CN107291084A - 扫地机器人充电系统、扫地机器人和充电座 - Google Patents

Abstract

本发明提供了扫地机器人充电系统、机器人和充电座，其中充电系统包括：机器人和充电座；机器人用于在需要进行充电时首先获取室内地图，并将室内地图以无线通信的方式发送至充电座；充电座用于接收所述室内地图，并根据室内地图确定某一无障碍地带作为充电位置，并移动至该充电位置处；充电座还用于到达充电位置后发送信号至机器人，以使机器人接收到该信号后移动至充电位置处进行充电；进而避免了现有技术中，充电座处于有障碍地带时充电机器人在移动过程中会受到撞击情况的发生。

Description

扫地机器人充电系统、扫地机器人和充电座

技术领域

本发明涉及定位充电技术领域，具体而言，涉及一种扫地机器人充电系统、扫地机器人和充电座。

背景技术

目前，扫地机器人已经被越来越多的家庭所使用，现有技术中的扫地机器人在需要进行充电时，一般都是由人工进行移动充电座进行插电；即便是有自主充电，其实现的方式大部分都是通过充电座发射一定区域的红外信号，机器人运动过程中进入该红外区域以后，通过接收红外信号，不断调节运动方向，直至与充电座上的金属电极片接触，进而进行充电，此方法中，充电插座是固定的，使用者在放置充电插座时，需要保证充电插座是处于空旷的环境中，否则当充电插座附近设有障碍物时，机器人移动过程中则会发生碰撞或者因接收不到信号而无法寻找到充电插座等问题，进而会影响机器人的充电。

发明内容

本发明的目的在于提供扫地机器人充电系统、扫地机器人和充电座，以避免机器人在移动至充电座处过程中受到碰撞。

第一方面，本发明实施例提供了一种扫地机器人充电系统，包括：机器人和充电座；

所述机器人用于在需要进行充电时首先获取室内地图，并将所述室内地图以无线通信的方式发送至充电座；

所述充电座用于接收所述室内地图，并根据所述室内地图确定某一无障碍地带作为充电位置，并移动至该充电位置处；所述充电座还用于到达所述充电位置后发送信号至所述机器人，以使所述机器人接收到该信号后移动至充电位置处进行充电。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中：

所述室内地图包括室内图像，所述机器人通过以下方式获取室内地图：

采集室内的图像数据；

对所述室内的图像数据中所包含的充电座和障碍物进行识别和标记，得到标记后的图像。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中：

所述机器人还用于通过蓝牙传输的方式将所述室内地图发送至充电座。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施里提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中：

所述充电座通过以下方式确定充电位置：

所述充电座接收所述标记后的室内图像；

所述充电座对所述标记后的图像进行网格划分，得到多个网格交叉点；

计算每个网格交叉点与每个障碍物之间的距离值，并筛选出该网格划分交点的与每个障碍物之间的距离值中的最小距离值；

筛选出所有网格交叉点的最小距离值中的最大值，将该最大值所对应的网格交叉点的位置作为充电位置。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中：所述充电座还用于：

计算所述充电位置相对于充电座的当前位置的角度和直线距离值；

根据所述角度和直线距离控制所述充电座移动至所述充电位置。

第二方面，本发明实施例还提供了一种扫地机器人，包括：室内地图采集部件和第一无线通信部件；

所述室内地图采集部件，用于在进行充电前采集室内地图；

所述第一无线通信部件，用于将所述室内地图以无线通信的方式发送至充电座端。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中：

