吸尘器、吸尘器系统、打扫控制方法及存储介质与流程

1.本公开涉及一种自主地行走来执行打扫的吸尘器、具备多个该吸尘器的吸尘器系统以及控制吸尘器的打扫控制程序。


背景技术：

2.自以往以来存在一种自走式机器人。自走式机器人使被称作所谓的lidar(light detection and ranging：光检测与距离修正)的激光距离传感器在水平面内扫描，并感测存在于自身的周围的物体的位置和到物体的距离，由此掌握自身的位置(在以下也称作自身位置)来自主地行走。
3.在专利文献1中公开了一种具备使激光距离传感器在高度方向上移动的装置的自走式机器人。该自走式机器人通过在多个高度位置感测周围的物体，能够实现自身位置的估计精度的提高。
4.另一方面，吸尘器大多不具备使传感器上下地移动的机构。在吸尘器中设置使传感器上下地移动的机构会招致吸尘器的重量增加，并且由于在吸尘器执行扫除的期间中需要使传感器上下移动的时间，因此导致打扫效率恶化。
5.但是，在吸尘器中具备的传感器的高度位置固定的情况下，在虽然传感器没有检测到但在地面存在成为吸尘器的行走的障碍的障碍物时，有时在传感器的信息与吸尘器实际能够行走的范围之间产生不一致，导致有时无法恰当地打扫整个地面。
6.现有技术文献
7.专利文献
8.专利文献1：日本特开2017-102705号公报


技术实现要素：

9.本公开提供一种能够基于形状不同的多个地图来恰当地打扫地面的吸尘器、吸尘器系统和打扫控制程序。
10.本公开为在规定的空间中自主地行走来进行打扫的吸尘器。该吸尘器具备：位置传感器，其获取自身与存在于沿着吸尘器的行走面的二维的被测定空间中的物体之间的位置关系；估计地图获取部，其获取与被测定空间对应的自身位置估计用地图；打扫路径获取部，其获取沿着行走面基于路径计划用地图所制作出的打扫路径，其中，路径计划用地图的形状不同于自身位置估计用地图的形状；自身位置估计部，其使用基于位置传感器的位置关系和自身位置估计用地图来进行自身位置的估计；以及行走控制部，其基于由自身位置估计部估计出的自身位置使吸尘器沿着打扫路径行走。
11.另外，本公开是一种具备至少两台吸尘器的吸尘器系统，所述吸尘器具备：位置传感器，其获取自身与存在于沿着行走面的二维的被测定空间中的物体之间的位置关系；估计地图获取部，其获取与被测定空间对应的自身位置估计用地图；打扫路径获取部，其获取沿着行走面基于路径计划用地图所制作出的打扫路径，其中，路径计划用地图的形状不同
于自身位置估计用地图的形状；自身位置估计部，其使用基于位置传感器的位置关系和自身位置估计用地图来进行自身位置的估计；以及行走控制部，其基于由自身位置估计部估计出的自身位置使吸尘器沿着打扫路径行走。在该吸尘器系统中，吸尘器中的至少一台是为了进行打扫而潜入的容许高度相对高的高吸尘器，吸尘器中的除高吸尘器以外的至少一台是为了进行打扫而潜入的容许高度比高吸尘器的容许高度低的低吸尘器。高吸尘器的打扫路径获取部获取的打扫路径即高打扫路径与低吸尘器的打扫路径获取部获取的打扫路径即低打扫路径互不相同。
12.另外，本公开为用于控制吸尘器的打扫控制程序，吸尘器在规定的空间中自主地行走来进行打扫。该打扫控制程序使计算机实现以下各处理：估计地图获取处理，其获取与被测定空间对应的自身位置估计用地图；打扫路径获取处理，其获取自身与沿着行走面基于路径计划用地图所制作出的打扫路径，其中，路径计划用地图的形状不同于自身位置估计用地图的形状；自身位置估计处理，其从位置传感器获取自身与存在于沿着吸尘器的行走面的二维的被测定空间的物体之间的位置关系，使用获取到的位置关系和自身位置估计用地图来进行自身位置的估计；以及行走控制处理，其基于由自身位置估计处理估计出的自身位置使吸尘器沿着打扫路径行走。该打扫控制程序存储于计算机可读取的存储介质中。
