JP2007037713A

JP2007037713A - 監視装置及び自走式掃除機

Info

Publication number: JP2007037713A
Application number: JP2005224368A
Authority: JP
Inventors: Akira Saeki; 亮佐伯
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 2005-08-02
Filing date: 2005-08-02
Publication date: 2007-02-15
Also published as: US20070029962A1

Abstract

【課題】移動体をより確実且つ安定的に追尾する監視装置及びこの監視装置を備えた自走式掃除機を提供する。
【解決手段】監視装置９において、撮像手段としての撮像装置５２により撮像した画像データに基づいて、移動体検出手段により、移動体の有無を検出する。移動体を検出すると、移動***置特定手段により、移動体の位置を特定し、エリア判定手段により、取得した画像データにおける撮像範囲をエリアＡ、エリアＢ、エリアＣの三つのエリアに区分して移動体が位置するエリアを判定する。さらに、追尾手段により、移動体が位置すると判定したエリアの水平方向に直交する中心線（Ｃａ，Ｃｂ、Ｃｃの何れか一つ）と、移動体の位置とが重なるように、撮像手段としての撮像装置５２を回動させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、監視装置及び自走式掃除機に関する。

従来、室内にて自律走行して掃除を行う自走式掃除機が知られている。また、移動体等の侵入を監視する監視装置が設けられた自走式掃除機も知られている。

このような監視装置においては、例えば、監視カメラが監視対象に合わせて縦横に回動し、移動する監視対象の追尾を行う方式が知られている。

移動体の追尾を行う監視装置では、移動体が検知されると、監視カメラの撮像領域の中心に移動体の重心を重ねるようにして追尾を行い、対象物を撮像するというものが知られている。

また、撮像領域を境界線により縦横に分割したエリアの各々に、さらに、縦横に隣接するエリアとオーバラップする一定幅のオーバーラップエリアを設け、対象物体の検出エリアが変わっても、オーバーラップエリアを通過しない限り、次のエリアに移ったものと判断しないようにし、安定した追尾画面をモニタ表示するという技術も開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−２７４４２号公報

しかしながら、監視カメラの撮像領域の中心に移動体の重心を重ねるようにして追尾する方式では、監視対象が移動すると、監視カメラは監視対象に合わせて回動するが、監視対象の動きが高速であったり、監視領域をまたいで往復移動した場合、監視カメラは移動体の移動に合わせて目まぐるしく動くこととなり、監視領域の状況がモニタで把握しきれなくなったり、移動体の追尾が間に合わなくなるという問題が生じる。

また、特許文献１に開示されている技術であっても、対象物体がオーバーラップエリアの境界を越えて高速に移動する場合には、上記と同様に、監視カメラによる追尾が追いつかない場合や、監視領域の状況を把握し切れない場合が生ずる。

