Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP4528648B2 - Self-propelled robot system - Google Patents

Self-propelled robot system Download PDF

Info

Publication number
JP4528648B2
JP4528648B2 JP2005053928A JP2005053928A JP4528648B2 JP 4528648 B2 JP4528648 B2 JP 4528648B2 JP 2005053928 A JP2005053928 A JP 2005053928A JP 2005053928 A JP2005053928 A JP 2005053928A JP 4528648 B2 JP4528648 B2 JP 4528648B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
self
optical sensor
propelled robot
charging terminal
docking
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005053928A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006230954A (en
Inventor
昭広 岡崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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 Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2005053928A priority Critical patent/JP4528648B2/en
Publication of JP2006230954A publication Critical patent/JP2006230954A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4528648B2 publication Critical patent/JP4528648B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Electric Suction Cleaners (AREA)
  • Electric Vacuum Cleaner (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Description

本発明は、自走式ロボットが充電ターミナルから充電供給を受けることを可能にする自走式ロボットシステムに関する。   The present invention relates to a self-propelled robot system that enables a self-propelled robot to receive a charge supply from a charging terminal.

従来、床面に接触するか、あるいは極めて近いところに取り付けた光学式センサを用いて床面をセンシングするロボットは、既に提案されている。文献1の自走式掃除機は、床面に光学式移動距離センサを二つ有し、二次元の移動距離を計測する。その移動距離に基づいて掃除機本体の移動量・回転量を計測している。カメラのレンズにゴミが付着することへの対策として、結像手段の床面に対する面(レンズカバーの下面)を平滑な凹面に形成することにより、ゴミの付着を軽減している。   Conventionally, a robot that senses a floor surface by using an optical sensor that comes into contact with or is very close to the floor surface has already been proposed. The self-propelled cleaner of Document 1 has two optical movement distance sensors on the floor and measures a two-dimensional movement distance. The amount of movement and rotation of the vacuum cleaner body is measured based on the movement distance. As countermeasures against dust adhering to the lens of the camera, the dust adhesion is reduced by forming a surface (the lower surface of the lens cover) with respect to the floor surface of the imaging means as a smooth concave surface.

文献1に代表される床面を観測するロボットにおいて、センサは床面に近いところかあるいは接触する位置に取り付けられている。このため、走行面によってはセンサ部に汚れが付着し、センシングが満足にできなくなる。   In the robot observing the floor surface represented by Document 1, the sensor is attached at a position close to or in contact with the floor surface. For this reason, depending on the running surface, dirt may adhere to the sensor unit, and sensing cannot be satisfied.

また、光学式センサのレンズ部を自動的に清掃するシステムも提案されている。文献2の発明は、光学式読取装置の対物ヘッドに設けられたレンズの自動清掃機構に関するものである。このレンズ自動清掃機構によれば、読み取り用のディスクが収容されたディスクケースに代えて、ロータリブラシを内蔵するクリーニングケースを装填すると、ディスク回転の駆動力を利用してロータリブラシが回転され、読み取り用の光学ヘッドに装着されている対物レンズの表面に付着したゴミを清掃する。
特開2003−180586号公報(段落[0027]、図3) 特開昭60−73517号公報(第2頁下右欄第6行〜第3頁上左欄第7行、第1図、第2図)
A system for automatically cleaning the lens portion of the optical sensor has also been proposed. The invention of Document 2 relates to an automatic lens cleaning mechanism provided in an objective head of an optical reader. According to this automatic lens cleaning mechanism, when a cleaning case containing a rotary brush is loaded instead of a disk case containing a reading disk, the rotary brush is rotated using the driving force of disk rotation, and the reading is performed. Clean the dust adhering to the surface of the objective lens attached to the optical head.
Japanese Patent Laying-Open No. 2003-180586 (paragraph [0027], FIG. 3) JP-A-60-73517 (Page 2, lower right column, line 6 to page 3, upper left column, line 7, FIGS. 1 and 2)

文献2に代表される光学式センサの自動清掃装置においては、センサ部と清掃部をセットで考えなくてはならない。このため、自走式ロボットに適用した場合、清掃を行わない場合は、デッドウェイトとなる清掃装置を常時内蔵していなければならないという問題がある。   In the automatic cleaning device for optical sensors represented by Document 2, the sensor unit and the cleaning unit must be considered as a set. For this reason, when it applies to a self-propelled robot, when cleaning is not performed, there is a problem that a cleaning device that becomes a dead weight must always be incorporated.

自走式ロボットにおいて、光学式センサの清掃は常時行う必要はないことは認識されている。そこで、自走式ロボットにおいて、同じく、常時行う必要がない点で共通するものとして充電池への充電があることに着目して、充電ターミナルに帰還する時期を捉えて、光学式センサの清掃を可能にする点で解決すべき課題がある。   It is recognized that in a self-propelled robot, it is not necessary to always clean the optical sensor. Therefore, in self-propelled robots, paying attention to the charging of the rechargeable battery as a common point that does not need to be performed at all times, it is time to return to the charging terminal and clean the optical sensor. There are issues to be solved in terms of enabling.