13.根据本公开，由于分别存储基于路径计划制作用的地图的打扫路径和自身位置估计用的地图，因此能够提供一种能够一边准确地识别自身位置一边按照针对吸尘器能够实际打扫的区域的打扫路径进行打扫的吸尘器、吸尘器系统以及打扫控制程序。
附图说明
14.图1是一同表示实施方式所涉及的吸尘器系统和作为打扫对象的分区的一例的立体图。
15.图2是表示实施方式所涉及的吸尘器系统的结构的框图。
16.图3是从侧方表示实施方式所涉及的吸尘器系统进行打扫的分区的一例的截面图。
17.图4是表示实施方式所涉及的自身位置估计用地图的一例和路径计划用地图的一例的图。
18.图5是叠加地表示实施方式所涉及的高计划地图的一例和高打扫路径的一例的图。
19.图6是叠加地表示实施方式所涉及的低计划地图的一例和低打扫路径的一例的图。
20.图7是表示另一例1所涉及的在行走面载置有玻璃制的陈列橱的分区的一例的立体图。
21.图8是表示另一例1的自身位置估计用地图的一例的图。
22.图9是叠加地表示另一例1的路径计划用地图的一例和打扫路径的一例的图。
23.图10是表示另一例2的吸尘器的结构的框图。
24.图11是从侧方表示另一例3的吸尘器系统进行打扫的分区的一例的截面图。
25.附图标记说明
26.100：吸尘器系统；110：吸尘器；111：高吸尘器；112：低吸尘器；120：终端装置；121：计划地图获取部；122：信息呈现部；123：打扫路径制作部；129：终端控制部；130：服务器；141：位置传感器；150：吸尘器控制部；151：估计地图获取部；152：打扫路径获取部；153：自身位置估计部；154：行走控制部；155：行走部；156：打扫部；161：显示部；200：行走面；201：突出部；202：陈列橱；203：物体；211：高计划地图；212：低计划地图；213：高打扫路径；214：低打扫路径；215：自身位置估计用地图；216：路径计划用地图；217：打扫路径。
具体实施方式
27.在以下参照附图来说明本公开所涉及的吸尘器、吸尘器系统以及打扫控制程序的实施方式。此外，在以下的实施方式中所示的数值、形状、材料、结构要素、结构要素的位置关系、连接状态、步骤、步骤的顺序等只是一例，并不用于限定本公开。另外，在以下有时将多个公开作为一个实施方式进行说明，但关于权利要求中未记载的构成要素作为关于该权利要求所涉及的公开的任意的构成要素进行说明。另外，附图是为了说明本公开而适当地进行强调、省略、比率调整后的示意性的图，有时与实际的形状、位置关系、比率不同。
28.另外，有时省略不必要的详细的说明。例如，有时省略已经熟知的事项的详细说明、或者实质上相同的结构的重复说明。这是为了避免以下的说明没有必要地变得冗长，使得本领域人员容易理解。
29.此外，提供附图和以下的说明以使本领域人员充分理解本公开，但并不通过这些来对权利要求书限定所记载的主题。
30.(实施方式)
31.在以下，参照图1至图6来说明本公开的实施方式的吸尘器、吸尘器系统以及打扫控制程序。
32.图1是一同表示实施方式所涉及的吸尘器系统100和作为打扫对象的分区的一例的立体图。图2是表示实施方式所涉及的吸尘器系统100的结构的框图。图3是从侧方表示实施方式所涉及的吸尘器系统100进行打扫的分区的一例的截面图。图4是表示实施方式所涉及的自身位置估计用地图的一例和路径计划用地图的一例的图。图5是叠加地表示实施方式所涉及的高计划地图的一例和高打扫路径的一例的图。图6是叠加地表示实施方式所涉及的低计划地图的一例和低打扫路径的一例的图。
