CN101923351A - 机器人清洁器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种具有改进的行进模式的机器人清洁器及其控制方法。该机器人清洁器以之字形行进作为基本清洁行进方式进行清洁，然后以随机行进作为结束清洁行进方式进行清洁，以清洁之字形行进时跳过的区域。不管任何前进到墙壁的方向，机器人清洁器在与前进到墙壁的行进路径保持指定间距的同时进行之字形行进；如果机器人清洁器在之字形行进时感应到障碍物，则采用改进的之字形行进方式以保持之字形行进模式。

Description

机器人清洁器及其控制方法

技术领域

实施例涉及采用改进的行进模式的机器人清洁器及其控制方法。

背景技术

一般的，机器人清洁器是指这样的器械：其无使用者操纵，而在某一待清洁区域自动行进的同时，从地上吸入诸如灰尘等杂质，以进行清洁操作。

机器人清洁器沿着预定的行进方式在待清洁区域行进的同时，重复清洁操作。现有的代表性的行进模式是之字形行进模式和随机行进模式。在之字形行进方式中，当机器人清洁器在直线行进中遭遇障碍物(例如墙壁)时，机器人转动90度。另一方面，在随机行进模式中，当机器人在直线行进中遭遇障碍物(例如墙壁)时，机器人在随机方向转动，并再次直线行进。

发明内容

在一个或多个实施例的一个方面，提供了一种机器人清洁器及其控制方法，所述机器人清洁器采用之字形行进模式，使得不管机器人清洁器与墙壁的碰撞角度，机器人清洁器能够在与前进到墙壁的行进路径保持指定间距的同时进行之字形行进。

在一个或多个实施例的一个方面，提供了一种机器人清洁器及其控制方法，所述机器人清洁器采用改进的之字形行进模式，使得如果机器人清洁器在之字形行进期间感应到障碍物，机器人清洁器也能保持之字形行进模式。

在一个或多个实施例的一个方面，提供了一种机器人清洁器及其控制方法，所述机器人清洁器以之字形行进作为基本清洁行进方式进行清洁操作，并以随机行进作为结束清洁行进方式进行清洁操作，以清洁之字形行进时跳过的区域。

在一个或多个实施例的一个方面，提供了一种机器人清洁器的控制方法，所述方法包括进行之字形行进，所述之字形行进包括第一行进和第二行进；所述第一行进使得机器人清洁器能从待清洁区域中的一点，朝向指定墙壁行进；所述第二行进使得机器人清洁器在第一行进后更远地离开所述指定墙壁；重复所述第一行进和所述第二行进；其中，所述第一行进路径和所述第二行进路径相互各自保持指定间距。

所述第一行进路径和墙壁之间的角度可处于0～180°的范围内。所述第一行进路径和所述第二行进路径之间的指定间距的保持包括：所述第二行进路径保持与所述第一行进路径的第一指定间距，以及所述第一行进路径保持与所述第二行进路径的第二指定间距。

可进行所述第二行进，直至所述第二行进路径的距离达到第三指定距离。所述之字形行进可还包括第三行进，以使得所述机器人清洁器能在所述第二行进后改变方向，然后行进直到所述机器人清洁器与所述第二行进的路径间隔第二指定间距。

所述之字形行进可通过以下过程进行：如果所述机器人清洁器在所述之字形行进期间遇到障碍物，进行障碍物跟随行进；获得所述机器人清洁器与所述之字形行进路径的间隔距离；如果所述间隔距离达到零，则使所述机器人清洁器在与障碍物跟随行进前的之字形行进路径平行的方向行进。

所述之字形行进可通过以下过程进行：如果所述机器人清洁器在所述第一行进期间遇到障碍物，则进行障碍物跟随行进；获得所述机器人清洁器与所述第一行进路径的间隔距离；如果所述间隔距离达到所述第一指定间距，则进行所述第二行进。

进行障碍物行进可指沿障碍物的边行进。

所述之字形行进可通过以下过程进行：如果所述机器人清洁器在所述第二行进期间遇到障碍物，则进行障碍物跟随行进；获得所述机器人清洁器与所述第二行进路径的间隔距离；如果所述间隔距离达到所述第二指定间距，则进行所述第一行进。

所述之字形行进可通过以下过程进行：如果所述机器人清洁器在所述第二行进期间遇到障碍物，则进行障碍物跟随行进；如果所述第二行进的距离和所述机器人清洁器在障碍物跟随行进期间在所述第二行进方向行进的距离的总和达到所述第三指定距离，则进行所述第三行进。

所述之字形行进可通过以下过程进行：如果所述机器人清洁器在所述第三行进期间遇到障碍物，则进行障碍物跟随行进；如果所述第三行进的距离和所述机器人清洁器在障碍物跟随行进期间在所述第三行进方向行进的距离的总和达到所述第二指定间距，则进行所述第一行进。

所述之字形行进可通过以下过程进行：如果所述机器人清洁器在所述第二行进期间遇到障碍物，则进行障碍物跟随行进；如果所述机器人清洁器的前进方向处于以所述第二行进方向为基准的指定角度范围内，则所述机器人清洁器在当前位置上进行所述第三行进。

所述之字形行进可通过以下过程进行：如果所述机器人清洁器在所述第三行进期间遇到障碍物，则进行障碍物跟随行进；如果所述机器人清洁器的前进方向处于以所述第三行进方向为基准的指定角度范围内，则所述机器人清洁器在当前位置上进行所述第三行进。

所述之字形行进可通过以下过程进行：如果机器人清洁器在所述第一行进期间遇到障碍物，则进行障碍物跟随行进；如果所述机器人清洁器的前进方向处于以所述第一行进方向为基准的指定角度范围内，则所述机器人清洁器在当前位置上进行所述第一行进。