この発明の目的は、自走式ロボットに関して、充電池への充電のために自走式ロボットが充電ターミナルに帰還する時期を捉えて、清掃装置をロボット側に設けることなく、ゴミ等で汚れる可能性がある光学式センサを清掃可能にする自走式ロボットシステムを提供することである。   The object of the present invention is to capture the time when the self-propelled robot returns to the charging terminal for charging the rechargeable battery, so that the self-propelled robot can be contaminated with dust or the like without providing a cleaning device on the robot side. It is to provide a self-propelled robot system that makes it possible to clean a flexible optical sensor.

この発明による自走式ロボットシステムは、上記課題を解決し目的を達成するため、床面をセンシングする光学式センサを有する自走式ロボットと、前記自走式ロボットが自らの走行によってドッキング可能な充電ターミナルとを備え、前記充電ターミナルはドッキングした状態にある前記自走式ロボットの前記光学センサを撮影する撮像素子と前記撮像素子で撮影した前記光学センサの画像に基づいて前記光学センサの汚れの付着を認識可能な画像処理部と、前記光学式センサの清掃を行う清掃機構を有しており、前記清掃機構は、前記自走式ロボットの前記充電ターミナルへの前記ドッキングの確認に加えて、前記画像処理部で認識された前記光学センサの汚れが一定量以上の汚れであると判定されることを条件として、前記光学式センサの清掃をすることから成っている。 In order to solve the above problems and achieve the object, a self-propelled robot system according to the present invention has a self-propelled robot having an optical sensor for sensing a floor surface, and the self-propelled robot can be docked by its own traveling. and a charging terminal, the charging terminal, contamination of the optical sensor based on the optical sensor an image photographed by the imaging device and an imaging device for capturing the optical sensor of the self-propelled robot in the docking state an image processing unit can recognize the attachment of, has a cleaning mechanism for cleaning the optical sensor, wherein the cleaning mechanism, in addition to confirmation of the docking to the charging terminal of the self-propelled robot On the condition that the dirt of the optical sensor recognized by the image processing unit is determined to be a certain amount or more of dirt, the optical type Is made from the fact that the cleaning of the capacitor.

この自走式ロボットシステムによれば、自走式ロボットが充電のために自らの走行によって充電ターミナルに帰還してドッキングするとき、清掃機構は、床面をセンシングする光学式センサの清掃を行う。自走式ロボットが充電ターミナルに帰還してドッキングするときには、充電ターミナルにおいて特定の帰還位置を占めているので、光学式センサも一定の位置を占めている。そこで、その一定の位置に対応して清掃機構を配置して、光学式センサを清掃することができる。したがって、自走式ロボットは清掃機構を内蔵する必要がなく、その分、重さを軽減して、稼働時間を長くすることができる。また、自走式ロボットが充電を使い果たすなどして充電ターミナルに帰還してドッキングするという、走行距離或いは清掃時間に略比例する適宜のインターバルを置いて光学式センサの清掃を行うので、光学式センサの汚れを定期的に清掃することができる。 According to this self-propelled robot system, when the self-propelled robot returns to the charging terminal and docks by its own traveling for charging, the cleaning mechanism cleans the optical sensor that senses the floor surface. When the self-propelled robot returns to the charging terminal and docks, the optical sensor occupies a certain position because it occupies a specific return position at the charging terminal. Therefore, the optical sensor can be cleaned by arranging a cleaning mechanism corresponding to the certain position. Therefore, the self-propelled robot does not need to have a built-in cleaning mechanism, and accordingly, the weight can be reduced and the operation time can be extended. In addition, the optical sensor cleans the optical sensor at an appropriate interval approximately proportional to the travel distance or cleaning time, such as when the self-propelled robot runs out of charge and returns to the charging terminal for docking. The dirt can be cleaned regularly.

この自走式ロボットシステムにおいて、清掃機構としては、回転式ブラシ又はエアブロワとすることができる。清掃機構が回転式ブラシであるときは、回転式ブラシによって光学式センサに付着したゴミを掃いて取り除くことができる。清掃機構がエアブロワであるときには、エアブロワから噴出される気流によって、光学式センサに付着したゴミを吹き飛ばすことができる。   In this self-propelled robot system, the cleaning mechanism can be a rotary brush or an air blower. When the cleaning mechanism is a rotary brush, dust attached to the optical sensor can be swept away by the rotary brush. When the cleaning mechanism is an air blower, dust adhering to the optical sensor can be blown away by the air flow ejected from the air blower.

この自走式ロボットシステムにおいて、清掃機構は、自走式ロボットの充電ターミナルへのドッキングが確認された後に、光学式センサの清掃を開始することが好ましい。光学式センサが一定の位置を占めて充電ターミナルに備わる清掃機構によって清掃可能になるか否かは、自走式ロボットが充電ターミナルにおいて正しい位置でドッキングをしているか否かに係っている。そこで、自走式ロボットが充電ターミナルに帰還してドッキングしたことを確認した後、即ち、光学式センサが一定の位置を占めたことを確認した後に、光学式センサの清掃を開始する。   In this self-propelled robot system, the cleaning mechanism preferably starts cleaning the optical sensor after the docking of the self-propelled robot to the charging terminal is confirmed. Whether or not the optical sensor occupies a certain position and can be cleaned by the cleaning mechanism provided in the charging terminal depends on whether or not the self-propelled robot is docked at the correct position in the charging terminal. Therefore, after confirming that the self-propelled robot has returned to the charging terminal and docked, that is, after confirming that the optical sensor has occupied a certain position, cleaning of the optical sensor is started.