33.吸尘器系统100为具备多个吸尘器110的系统，吸尘器110自主行走来打扫行走面200。吸尘器110中的至少一台为高度比低吸尘器112高的高吸尘器111，除高吸尘器111以外的至少一台为高度比高吸尘器111低的低吸尘器112。而且，在吸尘器系统100中，高吸尘器111和低吸尘器112能够通过共同作业来打扫行走面200。此外，在本实施方式中，使用吸尘器110作为高吸尘器111和低吸尘器112的统称。因而，可以将吸尘器110替换为高吸尘器111或低吸尘器112。另外，在本实施方式中说明吸尘器系统100具备一台高吸尘器111和一台低吸尘器112的结构，但高吸尘器111和低吸尘器112可以分别为多个。在本实施方式中，吸尘器系统100具备终端装置120。吸尘器110和终端装置120能够经由网络与服务器130进行信息通信。吸尘器110与终端装置120可以不经由网络地彼此直接进行通信。
34.图3是从侧方表示吸尘器系统100进行打扫的分区的一例的截面图。在图3所示的例子中，在作为打扫对象的分区的壁中存在有突出部201。突出部201在相对于行走面200的
规定的高度位置突出。但是，在该分区中，低吸尘器112的高度比突出部201低，因此低吸尘器112能够在突出部201的下侧行走并到达壁面c。另一方面，在该分区中，高吸尘器111的高度比突出部201高，会与突出部201发生干涉，因此高吸尘器111无法到达壁面a和c。
35.终端装置120具备从吸尘器110获取信息的通信装置(未图示)，并对通过通信装置获取到的信息进行处理。而且，终端装置120具备终端控制部129和能够对用户显示处理过的内容的显示部161。作为终端装置120，例如能够例示出所谓的智能手机、所谓的平板电脑、所谓的笔记本计算机、或者所谓的台式计算机等。终端装置120具备计划地图获取部121、打扫路径制作部123以及信息呈现部122来作为通过由终端控制部129所具备的处理器(未图示)执行程序而实现的处理部。
36.计划地图获取部121获取用于计划吸尘器110行走的路径的路径计划用地图。不特别限定计划地图获取部121获取的地图的种类和地图的获取源。例如，计划地图获取部121可以经由网络从服务器130获取包括吸尘器110的打扫对象区域的楼层地图，并基于此制作路径计划用地图。另外，计划地图获取部121可以通过用户针对终端装置120的输入来接受路径计划用地图的制作、变更。另外，计划地图获取部121使吸尘器110执行以地图获取为目的的测试行走，并从吸尘器110获取路径计划用地图。此外，此处的地图是在处理器中能够进行处理的表示地图的信息或数据，在显示部161中显示基于该信息或数据制作出的在视觉上能够识别的作为图形的地图。在本实施方式中，不特别区分在处理器中能够进行处理的表示地图的信息或数据和在视觉上能够识别的作为图形的地图，均表达为地图。
37.在此，说明了计划地图获取部121获取图4所示的楼层地图的情况。设为通过计划地图获取部121获取到的楼层地图例如为图4中的实线所示的矩形，并包括有图4中的交叉斜线所示的突出部201的信息。此时，如果低吸尘器112的高度比突出部201的突出位置低，则用户能够将包括突出部201的正下方的区域的、用实线表示的矩形登记为用于低吸尘器112的路径计划用地图即低计划地图212。而且，通过用户进行的低计划地图212的登记，计划地图获取部121获取表示低计划地图212的信息。另外，如果高吸尘器111为突出部201的突出位置以上的高度，则用户制作图4中的虚线的矩形所示的、避开了突出部201的地图，并将该地图登记为用于高吸尘器111的路径计划用地图即高计划地图211。而且，通过用户进行的高计划地图211的登记，计划地图获取部121获取表示高计划地图211的信息。
38.打扫路径制作部123基于在计划地图获取部121中获取到的路径计划用地图来制作表示吸尘器110为了进行打扫而应该行走的行走路径的打扫路径。打扫路径制作部123可以自动地制作打扫路径，另外也可以通过用户针对终端装置120的输入来接受打扫路径的制作、变更。另外，打扫路径可以包括与路径相关联的状态的、表示吸引力的强弱等打扫方法的信息。