所述之字形行进可通过以下过程进行：如果所述机器人清洁器在所述第二行进和所述第三行进期间遇到障碍物，则进行障碍物跟随行进；如果所述机器人清洁器的前进方向处于以所述第二行进和所述第三行进为基准的指定角度范围内，或如果所述障碍物跟随行进的距离大于第四指定距离，则改变所述机器人清洁器的方向，然后沿改变后的方向进行障碍物跟随行进。

如果机器人清洁器与一点间隔第一指定间距，可进行所述第二行进，所述点在所述机器人清洁器开始障碍物跟随行进的点与所述机器人清洁器沿在改变后的方向上开始障碍物跟随行进的点之间。

所述之字形行进可通过以下过程进行：如果所述机器人清洁器在所述第二行进和所述第三行进期间遇到障碍物，则进行障碍物跟随行进；获得所述机器人清洁器与所述第二行进路径的间隔距离；如果所述间隔距离达到零，则改变所述机器人清洁器的方向，然后沿改变后的方向进行障碍物跟随行进。

如果机器人清洁器与一点间隔第一指定间距，可进行所述第二行进，所述点介于所述机器人清洁器开始障碍物跟随行进的点与所述机器人清洁器在改变后的方向上开始障碍物跟随行进的点之间的。

所述之字形行进可通过以下过程进行：如果机器人清洁器在所述之字形行进期间遇到障碍物，则障碍物跟随行进；在障碍物跟随行进期间，根据障碍物跟随行进前的所述之字形行进路径，判断所述机器人清洁器是否进入与所述之字形行进的方向相反的区域；如果所述机器人清洁器与障碍物跟随行进前的所述之字形行进的路径间隔指定间距，或者所述机器人清洁器的前进方向达到指定方向，则改变所述机器人清洁器的方向至相反方向，而沿相反方向进行之字形行进。

如果所述机器人清洁器与所述之字形行进路径的间隔距离达到零，且所述机器人清洁器的前进方向处于以障碍物跟随行进前的所述之字形行进路径为基准的指定角度内，可在障碍物跟随行进期间，基于障碍物跟随行进前的所述之字形行进的路径，判断所述机器人清洁器进入与所述之字形行进方向相反的区域。

所述控制方法可还包括：如果所述之字形行进方向改变的次数超过指定次数，或所述之字形行进的时间达到指定时间，则判断到达结束之字形行进的时间；进行作为结束清洁行进方式的随机行进，以进行清洁。

所述控制方法可还包括：如果根据与随机行进的平均直线行进距离成比例所确定的指定时间过去，则判断到达结束随机行进的时间。

在一个或多个实施例的一个方面，其提供了一种机器人清洁器，包括：主体，其构成所述机器人清洁器的外部形状；驱动轮，其安装在所述主体上；以及控制单元，用以控制所述驱动轮，使得所述主体能够沿直线运动或转动，其中，所述控制单元通过重复第一行进和第二行进以进行之字形行进；所述第一行进使得机器人清洁器能从待清洁区域中的一点朝向指定墙壁行进；所述第二行进使得机器人清洁器能在第一行进后更远地离开所述指定墙壁；以及，所述第一行进路径和所述第二行进路径相互各自保持指定间距。

所述控制单元可进一步进行作为结束清洁行进方式的随机行进，以进行清洁。

根据一个或多个实施例的另一方面，提供至少一种用于存储计算机可读指令的计算机可读介质，以实施一个或多个实施例的方法。

附图说明

通过以下结合附图所做的说明，具体实施例的这些以及其他方面将变得更加清楚并更易于理解。

图1是根据实施例的机器人清洁器的俯视透视图；

图2是根据实施例的机器人清洁器的仰视透视图；

图3是根据实施例的机器人清洁器的控制方框图；

图4是示出根据实施例的机器人清洁器的基本之字形行进轨迹的视图；

图5是示出根据实施例的机器人清洁器的第一障碍物避开行进轨迹的视图；

图6是示出根据实施例的机器人清洁器的第二障碍物避开行进轨迹的视图；

图7是示出根据实施例的机器人清洁器的第三障碍物避开行进轨迹的视图；

图8是示出根据实施例的机器人清洁器的第四障碍物避开行进轨迹的视图；

图9是示出根据实施例的机器人清洁器的第五障碍物避开行进轨迹的视图；

图10是示出根据实施例的机器人清洁器的第六障碍物避开行进轨迹的视图；

图11是示出根据实施例的机器人清洁器的第七障碍物避开行进轨迹的视图；

图12是示出根据实施例的机器人清洁器的第一之字形行进方向改变轨迹的视图；

图13是示出根据实施例的机器人清洁器的第二之字形行进方向改变轨迹的视图；

图14是示出根据实施例的随机行进轨迹的视图；

图15是示出根据实施例的第一之字形行进轨迹的视图；

图16是示出根据实施例的第二之字形行进轨迹的视图；

图17是示出根据实施例的第三之字形行进轨迹的视图；以及

图18是示出根据实施例的全部清洁行进轨迹的视图。

具体实施方式

现将对实施例进行详细介绍，其实例已在附图中示出，其中相似的标号指示相似的部件。

图1是根据实施例的机器人清洁器的俯视透视图；图2是根据实施例的机器人清洁器的仰视透视图。

如图1和图2所示，根据实施例的机器人清洁器7包括：主体10，其构成机器人清洁器7外形；驱动装置20，其安装在主体10的下部，以驱动机器人清洁器7；刷装置30和40，以从机器人清洁器7行进于其上的地面上扫去或除去灰尘，以便完成清洁。