この自走式ロボットシステムにおいて、充電ターミナルは、自走式ロボットが乗り上げ可能なステージと、ステージに乗り上げた自走式ロボットとのドッキングを確認するためのドッキングセンサとを有することができる。更に、充電ターミナルは、ドッキングセンサからの検出信号が入力されるとともに充電ターミナルの作動を制御する制御装置とを有し、制御装置は、ドッキングセンサからの検出信号を受けてドッキングの成否を判定することが好ましい。充電ターミナルにおいて自走式ロボットが特定の帰還位置を占めたことを確認する態様として、自走式ロボットがステージに乗り上げるという特別の動作を行うこととし、ステージ上で自走式ロボットがドッキングしたことをドッキングセンサが確認する方式を採ることができる。制御装置は、ドッキングセンサからの検出信号を受けてドッキングの成否を判定する。 In this self-propelled robot system, the charging terminal can include a stage on which the self-propelled robot can ride and a docking sensor for confirming docking with the self-propelled robot that has climbed the stage . The charging terminal further includes a control device that receives a detection signal from the docking sensor and controls the operation of the charging terminal. The control device receives the detection signal from the docking sensor and determines whether docking is successful. It is preferable. As a mode of confirming that the self-propelled robot has occupied a specific return position at the charging terminal, the self-propelled robot will take a special action of getting on the stage, and the self-propelled robot will be docked on the stage It is possible to adopt a method in which the docking sensor confirms. The control device receives the detection signal from the docking sensor and determines whether docking is successful.

この場合、更に、ドッキングセンサは、ステージ上に設定された自走式ロボットの帰還位置に配置されており且つ自走式ロボットの重量に起因した圧力を測定することに応じて検出信号を出力する感圧式センサとすることができる。このようにドッキングセンサを構成することにより、ステージ上に乗り上げた自走式ロボットが正しい帰還位置を取れば、その位置に配置されている感圧式センサが自走式ロボットの重量に起因した圧力を測定して、ドッキングが成立した旨の検出信号を出力する。   In this case, the docking sensor is further arranged at the return position of the self-propelled robot set on the stage and outputs a detection signal in response to measuring the pressure due to the weight of the self-propelled robot. It can be set as a pressure-sensitive sensor. By configuring the docking sensor in this way, if the self-propelled robot that has landed on the stage takes the correct return position, the pressure-sensitive sensor placed at that position will cause the pressure due to the weight of the self-propelled robot to Measure and output a detection signal indicating that docking has been established.

この自走式ロボットシステムにおいて、清掃機構は、ドッキングの確認に加えて、光学式センサの前回の清掃時から所定の時間を経過していることを条件として、光学式センサの清掃を開始することができる。自走式ロボットが充電ターミナルに帰還したとき、前回、光学式センサを清掃した時からの経過時間が所定の時間を経過している場合に光学式センサの清掃を行うこととすることで、無駄な清掃を省き必要な清掃を効率的に行うことができる。   In this self-propelled robot system, the cleaning mechanism starts cleaning the optical sensor on the condition that a predetermined time has passed since the previous cleaning of the optical sensor, in addition to confirmation of docking. Can do. When the self-propelled robot returns to the charging terminal, it is wasteful to clean the optical sensor when the predetermined time has passed since the last time the optical sensor was cleaned. This makes it possible to efficiently perform the necessary cleaning without unnecessary cleaning.

充電ターミナルへのドッキングが確認された後に光学式センサの清掃を開始する場合、清掃機構は、ドッキングの確認に加えて、設定したタイマーの時刻に至ったことを条件として、光学式センサの清掃を開始することができる。タイマーの時刻は、例えば、週一回、一日一回というように定期的な時刻として設定することができる。   When cleaning of the optical sensor is started after the docking to the charging terminal is confirmed, the cleaning mechanism cleans the optical sensor on the condition that the set timer time has been reached in addition to the confirmation of docking. Can start. The time of the timer can be set as a regular time such as once a week or once a day.

この自走式ロボットシステムにおいて、充電ターミナルは、光学センサを撮影する撮像素子と撮像素子で撮影した光学センサの画像に基づいて光学センサの汚れの付着を認識可能な画像処理部とを備えていて、清掃機構は、ドッキングの確認に加えて、画像処理部で認識された光学センサの汚れが一定量以上の汚れであると判定されることを条件として、光学式センサの清掃をする。即ち、撮像素子にて光学センサを撮影し、画像処理部にてその画像から光学センサの汚れの付着を認識し、光学センサの汚れが一定量以上の汚れであると判定されたときに、光学式センサの清掃を開始する。 In this self-propelled robot system, the charging terminal includes an image sensor that captures the optical sensor and an image processing unit that can recognize adhesion of dirt on the optical sensor based on the image of the optical sensor captured by the image sensor. , cleaning mechanism, in addition to confirmation of docking, on condition that the contamination of the optical sensor that is recognized by the image processing unit is determined to be a fixed amount or more soil, to clean the optical sensor. That is, when an optical sensor is photographed with an image sensor, the image processing unit recognizes adhesion of dirt on the optical sensor from the image, and when it is determined that the dirt on the optical sensor is greater than a certain amount, Start cleaning the sensor.