39.在本实施方式中，打扫路径制作部123如图5所示基于高计划地图211来制作高打扫路径213。高计划地图211是表示高吸尘器111能够到达的区域的路径计划用地图，高打扫路径213是高吸尘器111行走来执行打扫的打扫路径。另外，打扫路径制作部123如图6所示基于低计划地图212来制作低打扫路径214。低计划地图212为表示低吸尘器112能够到达的区域的路径计划用地图，低打扫路径214为低吸尘器112行走来执行打扫的打扫路径。此外，低打扫路径214是利用低吸尘器112的特性制作出来的，高打扫路径213是利用高吸尘器111的特性制作出来的。在本实施方式中，低吸尘器112具有高度相对低且能够通过突出部201
and mapping：同步定位与建图)技术，来制作在位置传感器141的高度位置处与行走面200平行且与吸尘器110的周边环境有关的自身位置估计用地图。
47.具体地说，高吸尘器111的吸尘器控制部150实现的估计地图获取部151在高吸尘器111中安装的位置传感器141的被测定空间中如图3所示的那样制作与相距行走面200为第一高度h1的面对应的自身位置估计用地图即高移动地图。在图3所示的例子中，虚线所示的被测定空间中没有包括突出部201，因此估计地图获取部151制作图4中的实线的矩形所示的信息作为高移动地图。在图3、4所示的例子中，高移动地图与低计划地图212彼此实质上一致。此外，该实质上的一致包括由于误差等引起的差异。
48.另外，低吸尘器112的吸尘器控制部150实现的估计地图获取部151在低吸尘器112中安装的位置传感器141的被测定空间中，如图3所示的那样制作与相距行走面200为第二高度h2的面对应的自身位置估计用地图即低移动地图。在图3所示的例子中，在虚线所示的低吸尘器112的被测定空间中也不包括突出部201，因此估计地图获取部151制作与图4中的实线所示的高移动地图同样的低移动地图。
49.此外，吸尘器110可以在作为位置传感器141的2d-lidar得到的感测信息中添加来自作为其它传感器的车轮测程计、陀螺仪传感器等的信息来制作自身位置估计用地图。
50.自身位置估计部153使用从位置传感器141获取到的位置关系、即通过位置传感器141获取到的自身与存在于被测定空间中的物体的位置关系以及通过估计地图获取部151获取到的自身位置估计用地图来进行自身位置的估计。在本实施方式中，自身位置估计部153利用slam来估计自身位置。也就是说，估计地图获取部151和自身位置估计部153使用slam来估计自身位置并制作自身位置估计用地图，并且逐次更新自身位置和自身位置估计用地图。
51.打扫路径获取部152获取沿着行走面200基于在计划地图获取部121中获取到的路径计划用地图通过打扫路径制作部123所制作出的打扫路径。路径计划用地图的形状不同于估计地图获取部151制作并获取到的自身位置估计用地图的形状。在本实施方式中，高吸尘器111的打扫路径获取部152获取终端装置120的打扫路径制作部123所制作出的高打扫路径213，低吸尘器112的打扫路径获取部152获取终端装置120的打扫路径制作部123所制作出的低打扫路径214。
52.此外，打扫路径获取部152可以获取路径计划用地图，并基于获取到的路径计划用地图来制作并获取打扫路径。
53.行走控制部154基于在自身位置估计部153中估计出的自身位置来使吸尘器110沿着打扫路径行走。此外，行走控制部154在通过传感器获取到在行走路径上存在有物体等的情况下，控制行走部155，以使一边回避物体一边行走。
54.行走部155具备用于使吸尘器110行走的车轮和马达等。另外，行走部155有时安装有作为车轮测程计传感器发挥功能的用于获取马达的旋转角的编码器等。
55.打扫部156由打扫控制部(未图示)进行控制来执行打扫。不特别限定打扫部156的种类。例如在构成为吸尘器110进行吸引式打扫的情况下，打扫部156具备吸引用的吸引马达、在吸引口的侧方旋转来收集尘埃的边刷以及使边刷旋转的刷马达等。另外，在构成为吸尘器110进行擦拭式打扫的情况下，打扫部156具备用于擦拭的布或拖布、以及使布或拖布动作的擦拭马达等。此外，可以构成为打扫部156实现吸引式清扫和擦拭式清扫这两方。
