CN105919517B - 自动清扫机器人装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动清扫机器人装置，包括：机器人壳体、安装在所述机器人壳体上的云台、布置在所述机器人壳体内部底部的清扫机构和移动驱动结构、以及安装在所述云台上或者所述机器人壳体内的计算处理及控制装置；其中，所述云台在计算处理及控制装置的控制下相对于所述机器人壳体的安装位置左右转动以及俯仰旋转，移动驱动结构在计算处理及控制装置的控制下带动整个自动清扫机器人装置在地面上行进；其中，所述云台外壳具有第一开口和第二开口；而且，所述云台内固定安装有深度信息感知传感器；并且，所述深度信息感知传感器通过所述第一开口和/或第二开口感测环境信息。

Description

自动清扫机器人装置
技术领域
本发明涉及移动机器人领域，具体涉及一种自动清扫机器人装置。
背景技术
清扫机器人是当今服务机器人领域一个热门的研究方向。吸尘机器人将移动机器人技术和吸尘器技术有机地融合起来，实现室内环境(地面)的半自动或全自动清洁，替代传统繁重的人工清洁工作，近年来已受到国内外的研究人员重视。
作为智能移动机器人的一个特殊应用，从技术方面讲，智能化自主式吸尘器比较具体地体现了移动机器人的多项关键技术，具有较强的代表性。从市场前景角度讲，自主吸尘器将大大降低劳动强度、提高劳动效率，适用于家庭和公共场馆等各类场地。
但是，现有技术的清扫机器人在执行清扫操作的过程中，对于复杂的路面状态，往往无法进行有效路径选择。甚至，有时候在遇到家具繁多的房屋空间的情况下，会出现清扫机器人被困在某片区域或者某个角落而无法自动解脱出来的情况。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种在家具繁多的房屋空间内也能避开障碍并有效规划清扫路径的自动清扫机器人装置。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种在家具繁多的房屋空间内也能避开障碍并有效规划清扫路径的自动清扫机器人装置。
为实现上述目的，本发明提供了一种自动清扫机器人装置，包括：机器人壳体、安装在所述机器人壳体上的云台、布置在所述机器人壳体内部底部的清扫机构和移动驱动结构、以及安装在所述云台上或者所述机器人壳体内的计算处理及控制装置；其中，所述云台在计算处理及控制装置的控制下相对于所述机器人壳体的安装位置左右转动以及俯仰旋转，移动驱动结构在计算处理及控制装置的控制下带动整个自动清扫机器人装置在地面上行进；其中，所述云台外壳具有第一开口和第二开口；而且，所述云台内固定安装有深度信息感知传感器；并且，所述深度信息感知传感器通过所述第一开口和/或第二开口感测环境信息。
优选地，在自动清扫机器人装置启动时，所述计算处理及控制装置控制所述云台左右转动以及俯仰旋转的同时启动深度信息感知传感器来感测环境信息，并且接收感知传感器感测到的环境信息；而且，所述计算处理及控制装置结合所述云台左右转动的角度、俯仰旋转的角度、以及实时接收到的环境信息来绘制周围环境三维地图，而且基于周围环境三维地图来规划清扫路径，并且按照清扫路径启动移动驱动结构并控制移动驱动结构的移动线路。
优选地，在每次自动清扫机器人装置执行完当前清扫路径之后，所述计算处理及控制装置使得移动驱动结构暂定，并且再次控制所述云台左右转动以及俯仰旋转的同时启动深度信息感知传感器来感测环境信息，并且接收感知传感器感测到的环境信息；而且，所述计算处理及控制装置结合所述云台左右转动的角度、俯仰旋转的角度、以及实时接收到的环境信息来绘制周围环境三维地图，而且基于周围环境三维地图来规划新清扫路径，并且按照新清扫路径启动移动驱动结构并控制移动驱动结构的移动线路。
优选地，所述计算处理及控制装置控制清扫机构来执行地面清扫操作。
优选地，所述深度信息感知传感器包括红外飞行时间传感器、激光飞行时间传感器、RGB-D摄像机和单目结构光摄像机。
优选地，所述机器人壳体是可打开结构。
根据本发明的自动清扫机器人装置通过云台实现水平旋转和俯仰旋转扫描，扩大感知范围；并且根据云台姿态反馈，绘出周围环境三维地图；通过云台系统感知周围环境，实现室内定位避障，规划清扫路径，优化清扫遍历率。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是根据本发明优选实施例的自动清扫机器人装置的外形结构立体示意图。
图2是根据本发明优选实施例的自动清扫机器人装置的内部结构简化平面示意图。
图3是根据本发明优选实施例的自动清扫机器人装置的功能框图。
需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。
具体实施方式
图1是根据本发明优选实施例的自动清扫机器人装置的外形结构立体示意图，图2是根据本发明优选实施例的自动清扫机器人装置的内部结构简化平面示意图，图3是根据本发明优选实施例的自动清扫机器人装置的功能框图。