この発明による自走式ロボットシステムによれば、自走式ロボットが自動で戻ってくる充電ターミナルにセンサ清掃用の機構を持たせてあるので、この機構により、人間の手を煩わすことなく定期的にセンサの清掃を行うことができる。また、自走式ロボットが充電装置に定期的にドッキングする必要があることを利用して、充電装置に清掃装置を備えることにより、清掃装置をレンズとは別、即ち、自走式ロボットとは別に持つことができるため、光学式センサとレンズを含むロボット本体の小型化を図り、信頼性の一層の向上を図ることができる。更に、撮像素子にて光学センサを撮影し、画像処理部にてその画像から光学センサの汚れの付着を認識し、光学センサの汚れが一定量以上の汚れであると判定されたときに、光学式センサの清掃をするので、光学式センサの汚れの度合いを同じ条件で自動的に判定し、人手を煩わすことなく清掃が必要とされたときにその清掃を行うことができる。
According to the self-propelled robot system according to the present invention, the charging terminal to which the self-propelled robot automatically returns is provided with a sensor cleaning mechanism, so that the mechanism can be used periodically without bothering human hands. In addition, the sensor can be cleaned. Further, by utilizing the fact that the self-propelled robot needs to be docked to the charging device periodically, the cleaning device is separated from the lens by providing the charging device with a cleaning device, that is, with the self-propelled robot. Since it can be provided separately, the robot body including the optical sensor and the lens can be miniaturized, and the reliability can be further improved. Furthermore, when the optical sensor is photographed by the image sensor, the image processing unit recognizes the adhesion of the optical sensor from the image, and when the optical sensor is determined to be more than a certain amount of dirt, the optical sensor Since the optical sensor is cleaned, it is possible to automatically determine the degree of contamination of the optical sensor under the same conditions, and to perform the cleaning when the cleaning is required without bothering humans.

以下、図面を参照して、この発明による自走式ロボットシステムの実施例を説明する。[実施例1]
図1は、この発明による自走式ロボットシステムに用いられる自走式ロボットの要部を示す俯瞰図である。また、図2は図1に示す自走式ロボットを斜め下方から見たときの斜視図である。図1及び図2に示す自走式ロボット(以下、簡単のため「ロボット」と略す)1は、駆動機構を含む駆動輪2,3、走行する床面を見て移動量を検知するための光学式センサ4、充電池5、制御装置6及びボールキャスタ7を有しており、制御装置6からの指令により自立的に行動を行うことができる。また、ロボット1は、その行動領域内において、光学式センサ4からの検出信号を用いて自己位置の同定を行うことができる。光学式センサ4は、内蔵する画像センサで床面を一定周期で撮影する光学マウスやCCDカメラ、或いは段差からの落下を防止するため床面との距離を測定する赤外線測距センサなど、床面に向けて使われ光学的な手法を用いたセンサとすることができ、通常は、床面に臨む位置にレンズ部8を有している。レンズ部8は、レンズそのもの又はレンズの外側を覆うガラスや樹脂から成る透明なカバーを含むもので、床等からの汚れに曝され易い表面を備えるものである。
Embodiments of a self-propelled robot system according to the present invention will be described below with reference to the drawings. [Example 1]
FIG. 1 is an overhead view showing a main part of a self-propelled robot used in the self-propelled robot system according to the present invention. FIG. 2 is a perspective view of the self-propelled robot shown in FIG. 1 when viewed obliquely from below. A self-propelled robot (hereinafter abbreviated as “robot” for simplicity) 1 shown in FIG. 1 and FIG. 2 is for detecting the amount of movement by looking at the driving wheels 2 and 3 including the driving mechanism and the traveling floor surface. It has an optical sensor 4, a rechargeable battery 5, a control device 6, and a ball caster 7, and can act independently in response to a command from the control device 6. Further, the robot 1 can identify its own position using the detection signal from the optical sensor 4 within the action region. The optical sensor 4 is a floor surface such as an optical mouse or a CCD camera that captures the floor surface with a built-in image sensor at a certain period, or an infrared distance measuring sensor that measures the distance from the floor surface to prevent falling from a step. It is possible to provide a sensor using an optical technique, and usually has a lens portion 8 at a position facing the floor surface. The lens unit 8 includes a transparent cover made of glass or resin that covers the lens itself or the outside of the lens, and has a surface that is easily exposed to dirt from the floor or the like.

図3は、この発明による自走式ロボットシステムに用いられる充電ターミナルの俯瞰図である。図4は図3に示す充電ターミナルの裏面斜視図である。図1及び図2に示すロボット1と図3及び図4に示す充電ターミナルとで、本発明における自走式ロボットシステムが構成されている。図3に示す充電ターミナル14は、ロボット1の行動領域内において原点の役割を果たす。ロボット1は、外部からの操作、或いは自己に備わる光学式センサ4から得られる移動量情報に基づいて、充電ターミナル14に帰還し、充電ターミナル14から電力供給を受けて充電池5を充電することができる。   FIG. 3 is an overhead view of a charging terminal used in the self-propelled robot system according to the present invention. 4 is a rear perspective view of the charging terminal shown in FIG. The robot 1 shown in FIGS. 1 and 2 and the charging terminal shown in FIGS. 3 and 4 constitute a self-propelled robot system according to the present invention. The charging terminal 14 shown in FIG. 3 plays the role of the origin in the action area of the robot 1. The robot 1 returns to the charging terminal 14 and charges the rechargeable battery 5 by receiving power supply from the charging terminal 14 based on an external operation or movement amount information obtained from the optical sensor 4 provided in the robot 1. Can do.