除驱动装置20和刷装置30和40之外，主体10上还安装着接触传感器和接近传感器以感应障碍物。例如，安装在主体10前部的缓冲器11可用来感应诸如墙壁等障碍物，安装在主体10底部的红外传感器(或超声波传感器)可用来感应诸如楼梯等障碍物。主体10上还可以安装着显示装置12，以告知使用者机器人清洁器7的状态或操作。

驱动装置20包括：一对安装在主体10中部两侧的驱动轮21和22，以调整机器人清洁器7的运动；安装在主体10前部的自由轮23，以根据机器人清洁器7移动于其上的地面的情况而改变转动角度。自由轮23支撑着机器人清洁器7，并被用来稳定机器人清洁器7的姿势或防止机器人清洁器7翻倒。自由轮23可包括一个滚轮或脚轮形状的轮子。

根据将在后面说明的控制单元110的命令，可向前或向后驱动驱动轮21和22，进而调整机器人清洁器7的运动。例如，向前或向后驱动驱动轮21和22这两者，从而向前或向后移动机器人清洁器7；进一步，向前驱动右驱动轮22而向后驱动左驱动轮21，进而使机器人清洁器7向左转动。另一方面，从机器人清洁器7的前部看去，向后驱动右驱动轮22而向前驱动左驱动轮21，从而向右转动机器人清洁器7。

刷装置30和40包括：主刷单元30，其从地面上扫去或除去灰尘；副刷单元40，其安装在主体10底部的前部两侧。

主刷单元30包括：以滚轮型相对于地面转动的鼓形转刷31(以下称为“主刷”)，以扫去或除去地面上的灰尘；以及用以转动主刷31的主刷电机33。

副刷单元40以指定间距安装在主体10底部的前部两侧。各副刷单元40包括相对于地面水平转动的转刷41(以下称为“副刷”)和用以转动副刷41的副刷电机43。

图3是根据实施例的机器人清洁器的控制方框图。机器人清洁器7包括：输入单元100、障碍物感应单元102、行进距离检测单元104、行进方向检测单元106、控制单元110、行进驱动单元112、清洁器械驱动单元114，以及存储单元116。

输入单元110包括多个设置在主体10上部或远程控制器(未示出)上的按钮，以接受使用者输入的行进或清洁命令。

障碍物感应单元102用于感应设置在机器人清洁器7行进的清洁区域内的诸如家具、办公设备、墙壁等障碍物。障碍物感应单元102在机器人清洁器7的行进路径上发出超声波并接受障碍物反射的超声波，进而感应是否出现障碍物以及障碍物的方向。其中，障碍物感应单元102可包括红外传感器，该红外传感器包括发射红外线的多个红外线发射元件，以及接受障碍物反射的红外线的多个红外线接收单元。

行进距离检测单元104用于检测机器人清洁器7的行进距离。行进距离检测单元104通过编码器测量驱动轮21和22的转动，进而检测机器人清洁器7的行进距离。

行进方向检测单元106用于检测机器人清洁器7的移动方向以及机器人清洁器7的转动角度。行进方向检测单元106可包括诸如陀螺仪传感器等转动角度传感器，以感应机器人清洁器7的转动角度。

控制单元110控制机器人清洁器7的总体操作。控制单元110控制机器人清洁器7，以当向机器人清洁器7输入清洁命令时，机器人清洁器7以之字形行进为基本清洁行进方式进行清洁，并以随机行进为结束清洁行进方式进行清洁，以清洁之字形行进时跳过的区域。

行进驱动单元112驱动安装在机器人清洁器7的主体10底部的驱动轮21和22，以根据控制单元110识别的位置数据或根据障碍物感应单元102感应的障碍物数据，在清洁区域自动行进时进行例如转动等方向改变，这样不会与墙壁或障碍物碰撞。

清洁装置驱动单元114，根据控制单元110的控制信号，驱动主刷电机33和副刷电机43，以从机器人清洁器7行进于其上的待清洁区域的地面上吸入诸如灰尘等杂质，以便完成清洁操作。

存储单元116根据机器人清洁器7的清洁指令，存储给定的行进模式和行进路径，以及机器人清洁器7行进过程中感应到的障碍物数据。

以下将详细说明上述机器人清洁器7以及控制其行进的方法。

根据实施例的机器人清洁器7以之字形行进方式和随机行进方式进行清洁。此外，如果在之字形行进期间感应到障碍物，机器人清洁器7则采用改进的之字形行进方式，以保持之字形行进模式。首先将说明机器人清洁器7的改进的之字形行进方式。

图4是示出根据实施例的机器人清洁器的基本之字形行进轨迹的视图。

在图4中，以行进1、行进2、行进3、行进1等的次序，实现机器人清洁器7的基本清洁行进过程。其中，在行进1中，在机器人清洁器7接受到清洁命令的时点，机器人清洁器7的前进方向被设定为清洁方向。机器人清洁器7沿清洁方向移动，直到机器人清洁器7感应到障碍物。在行进4中，当机器人清洁器7在行进2中感应到障碍物时，机器人清洁器7改变方向，进行障碍物跟随行进，直至到达与行进1的直线相距第一指定间隔的点。其中，第一指定间隔设定为处于从主刷单元宽度(最小值：Wmin+α1)到通过将主刷单元宽度和副刷单元宽度相加而得的宽度(最大值，Wmin+α2)的范围内。通过将障碍物跟随距离和转动角度的累积计算，而获得关于机器人清洁器7是否运动到与行进1的直线相距第一指定间隔的点的判断。在行进2中，机器人清洁器7在行进4之后沿与行进1相反的方向运动第三指定距离(Lmax)。其中，考虑房屋的普通房间尺寸计算，所述第三指定距离可设定为3m。但是，如果房间尺寸小或大，第三指定距离可设定为长度大于或小于3m。在行进3中，机器人清洁器7在行进2后改变方向，并移动直至与行进2的直线相距第二指定间隔的点。