本発明の課題は、監視領域に侵入した移動体をより確実且つ安定的に追尾する監視装置及びこの監視装置を備えた自走式掃除機を提供することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、監視領域に配置され、当該監視領域内を移動する移動体を監視する監視装置を備える自走式掃除機において、
前記監視装置は、
前記監視領域に赤外線を照射する赤外線照射手段と、
前記赤外線照射手段により照射された赤外線の反射光を撮像して画像データを取得する撮像手段と、
前記撮像手段により連続して取得された第１の画像データと、第２の画像データとの差分画像において、所定の輝度差以上の輝度差を有する領域を移動体として検出する移動体検出手段と、
前記撮像手段により取得された画像データに基づいて、前記移動体検出手段により検出された前記移動体の重心を移動体の位置として特定する移動***置特定手段と、
前記撮像手段により取得された画像データにおける撮像範囲を複数のエリアに区分して、前記移動***置特定手段により特定された前記移動体の位置に基づいて、前記移動体が
位置するエリアを判定するエリア判定手段と、
前記判定手段により前記移動体が位置すると判定されたエリアにおける所定の中心領域と、前記移動***置特定手段により特定された前記移動体の位置とが重なるように、前記撮像手段を移動させて前記移動体の追尾を行う追尾手段と、
を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、監視領域に配置され、当該監視領域内を移動する移動体を監視する監視装置において、
前記監視領域を撮像して画像データを取得する撮像手段と、
前記撮像手段により取得された画像データに基づいて、前記移動体の有無を検出する移動体検出手段と、
前記撮像手段により取得された画像データに基づいて、前記移動体検出手段により検出された前記移動体の位置を特定する移動***置特定手段と、
前記撮像手段により取得された画像データにおける撮像範囲を複数のエリアに区分して、前記移動***置特定手段により特定された前記移動体の位置に基づいて、前記移動体が位置するエリアを判定するエリア判定手段と、
前記判定手段により前記移動体が位置すると判定されたエリアにおける所定の中心領域と、前記移動***置特定手段により特定された前記移動体の位置とが重なるように、前記撮像手段を移動させて前記移動体の追尾を行う追尾手段と、
を備えることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、監視領域に赤外線を照射する赤外線照射手段を備え、
前記撮像手段は、前記赤外線照射手段により照射された赤外線の反射光を撮像することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の発明において、前記移動体検出手段は、前記撮像手段により連続して撮像された第１の画像データと、第２の画像データとの差分画像において、所定の輝度差以上の輝度差が計測される領域を移動体として検出し、
前記移動***置特定手段は、前記移動体検出手段により検出された移動体の重心を移動体の位置として特定することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、自走式掃除機であって、請求項２〜４の何れか一項に記載の監視装置を備えることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、エリア判定手段により移動体が位置すると判定されたエリアにおける所定の中心領域と、移動***置特定手段により特定された移動体の位置とが重なるように、撮像手段の移動が行われるので、撮影手段の移動が従来に比べて小刻みに行われることとなって、監視領域内で移動体が高速に移動した場合であっても、追尾が間に合わなくなったり、監視領域の状況を把握し切れなくなるといったことが低減され、より確実且つ安定的に移動体を監視することができる。

また、監視領域に赤外線を照射して、照射された赤外線の反射光を撮像することによって撮像が行われるので、夜間等の監視領域の明るさが不十分な場合であっても、監視を行うことができる。

また、第１の画像データと、第２の画像データとの差分画像において、所定の輝度差以上の輝度差が計測される領域を移動体として検出し、また、前記移動体検出手段により検出された移動体の重心を移動体の位置として特定するので、移動体の検出と移動体の位置特定とが確実に行われることとなる。

さらに、監視装置は自走式掃除機に備わるので、必要に応じて自走式掃除機としての機
能或いは監視装置としての機能を選択して使用することができる。

請求項２に記載の発明によれば、エリア判定手段により移動体が位置すると判定されたエリアにおける所定の中心領域と、移動***置特定手段により特定された移動体の位置とが重なるように、撮像手段の移動が行われるので、撮影手段の移動が従来に比べて小刻みに行われることとなって、監視領域内で移動体が高速に移動した場合であっても、追尾が間に合わなくなったり、又は監視領域の状況を把握し切れなくなるといったことが低減され、より確実且つ安定的に移動体を監視することができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の効果が得られるのは無論のこと、監視領域に赤外線を照射し、照射された赤外線の反射光を撮像することによって撮像が行われるので、夜間等の監視範囲の明るさが不十分な場合であっても、監視を行うことができる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項２又は３に記載の発明の効果が得られるのは無論のこと、第１の画像データと、第２の画像データとの差分画像において、所定の輝度差以上の輝度差が計測される領域を移動体として検出し、また、前記移動体検出手段により検出された移動体の重心を移動体の位置として特定するので、移動体の検出と移動体の位置特定とが確実に行われることとなる。

請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明の効果が得られるのは無論のこと、監視装置は自走式掃除機に備わるので、必要に応じて自走式掃除機としての機能或いは監視装置としての機能を選択して使用することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図を参照しながら詳細に説明する。