充電ターミナル14は、図3及び図4に示すように、充電ターミナル14の電力供給口に接続可能な電源コネクタ12、後述する清掃機構として光学式センサ4を清掃可能な回転ブラシ9、回転ブラシ9を回転駆動するモータ13、制御装置15、情報入力装置(図示しない)、外部インターフェース(図示しない)、感圧センサ10,11を内蔵する形式で有している。充電池5への充電の制御、及び回転ブラシ9の回転制御は、制御装置15によって行われる。図3において、符号16は、ロボット1が帰還する充電ターミナル14のステージを示す。また、図4において、矢印21は、回転ブラシ9の回転方向の一例を示す。   3 and 4, the charging terminal 14 includes a power connector 12 that can be connected to the power supply port of the charging terminal 14, a rotating brush 9 that can clean the optical sensor 4 as a cleaning mechanism described later, and a rotating brush 9. Motor 13, a control device 15, an information input device (not shown), an external interface (not shown), and pressure-sensitive sensors 10 and 11. Control of charging the rechargeable battery 5 and rotation control of the rotating brush 9 are performed by the control device 15. In FIG. 3, reference numeral 16 indicates a stage of the charging terminal 14 to which the robot 1 returns. In FIG. 4, an arrow 21 indicates an example of the rotation direction of the rotating brush 9.

図5は、図3に示す充電ターミナルに帰還した自走式ロボットのドッキングした状態を示す俯瞰図である。ドッキングは、アプローチについては車輪の回転量に基づいて走行距離、走行方向、現在位置等を同定するオドメトリを用い、最終的には、充電ターミナル14上のステージ16(図3)に到達したロボット1が適正な位置・姿勢に到達したかどうかの評価を感圧センサ10,11(図3)を用いて判別することにより行われる。充電ターミナル14上のステージ16には、ロボット1のボールキャスタ7、駆動輪2,3に対応した位置に感圧センサ10,11がそれぞれ配置されている。感圧センサ10,11上に作用する圧力は、感圧センサ10,11からの検出信号が充電ターミナル14内の制御装置15に送られることよって、制御装置15で監視されている。制御装置15は、感圧センサ10,11で検出したすべての圧力が適正な値になったとき、ロボット1と充電ターミナル14とのドッキングが成功したものと判断し、光学式センサ4のレンズ部8の清掃を開始する。なお、上記のオドメトリの代わりに、あるいはそれに追加して、光学式センサによる移動量情報やGPSによる位置情報を用いてドッキングを行っても良い。   FIG. 5 is an overhead view showing a docked state of the self-propelled robot that has returned to the charging terminal shown in FIG. 3. For the docking, the robot 1 that finally reached the stage 16 (FIG. 3) on the charging terminal 14 uses an odometry that identifies the travel distance, travel direction, current position, and the like based on the amount of wheel rotation. Is determined by using the pressure sensitive sensors 10 and 11 (FIG. 3) to determine whether or not has reached an appropriate position / posture. On the stage 16 on the charging terminal 14, pressure-sensitive sensors 10 and 11 are respectively arranged at positions corresponding to the ball caster 7 and the drive wheels 2 and 3 of the robot 1. The pressure acting on the pressure sensitive sensors 10, 11 is monitored by the control device 15 by sending detection signals from the pressure sensitive sensors 10, 11 to the control device 15 in the charging terminal 14. The control device 15 determines that the docking between the robot 1 and the charging terminal 14 has been successful when all the pressures detected by the pressure sensors 10 and 11 have reached appropriate values, and the lens portion of the optical sensor 4. 8 starts cleaning. In addition, instead of or in addition to the above odometry, docking may be performed using movement amount information by an optical sensor and position information by GPS.

光学式センサ4のレンズ部8の清掃は、充電ターミナル14内に取り付けられた回転ブラシ9の回転により行われる。回転ブラシ9は中心軸から放射状に樹脂の毛を生やしたブラシであり、回転ブラシ9は清掃開始後、矢印21の方向に回転を開始するが、一定周期で矢印21に対して順転・逆転を繰り返し、累計で一定時間回転したら停止する。   Cleaning of the lens unit 8 of the optical sensor 4 is performed by rotation of the rotating brush 9 attached in the charging terminal 14. The rotary brush 9 is a brush with resin hairs radiating from the central axis. The rotary brush 9 starts to rotate in the direction of the arrow 21 after the start of cleaning. Repeatedly, stop after a certain amount of rotation.

制御装置15は時計機能も有しており、光学式センサ4のレンズ部8の清掃を週一回、一日一回というように定期的に、或いは前回の清掃より24時間というように時間間隔でスケジュールすることも可能である。この場合、上記の感圧センサ10,11に基づくドッキング条件と、清掃を行う時間条件とのどちらもが成立した場合に、レンズ部8の清掃が開始される。これら時間条件は(ドッキングが行われたら、時間に関わらず必ず清掃するという条件も含めて)充電ターミナル14に内蔵された情報入力装置により、あるいは外部インターフェースを介して任意に設定可能である。   The control device 15 also has a clock function, and the lens unit 8 of the optical sensor 4 is cleaned once a week, once a day, or 24 hours after the previous cleaning. It is also possible to schedule at. In this case, the cleaning of the lens unit 8 is started when both the docking condition based on the pressure-sensitive sensors 10 and 11 and the time condition for cleaning are satisfied. These time conditions can be arbitrarily set by an information input device built in the charging terminal 14 or via an external interface (including a condition that if docking is performed, it is always cleaned regardless of time).