在上述行进1、4、2、3之前，分别进行转动a、b、c、d。在转动a中，机器人清洁器7在第三行进后向左转动，直至机器人清洁器7的前进方向与清洁方向重合。在转动b中，机器人清洁器7向右转动，直到前障碍物传感器感应不到障碍物。此时，进行第四行进，即障碍物跟随行进。第四行进以这样的方式进行：如果进行转动b且左障碍物传感器感应不到障碍物，机器人清洁器7向左转动，直至左障碍物传感器感应到障碍物，然后向右转动，直至左障碍物传感器感应不到障碍物。在转动c中，机器人清洁器7在行进4后向右转动，直至机器人清洁器7的前进方向与清洁方向的相反方向重合。在转动d中，机器人清洁器7在行进2后向左转动，直至以清洁方向的相反方向为基准，机器人清洁器7的前进方向到达向左90°。

通过上述方法，尽管机器人清洁器7相对于墙壁以任意角度行进，机器人清洁器7可在与行进路径保持指定间隔的同时保持之字形行进模式。尽管图4示出的之字形行进方式中，机器人清洁器7在行进1后向右转动，以进行障碍物跟随行进，机器人清洁器7也可以沿相反方向进行之字形行进方式，以使得机器人清洁器7在行进1后向左转动以进行障碍物跟随行进。在此情况下，转动a、b、c和d被分别设定，以使得机器人清洁器7转向相反方向。

图5是示出根据实施例的机器人清洁器的第一障碍物避开行进轨迹的视图；

图5示出的情形中，尽管机器人清洁器7感应到障碍物，但障碍物足够小，允许机器人清洁器7在障碍物跟随行进之前回到行进的直线上。

在图5中，当机器人清洁器7在行进1期间感应到障碍物时，机器人清洁器7沿障碍物向左方向，进行障碍物跟随行进，当机器人清洁器7再次遇到行进1的路径，机器人清洁器7在该位置再次完成行进1。通过诸如陀螺仪传感器等转动角度传感器和解码器，实现关于机器人清洁器7在障碍物跟随行进期间是否遇到行进1的路径的判断。也就是说，采用解码器获得机器人清洁器7的障碍物跟随行进的距离，采用陀螺仪感应器获得机器人清洁器7前进方向的转动角度。当获得了障碍物跟随行进距离和转动角度后，可以很容易地计算出机器人清洁器7沿行进1方向的行进距离和机器人清洁器7与行进1的路径的间隔距离。具体地说，如果间隔距离为零，则可判断机器人清洁器7再次遇到行进1的路径。

原则上，当机器人清洁器在行进1中感应到障碍物，机器人清洁器7从行进1改变至行进4因而完成行进1，即障碍物跟随行进，直至机器人清洁器7遇到下一行进的直线，即行进2的路径。但是，如果存在如图5所示的障碍物，尽管机器人清洁器7继续障碍物跟随行进，机器人清洁器7不会遇到行进2的路径。因而，机器人清洁器7从行进1改变至作为障碍物跟随行进的行进1’，并且，如果判断机器人清洁器7遇到行进1的直线，则返其回到行进1，从而回到了之字形行进模式。其中，行进1’实质上与行进4相同，但区别于行进4以表示回到行进1的行进。

在行进4之后进行的行进2和行进3中，障碍物跟随行进以上述方式进行。但是，如果在第三行进和第四行进中感应到障碍物，则沿障碍物向左方向进行障碍物跟随行进。

尽管图5将各行进中的障碍物跟随行进限制为分别在障碍物左侧或右侧方向进行，但在所有行进中，障碍物跟随行进都可限制为沿障碍物向右或向左方向，或者限制为沿随机方向进行。

图6是示出根据实施例的机器人清洁器的第二障碍物避开行进轨迹的视图。

图6示出的情形中，如果机器人清洁器7在之字形行进中感应到障碍物，则进行障碍物跟随行进，然后遇到下一直线行进而不是障碍物跟随行进之前的行进路径，机器人清洁器7在此位置进行下一直线行进。如图6所示，如果机器人清洁器7在行进2中感应到障碍物，而进行障碍物跟随行进，机器人清洁器7可能遇到下一行进路径，即行进3，或者遇到下一个但为同一个的行进的路径，即行进1。然而，如果机器人清洁器7在行进3中感应到障碍物，而进行障碍物跟随行进，机器人清洁器7遇到下一行进，即行进1，的路径。

当机器人清洁器7在行进2中感应到障碍物时，进行转动d’并进行行进3’，即障碍物跟随行进，然后当机器人清洁器7遇到下一行进路径，即行进3时，机器人清洁器7在此位置进行行进3。在转动d’中，机器人清洁器7向左转，直至前障碍物传感器感应不到障碍物。在行进3’中，机器人清洁器7进行障碍物跟随行进，直至在转动d’后，到达与行进2的路径相距第二指定间隔的地点。其中，如果进行转动d’，且右障碍物传感器感应不到障碍物，通过机器人清洁器7向右重复转动直至右障碍物传感器感应到障碍物实现障碍物跟随行进，然后如果右障碍物传感器再次感应不到障碍物，则机器人清洁器7向左转动。如上所述，采用陀螺仪传感器和解码器实现关于机器人清洁器7是否遇到行进1的路径的判断。

当机器人清洁器7在行进2或行进3中感应到障碍物，机器人清洁器7进行转动d’和行进3’，即障碍物跟随行进；当机器人清洁器7在行进3’中遇到下一行进，即行进1的路径，则机器人清洁器7进行行进1。

