CN104526699B - 室内清洁机器人 - Google Patents

Abstract

本发明的实施方式提供了一种室内清洁机器人，该室内清洁机器人可以包括：感测器，用于对地面埋布的多个射频识别RFID标签中与该机器人所在位置距离最短的RFID标签进行感测；控制装置，通过对由所述感测器感测到的所述一个RFID标签的信息与预先存储的室内地图信息进行比对，识别出该机器人所在的位置，以规划打扫路径，其中，所述室内地图信息包括：所述多个RFID标签中各个RFID标签与该RFID标签所在位置之间的对应关系。通过该室内清洁机器人配合地面埋布的多个RFID标签，可以准确确定出自身当前的位置，从而有效规划打扫路径，为用户带来了更好的体验。

Description

室内清洁机器人

技术领域

本发明的实施方式涉及机器人领域，更具体地，本发明的实施方式涉及一种室内清洁机器人。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

随着技术的不断发展和人们生活水平的不断提高，智能家居已经开始逐渐进入人们的生活，而现阶段出现较多的智能家居设备就是用于室内清洁的室内清洁机器人，例如：扫地机器人和拖地机器人等，这些设备的引入可以从一定程度上解放劳动力，提高人们的生活质量。

发明内容

但是，现有的室内清洁机器人的打扫路径是随机的，机器人自身并不知道自身所处的确切位置，从而导致机器人的打扫路径并不理想，这是非常令人烦恼的问题。

为此，非常需要一种改进的室内清洁机器人，以使该室内清洁机器人可以随时知道自身所处的确切位置，以规划打扫路径，比如，扫过的地面，就利用计数器在地图信息中把该地面的扫地次数+1，规划路径的时候，只扫扫地次数为0的区域，或者保证每个区域至少被打扫若干遍(例如：两遍)，同时又尽可能减少多次打扫同一块区域，提高室内清洁的效率。

在本上下文中，本发明的实施方式期望提供一种室内清洁机器人，例如，该室内清洁机器人可以包括：感测器，用于对地面埋布的多个射频识别(RadioFrequencyIdentification，RFID)标签中与该机器人所在位置距离最短的RFID标签进行感测；控制装置，通过对由所述感测器感测到的所述一个RFID标签的信息与预先存储的室内地图信息进行比对，识别出该机器人所在的位置，以规划打扫路径，其中，所述室内地图信息包括：所述多个RFID标签中各个RFID标签与该RFID标签所在位置之间的对应关系。

根据本发明实施方式的室内清洁机器人，在其中设置了用于感测RFID标签的感测器，配合地面埋布的多个RFID标签，可以准确确定出自身当前的位置，从而有效规划打扫路径，为用户带来了更好的体验。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中：

图1示意性地示出了根据本发明实施方式的应用场景；

图2示意性地示出了根据本发明实施方式的室内清洁机器人的结构示意图；

图3示意性地示出了根据本发明一实施例的室内清洁机器人的具体使用示意图；

图4示意性地示出了根据本发明另一实施例的室内清洁机器人的结构示意图；

图5示意性地示出了根据本发明又一实施例的室内清洁机器人的具体使用示意图；

图6示意性地示出了根据本发明又一实施例的室内清洁机器人的结构示意图；

在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

具体实施方式

下面将参考若干示例性实施方式来描述本发明的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本领域技术技术人员知道，本发明的实施方式可以实现为一种系统、装置、设备、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，或者硬件和软件结合的形式。

根据本发明的实施方式，提出了一种室内清洁机器人。

在本文中，需要理解的是，所涉及的术语“室内地图信息”表示至少记录有室内各个位置的位置信息的数据。此外，附图中的任何元素数量以及任何命名都仅用于区分，而不具有任何限制含义。

下面参考本发明的若干代表性实施方式，详细阐释本发明的原理和精神。

发明概述

本申请的发明人发现，现有的室内清洁机器人的打扫路径是随机的，机器人自身完全不知道自己在扫哪里，也不知道扫过几遍。即使是目前出现的一些较为高级的具备自学习能力的清洁机器人，在使用一段时间以后能够制定出比较高效的打扫路径，但是这些机器人仍然只能从固定的充电座开始规划路径，如果人为搬动该机器人，让它开始打扫，机器人又只能随机跑来跑去了，非常低效。