[実施例2]
図6は、この発明による自走式ロボットシステムの別の実施例を示す図であり、(a)は一部を取り除いて示す斜視図、(b)は外観斜視図である。ロボット1そのものは、実施例1のロボットと同一である。ロボット1は図6の充電ターミナル20にドッキングすることができ、ドッキングの手法及びその確認の手法も実施例1と同一とする。充電ターミナル20には、ロボット1がドッキング時の光学式センサ4の位置に対応する位置に開口部24が形成されており、その下部にブロワ17とモータ18が備わっている。レンズ部8の清掃はブロワ17によって起こされる気流19によって行われる。ブロワ17はロボット1と充電ターミナル20のドッキング完了後に回転を開始するが、ブロワ17が一定時間回転したら清掃終了と判断され停止される。
[Example 2]
6A and 6B are diagrams showing another embodiment of the self-propelled robot system according to the present invention, in which FIG. 6A is a perspective view with a part removed, and FIG. 6B is an external perspective view. The robot 1 itself is the same as the robot of the first embodiment. The robot 1 can be docked to the charging terminal 20 in FIG. 6, and the docking method and the confirmation method are the same as those in the first embodiment. An opening 24 is formed in the charging terminal 20 at a position corresponding to the position of the optical sensor 4 when the robot 1 is docked, and a blower 17 and a motor 18 are provided below the opening 24. Cleaning of the lens unit 8 is performed by an airflow 19 generated by the blower 17. The blower 17 starts to rotate after the docking of the robot 1 and the charging terminal 20 is completed. When the blower 17 rotates for a certain time, it is determined that the cleaning is finished and is stopped.

また、撮像素子で光学式センサ4の汚れを撮影して、画像処理にて汚れの多寡を判断する充電ターミナルの例が図7に示されている。図7は、この構成における充電ターミナルの断面図である。撮像素子を用い、ロボット1に内蔵される光学式センサ4の汚れを画像処理にて認識し、制御装置15はその汚れの多寡を判断し、ある程度の汚れを確認したら光学式センサ4のレンズ部8の清掃を行う。清掃時は、ブロワ17の回転によって生じる風23により光学式センサ4が清掃される。汚れの判別は前述と同様、ドッキング状態に至ってから行う。上記の感圧センサ10,11に基づくドッキング条件と、画像処理によって算出された汚れ量が閾値以上であるという条件がどちらも成立した場合に、レンズ部8の清掃が開始される。   Further, FIG. 7 shows an example of a charging terminal that photographs the dirt of the optical sensor 4 with an image sensor and determines the degree of dirt by image processing. FIG. 7 is a cross-sectional view of the charging terminal in this configuration. The image sensor is used to recognize the dirt of the optical sensor 4 built in the robot 1 by image processing, and the control device 15 determines the degree of the dirt. 8 is cleaned. At the time of cleaning, the optical sensor 4 is cleaned by the wind 23 generated by the rotation of the blower 17. As described above, the dirt is determined after the docking state is reached. Cleaning of the lens unit 8 is started when both the docking condition based on the pressure-sensitive sensors 10 and 11 and the condition that the dirt amount calculated by the image processing is equal to or greater than the threshold value are satisfied.

図8は、充電ターミナルへの自走式ロボットのドッキング状態を示す縦断面図である。図8の縦断面は、充電ターミナルに形成されている開口部24を通る位置での断面に設定されている。開口部24を撮像素子22の方向から見た場合、開口部24内と外は容易に区別できるため、開口部24内の画像は容易に抽出できる。開口部24内は充電ターミナル20の外から見て、光学式センサ4とそれを覆うカバーのような付属品とから成る光学式センサユニット25で密閉されている。また充電ターミナル20内には照明LED(図示しない)が内蔵されており、撮像素子22は開口部24内を一定の光量のもとで撮影できる。またドッキング状態に至るとほぼ同時に、光学式センサユニット25が開口部24内に来る。したがってドッキング状態下において、開口部24をほぼ同じ条件で撮影することができる。   FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a docking state of the self-propelled robot to the charging terminal. The vertical cross section of FIG. 8 is set to a cross section at a position passing through the opening 24 formed in the charging terminal. When the opening 24 is viewed from the direction of the image sensor 22, the inside and outside of the opening 24 can be easily distinguished, and thus the image in the opening 24 can be easily extracted. The inside of the opening 24 is sealed with an optical sensor unit 25 including the optical sensor 4 and accessories such as a cover for covering the optical sensor 4 when viewed from the outside of the charging terminal 20. In addition, an illumination LED (not shown) is built in the charging terminal 20, and the image sensor 22 can take an image of the inside of the opening 24 with a constant light amount. Further, almost simultaneously with reaching the docking state, the optical sensor unit 25 comes into the opening 24. Therefore, the opening 24 can be photographed under substantially the same conditions in the docked state.