本実施形態の自走式掃除機１００は、例えば室内等にて所定の走行パターンに基づいて自律走行して掃除を行うものであり、図１〜４に示すように、外形が略円盤状に形成され、上面が閉じられた筐体１と、この筐体１の内部に設けられ、当該自走式掃除機１００を所定の方向に移動又は回動させるモータ駆動部２と、移動中に走行面である掃除面上の塵埃等を掃除する掃除用ブラシ３１等を備える掃除ブラシ駆動部３と、ユーザにより操作されて、制御部６に指示信号を出力する操作入力部４と、侵入者としての移動体の有無や方向を検出し、移動体の撮像を行う撮像部５と、各部の動作制御を行う制御部６と、自走式掃除機１００の回転角度を検出する回転角度検出部７と、通信部８とを備えている。

そして、図４に示すように、自走式掃除機１００に備わる監視装置９は、例えば、モータ駆動部２、操作入力部４、撮像部５、制御部６、回転角度検出部７、通信部８等により構成される。

筐体１は、モータ駆動部２や制御部６等を外部の衝撃や塵埃から保護するものであり、モータ駆動部２や制御部６等の上方及び側方を覆うように設けられている。

また、筐体１の上面部には蓋１１が設けられており、蓋１１の下面には撮像部５が取り付けられている。そして、蓋１１を閉めると撮像部５は筐体１内に収容され（図２参照）、蓋１１を開くと筐体１内から撮像部５が取り出されて、筐体１の上面部に配置される（図１及び図３参照）ようになっている。

モータ駆動部２は、自走式掃除機１００の底部略中央の走行方向に向かって左右両側の端部に配設された二つの駆動輪２１Ｌ、２１Ｒと、これら駆動輪２１Ｌ，２１Ｒの各々を独立して回転駆動させるモータ２２と、自走式掃除機の走行に伴って従動回動する所定数（図３中、５つ図示）の従動輪２３と、障害物までの距離を測定する近接センサ（図示省
略）と等を備えている。

操作入力部４は、筐体１の上面部に設けられている。操作入力部４の操作パネル４１には、自走式掃除機１００の各種機能の実行等を指示するための複数の操作キー４２が備わり、ユーザにより操作された操作キー４２に対応する所定の操作信号を制御部６に対して出力する。

具体的には、操作パネル４２には、モータ駆動部２、撮像部５、制御部６、回転角度検出部７及び通信部８を駆動して移動体の監視を行う監視モードの設定を指示するための監視モード切替スイッチ４２ａが設けられている。

撮像部５は、近赤外線を発光する近赤外線光源５１２を有する赤外線照射手段としての照明装置５１と、被写体を撮像する撮像手段としての撮像装置５２とを備えている。

照明装置５１は、制御部６に接続された駆動回路５１１と、近赤外線光源５１２と、を備えている。

近赤外線光源５１２は、例えば、赤外線ランプ等から構成されており、駆動回路５１１は、制御部６からの制御信号により、近赤外線光源５１２を点灯させるための電流を近赤外線光源５１２に供給する。

撮像装置５２は、近赤外線光源５１２から発せられた光が被写体に当たって反射した反射光を収束して被写体像を結像する撮像レンズ５２１と、近赤外線領域に受光感度を有し、撮像レンズ５２１により結像された被写体像に基づいて被写体画像を形成する撮像素子５２２と、を備えている。

撮像レンズ５２１は、撮像素子５２２の受光面に結像することができるように配置されており、凸レンズや凹レンズ単体、あるいはこれらの組み合わせにより構成されている。

撮像素子５２２は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等から構成され、制御部６の制御に従って撮像レンズ５２１の前方の撮像対象範囲を撮像する。より詳細には、撮像レンズ５２１から入力される結像画像をＣＭＯＳ等により電気信号に変換し、Ａ／Ｄ変換回路等でデジタル信号としての画像データを生成して、この画像データを制御部６に出力する。

また、撮像部５には、図示しない赤外線透過フィルタが設けられている。この赤外線透過フィルタは、可視光線と呼ばれる波長の光を遮断し、近赤外線のみを透過させるフィルタである。これは、室内における蛍光灯の光を除去し、移動体の検出精度を高めるためである。

制御部６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６１と、メモリ部６２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）６３と、入力ポート６４と、出力ポート６５と等を備えて構成されて
いる。

ＣＰＵ６１は、操作入力部４からの指示入力等に応じて、ＲＯＭ６３に格納される各種プログラムを実行し、各部に出力信号を出力することによって、自走式掃除機１００の動作全般を統括制御する。