56.服务器130能够经由网络与吸尘器110和终端装置120通信，以进行信息的发送及接收。在本实施方式中，服务器130能够分别与包括高吸尘器111和低吸尘器112的多个吸尘器110进行通信，从多个吸尘器110获取信息并进行管理。另外，服务器130可以收集住宅、公寓、酒店、租户等的楼层地图并进行管理。
57.如以上所说明的那样，根据本实施方式所涉及的吸尘器系统100，吸尘器110能够一边根据自身位置估计用地图来估计自身位置，一边按照基于地图的形状与自身位置估计用地图不同的路径计划用地图制作出的打扫路径行走来进行打扫。由此，吸尘器110能够一边准确地识别自身位置一边经过恰当地设计的打扫路径来执行恰当的打扫。
58.另外，吸尘器系统100能够使用特性不同的多个吸尘器110来打扫与各吸尘器110的特性相应的区域。由此，能够通过特性不同的多个吸尘器110自动地执行减少了无法打扫的死角的打扫。
59.此外，本发明并不限定于上述实施方式。例如，可以任意地组合本说明书中记载的构成要素，另外，可以将去除几个构成要素而实现的另一实施方式设为本发明的实施方式。另外，在不脱离本发明的主旨、即权利要求书所记载的语句所示的含义的范围中对上述实施方式实施本领域人员想到的各种变形而得到的变形例也包括在本发明中。
60.例如，在上述实施方式中说明了具备功能不同的多个吸尘器110的吸尘器系统100。但是，还能够以一台吸尘器110执行打扫的方式来构成吸尘器系统100。
61.图7是表示另一例1所涉及的在行走面200载置有玻璃制的陈列橱202的分区的一例的立体图。图8是表示另一例1的自身位置估计用地图的一例的图。图9是叠加地表示另一例1的路径计划用地图的一例和打扫路径的一例的图。
62.在图7所示的例子中，在行走面200上载置玻璃制的陈列橱202，并在陈列橱202内存在物体203。在这样的情况下，吸尘器110无法进入陈列橱202内。但是，有时从吸尘器110所具备的位置传感器141照射出的激光会透过陈列橱202，因而位置传感器141无法检测到陈列橱202。在这样的情况下，制作图8中的实线所示的那样的、除去了陈列橱202的由物体203和壁面构成的自身位置估计用地图215作为估计地图获取部151获取的自身位置估计用地图。
63.另一方面，吸尘器110的打扫路径获取部152获取基于形状与图8所示的自身位置估计用地图215不同的图9所示的路径计划用地图216即将陈列橱202与壁面之间设为行走面200的路径计划用地图216所制作出的打扫路径217。此外，吸尘器110可以自身制作路径计划用地图216，或者可以从终端装置120等外部设备获取路径计划用地图216。另外，打扫路径获取部152可以自行制作打扫路径217。
64.另外，在上述实施方式中，说明了将通过在处理器中执行程序实现的各处理部分为自主行走式的吸尘器110和终端装置120的结构。但是，通过吸尘器110实现各处理部中的哪一个处理部，以及通过终端装置120实现哪一个处理部是任意的。图10是表示另一例2的吸尘器110的结构的框图。例如图10所示，可以在具备显示部161的吸尘器110中集成各处理部。
65.图11是从侧方表示另一例3的吸尘器系统100进行打扫的分区的一例的截面图。例如图11所示，可以是多个吸尘器110中的至少一台吸尘器(在图11所示的例子中为低吸尘器112)所具备的位置传感器141能够在高度方向上以多个点检测物体。在这样的情况下，该吸
尘器110可以制作用于其它吸尘器110(例如高吸尘器111)中的路径计划用地图。
66.产业上的可利用性
67.本公开能够利用于自主地行走来执行清扫的机器人吸尘器以及具备多个机器人吸尘器的吸尘器系统。