所述室内地图包括室内图像，所述室内地图采集部件包括图像采集元件，所述图像采集元件设置于室内墙壁或者天花板上，所述图像采集元件用于：

采集室内的图像数据；

对所述室内的图像数据中所包含的充电座和障碍物进行识别和标记，得到标记后的图像。

第三方面，本发明实施里提供了一种充电座，包括：第二无线通信部件、移动部件和信号发送部件；

所述第二无线通信部件，用于接收扫地机器人发送的室内地图并根据所述室内地图确定充电位置；

所述移动部件，用于使所述充电座移动至充电位置；

所述信号发送部件，用于所述充电座还用于达到所述充电位置后发送信号至所述机器人端，以使所述机器人移动至充电位置处进行充电。

结合第三方面，本发明实施里提供了第三方面的第一种可能的实施方式，其中：

所述第二无线通信部件，具体用于：

接收所述标记后的室内图像；

对所述标记后的室内图像进行网格划分，得到多个网格交叉点；

计算每个网格交叉点与每个障碍物的距离值，并筛选出该网格划分交点的与每个障碍物之间的距离值中的最小距离值；

筛选出每个网格交叉点的最小距离值中的最大值，将该最大值所对应的网格交叉点作为充电位置。

结合第三方面的第一种可能的实施方式，本发明实施里提供了第三方面的第二种可能的实施方式，其中：

所述移动部件，具体用于：

计算所述充电位置相对于充电座的当前位置的角度和直线距离值；

根据所述角度和直线距离控制所述充电座移动至所述充电位置。

本发明实施例提供的一种扫地机器人充电系统、扫地机器人和充电座，该充电系统中的扫地机器人可以在需要进行充电时首先获取其所处房间的室内地图，并将该室内地图发送至充电座，进而充电座根据该室内地图确定充电位置，并移动至该充电位置，该充电位置位于空旷的地方，即无障碍地带，进而使充电座可以自主移动至该无障碍地带，接下来进行发送信号至扫地机器人，扫地机器人接收到该信号以后移动至充电座处进行充电；进而避免了现有技术中，充电座处于有障碍地带时充电机器人在移动过程中会受到撞击情况的发生。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的一种扫地机器人充电系统的结构示意图；

图2示出了本发明实施例所提供的一种扫地机器人充电系统中充电座确定充电位置的流程示意图；

图3示出了本发明实施例所提供的一种扫地机器人的结构示意图；

图4示出了本发明实施例所提供的一种充电座的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

相关技术中，自主充电的扫地机器人在需要进行充电时，都是自主移动至充电座处，但是当充电座处于有障碍物包围的地带时，扫地机器人在移动过程中可能会有碰撞障碍物的情况发生；基于此本发明实施例提供了一种扫地充电系统、扫地机器人和充电座。

实施例一

参照图1所示，本发明实施例提供了一种扫地机器人充电系统，该系统包括：机器人10和充电座11；

机器人10，用于在需要进行充电时首先获取室内地图，并将该室内地图以无线通信的方式发送至充电座；

充电座11，用于接收上述室内地图，并根据该室内地图确定某一无障碍地带作为充电位置，并移动至该充电位置处；上述充电座还用于到达该充电位置后发送信号至机器人，以使机器人接收到该信号后移动至充电位置处进行充电。

本实施例中，机器人和充电座位于同一室内，机器人可以绘制室内地图，并将该室内地图发送至充电座，充电座接收到该室内地图以后，根据该室内地图确定某一无障碍地带作为充电位置，在确定充电位置以后，充电座会自主移动至该充电位置，然后到达该充电位置后向机器人发送信号，进而使机器人也移动到该充电位置进行充电，进而充电座可以自主选择无障碍地带进行充电，避免机器人在移动过程中碰撞障碍物，进而避免了对机器人的损坏。

在某一具体实施例中，充电座接收上述室内地图后，根据该室内地图判断充电座周围是否有障碍物，如果没有则直接发送信号至机器人，机器人接收到该信号后移动至充电位置处进行充电；当充电座根据其接收到的室内地图判断其周围有障碍物分布时，则根据该室内地图确定某一无障碍地带作为充电位置，并移动至该充电位置处。

进一步的，上述的室内地图包括室内图像，上述机器人通过以下方式获取室内图像：

采集室内的图像数据；

对该图像数据中所包含的充电座和障碍物进行识别和标记，得到标记后的室内图像；

上述标记后的室内图像中已经对图像上所包含的障碍物和充电座进行了标记，其标记方式是与充电座预先约定的，以使充电做接收到该标记后的图像后能够识别图像中所包含的障碍物和充电座。

在某一具体实施实施例中，上述对图像数据中的所包含的充电座和障碍物进行识别，可以是通过以下方式进行的：

采集至少两幅室内图像，首先对得到的图像数据进行图像的平移，平移的过程为：在每个图像中分别建立同一个坐标系，分别获取每个图像中的目标物体(充电座或者障碍物)在该坐标系中的坐标，将两个图像中的同一个物体的两个坐标系进行比对，以一个图像中的物体为参照，移动另一个图像中的物体，移动的像素大小根据两个坐标的比对结果确定，把两个图像的重叠区域求平均值，此时单幅图像的噪声则被削弱，为达到更好的效果可以平移更多的图像，然后根据有限元差值算法进行图像缩放，进而可以准确的提取目标物体，该目标物体包含了室内的家具等设备和充电座；

上述对图像中的充电座和障碍物识别以后，进一步的对充电座和障碍物进行标记，标记的规则为机器人和充电座预先约定的规则，进而使得机器人对该图像中的充电座和障碍物进行识别后打标记，充电座接收到该图像以后能够根据标记识别出障碍物和充电座；