メモリ部６２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）の他、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリを備えて構成されている。メモリ
部６２は、ＣＰＵ６１によって実行される各種プログラム、入力データ及びプログラムが実行される際に生じる処理結果を記憶する。

ＲＯＭ６３は、ＣＰＵ６１によって実行される各種データ処理プログラム及び各プログ
ラムの処理に係る各種初期設定値等のデータを格納するものである。

具体的には、ＲＯＭ６３は、撮像プログラム６３ａ、移動体検出プログラム６３ｂ、移動***置特定プログラム６３ｃ、エリア判定プログラム６３ｄ、追尾プログラム６３ｅ等を格納する。

撮像プログラム６３ａは、ＣＰＵ６１に、駆動回路５１１を制御して、電流を供給させることにより近赤外線光源５１２を点灯させ、撮像装置５２を制御して、被写体から反射した反射光が撮像レンズ５２１を介して収束されて結像された結像画像を電気信号に変換させた画像データをデジタル信号として制御部６に出力させる機能を実現させるプログラムである。

また、撮像プログラム６３ａは、ＣＰＵ６１に、所定の時間間隔で連続して撮像装置５２により撮像された複数の画像データを取得させる機能を実現させるプログラムである。

移動体検出プログラム６３ｂは、ＣＰＵ６１に、撮像プログラム６３ａの実行により取得された画像データに対し、所定の画像処理を施すことにより、移動体が監視領域に侵入したことを検出させる機能を実現させるためのプログラムである。

より具体的には、ＣＰＵ６１は、移動体検出プログラム６３ｂを実行することにより、撮像装置５２により撮像された第１の画像データと、第１の画像データの取得後に所定の時間間隔をおいて連続して撮像された第２の画像データとの差分処理を行い、差分処理によって作成された差分画像において、輝度差を計測し、基準値（所定の輝度差）以上の輝度差が計測されたか否かを判断する。基準値以上の輝度差が計測されたと判断した場合は、ＣＰＵ６１は、移動体が検出されたと判断する。

ＣＰＵ６１は、かかる移動体検出プログラム６３ｂを実行することにより移動体検出手段として機能する。

移動***置特定プログラム６３ｃは、移動体検出プログラム６３ｂの実行により移動体が検出された場合に、ＣＰＵ６１に、第１の画像データと第２の画像データの差分画像において２値化、ラベリング等の処理を施し、特徴点抽出処理を行うことによって移動体の重心Ｐを検出し、監視領域における位置を特定させる機能を実現させるためのプログラムである。具体的には、ＣＰＵ６１は、例えば、図６に示すように、画角６０度の撮像装置によって撮像された画像データにおいて、水平方向にＸ軸、垂直方向にＹ軸を設定し、Ｘ軸の左端部のＸ座標の値を０度、Ｘ軸の右端部のＸ座標の値を６０度としたときに、画像データから求められる移動体の重心ＰのＸ座標の値に基づいて、移動体の位置を特定する。

ＣＰＵ６１は、かかる移動***置検出プログラム６３ｃを実行することにより移動***置特定手段として機能する。

エリア判定プログラム６３ｄは、ＣＰＵ６１に、画像データにおける撮像範囲を複数のエリアに区分し、移動***置特定プログラム６３ｃの実行により特定された画像データにおける移動体の位置が、何れのエリアに存在するかを判定させる機能を実現させるためのプログラムである。より具体的には、図５及び図６に示すように、撮像装置により所定の監視領域を撮像した画像データにおける撮像範囲を、例えば、エリアＡ、エリアＢ、エリアＣの３つの撮像エリアに区分する。すなわち、撮像範囲は、Ｘ座標の値が０度〜２０度の領域がエリアＡ、Ｘ座標の値が２０度〜４０度の領域がエリアＢ、Ｘ座標の値が４０度〜６０度の領域がエリアＣに区分されることとなる。そして、ＣＰＵ６１は、エリア判定プログラム６３ｄを実行することにより、画像データから求められる移動体の重心ＰのＸ座標の値に基づいて、移動体の重心Ｐが位置するエリアを判定する。