为此，本申请的发明人想到可以在室内布设多个RFID标签，在室内清洁机器人中设置感测器，这样机器人就可以感应到距离自己最近的RFID标签，然后通过机器人自身预先存储的或者是从远程服务器获取的RFID标签与RFID标签所在位置之间的对应关系，确定出自身所处的位置，从而实现精确的位置确定，以合理规划打扫路径。

在介绍了本发明的基本原理之后，下面具体介绍本发明的各种非限制性实施方式。

应用场景总览

参考图1所示的室内清洁系统的示意图，如图1所示，在地板或者是地砖的背面埋布有多个RFID标签101，室内清洁机器人102通过自身内部设置的感测器(例如，可以是RFID阅读器)，利用NFC(NearFieldCommunication，近场通信技术)对地面埋布的多个RFID标签中与该机器人所在位置距离最短的RFID标签进行感测，感测后获取到的是RFID标签的唯一标识；然后机器人通过对由感测器感测到的RFID标签的信息与包含有RFID标签与室内具体位置之间的对应关系的室内地图信息进行比对，从而识别出当前所在的位置，以规划打扫路径。

示例性设备

下面结合图1的应用场景，参考图2来描述根据本发明示例性实施方式的室内清洁机器人。需要注意的是，上述应用场景仅是为了便于理解本发明的精神和原理而示出，本发明的实施方式在此方面不受任何限制。相反，本发明的实施方式可以应用于适用的任何场景。

如图2所示，图1中的室内清洁机器人102可以包括：感测器1021，用于对地面埋布的多个射频识别RFID标签中与该机器人所在位置距离最短的RFID标签进行感测，具体的，感测器1021可以将感测到的多个RFID标签中射频信号强度最强的RFID标签确定为与自身距离最短的标签。

控制装置1022，通过对由感测器1021感测到的RFID标签的信息与预先存储的室内地图信息进行比对，识别出该机器人所在的位置，以规划打扫路径，其中，室内地图信息包括：多个RFID标签中各个RFID标签与该RFID标签所在位置之间的对应关系。

具体的，上述室内地图信息可以存储在室内清洁机器人102中，也可以是存储在远程服务器(例如，家庭电脑)上。如果上述室内地图信息是存储在远程服务器上的，那么在需要定位的时候，室内清洁机器人可以将感测到的标签信息上传至远程服务器，然后远程服务器根据该RFID标签信息确定出机器人所处的位置，并将确定的位置下发至室内清洁机器人102。具体的室内地图信息的存放位置可以按照需要选择，本申请对此不做限定。即，室内机器人具备有与远程服务器进行通信的功能，可以与远程服务器之间实时进行信息交互。

在室内机器人工作伊始，为了获取上述室内地图信息，在室内清洁机器人中可以设置如图2所示的室内地图信息生成装置1023，通过该室内地图信息生成装置，在机器人首次(例如，按行或者按列)遍历室内地面时，生成由感测器1021感测到的各个RFID标签与该RFID标签所在位置之间的对应关系。例如：在使用该室内清洁机器人前，先让机器人把整个房间跑一遍，机器人利用感测器读取地面上埋设的RFID标签，然后使用二维数组的数据结构形式将标签与位置之间的对应关系存储在机器人内部的存储器中，当然也可以将该对应关系保存到家用电脑中，供后期人工编辑。

当然，备选地，也可以在在装修安装RFID标签的时候，就人为记录下各个点的RFID标签信息，然后在装修完成后，就可以自动生成房间的RFID标签地图，无需机器人进行遍历。

此处给出了一个RFID标签与位置之间对应关系的二维数组示例：

$\left[\begin{array}{ccc}0& 1& 1\\ 1& 1& 1\\ 1& 1& 1\end{array}\right]$

在该二维数组中，数字0代表该位置不存在RFID标签，数字1代表该位置存在RFID标签。考虑到在通常情况下，房间不太可能是n*m(其中，n和m可以是自然数)的规则矩形，因此可以约定一个数值(例如，本示例中的0)来表示该位置不属于房间内部，以此实现不规则房型的二维数组表示。