在某一具体实施例中，上述机器人通过蓝牙传输的方式将所述的室内地图发送至充电座，机器人设置有蓝牙传输部件，机器人在需要进行发送室内地图至充电座时，开启该蓝牙传输部件，进行蓝牙广播，充电座扫描到该蓝牙广播以后进行配对，在蓝牙配对成功以后机器人开始向充电座发送室内地图；需要说明的是，充电座上也设置有相应的蓝牙传输部件，该蓝牙传输部件实时或者每间隔预设时间进行蓝牙广播信号的扫描，机器人进行蓝牙广播的内容为特定的，避免其他外部设备打开蓝牙时对该充电系统的数据传输过程造成干扰；通过蓝牙进行传输，具有传输线率高和速度快的优点。

进一步的，上述的机器人也可以是通过无线wifi(WIreless-Fidelity，无线保真)、3G(第三代移动通信技术，3rd-Generation)、4G(第四代通讯技术，the 4 Generationmobile communication technology)等的无线通讯的方式将室内地图发送至充电座。

本实施例中，参照图2所示，上述充电座通过以下步骤确定充电位置：

S20、充电座接收标记后的室内图像；

该标记后的室内图像中标记了障碍物和充电座；

S21、充电座对标记后的室内图像进行网格划分，得到多个网格交叉点；

其中，上述网格划分的比例可以参照机器人的外形尺寸和机器人不受碰撞时所能通过的最小宽度进行设定；

S22、充电座计算每个网格交叉点与每个障碍物之间的距离值，并筛选出每个网格划分交点的与每个障碍物之间的距离值中的最小距离值；

S23、筛选出所有网格交叉点的最小距离值中的最大值，将该最大值所对应的(所属的)网格交叉点的位置作为充电位置。

进一步的，充电座计算充电位置相对于充电座的当前位置的角度和直线距离，并根据该角度和直线距离控制控制充电座移动至充电位置；本实施例中，充电座在上述室内图像上确定该充电位置以后，获取该充电位置的坐标信息和充电座自身的坐标信息，并根据充电位置的坐标信息和充电座本身的坐标信息，以及机器人采集的图像中的物体与实际物体的比例值，计算充电位置相对于充电座的当前位置的角度和二者之间的直线距离；本实施例中，充电座可以是设置有万向轮，该万向轮由舵机牵引，通过控制舵机控制充电座按照既定的角度以及预设的距离到达充电位置处。

实施例二

本发明实施例中提供了一种扫地机器人，参照图3所示，该扫地机器人包括：室内地图采集部件30和第一无线通信部件31；

上述室内地图采集部件30，用于在需要进行充电时首先采集室内地图；

上述第一无线通信部件31，用于将室内地图以无线通信的方式发送至充电座端；以使充电座根据该室内地图确定出无障碍地带，并将该无障碍地带作为充电位置。

本实施例中，机器人能够绘制室内地图，并将该室内地图发送至充电座，以使充电座接收到该室内地图以后，根据该室内地图确定某一无障碍地带作为充电位置，并在确定充电位置以后，充电座会自主移动至该充电位置处，然后到达该充电位置以后向机器人发送信号，进而使机器人接收到该信号以后也移动到该充电位置进行充电，进而本实施例中提供的所提供的机器人可以使充电座自主选择无障碍地带进行充电，避免扫地机器人在移动过程中碰撞障碍物，进而避免了对机器人的损坏。

本实施例中，上述的室内地图包括室内图像，室内地图采集部件包括图像采集元件，该图像采集元件设置于室内墙壁或者天花板上，进一步的，上所述图像采集元件用于：

采集室内的图像数据；

对采集的室内的图像数据中所包含的充电座和障碍物进行识别和标记，得到标记后的图像。

示例性地，上述图像采集元件可包括：高清摄像头，为保证拍到的图像更加完整和全面，将该高清摄像头安装于天花板上或者墙壁的高处，该高清摄像头通过无线的方式与扫地机器人进行数据传输。

实施例三

本发明实施例中提供了一种充电座，参照图4所示，包括：第二无线通信部件40、移动部件41和信号发送部件42；

上述第二无线通信部件40，用于接收扫地机器人发送的室内地图，并根据该室内地图确定某一无障碍地带作为充电位置；

本实施例中的第二无线通信部件40，用于通过以下方式实现确定充电位置：

接收上述标记后的室内图像；

对该标记后的室内图像进行网格划分，得到多个网格交叉点；

计算每个网格交叉点与每个障碍物的距离值，并筛选出该网格划分交点的与每个障碍物之间的距离值中的最小距离值；

筛选出每个网格交叉点的最小距离值中的最大值，将该最大值所对应的(所属的)网格交叉点作为充电位置。

示例性地，上述的第二无线通信部件40包括：蓝牙传输部件，该蓝牙传输部件实时或者每间隔预设时间进行蓝牙广播信号的扫描，当扫描到机器人广播的蓝牙信号时，识别机器人的蓝牙广播的内容，与机器人进行蓝牙配对，进而通过蓝牙传输的方式接收机器人发送的室内地图。