ＣＰＵ６１は、かかるエリア判定プログラム６３ｄを実行することによりエリア判定手段として機能する。

追尾プログラム６３ｅは、ＣＰＵ６１に、エリア判定プログラム６３ｄの実行により移動体の位置としての重心Ｐが位置すると判定されたエリアにおける所定の中心領域と、移動体の重心Ｐの位置とを重ねるようにしてモータ駆動部２を駆動して自走式掃除機１００を回動させて追尾を行う機能を実現させるためのプログラムである。

ここで、所定の中心領域とは、例えば、各エリアにおいてＹ軸方向に平行で且つ各エリアの中心を通る中心線上をいい、例えば、図６に示すように、エリアＡの中心線ＣａはＸ座標の値が１０度のＹ軸に平行な線、エリアＢの中心線ＣｂはＸ座標の値が３０度のＹ軸に平行な線、エリアＣの中心線ＣｃはＸ座標の値が５０度のＹ軸に平行な線に該当する。ＣＰＵ６１は、追尾プログラム６３ｅを実行することにより、移動体の位置としての重心Ｐが位置すると判定されたエリアの中心線（Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃの何れか一つ）と、移動体の重心Ｐとを重ねるために必要な回転角度を算出して、算出された回転角度分だけ自走式掃除機１００を回転駆動させる指示信号をモータ駆動部２に出力する。

ＣＰＵ６１は、かかる追尾プログラム６１ｅを実行することにより追尾手段として機能する。

回転角度検出部７は、例えば、ジャイロセンサ７１を備えて構成されている。ＣＰＵ６１は、追尾プログラム６３ｅの実行により、モータ駆動部２に指示信号を出力して算出した回転角度分だけ自走式掃除機１００を回転駆動させる際、ジャイロセンサ７１に回転開始時からの回転角度を測定させる。その後、該ジャイロセンサ７１により測定された回転角度に基づいて、算出した回転角度分だけ自走式掃除機１００が回転したと判断した場合に、ＣＰＵ６１は、回転駆動を停止させる指示信号をモータ駆動部２に対して出力する。

通信部８は、モデム（MODEM:MOdulator/DEModulator）、ターミナルアダプタ（Terminal Adapter）、ＬＡＮアダプタ等によって構成され、ネットワーク（図示省略）を介し、
外部装置（図示省略）等との外部機器との通信を行う。より具体的には、通信部８は、移動体検出プログラム６３ｂの実行により移動体が検出された場合に、制御部６からの制御により外部装置（例えば、家人の携帯電話機や警備会社の端末装置等）へ通報を行う。

次に、監視モードにおいて、ＣＰＵ６１によって行われる追尾撮像動作処理を、図７を参照しながら説明する。

追尾撮像動作処理は、ＣＰＵ６１が、撮像プログラム６３ａ、移動体検出プログラム６３ｂ、移動***置特定プログラム６３ｃ、エリア判定プログラム６４ｄ及び追尾プログラム６３ｅを実行することにより行われる。

ユーザにより、操作入力部４の操作パネル４１に備わる監視モード切替スイッチ４２ａが押下されると、かかる入力信号により、ＣＰＵ６１は監視モードを設定する（ステップＳ１）。ステップＳ２において、ＣＰＵ６１は、撮像プログラム６３ａを実行することにより、近赤外線光源５１２を点灯させ、所定の監視領域を照射させる。次に、ＣＰＵ６１は、撮像装置５２を駆動して所定の監視領域を撮像させ、第１の画像データを取り込み（ステップＳ３）、取り込んだ第１の画像データをメモリ部６２に記憶させる（ステップＳ４）。さらに、ＣＰＵ６１は、撮像装置５２に所定の監視領域を撮像させ、第２の画像データを取り込み（ステップＳ５）、取り込んだ第２の画像データをメモリ部６２に記憶させる（ステップＳ６）。ステップＳ７において、ＣＰＵ６１は、移動体検出プログラム６３ｂを実行することにより、メモリ部６２により記憶された第１の画像データと第２の画像データとの差分処理を行い、差分処理により作成した差分画像に基づいて、第１の画像データと第２の画像データの輝度差を計測する（ステップＳ８）。次に、ＣＰＵ６１は、基準値以上の輝度差が計測されたか否か判断し（ステップＳ９）、基準値以上の輝度差が計測されたと判断した場合は、ＣＰＵ６１は、移動体が検出されたと判断し（ステップＳ９；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０に進む。基準値以上の輝度差が計測されたと判断されない場合は、ＣＰＵ６１は、移動体が検出されないと判断して（ステップＳ９；Ｎｏ）、ステ
ップＳ６でメモリ部６２に記憶させた第２の画像データを第１の画像データとして、ステップＳ５に戻る。ＣＰＵ６１は、ステップＳ９において基準値以上の計測されたと判断するまで、ステップＳ５〜ステップＳ９の処理を繰り返すこととなる。

