CN107803837B - 制约装置和视觉扫地机器人及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到视觉扫地机器人领域，涉及到一种制约装置和视觉扫地机器人及其控制方法，其中制约装置包括本体、LED灯和处理器，处理器控制LED灯发出指定信号的光，该光向本体外部扩散，使视觉扫地机器人在清扫时捕捉到后根据该光信号生成对应的清扫命令。本发明使制约装置的功能更全面，可根据用户的需求灵活的设置清扫命令。

Description

制约装置和视觉扫地机器人及其控制方法

技术领域

本发明涉及到视觉扫地机器人领域，特别是涉及到一种制约装置和视觉扫地机器人及其控制方法。

背景技术

现有清洁机器人用于在一室内空间中自主行进，同时无需使用者控制来执行操作的自主移动装置。清洁机器人通常在诸如家庭或办公室等室内空间自主移动，并在移动的同时将地板上的污物吸取到其内的集尘盒中，从而执行清洁操作。但是，清洁机器人在实际操作时，仍有许多应用上的限制，较常见的是，由于各种不同室内摆设，如家具等物品及其位置皆有不同，且即使是相同室内空间，于不同的时间，亦可能有不同的室内空间规划，因此，将清洁机器人设定以一固定行走路径供其运行的方式不符合实际需求的操作与控制形态。而为避免该清洁机器人于室内行走运作时碰撞墙面、家具、摆设物品等障碍物，或者为避免由未设阻隔的阳台、楼梯落下，目前较普遍的作法是以一制约装置，也称虚拟墙，设置于不希望机器人进入区域的入口处，利用该制约装置对外发射信号，在机器人上设置可接收该信号的部件，使机器人接收到该信号后，可进行后退或其他行走方式，以避免碰撞或跌落悬崖。

现有制约装置功能单一，只能发射出单一的信号。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种可以根据用户的不同需求发出不同的信号的制约装置。