如图1、图2和图3所示，根据本发明优选实施例的自动清扫机器人装置包括：机器人壳体100、安装在所述机器人壳体100上的云台200、布置在所述机器人壳体100内部底部的清扫机构300和移动驱动结构400、以及安装在所述云台200上或者所述机器人壳体100内的计算处理及控制装置500。
其中，所述云台200能够在计算处理及控制装置500的控制下相对于所述机器人壳体100的安装位置左右转动以及俯仰旋转。
移动驱动结构400用于在计算处理及控制装置500的控制下带动整个自动清扫机器人装置在地面上行进。
其中，所述云台200外壳具有第一开口21和第二开口22；而且，所述云台200内固定安装有深度信息感知传感器600；并且，所述深度信息感知传感器通过所述第一开口21和/或第二开口22感测环境信息。
在自动清扫机器人装置启动时，所述计算处理及控制装置500控制所述云台200左右转动以及俯仰旋转的同时启动深度信息感知传感器600来感测环境信息，并且接收感知传感器600感测到的环境信息；而且，所述计算处理及控制装置500结合所述云台200左右转动的角度、俯仰旋转的角度、以及实时接收到的环境信息来绘制周围环境三维地图，而且基于周围环境三维地图来规划清扫路径，并且按照清扫路径启动移动驱动结构400并控制移动驱动结构400的移动线路。
优选地，在每次自动清扫机器人装置执行完当前清扫路径之后，所述计算处理及控制装置500使得移动驱动结构400暂定，并且再次控制所述云台200左右转动以及俯仰旋转的同时启动深度信息感知传感器600来感测环境信息，并且接收感知传感器600感测到的环境信息；而且，所述计算处理及控制装置500结合所述云台200左右转动的角度、俯仰旋转的角度、以及实时接收到的环境信息来绘制周围环境三维地图，而且基于周围环境三维地图来规划新清扫路径，并且按照新清扫路径启动移动驱动结构400并控制移动驱动结构400的移动线路。
此外，所述计算处理及控制装置500控制清扫机构300来执行地面清扫操作。
例如，所述深度信息感知传感器包括红外/激光飞行时间(Time of Flight,TOF)传感器、RGB-D摄像机、单目结构光摄像机等。
优选地，所述机器人壳体100是可打开结构，从而可以有利于对清扫机构进行清洗或者更换。
总之，根据本发明优选实施例的自动清扫机器人装置通过云台实现水平旋转和俯仰旋转扫描，扩大感知范围；并且根据云台姿态反馈，绘出周围环境三维地图。通过云台系统感知周围环境，实现室内定位避障，规划清扫路径，优化清扫遍历率。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种自动清扫机器人装置，其特征在于包括：机器人壳体、安装在所述机器人壳体上的云台、布置在所述机器人壳体内部底部的清扫机构和移动驱动结构、以及安装在所述云台上或者所述机器人壳体内的计算处理及控制装置；其中，所述云台在计算处理及控制装置的控制下相对于所述机器人壳体的安装位置左右转动以及俯仰旋转，移动驱动结构在计算处理及控制装置的控制下带动整个自动清扫机器人装置在地面上行进；其中，所述云台外壳具有第一开口和第二开口；而且，所述云台内固定安装有深度信息感知传感器；所述深度信息感知传感器包括红外飞行时间传感器、激光飞行时间传感器、RGB-D摄像机和单目结构光摄像机；并且，所述深度信息感知传感器通过所述第一开口和/或第二开口感测环境信息；在自动清扫机器人装置启动时，所述计算处理及控制装置控制所述云台左右转动以及俯仰旋转的同时启动深度信息感知传感器来感测环境信息，并且接收感知传感器感测到的环境信息；而且，所述计算处理及控制装置结合所述云台左右转动的角度、俯仰旋转的角度、以及实时接收到的环境信息来绘制周围环境三维地图，而且基于周围环境三维地图来规划清扫路径，并且按照清扫路径启动移动驱动结构并控制移动驱动结构的移动线路。
2.如权利要求1所述的自动清扫机器人装置，其特征在于，在每次自动清扫机器人装置执行完当前清扫路径之后，所述计算处理及控制装置使得移动驱动结构暂定，并且再次控制所述云台左右转动以及俯仰旋转的同时启动深度信息感知传感器来感测环境信息，并且接收感知传感器感测到的环境信息；而且，所述计算处理及控制装置结合所述云台左右转动的角度、俯仰旋转的角度、以及实时接收到的环境信息来绘制周围环境三维地图，而且基于周围环境三维地图来规划新清扫路径，并且按照新清扫路径启动移动驱动结构并控制移动驱动结构的移动线路。
3.如权利要求1至2之一所述的自动清扫机器人装置，其特征在于，所述计算处理及控制装置控制清扫机构来执行地面清扫操作。
4.如权利要求1至2之一所述的自动清扫机器人装置，其特征在于，所述机器人壳体是可打开结构。
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