ステップＳ１０において、ＣＰＵ６１は、移動***置特定プログラム６３ｃを実行することにより、移動体が検出された差分画像に対して２値化、ラベリング等の処理を施し、特徴抽出処理を行うことによって移動体の重心Ｐを検出する。ここで、ＣＰＵ６１は、移動体の重心Ｐを移動体の位置として特定する。さらに、ＣＰＵ６１は、移動体の重心ＰのＸ座標の値を算出する（ステップＳ１１）。次に、ＣＰＵ６１は、エリア判定プログラム６３ｄを実行することにより、移動体の位置としての重心Ｐがどのエリアに位置するかを判定する（ステップＳ１２）。移動体の重心Ｐが位置するエリアを判定すると、ＣＰＵ６１は、追尾プログラム６３ｅを実行することにより、移動体の重心Ｐが位置すると判定したエリアの中心線を、移動体の重心Ｐと重ねるための回転角度を算出する（ステップＳ１３）。次に、ＣＰＵ６１は、算出した回転角度分だけ自走式掃除機１００を回動させる指示信号を、モータ駆動部２に出力して自走式掃除機１００を回動させ（ステップＳ１４）、ステップＳ１５に進む。

ステップＳ１５において、ＣＰＵ６１は、監視モード切替スイッチ４２ａが押下されたか否か判断し、押下されないと判断すると（ステップＳ１５；Ｎｏ）、ステップＳ６でメモリ部６２に記憶させた第２の画像データを第１の画像データとして、ステップＳ５に戻る。ステップＳ１５において、ＣＰＵ６１は、監視モード切替スイッチ４２ａが押下されたと判断すると（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、近赤外線光源５１２を消灯して（ステップＳ１６）、監視モードを解除し、本処理を終了する。

次に、上述した追尾撮像動作処理のうち、移動***置特定後の追尾撮像動作処理を、具体例を用いてさらに詳しく説明する。

図８は、移動***置特定後の追尾撮像動作処理における撮像装置５２により撮像された画像データを例示した図である。

図８（ａ）に示すように、例えば、ＣＰＵ６１は、移動体の重心Ｐを検出することにより移動体の位置を特定すると、移動体の重心ＰのＸ座標の値を算出する。移動体の位置としての重心ＰのＸ座標の値は、例えば、１８度であるとすると、ＣＰＵ６１は、移動体はエリアＡに位置すると判定する。次に、ＣＰＵ６１は、エリアＡの中心線Ｃａが移動体の重心Ｐと重なる回転角度を算出する。すなわち、例えば、エリアＡの中心線ＣａのＸ座標の値は１０度、移動体の重心ＰのＸ座標の値は１８度であるため、ＣＰＵ６１は回転角度を右方向８度と算出し、モータ駆動部２のモータ２２を駆動させて、自走式掃除機１００を右方向に８度だけ回転駆動させる。ＣＰＵ６１は、ジャイロセンサ７１により８度回転したと検出されると、回転駆動を停止させる。このとき、図８（ｂ）に示すように、エリアＡの中心線Ｃａと移動体の重心Ｐとが重なる。