图7是示出根据实施例的机器人清洁器的第三障碍物避开行进轨迹的视图；

图7示出的情形中，如果机器人清洁器7在行进2或行进3中感应到障碍物，并进行障碍物跟随行进，且机器人清洁器7的前进方向到达指定方向，机器人清洁器7判断机器人清洁器7的前进方向偏离了之字形行进方向，则停止障碍物跟随行进，而进行与行进3平行的新行进3。当机器人清洁器7在此位置没有遇到障碍物时进行。

如果机器人清洁器7在行进2中感应到障碍物，机器人清洁器7进行转动d’，然后进行障碍物跟随行进，即行进3’。此后，如果机器人清洁器7的前进方向在基于与清洁方向相反方向，即行进2的方向，所成的第一指定角度的范围内，在机器人清洁器7遇到行进3或行进1的路径前，机器人清洁器7进行与行进3平行的新行进3。当机器人清洁器7在此位置没有遇到障碍物时进行。

其中，第一指定角度可以是±90°内的任意角度。特别是，如果第一指定角度是如图7所示的+90°，则判断机器人清洁器7的行进方向偏离了之字形行进方向。进一步，当机器人清洁器7沿与图7所示方向相反的方向进行之字形行进，如果第一指定角度为-90°，则判断机器人清洁器7的行进方向偏离了之字形行进方向。

采用转动角度传感器来实现关于机器人清洁器7的前进方向是否在与清洁方向相反的方向所成的第一指定角度的范围内的判断。也就是说，在障碍物跟随行进中，通过采用转动角度传感器累计机器人清洁器7前进方向的转动角度，实现关于机器人清洁器7的前进方向是否在第一指定角度范围内的判断

以同样的方式，如果机器人清洁器7在行进3中感应到障碍物，机器人清洁器7进行转动d’，然后进行障碍物跟随行进，即行进3’。此后，如果机器人清洁器7的前进方向在与清洁方向相反的方向，即行进2的方向，所成的第一指定角度范围内，在机器人清洁器7遇到行进1的路径前，机器人清洁器7进行平行于行进3的新行进3，当机器人清洁器7在此位置没有遇到障碍物时进行。其中，第一指定角度可是±90°内的任意角度。

图8是示出根据实施例的机器人清洁器的第四障碍物避开行进轨迹的视图。

如图8所示，如果机器人清洁器7在行进1中感应到障碍物，机器人清洁器7进行转动d’，然后进行障碍物跟随行进，即行进1’。此后，如果机器人清洁器7的前进方向在与清洁方向，即行进1的方向，所成的第二指定角度范围内，在机器人清洁器7遇到障碍物跟随行进前的行进1的路径前或障碍物跟随行进后的行进2的路径前，机器人清洁器7进行平行于行进1的新行进1，当机器人清洁器7在此位置没有遇到障碍物时进行。

其中，第二指定角度可以是±90°内的任意角度。特别是，如果第二指定角度是如图8所示的-90°，则判断机器人清洁器7的行进方向偏离了之字形行进方向。进一步，当机器人清洁器7沿与图8所示方向相反的方向进行之字形行进，如果第二指定角度为+90°，则判断机器人清洁器7的行进方向偏离了之字形行进方向。

图9是示出根据实施例的机器人清洁器的第五障碍物避开行进轨迹的视图；

在图9所示情形中，如果机器人清洁器7在行进2或行进3中感应到障碍物，并进行障碍物跟随行进，如果机器人清洁器7的前进方向到达指定方向，则判断机器人清洁器7偏离了之字形行进模式，机器人清洁器7的前进方向被改变为相反方向，然后进行机器人清洁器7的障碍物跟随行进。

也就是说，如果机器人清洁器7在行进2或行进3中感应到障碍物，机器人清洁器7进行转动d’，然后进行障碍物跟随行进，即行进3’。此后，如果机器人清洁器7的前进方向在以清洁方向，即行进1的方向，为基准的第二指定角度范围内，则机器人清洁器在此位置设定虚拟的第一行进的路径，改变其方向至相反方向，然后进行障碍物跟随行进。此后，如果机器人清洁器7与虚拟行进1的路径间隔第一指定间距，则机器人清洁器7进行下一行进，即行进2。其中，虚拟行进1的路径可以通过上述方法设定，或者可以设定在介于障碍物跟随行进开始的那一点和机器人清洁器7的方向改变至相反方向且沿相反方向的障碍物跟随行进开始的那一点之间的一点。图9显示：虚拟行进1的路径设定在机器人清洁器7的方向开始转变至相反方向的那一点。

通过采用诸如陀螺仪传感器等转动角度传感器，累计机器人清洁器7在障碍物跟随行进前，从行进2或行进3的转动角度，实现关于机器人清洁器7的前进方向是否在与清洁方向所成的第二指定角度范围内的判断。

其中，第二指定角度可以是±90°内的任意角度。特别是，如果第二指定角度是如图9所示的-90°，则判断机器人清洁器7的行进方向偏离了之字形行进方向。此外，当机器人清洁器7沿与图9所示方向相反的方向进行之字形行进，如果第二指定角度为+90°，则判断机器人清洁器7的行进方向偏离了之字形行进方向。

图10是示出根据实施例的机器人清洁器的第六障碍物避开行进轨迹的视图；

在图10所示情形中，如果机器人清洁器7在行进2或行进3中感应到障碍物，并进行障碍物跟随行进，当判断机器人清洁器7的障碍物跟随行进距离过分长时，则机器人清洁器7的方向改变为相反方向，然后进行机器人清洁器7的障碍物跟随行进。