进一步的，考虑到现有的室内清洁机器人对室内的所有地面材质都采用相同的打扫策略，这势必会降低打扫效率，有时机器人还会对一些不想让机器人打扫的区域进行打扫，例如，对于拖地机器人可能会对地毯进行打扫，这样很容易损坏地毯。

为了解决上述问题，室内地图信息还可以包括有：与多个RFID标签中各个RFID标签所在位置匹配的打扫策略，这个打扫策略可以是针对不同地面材质的，也可以是针对不同地面区域的。例如，可以在如图3所示的二维数组形式的室内地图上人为标识哪些区域是希望重点打扫的，哪些区域是不希望打扫的，在标识完后可以自动建立打扫策略与RFID标签之间的对应关系，这种对应关系可以存储在另一个二维数组中。如图3所示，对于带有斜线阴影的部分是不希望打扫的，那么机器人在感测到该这些RFID标签后，就会避开，不会对这个区域进行打扫。

为了使得室内清洁机器人可以识别不同的地面材质，按照材质的不同采取不同的打扫策略，例如：地板和地砖就适用不同的打扫策略，可以在如图4所示，在室内清洁机器人中设置：材质感应装置1024，该材质感应装置1024可以在机器人首次使用遍历室内地面时，识别感测器1021感测到的各个RFID标签所在位置的地面材质，区分出当前RFID标签所在位置是地砖、地板或者是地毯等，然后由室内地图信息生成装置1023确定与识别出的地面材质匹配的打扫策略，并生成由感测器感测到的各个RFID标签与所确定的打扫策略之间的对应关系。

具体地，材质感应装置1024可以是类似光学鼠标的设备，利用不同的材质有不同的反光率的原理，通过地面的反光强度来确定地面的基本材质。

当然，上述材质感应装置1024也可以实时感测当前的地面材质，并调取预先存储的与材质对应的打扫策略进行打扫。例如，如图5所示，地砖(图5中RFID标签用黑色填充的部分)可以用比较大的打扫压力以保证能够打扫的比较干净，地板(图5中RFID标签中用双斜线填充的部分)则用轻柔的力度但提高同一区域的打扫次数，一方面能够保护地板，同时也能兼顾打扫的比较干净，进一步的，还可以设定拖地机器人自动避免进入地毯区域，以加快打扫速度。由此可见，机器人根据不同地面材质自动选择不同的打扫策略，即可以提高打扫效率，又可以保护地面。

然而值得注意的是，上述打扫策略的设定仅是为了更好地说明本发明，并不构成对本发明的不当限定，在具体使用的时候，可以按照需要设定所需的打扫策略，本申请对此不做限定。

现有的机器人因为本身定位精度不高，无法有效确定各个区域被打扫的次数，只能采用在室内随意移动和打扫的方式，可能有些地方被打扫了很多遍，而有些地方却一遍也没打扫。为了解决这个问题，在本例中，如图6所示，控制装置1022中还可以设置计数器10221，该计数器10221用于在室内清洁机器人打扫的过程中，统计各个RFID标签所处位置已被打扫的次数。通过该计数器的设置，室内清洁机器人便可以有效确定出各个区域已被打扫的次数，从而可以合理规划打扫路径和打扫方式。可以理解，针对每个位置被打扫的次数，同样可以维护一个二维数组，该二维数组的布置与室内地图二维数组的布置相同，但其上存储的数值可以体现被打扫的次数。

在一个房间内室内清洁机器人可能并非一种或者并非一个，而现有的室内清洁机器人(例如：扫地机器人和拖地机器人)是两个独立的清洁设备，互相之间没有信息交互，因此无法同时在房间里打扫卫生，否则会出现扫地机器人还没扫过的区域拖地机器人先去拖的情况，或者会出现两个机器人在房间里互相碰撞的情况。为了使得同一房间内的两个机器人不相撞，且拖地机器人总是在扫地机器人扫地之后，在本例中，机器人之间可以互相交换位置信息，从而使得知道对方当前所处的位置，具体的，可以是机器人将识别出的自身的位置信息直接发送给另外一个机器人，也可以是所有机器人都将自身识别出的位置信息实时上传至远程服务器(例如：家庭电脑)，然后其它机器人可以到该远程服务器上获取位置信息，实现位置信息的共享。