続いて、例えば、図８（ｃ）に示すように移動体が再び移動して、ＣＰＵ６１は、移動体の重心Ｐを検出することにより移動体の位置を特定すると、移動体の重心ＰのＸ座標の値を算出する。移動体の位置としての重心ＰのＸ座標の値は、例えば、５３度であるとすると、ＣＰＵ６１は、移動体はエリアＣに位置すると判定する。次に、ＣＰＵ６１は、エリアＣの中心線Ｃｃが移動体の重心Ｐと重なる回転角度を算出する。すなわち、例えば、エリアＣの中心線ＣｃのＸ座標の値は５０度、移動体の重心ＰのＸ座標の値は５３度であるため、制御部６１は回転角度を右方向３度と算出し、モータ駆動部２のモータ２２を駆動させて、自走式掃除機１００を右方向に３度だけ回転駆動させる。ＣＰＵ６１は、ジャイロセンサ７１により３度回転したと検出されると、回転駆動を停止させる。このとき、図８（ｄ）に示すように、エリアＣの中心線Ｃｃと移動体の重心Ｐとが重なる。

以上説明した本発明に係る自走式掃除機１００によれば、ＣＰＵ６１による移動体検出プログラム６３ｂの実行により監視領域内に移動体が検出されると、ＣＰＵ６１による移動***置特定プログラム６３ｃの実行により、検出された移動体の重心Ｐに基づいて移動体の位置が特定される。さらに、ＣＰＵ６１によるエリア判定プログラム６３ｄの実行により、移動体の位置としての重心Ｐの存在するエリアが判定され、ＣＰＵ６１による追尾プログラム６３ｅの実行により移動体の位置としての重心Ｐが位置すると判定されたエリアの中心線、すなわちＣａ、Ｃｂ、Ｃｃの何れかが、移動体の重心Ｐに重なるように、自走式掃除機１００が回転駆動される。従って、監視装置９による移動体の追尾が従来に比べて小刻みに行われることとなって、監視領域内において移動体が高速に移動した場合であっても、追尾が間に合わなくなったり、監視領域の状況を把握し切れなくなるといったことが低減され、より確実且つ安定的に移動体を監視することができる。

また、監視領域に近赤外線を照射して、照射された近赤外線の反射光を撮像することによって撮像が行われるので、夜間等の監視領域の明るさが不十分な場合であっても、監視を行うことができる。

また、第１の画像データと、第２の画像データとの差分画像において、所定の輝度差以上の輝度差が計測される領域を移動体として検出し、また、ＣＰＵ６１による移動体検出プログラム６３ｂの実行により検出された移動体の重心Ｐを移動体の位置として特定するので、移動体の検出と移動体の位置特定とが確実に行われることとなる。

さらに、自走式掃除機１００には監視モードが備わるので、必要に応じて監視モードを設定又は解除して、自走式掃除機１００としての機能或いは監視装置９としての機能を選択して使用することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行ってもよい。

例えば、本発明は撮像装置５２により取得された画像データにおける撮像範囲を三つのエリアに区分する構成としたが、画像データにおける撮像範囲は幾つのエリアに区分しても良く、画像データの横方向のみならず縦方向を複数のエリアに区分しても良い。

また、本発明は、監視装置９が自走式掃除機１００に備わる設計としたが、テレビジョン装置等の他の電子機器に備わる設計であっても良い。

また、本発明は、撮像装置５２の備わる自走式掃除機１００の筐体１が回動し、移動体の追尾が行われる構成としたが、撮像装置５２のみが移動する構成であってもよい。

また、本発明は、監視領域内で往復移動を行う移動体を監視する際に特に有効であるが、画像データの監視領域の中心を移動体に合わせるようにして追尾を行う等といった従来の技術と組み合わせて、複数の追尾方法からより有効な追尾方法を、移動体の性質に合わせて選択可能な設計としても良い。

また、撮像装置５２を複数設け、一つの撮像装置による監視領域から移動体が外れてしまった場合、別に設けられた撮像装置で移動体の撮像が続行される設計であっても良いし、移動体の追尾を行う撮像装置の他に、監視領域全体を固定視野のもとで常時撮像する撮像装置が設けられている設計であっても良い。

また、本発明は監視領域に近赤外線を照射して、撮像が行われる構成としたが、可視光線等の他の光源により撮像が行われる設計であっても良いし、撮像に用いる光源を複数の光源から選択可能な設計であっても良い。