也就是说，如果机器人清洁器7在行进2或行进3中感应到障碍物，机器人清洁器7进行转动d’，然后进行障碍物跟随行进，即行进3’。此时，如果障碍物跟随行进距离达到第四指定距离，则机器人清洁器7在此位置设定虚拟行进1的路径，改变其路径至相反方向，然后进行障碍物跟随行进，即行进3’。此后，如果机器人清洁器7与虚拟行进1的路径间隔第一指定间距，则机器人清洁器7进行下一行进，即行进2。其中，行进1的虚拟路径可以通过上述方法设定，或者可以设定在介于障碍物跟随行进开始的点和机器人清洁器7的方向改变至相反方向且沿相反方向的障碍物跟随行进开始的点之间的一点。图10显示：虚拟行进1的路径设定在机器人清洁器7的方向开始转变至相反方向的点。

采用解码器实现障碍物跟随行进距离的测量，如上所述，采用陀螺仪传感器和解码器实现关于机器人清洁器7是否与虚拟行进1的路径间隔第一指定间距的判断。其中，第四指定距离可设定为任意值，通常是第一指定间距或第二指定间距的两倍。

图11是示出根据实施例的机器人清洁器的第七障碍物避开行进轨迹的视图。

在图11所示情形中，如果机器人清洁器7在行进2或行进3中感应到障碍物，并进行障碍物跟随行进，当判断机器人清洁器7的障碍物跟随行进距离过于长，因而机器人清洁器7在进行障碍物跟随行进前遇到行进路径，则机器人清洁器7的方向改变为相反方向，然后进行机器人清洁器7的障碍物跟随行进。

也就是说，如果机器人清洁器7在行进2或行进3中感应到障碍物，机器人清洁器7进行转动d’，然后进行障碍物跟随行进，即行进3’。此时，如果机器人清洁器7在进行障碍物跟随行进前遇到行进2的路径，则机器人清洁器7改变其方向至相反的方向，然后进行障碍物跟随行进，即行进3’。此后，如果机器人清洁器7与行进3’前的行进2的路径间隔第一指定间距，则机器人清洁器7进行下一行进，即行进2。尽管图11示出了机器人清洁器7在障碍物跟随行进前遇到行进2的路径，如果机器人清洁器7在障碍物跟随行进前，遇到虚拟行进1或行进2的路径，机器人清洁器7可改变方向至相反方向，然后进行障碍物跟随行进。其中，通过确定机器人清洁器7与行进2的间隔距离是否达到零，实现关于机器人清洁器7在障碍物跟随行进前是否遇到行进2的路径的判断。

图12是示出根据实施例的机器人清洁器的第一之字形行进方向改变轨迹的视图。

如图12所示，如果机器人清洁器7在之字形行进期间遇到障碍物，因而进行障碍物跟随行进，则判断机器人清洁器7在障碍物跟随行进期间进入与障碍物跟随行进前的之字形行进路径相反的区域，且机器人清洁器7与障碍物跟随行进前的之字形行进路径间隔指定间距，或者机器人清洁器7的前进方向到达指定方向，则机器人清洁器7沿相反方向进行之字形行进。其中，如果机器人清洁器7与之字形行进路径的间隔距离为零，且机器人清洁器7的前进方向到达与障碍物跟随行进前的之字形行进方向所成的指定角度范围内，则判断机器人清洁器7进入与障碍物跟随行进前的之字形行进路径相反的区域。这点将在下面结合附图12进行详细说明。

在图12中，用黑圈表示机器人清洁器7遇到虚拟行进1的路径的点，所述虚拟行进1平行于与行进4前的行进相对应的行进1，而不是行进4中的下一行进。当机器人清洁器7遇到该点，机器人清洁器7回到行进1。但是，由于障碍物的方向，机器人清洁器7可不回到与障碍物跟随行进前的方向同向的行进1。也就是说，如果感应到机器人清洁器7的前进方向是障碍物跟随行进前的行进1的相反方向的右侧，则判断机器人清洁器7进入与之字形行进路径相反的区域。此时，如果之字形行进的方向改变，而行进4后的行进2沿与行进1的方向相同的方向进行，机器人清洁器7则可能会被障碍物阻挡。

因而，如果机器人清洁器7与障碍物跟随行进前的行进1的路径间隔指定间距，或者如果机器人清洁器7的前进方向到达指定方向，在沿与行进1的方向相同的方向进行行进2的同时，机器人清洁器7沿相反方向进行之字形行进。图12显示：机器人清洁器7进行障碍物跟随行进，直至机器人清洁器7移动至与朝向相反区域的行进1的路径间隔第一指定间距，然后沿相反方向进行行进2。

其中，如上所述，通过采用陀螺仪传感器和解码器获得障碍物跟随行进距离和转动角度，容易地实现关于机器人清洁器7是否再次遇到行进1的路径的判断。也就是说，通过搜索机器人清洁器7与行进1的路径的间隔距离达到零的点，容易地实现关于机器人清洁器7是否再次遇到行进1的路径的判断。此外，通过累计障碍物跟随行进期间机器人清洁器7的转动角度，实现关于机器人清洁器7的前进方向是否与指定方向重合的判断。

图13是示出根据实施例的机器人清洁器的第二之字形行进方向改变轨迹的视图。

图13所示的第二之字形行进方向改变轨迹与图12中的轨迹相同之处在于：判断机器人清洁器7进入与之字形行进方向相反的区域；与图12中的轨迹不同之处在于：是根据机器人清洁器7的前进方向，而不是机器人清洁器7与行进1的路径的间隔距离来确定在相反方向进行之字形行进的时点。

也就是说，如果机器人清洁器7进入与障碍物跟随行进，即行进4期间之字形行进方向相反的区域，且机器人清洁器7的前进方向处于以清洁方向，即障碍物跟随行进前的行进1的方向，为基准的第二指定角度范围内，则判断存在不沿与清洁方向相反的方向进行行进2的很大可能，从而在沿清洁方向进行第二行进的条件下进行之字形行进。