汚れ量に基づく清掃は以下のように行う。まず撮像素子22より開口部24方向の画像を撮影し、開口部24内の画像を抽出する。ここで汚れ量を評価するパラメータとして、画像をグレースケール化し、開口部24内の画像におけるその平均階調を用いることにする。開口部24内の画素の階調を平均し、これがあらかじめ設定した閾値より低い(黒に近い)場合、一定時間ブロワ17が回転し清掃を行う。図8は、この方式を実現する充電ターミナルの側面図(断面)である。   Cleaning based on the amount of dirt is performed as follows. First, an image in the direction of the opening 24 is taken from the image sensor 22, and an image in the opening 24 is extracted. Here, as a parameter for evaluating the amount of dirt, the image is grayscaled and the average gradation of the image in the opening 24 is used. When the gradation of the pixels in the opening 24 is averaged and this is lower than a preset threshold value (close to black), the blower 17 rotates for a certain period of time for cleaning. FIG. 8 is a side view (cross section) of a charging terminal for realizing this method.

この発明による自走式ロボットシステムに用いられる自走式ロボットの要部の一例を示す俯瞰図。The overhead view which shows an example of the principal part of the self-propelled robot used for the self-propelled robot system by this invention. 図1に示す自走式ロボットを斜め下方から見たときの裏面斜視図。The back surface perspective view when the self-propelled robot shown in FIG. 1 is viewed from obliquely below. この発明による自走式ロボットシステムに用いられる充電ターミナルの俯瞰図。The overhead view of the charging terminal used for the self-propelled robot system by this invention. 図3に示す充電ターミナルの裏面斜視図。The back surface perspective view of the charging terminal shown in FIG. 図3に示す充電ターミナルに帰還した自走式ロボットのドッキングした状態を示す俯瞰図。FIG. 4 is an overhead view showing a docked state of the self-propelled robot that has returned to the charging terminal shown in FIG. 3. この発明による自走式ロボットシステムの別の実施例を示す斜視図。The perspective view which shows another Example of the self-propelled robot system by this invention. 図6に示す自走式ロボットシステムの充電ターミナルの断面図。Sectional drawing of the charging terminal of the self-propelled robot system shown in FIG. 図7に示す充電ターミナルへの自走式ロボットのドッキング状態を示す縦断面。The longitudinal section which shows the docking state of the self-propelled robot to the charge terminal shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 自走式ロボット 2,3 駆動輪
4 光学式センサ 5 充電池
6 制御装置 7 ボールキャスタ
8 レンズ部 9 回転ブラシ
10,11 感圧センサ 12 電源コネクタ
13 モータ 14 充電ターミナル
15 制御装置 16 ステージ
17 ブロワ 18 モータ
19 気流 20 充電ターミナル
21 回転ブラシの回転方向 23 風
24 開口部 25 光学式センサユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Self-propelled robot 2, 3 Drive wheel 4 Optical sensor 5 Rechargeable battery 6 Control apparatus 7 Ball caster 8 Lens part 9 Rotating brush 10,11 Pressure sensor 12 Power supply connector 13 Motor 14 Charging terminal 15 Control apparatus 16 Stage 17 Blower 18 Motor 19 Airflow 20 Charging terminal 21 Rotating brush rotation direction 23 Wind 24 Opening 25 Optical sensor unit

Claims (2)

床面をセンシングする光学式センサを有する自走式ロボットと、前記自走式ロボットが自らの走行によってドッキング可能な充電ターミナルとを備え、
前記充電ターミナルはドッキングした状態にある前記自走式ロボットの前記光学センサを撮影する撮像素子と前記撮像素子で撮影した前記光学センサの画像に基づいて前記光学センサの汚れの付着を認識可能な画像処理部と、前記光学式センサの清掃を行う清掃機構を有しており、
前記清掃機構は、前記自走式ロボットの前記充電ターミナルへの前記ドッキングの確認に加えて、前記画像処理部で認識された前記光学センサの汚れが一定量以上の汚れであると判定されることを条件として、前記光学式センサの清掃をすることから成る自走式ロボットシステム。
A self-propelled robot having an optical sensor for sensing the floor surface, and a charging terminal that the self-propelled robot can be docked by its own traveling,
The charging terminal, which can recognize the adhesion of dirt of the optical sensor based on the optical sensor an image photographed by the imaging device and an imaging device for capturing the optical sensor of the self-propelled robot in the docking state an image processing unit has a cleaning mechanism for cleaning said optical sensor,
In the cleaning mechanism, in addition to the confirmation of the docking of the self-propelled robot to the charging terminal, it is determined that the dirt of the optical sensor recognized by the image processing unit is a certain amount or more of dirt. A self-propelled robot system comprising cleaning the optical sensor on the condition of
前記充電ターミナルは、前記自走式ロボットが乗り上げ可能なステージと、前記ステージに乗り上げた前記自走式ロボットとのドッキングを確認するためのドッキングセンサとを有し、前記ドッキングセンサは、前記ステージ上に設定された前記自走式ロボットの帰還位置に配置されており且つ前記自走式ロボットの重量に起因した圧力を測定することに応じて前記検出信号を出力する感圧式センサであることから成る請求項1に記載の自走式ロボットシステム。 The charging terminal includes a stage on which the self-propelled robot can ride and a docking sensor for confirming docking with the self-propelled robot that has landed on the stage, and the docking sensor is on the stage. And a pressure-sensitive sensor that outputs the detection signal in response to measuring the pressure due to the weight of the self-propelled robot. The self-propelled robot system according to claim 1.
JP2005053928A 2005-02-28 2005-02-28 Self-propelled robot system Expired - Fee Related JP4528648B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005053928A JP4528648B2 (en) 2005-02-28 2005-02-28 Self-propelled robot system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005053928A JP4528648B2 (en) 2005-02-28 2005-02-28 Self-propelled robot system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006230954A JP2006230954A (en) 2006-09-07
JP4528648B2 true JP4528648B2 (en) 2010-08-18