通过这种位置信息的共享，可以实现机器人之间的交互，使得机器人之间可以更有效地规划打扫路径。举例而言：扫地机器人可以将已经打扫过的区域的RFID标签信息实时上传至家庭电脑，拖地机器人读取家庭电脑中的这部分数据，找到已经打扫干净的RFID标签标识的区域进行打扫，这样就可以防止拖地机器人把扫地机器人还没打扫过的区域先拖了的问题。同时因为两个机器人都将自己当前所在位置的RFID标签信息上传至了家庭电脑中，从而使得两个机器人可以互相知道对方当前的具体位置，可以有效避免机器人在打扫过程中互相碰撞的问题。

为了使得上述室内地图信息便于查看和检索，可以用二维地图表示室内地图信息，即，将RFID标签和其所对应的具体位置、以及该位置对应的打扫策略以二维地图的形式进行存储，那么室内清洁机器人通过扫描到的RFID标签到该二维地图中进行查找匹配，便可以精确地识别出自身所处的位置。即使将机器人随意地搬到房间的任何一个位置，该机器人都可以通过扫描离自己最近的RFID标签，立即确定出自己所处的位置。

在上述实施例中，通过图2所示的室内清洁机器人，可以实现高精度、低成本的定位，机器人可以确定出自身确切的位置，且机器人之间能够互相协作，不需要额外的辅助定位设备，是一种简单有效且成本可控的技术方案。进一步的，机器人根据不同的地面材质自动选择不同的打扫策略，即提高了打扫的效率，又保护了地面。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了室内清洁机器人中的若干装置或子装置，但是这种划分仅仅并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多装置的特征和功能可以在一个装置中具体化。反之，上文描述的一个装置的特征和功能可以进一步划分为由多个装置来具体化。

虽然已经参考若干具体实施方式描述了本发明的精神和原理，但是应该理解，本发明并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合以进行受益，这种划分仅是为了表述的方便。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。

Claims (9)

1.一种室内清洁机器人，包括：

感测器，用于对地面埋布的多个射频识别RFID标签中与该机器人所在位置距离最短的RFID标签进行感测；

控制装置，通过对由所述感测器感测到的所述一个RFID标签的信息与预先存储的室内地图信息进行比对，识别出该机器人所在的位置，以规划打扫路径，其中，所述室内地图信息包括：所述多个RFID标签中各个RFID标签与该RFID标签所在位置之间的对应关系；

其中，所述控制装置还设置有计数器，用于在打扫过程中，统计所述多个RFID标签中各个RFID标签所处位置已被打扫的次数。

2.根据权利要求1所述的室内清洁机器人，还包括：

室内地图信息生成装置，用于在所述机器人遍历室内地面时，生成由所述感测器感测到的RFID标签与该RFID标签所在位置之间的对应关系。

3.根据权利要求2所述的室内清洁机器人，其中，所述室内地图信息还包括：与所述多个RFID标签中各个RFID标签所在位置匹配的打扫策略。

4.根据权利要求3所述的室内清洁机器人，还包括：

材质感应装置，用于在所述机器人遍历室内地面时，识别所述感测器感测到的各个RFID标签所在位置的地面材质；

所述室内地图信息生成装置还被设置用于确定与识别出的地面材质匹配的打扫策略，并生成由所述感测器感测到的各个RFID标签与所确定的打扫策略之间的对应关系。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的室内清洁机器人，其中：

所述控制装置还被设置用于将识别出的位置信息传送出去；和/或，

所述控制装置还被设置用于获取其它室内清洁机器人的位置信息，并根据获取的其它室内清洁机器人的位置信息和自身的位置信息规划打扫路径。

6.根据权利要求5所述的室内清洁机器人，其中，所述控制装置被设置为将识别出的位置信息传送至远程服务器，和从远程服务器获取其它室内清洁机器人的位置信息。

7.根据权利要求6所述的室内清洁机器人，为扫地机器人，所述其它室内清洁机器人为拖地机器人。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的室内清洁机器人，其中，所述室内地图信息中携带有人工编辑的标识信息。

9.根据权利要求8所述的室内清洁机器人，其中，所述标识信息用于标识室内的重点打扫区域和无需打扫区域。