其中，第二指定角度可以是±90°内的任意角度。特别是，如果第二指定角度是如图13所示的-90°，则判断机器人清洁器7的行进方向偏离了之字形行进方向。此外，当机器人清洁器7沿与图13所示方向相反的方向进行之字形行进，如果第二指定角度为+90°，则判断机器人清洁器7的行进方向偏离了之字形行进方向。

图14是示出根据实施例的随机行进轨迹的视图。

在图14中，通过重复行进R和转动rL或转动rR，进行随机行进。在行进R中，机器人清洁器7在保持当前方向的同时直线行进。在行进R时，当左障碍物首先被感应到，机器人清洁器7进行转动rR，或者当右侧障碍物首先被感应到，机器人清洁器7进行转动rL。在转动rR中，机器人清洁器7向右转动，直至不再感应到左障碍物，然后并不停止而是再额外向右转动0～120°之间的随机角度。另外，在转动rL中，机器人清洁器7向左转动，直至不再感应到右障碍物，然后并不停止而是额外再向左转动0～120°之间的任意角度。

图15是示出根据实施例的第一之字形行进轨迹的视图。

图16是示出根据实施例的第二之字形行进轨迹的视图。

图17是示出根据实施例的第三之字形行进轨迹的视图。

请参见图15至图17，当机器人清洁器7在之字形行进中满足如图12和图13所示的指定要求，机器人清洁器7改变之字形行进的方向。尽管这点将在后面说明，如果之字形行进的方向改变的次数超过指定次数，则判断到达结束之字形行进的时间。考虑普通房屋的房间尺寸，所述指定次数可设定为三次，但也可根据房间尺寸而改变。如图15到图17所示，当之字形行进的方向改变三次，则判断到达结束之字形行进的时间，如图18所示，之字形行进被改变为随机行进。

图18是示出根据实施例的总体清洁行进轨迹的视图。

在图18中，机器人清洁器7通过之字形行进进行清洁，然后通过随机行进进行清洁。通过结束清洁行进方式，在之字形行进期间跳过的区域，进行随机行进。其中，结束清洁行进方式是指通过随机行进方式行进，来清洁之字形行进期间跳过区域的方式。尽管可在之字形行进前进行随机行进，机器人清洁器7可首先通过之字形行进进行清洁，然后通过随机行进来进行清洁。下面将说明判断之字形行进时间和随机行进时间，以及判断之字形行进和随机行进是否结束的方法。

如果之字形行进方向改变的次数超过指定次数，机器人清洁器7判断到达结束之字形行进的时间。进一步，如果之字形行进的时间超过指定时间，机器人清洁器7可判断到了结束之字形行进的时间。考虑普通房屋的房间尺寸，所述指定次数可设定为三次，但当房间尺寸大或者小，所述指定次数则可设定为小于或大于三次的值。进一步，考虑普通房屋的房间尺寸，所述指定时间可设定为20分钟，但当房间尺寸大或者小，所述指定时间则可设定为短于或长于20分钟的值。

如果根据与随机行进的平均直线行进距离成比例而确定的指定时间过去了，则机器人清洁器7判断到达结束随机行进的时间。由于随机行进的平均直线行进距离与房间尺寸成比例，当随机行进的平均直线行进距离短时，则进行短时间的随机行进；当随机行进的平均直线行进距离长时，则进行长时间的随机行进。该平均直线行进距离与图12中的行进R的行进距离的平均值相对应。考虑普通房屋的房间尺寸，随机行进可进行5分钟(最小值)到20分钟(最大值)。然而，随机行进的时间可以基于房间尺寸的考虑而增加或减少。另外，如果随机行进方向改变的次数超过指定次数，或随机行进的时间超过指定时间，机器人清洁器7可判断到达结束随机行进的时间。

通过上述构型，即使机器人清洁器7以任何角度碰撞到墙壁，机器人清洁器7都能保持之字形行进模式同时保持与碰撞墙壁的行进路径有指定间距，且采用改进的之字形行进模式，使得即使机器人清洁器7遇到障碍物，机器人清洁器7也能保持之字形行进模式。此外，机器人清洁器7在之字形行进后通过随机行进进行清洁，因而能使清洁覆盖最大化。

除上述实施例之外，通过执行在诸如计算机可读介质/媒介等介质/媒介中/上的计算机可读代码/指令，来控制机器人清洁器，也可实现实施例。介质/媒介与任意的存储计算机可读代码/指令的介质/媒介相对应。介质/媒介还可以包括单独的计算机可读代码/指令、数据文件、数据结构，以及类似物或者其结合。代码/指令的实例包括诸如编译器生成的机器代码，以及包含由计算机装置以及使用解码器的类似设备所执行的高等代码的文件这两者。此外，代码/指令可包括函数程序和代码段。

计算机可读代码/指令可以以各种形式记录在介质/媒介中，所述媒介的实例包括：磁存储媒介(例如软盘、硬盘、磁带等)、光媒介(例如CD-ROM、DVD等)、光磁媒介(例如可光读软盘)、硬件存储设备(例如只读记忆媒介、随机存取记忆媒介、闪存等)、以及其他存储媒介；其包括计算机可读代码/指令、数据文件、数据结构等。所述媒介可以存储在分布式网络中，以使得所述计算机可读代码/指令以分布方式存储和执行。可由一个或多个处理器或控制器执行所述计算机可读代码/指令。还可在至少一个专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)执行或实现(embody)所述计算机可读代码/指令。

尽管示出且说明了一些实施例，但将能理解的是；在不偏离上述公开内容的原则和精神的情况下，本领域技术人员可以对所示出并说明的实施例进行改变，上述公开内容的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (15)