Family

ID=37039217

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005053928A Expired - Fee Related JP4528648B2 (en) 2005-02-28 2005-02-28 Self-propelled robot system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4528648B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150068824A (en) * 2013-12-12 2015-06-22 엘지전자 주식회사 Robot cleaner and method for controlling the same

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4655912B2 (en) * 2005-12-09 2011-03-23 パナソニック株式会社 Autonomous traveling robot system
JP4600781B2 (en) * 2007-09-05 2010-12-15 Necアクセステクニカ株式会社 Robot charging system
KR100947362B1 (en) * 2007-12-27 2010-03-15 엘지전자 주식회사 Vacuum cleaner charging system
JP5953658B2 (en) 2011-05-25 2016-07-20 ソニー株式会社 ROBOT CONTROL DEVICE, ROBOT DEVICE CONTROL METHOD, COMPUTER PROGRAM, PROGRAM STORAGE MEDIUM, AND ROBOT DEVICE
JP6409252B2 (en) * 2013-06-12 2018-10-24 シンフォニアテクノロジー株式会社 Solar panel cleaning device
JP7079031B2 (en) * 2018-03-28 2022-06-01 山西嘉世達机器人技術有限公司 Wiping robot
JP7327596B2 (en) * 2018-08-10 2023-08-16 カシオ計算機株式会社 Autonomous mobile device, method and program for detecting dirt on lens of autonomous mobile device
JP7354528B2 (en) * 2018-08-10 2023-10-03 カシオ計算機株式会社 Autonomous mobile device, method and program for detecting dirt on lenses of autonomous mobile device
CN109546718B (en) * 2019-01-17 2025-01-24 北京小狗吸尘器集团股份有限公司 A cleaning robot charging protection method and device

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03173522A (en) * 1989-12-04 1991-07-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Charging type cleaner
JPH03228724A (en) * 1989-10-26 1991-10-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd Floor surface discriminator and vacuum cleaner having discriminator
JPH1156725A (en) * 1997-08-21 1999-03-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd Rechargeable vacuum cleaner
JPH11299521A (en) * 1998-04-17 1999-11-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd Housing case with cleaning material
JP2001078939A (en) * 1999-09-13 2001-03-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Electrostatic type cleaner and electrostatic type cleaner unit
JP2004267236A (en) * 2003-03-05 2004-09-30 Hitachi Ltd Self-traveling type vacuum cleaner and charging device used for the same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03228724A (en) * 1989-10-26 1991-10-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd Floor surface discriminator and vacuum cleaner having discriminator
JPH03173522A (en) * 1989-12-04 1991-07-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Charging type cleaner
JPH1156725A (en) * 1997-08-21 1999-03-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd Rechargeable vacuum cleaner
JPH11299521A (en) * 1998-04-17 1999-11-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd Housing case with cleaning material
JP2001078939A (en) * 1999-09-13 2001-03-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Electrostatic type cleaner and electrostatic type cleaner unit
JP2004267236A (en) * 2003-03-05 2004-09-30 Hitachi Ltd Self-traveling type vacuum cleaner and charging device used for the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150068824A (en) * 2013-12-12 2015-06-22 엘지전자 주식회사 Robot cleaner and method for controlling the same
KR102102378B1 (en) 2013-12-12 2020-05-29 엘지전자 주식회사 Robot cleaner and method for controlling the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006230954A (en) 2006-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3992026B2 (en) Self-propelled robot
KR102321278B1 (en) Robot cleaning apparatus and method for controlling the same
US10912433B2 (en) Mobile robot
JP4528648B2 (en) Self-propelled robot system
WO2004016400A3 (en) Systems and methods for the automated sensing of motion in a mobile robot using visual data
US11076734B2 (en) Robot cleaner and control method thereof using artificial intelligence
KR101840150B1 (en) Autonomous traveling body
KR101467341B1 (en) Robot cleaner system having a sub-robot for corner cleaning
KR102201144B1 (en) Mobile robot and its control method
TW201808197A (en) Mobile robot and method of controlling the same
KR101324166B1 (en) Robot cleaner and self testing method of the same
GB2394795B (en) Robot cleaner, robot cleaning system and method for controlling the same
JP2007143645A (en) Autonomous mobile vacuum cleaner
KR101938703B1 (en) Robot cleaner and control method for the same
KR101571719B1 (en) A robot cleaner
CN114340464A (en) Mobile robot and its control method
CN110623602A (en) Electric cleaning device
US20220280007A1 (en) Mobile robot and method of controlling the same
CN208725647U (en) Mobile robot
WO2020059292A1 (en) Autonomous traveling cleaner
KR20020080896A (en) Apparatus for duly reaching to charging of robot cleaner
KR102300790B1 (en) Moving Robot and controlling method
CN110367871B (en) Autonomous electric vacuum cleaner
KR102102378B1 (en) Robot cleaner and method for controlling the same
CN218451585U (en) Automatic cleaning equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070302

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090520

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090526

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090727

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091006

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091207

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100511

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100607

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130611

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees