単な操作によって、その所望の位置へと所有者が電気掃除機11(本体ケース20)を進入させないように誘導する指示を出すことが可能になる。
　なお、上記一実施形態において、距離算出部63は、複数(一対)のカメラ51によりそれぞれ撮像した画像を用いて特徴点の三次元座標を算出したが、例えば１つのカメラ51を用い、本体ケース20を移動させながら時分割で撮像した複数の画像を用いて特徴点の三次元座標を算出することもできる。
　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。
　(1)本体ケースの走行方向側をカメラで撮像し、この撮像した画像に基づいて前記走行方向側に位置する物体までの距離を算出するとともに、この撮像した画像に基づいて前記本体ケースの位置を算出し、これらの算出結果に基づいて走行場所の地図を三次元データにより作成し、この地図の三次元データに基づいて自律走行することを特徴とした電気掃除機の走行制御方法。
　(2)三次元データは、物体の二次元配置位置データおよび高さデータからなることを特徴とした(1)記載の電気掃除機の走行制御方法。
　(3)カメラにより撮像した画像に基づいて簡易的に地図を作成するとともに、カメラにより撮像された物体の三次元データを前記地図に追加反映することで地図の三次元データを作成することを特徴とした(1)記載の電気掃除機の走行制御方法。
　(4)本体ケースが旋回しつつカメラにより撮像した画像に基づいて、前記簡易的な地図を作成することを特徴とした(3)記載の電気掃除機の走行制御方法。
　(5)地図のデータをメモリに記憶することを特徴とした(1)記載の電気掃除機の走行制御方法。
　(6)表示端末に対してネットワークを介して地図のデータを送信することを特徴とした(1)記載の電気掃除機の走行制御方法。
　(7)ネットワークに接続されているサーバに対して前記ネットワークを介して地図のデータを送受信することを特徴とした(6)記載の電気掃除機の走行制御方法。
　(8)地図のデータは、三次元データと、本体ケースの走行軌跡データとを備えていることを特徴とした(1)記載の電気掃除機の走行制御方法。
　(9)三次元データと本体ケースの走行軌跡データとに基づき、掃除できなかった場所を推定することを特徴とした(8)記載の電気掃除機の走行制御方法。
　(10)掃除できなかったと推定した場所の画像をカメラにより撮像することを特徴とした(9)記載の電気掃除機の走行制御方法。
　(11)掃除できなかったと推定した結果を通信によりネットワークに送信することを特徴とした(9)記載の電気掃除機の走行制御方法。
　(12)外部装置から送信される制御コマンドに基づいて本体ケースを走行させることを特徴とした請求項(1)記載の電気掃除機の走行制御方法。
　(13)制御コマンドは、地図上において移動させたい場所に本体ケースを走行させるための走行制御情報を含むことを特徴とした(12)記載の電気掃除機の走行制御方法。
　(14)制御コマンドは、地図上において本体ケースを進入させたくない場所へと走行させないようにするための走行制御情報を含むことを特徴とした(12)記載の電気掃除機の走行制御方法。

Claims (14)

  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、
    　前記本体ケースに配置され、前記本体ケースの走行方向側を撮像する撮像手段と、
    　この撮像手段によって撮像した画像に基づいて前記走行方向側に位置する物体までの距離を算出する距離算出手段と、
    　前記撮像手段によって撮像した画像に基づいて前記本体ケースの位置を算出する自己位置推定手段と、
    　これら距離算出手段および自己位置推定手段の算出結果に基づいて走行場所の地図を三次元データにより作成するマッピング手段と、
    　このマッピング手段により作成された地図の三次元データ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
    　を具備したことを特徴とした電気掃除機。
  2. 　三次元データは、物体の二次元配置位置データおよび高さデータからなる
    　ことを特徴とした請求項１記載の電気掃除機。
  3. 　マッピング手段は、
    　撮像手段により撮像した画像に基づいて簡易的に地図を作成する第１のマッピング手段と、
    　前記撮像手段により撮像された物体の三次元データを地図に追加反映させる第２のマッピング手段とを備えている
    　ことを特徴とした請求項１または２記載の電気掃除機。
  4. 　第１のマッピング手段は、制御手段が本体ケースを旋回させるように駆動部の動作を制御して撮像手段により撮像した画像に基づいて、簡易的な地図を作成する
    　ことを特徴とした請求項３記載の電気掃除機。
  5. 　地図のデータを記憶する記憶手段を具備している
    　ことを特徴とした請求項１ないし４いずれか一記載の電気掃除機。
  6. 　表示端末に対してネットワークを介して地図のデータを送信するデータ通信手段を具備している
    　ことを特徴とした請求項１ないし５いずれか一記載の電気掃除機。
  7. 　データ通信手段は、ネットワークに接続されているサーバに対して前記ネットワークを介して地図のデータを送受信する
    　ことを特徴とした請求項６記載の電気掃除機。
  8. 　地図のデータは、三次元データと、本体ケースの走行軌跡データとを備えている
    　ことを特徴とした請求項１ないし７いずれか一記載の電気掃除機。
  9. 　三次元データと本体ケースの走行軌跡データとに基づき、掃除できなかった場所を推定する未掃除箇所推定手段を具備している
    　ことを特徴とした請求項８記載の電気掃除機。
  10. 　撮像手段は、未掃除箇所推定手段により推定された場所の画像を撮像する
    　ことを特徴とした請求項９記載の電気掃除機。
  11. 　未掃除箇所推定手段による推定結果を通信によりネットワークに送信する情報送信手段を具備している
    　ことを特徴とした請求項９または１０記載の電気掃除機。
  12. 　制御手段は、外部装置から送信される制御コマンドに基づいて本体ケースを走行させるように駆動部の動作を制御する
    　ことを特徴とした請求項１ないし１１いずれか一記載の電気掃除機。
  13. 　制御コマンドは、地図上において移動させたい場所に制御手段が本体ケースを走行させるように駆動部の動作を制御するための走行制御情報を含む
    　ことを特徴とした請求項１２記載の電気掃除機。
  14. 　制御コマンドは、地図上において制御手段が本体ケースを進入させたくない場所へと走行させないように駆動部の動作を制御するための走行制御情報を含む
    　ことを特徴とした請求項１２または１３記載の電気掃除機。
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