进一步的，上述的第二无线通信部件30也可以是通过无线wifi(WIreless-Fidelity，无线保真)、3G(第三代移动通信技术，3rd-Generation)、4G(第四代通讯技术，the 4 Generation mobile communication technology)等的无线通讯的方式接收及机器人发送的室内地图。

移动部件41，用于使该充电座移动至充电位置处；

信号发送部件42，用于在充电座到达充电位置后发送信号至机器人，以使所述机器人接收到该信号后移动至充电位置处进行充电。

进一步的，本实施例中上述的移动部件42，具体用于：

计算充电位置相对于充电座的当前位置的角度和直线距离值；

根据该角度和直线距离控制充电座移动至充电位置处；

示例性地，该移动部件包括万向轮，该万向轮由舵机牵引，该舵机根据充电位置相对于充电座的当前位置的角度和直线距离值，控制充电座移动至充电位置处。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的扫地机器人和充电座的具体工作过程，可以参考前述系统实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种扫地机器人充电系统，其特征在于，包括：机器人和充电座；

所述机器人用于在需要进行充电时首先获取室内地图，并将所述室内地图以无线通信的方式发送至充电座；

所述充电座用于接收所述室内地图，并根据所述室内地图确定某一无障碍地带作为充电位置，并移动至该充电位置处；所述充电座还用于到达所述充电位置后发送信号至所述机器人，以使所述机器人接收到该信号后移动至充电位置处进行充电。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述室内地图包括室内图像，所述机器人通过以下方式获取室内地图：

采集室内的图像数据；

对所述室内的图像数据中所包含的充电座和障碍物进行识别和标记，得到标记后的室内图像。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述机器人还用于通过蓝牙传输的方式将所述室内地图发送至充电座。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述充电座通过以下方式确定充电位置：

所述充电座接收所述标记后的室内图像；

所述充电座对所述标记后的室内图像进行网格划分，得到多个网格交叉点；

计算每个网格交叉点与每个障碍物之间的距离值，并筛选出该网格划分交点的与每个障碍物之间的距离值中的最小距离值；

筛选出所有网格交叉点的最小距离值中的最大值，将该最大值所对应的网格交叉点的位置作为充电位置。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述充电座还用于：

计算所述充电位置相对于充电座的当前位置的角度和直线距离值；

根据所述角度和直线距离控制所述充电座移动至所述充电位置。

6.一种扫地机器人，其特征在于，包括：室内地图采集部件和第一无线通信部件；

所述室内地图采集部件，用于在进行充电前采集室内地图；

所述第一无线通信部件，用于将所述室内地图以无线通信的方式发送至充电座端。

7.根据权利要求6所述的扫地机器人，其特征在于，所述室内地图包括室内图像，所述室内地图采集部件包括图像采集元件，所述图像采集元件设置于室内墙壁或者天花板上，所述图像采集元件用于：

采集室内的图像数据；

对所述室内的图像数据中所包含的充电座和障碍物进行识别和标记，得到标记后的图像。

8.一种充电座，其特征在于，包括：第二无线通信部件、移动部件和信号发送部件；

所述第二无线通信部件，用于接收扫地机器人发送的室内地图，并根据所述室内地图确定某一无障碍地带作为充电位置；

所述移动部件，用于使所述充电座移动至所述充电位置处；

所述信号发送部件，用于所述充电座到达所述充电位置后发送信号至所述机器人，以使所述机器人接收到该信号后移动至充电位置处进行充电。

9.根据权利要求8所述的充电座，其特征在于，所述第二无线通信部件，具体用于：

接收所述标记后的室内图像；

对所述标记后的室内图像进行网格划分，得到多个网格交叉点；

计算每个网格交叉点与每个障碍物的距离值，并筛选出该网格划分交点的与每个障碍物之间的距离值中的最小距离值；

筛选出每个网格交叉点的最小距离值中的最大值，将该最大值所对应的网格交叉点作为充电位置。

10.根据权利要求9所述的充电座，其特征在于，所述移动部件，具体用于：

计算所述充电位置相对于充电座的当前位置的角度和直线距离值；

根据所述角度和直线距离控制所述充电座移动至所述充电位置。