1.一种机器人清洁器的控制方法，包括：

进行之字形行进，所述之字形行进包括第一行进和第二行进；所述第一行进使机器人清洁器能够从待清洁区域中的一点朝向指定墙壁前进；所述第二行进使机器人清洁器能够在所述第一行进后更远离所述指定墙壁；重复所述第一行进和所述第二行进；其中，

所述第一行进的路径和所述第二行进的路径分别相互保持指定间距。

2.如权利要求1所述的控制方法，其中，所述保持所述第一行进的路径和所述第二行进的路径之间的指定间距包括：

所述第二行进的路径与所述第一行进的路径保持第一指定间距；以及

所述第一行进的路径与所述第二行进的路径保持第二指定间距。

3.如权利要求2所述的控制方法，其中，进行所述第二行进，直至所述第二行进的路径的距离达到第三指定距离。

4.如权利要求3所述的控制方法，其中，所述之字形行进还包括第三行进，以使机器人清洁器能够在所述第二行进后改变方向，然后行进直到机器人清洁器与所述第二行进的路径间隔所述第二指定间距。

5.如权利要求4所述的控制方法，其中，通过以下过程进行所述之字形行进：

如果机器人清洁器在之字形行进期间遇到障碍物，则沿所述障碍物的边行进；

获得机器人清洁器与之字形行进的路径的间隔距离；以及

如果所述间隔距离达到零，则使机器人清洁器在与沿所述障碍物的边行进前的之字形行进路径相平行的方向行进。

6.如权利要求4所述的控制方法，其中，通过以下过程进行所述之字形行进：

如果机器人清洁器在所述第一行进期间遇到障碍物，则沿所述障碍物的边行进；

获得机器人清洁器与所述第一行进的路径的间隔距离；

如果所述间隔距离达到所述第一指定间距，则进行所述第二行进。

7.如权利要求4所述的控制方法，其中，通过以下过程进行所述之字形行进：

如果机器人清洁器在所述第二行进期间遇到障碍物，则沿所述障碍物的边行进；

获得机器人清洁器与所述第二行进的路径的间隔距离；

如果所述间隔距离达到所述第二指定间距，则进行所述第一行进。

8.如权利要求4所述的控制方法，其中，通过以下过程进行所述之字形行进：

如果机器人清洁器在所述第二行进期间遇到障碍物，则沿所述障碍物的边行进；以及

如果所述第二行进的距离和所述机器人清洁器在沿所述障碍物的边行进期间在所述第二行进方向行进的距离的总和达到所述第三指定距离，则进行所述第三行进。

9.如权利要求4所述的控制方法，其中，通过以下过程进行所述之字形行进：

如果机器人清洁器在所述第三行进期间遇到障碍物，则沿所述障碍物的边行进；以及

如果所述第三行进的距离和所述机器人清洁器在沿所述障碍物的边行进期间在所述第三行进方向行进的距离的总和达到所述第二指定间距，则进行所述第一行进。

10.如权利要求4所述的控制方法，其中，通过以下过程进行所述之字形行进：

如果机器人清洁器在所述第二行进期间遇到障碍物，则沿所述障碍物的边行进；以及

如果所述机器人清洁器的前进方向处于以所述第二行进方向为基准的指定角度范围内，则所述机器人清洁器在当前位置处进行所述第三行进。

11.如权利要求4所述的控制方法，其中，通过以下过程进行所述之字形行进：

如果机器人清洁器在所述第三行进期间遇到障碍物，则沿所述障碍物的边行进；以及

如果所述机器人清洁器的前进方向处于以所述第三行进方向为基准的指定角度范围内，则所述机器人清洁器在当前位置处进行所述第三行进。

12.如权利要求4所述的控制方法，其中，通过以下过程进行所述之字形行进：

如果机器人清洁器在所述第一行进期间遇到障碍物，则沿所述障碍物的边行进；以及

如果所述机器人清洁器的前进方向处于以所述第一行进方向为基准的指定角度范围内，则所述机器人清洁器在当前位置处进行所述第一行进。

13.如权利要求4所述的控制方法，其中，通过以下过程进行所述之字形行进：

如果机器人清洁器在所述第二行进或所述第三行进期间遇到障碍物，则沿所述障碍物的边行进；以及

如果所述机器人清洁器的前进方向处于以所述第二行进和所述第三行进的方向为基准的指定角度范围内，或如果沿所述障碍物的边所行进的距离大于第四指定距离，则改变所述机器人清洁器的方向，然后沿改变后的方向沿所述障碍物的边行进。

14.如权利要求4所述的控制方法，其中，通过以下过程进行所述之字形行进：

如果机器人清洁器在所述之字形行进期间遇到障碍物，则沿所述障碍物的边行进；

在沿所述障碍物的边行进期间，基于沿所述障碍物的边行进前的所述之字形行进的路径，判断所述机器人清洁器是否进入与所述之字形行进方向相反的区域；以及

如果所述机器人清洁器与沿所述障碍物的边行进前的所述之字形行进的路径间隔指定间距，或者所述机器人清洁器的前进方向达到指定方向，则改变所述机器人清洁器的方向至相反方向，然后沿所述相反方向进行之字形行进。

15.一种机器人清洁器，包括：

主体，其构成所述机器人清洁器的外形；

驱动轮，其安装在所述主体上；以及

控制单元，用以控制所述驱动轮，以使所述主体能够直线运动或转动，其中，

所述控制单元通过重复第一行进和第二行进而进行之字形行进；所述第一行进使机器人清洁器能够从待清洁区域中的一点朝向指定墙壁前进；所述第二行进使得机器人清洁器在第一行进后更远离所述指定墙壁；以及，

所述第一行进的路径和所述第二行进的路径分别相互保持指定间距。

Images