また、本発明は、照明装置５１と撮像装置５２とが筐体１の上面部に設けられている設計としたが、照明装置５１及び撮像装置５２はどこに設けられても良く、照明装置５１が、撮像装置５２とは別に、筐体１の前面部に設けられている設計であっても良い。

本発明に係る自走式掃除機の側面図である。本発明に係る自走式掃除機の平面図である。本発明に係る自走式掃除機の正面図である。本発明に係る自走式掃除機の要部構成を示すブロック図である。上方から見た監視領域を例示した図である。撮像装置により撮像された画像データを示す図である。本発明に係る自走式掃除機の監視モードにおける追尾撮像動作処理を示すフローチャートである。本発明に係る自走式掃除機の移動***置特定後の追尾撮像動作処理における画像データを例示する図である。

符号の説明

１００自走式掃除機
１筐体
５撮像部
５１照明装置（赤外線照射手段）
５２撮像装置（撮像手段）
６３ａ撮像プログラム（赤外線照射手段、撮像手段）
６３ｂ移動体検出プログラム（移動体検出手段）
６３ｃ移動***置特定プログラム（移動***置特定手段）
６３ｄエリア判定プログラム（エリア判定手段）
６３ｅ追尾プログラム（追尾手段）
９監視装置

Claims

監視領域に配置され、当該監視領域内を移動する移動体を監視する監視装置を備える自走式掃除機において、
前記監視装置は、
前記監視領域に赤外線を照射する赤外線照射手段と、
前記赤外線照射手段により照射された赤外線の反射光を撮像して画像データを取得する撮像手段と、
前記撮像手段により連続して取得された第１の画像データと、第２の画像データとの差分画像において、所定の輝度差以上の輝度差を有する領域を移動体として検出する移動体検出手段と、
前記撮像手段により取得された画像データに基づいて、前記移動体検出手段により検出された前記移動体の重心を移動体の位置として特定する移動***置特定手段と、
前記撮像手段により取得された画像データにおける撮像範囲を複数のエリアに区分して、前記移動***置特定手段により特定された前記移動体の位置に基づいて、前記移動体が位置するエリアを判定するエリア判定手段と、
前記判定手段により前記移動体が位置すると判定されたエリアにおける所定の中心領域と、前記移動***置特定手段により特定された前記移動体の位置とが重なるように、前記撮像手段を移動させて前記移動体の追尾を行う追尾手段と、
を備えることを特徴とする自走式掃除機。
監視領域に配置され、当該監視領域内を移動する移動体を監視する監視装置において、
前記監視領域を撮像して画像データを取得する撮像手段と、
前記撮像手段により取得された画像データに基づいて、前記移動体の有無を検出する移動体検出手段と、
前記撮像手段により取得された画像データに基づいて、前記移動体検出手段により検出された前記移動体の位置を特定する移動***置特定手段と、
前記撮像手段により取得された画像データにおける撮像範囲を複数のエリアに区分して、前記移動***置特定手段により特定された前記移動体の位置に基づいて、前記移動体が位置するエリアを判定するエリア判定手段と、
前記判定手段により前記移動体が位置すると判定されたエリアにおける所定の中心領域と、前記移動***置特定手段により特定された前記移動体の位置とが重なるように、前記撮像手段を移動させて前記移動体の追尾を行う追尾手段と、
を備えることを特徴とする監視装置。
監視領域に赤外線を照射する赤外線照射手段を備え、
前記撮像手段は、前記赤外線照射手段により照射された赤外線の反射光を撮像することを特徴とする請求項２に記載の監視装置。
前記移動体検出手段は、前記撮像手段により連続して撮像された第１の画像データと、第２の画像データとの差分画像において、所定の輝度差以上の輝度差が計測される領域を移動体として検出し、
前記移動***置特定手段は、前記移動体検出手段により検出された移動体の重心を移動体の位置として特定することを特徴とする請求項２又は３に記載の監視装置。
請求項２〜４の何れか一項に記載の監視装置を備えることを特徴とする自走式掃除機。