本发明提出一种制约装置，包括本体以及本体上承载的处理器和LED灯；

所述本体用于设置在视觉扫地机器人的清扫环境中；

所述处理器控制LED灯以预设方式发出所述视觉扫地机器人可识别的光信号，使所述视觉扫地机器人解析该光信号生成控制命令。

进一步地，所述LED灯发以预设规律发出光信号，以便于所述视觉扫地机器人识别该预设规律的光信号并解析出对应的指令进行相应动作或显示所述指令。

进一步地，所述LED灯以预设的频率发出光信号，以便于所述视觉扫地机器人识别该频率的光信号并解析出对应的指令进行相应动作或显示。

进一步地，所述制约装置还包括通信装置，所述通信装置用于接收外界的输入信号，所述处理器根据所述输入信号控制所述LED灯发出指定信号的光。

进一步地，所述本体的表面设置有供视觉扫地机器人识别的可识别标识。

进一步地，所述本体为六面体，所述六面体包括顶面、底面以及四个侧面，四个所述侧面上均设置有所述可识别标识。

进一步地，所述可识别标识为二维码。

进一步地，所述通信装置为无线模块。

进一步地，所述无线模块包括蓝牙模块和/或WiFi模块。

进一步地，所述LED灯位于所述本体内部，所述本体为可透光材料制成。

本发明还提出一种视觉扫地机器人的控制方法，包括步骤：

S1、视觉扫地机器人清扫时摄像头采集预设的制约装置发出的光信号；

S2、解析所述光信号，生成控制指令；

S3、执行所述控制指令对应的动作。

进一步地，所述解析光信号，生成控制指令的步骤包括：

S21、查找预设指令列表内所述光信号对应的控制指令。

进一步地，所述解析光信号，生成控制指令的步骤包括：

S22、获取所述光信号对应的规律，根据所述规律按照预设的逻辑计算生成控制指令。

进一步地，所述视觉扫地机器人清扫时摄像头采集预设的制约装置发出的光信号的步骤包括：

S11、所述机器人移动时采集环境图像；

S12、判断所述采集到的环境图像是否包含设有可识别标识的制约装置；

S13、若是，生成采集所述制约装置的光信号的指令。

进一步地，所述生成采集光信号的指令的步骤包括：

S131、判断是否已采集所述制约装置对应的光信号；

S132、若否，生成采集所述制约装置的光信号的指令。

进一步地，所述视觉扫地机器人的摄像头采集所述制约装置发出的光信号的步骤包括：

S14、控制所述摄像头正对所述制约装置，停留预设时间，采集所述预设时间内的制约装置发出的光信号。

进一步地，所述可识别标识为二维码。

本发明还提出一种视觉扫地机器人，包括：

采集光信号模块，用于视觉扫地机器人清扫时摄像头采集预设的制约装置发出的光信号；

解析模块，用于解析所述光信号，生成控制指令；

执行模块，用于执行所述控制指令对应的动作。

进一步地，所述解析模块包括：

查找单元，用于查找预设指令列表内所述光信号对应的控制指令。

进一步地，所述解析模块包括：

所述解析模块包括：

规律单元，用于获取所述光信号对应的规律，根据所述规律按照预设的逻辑计算生成控制指令。

进一步地，所述采集光信号模块包括：

采集图像单元，用于所述机器人移动时采集环境图像；

判断单元，用于判断所述采集到的环境图像是否包含设有可识别标识的制约装置；

生成指令单元，用于若是，生成采集所述制约装置的光信号的指令。

进一步地，所述生成指令单元包括：

判断子单元，用于判断是否已采集所述制约装置对应的光信号；

判定子单元，用于若否，生成采集所述制约装置的光信号的指令。

进一步地，所述采集光信号模块包括：

时间单元，用于控制所述摄像头正对所述制约装置，停留预设时间，采集所述预设时间内的制约装置发出的光信号。

进一步地，所述可识别标识为二维码。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：对视觉扫地机器人中的常见制约装置加上LED灯，控制LED灯发出不同频率的光，生成不同的光信号，使视觉扫地机器人在清扫时获取到该光信号后执行相对应的清扫指令，使制约装置的功能更加全面。在制约装置上增加可识别标识，便于视觉扫地机器人在清扫环境中寻找到该制约装置。

附图说明

图1是本发明一实施例的制约装置的结构示意图；

图2是本发明一实施例的视觉扫地机器人的控制方法的步骤示意图；

图3是本发明一实施例的视觉扫地机器人的控制方法的步骤示意图；

图4是本发明一实施例的视觉扫地机器人的控制方法的步骤示意图；

图5是本发明一实施例的视觉扫地机器人的控制方法的步骤示意图；

图6是本发明一实施例的视觉扫地机器人的结构示意图；

图7是本发明一实施例的视觉扫地机器人的结构示意图；

图8是本发明一实施例的视觉扫地机器人的结构示意图；

图9是本发明一实施例的视觉扫地机器人的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，提出本发明一实施例的制约装置，包括本体1以及本体上承载的处理器2和LED灯3；所述本体1用于设置在视觉扫地机器人的清扫环境中；所述处理器2控制LED灯3以预设方式发出所述视觉扫地机器人可识别的光信号，使所述视觉扫地机器人解析该光信号生成控制命令。

进一步地，所述LED灯3以预设规律发出光信号，以便于所述视觉扫地机器人通过识别该预设规律的光信号并解析出对应的指令进行相应动作或显示所述指令。

进一步地，所述LED灯3以预设的频率发出光信号，以便于所述视觉扫地机器人识别该频率的光信号并解析出对应的指令进行相应动作显示。

本实施例中，本体1可以放置在视觉扫地机器人的清扫环境中而且可以被视觉扫地机器人的摄像头拍摄到的，可以是放置在地板上，也可以是粘接在墙壁或天花板上，在摄像头的范围内均可以。本体1上承载的处理器2和LED灯3，可以是指本体1的外表面上设置的处理器2和LED灯3，也可以是设置在本体内部的处理器2和LED灯3。LED灯3发出预设方式的光，可以是指LED灯3发出预设频率的光；或者是在一固定的时间段内，LED灯3以预设的规律亮或不亮形成指定信号。处理器2是具有接收信号、按预设逻辑处理信号、输出信号功能的具有集成电路。通过处理器2控制LED灯3发出不同闪烁频率的灯光，设置LED灯3发出指定信号的灯光，从而可以生成光信号，该光信号对应的设置为一个命令，视觉扫地机器人捕捉到该指定信号的灯光后，解析出该命令，在一具体实施例中，LED灯3以预设的规律发出光，在10秒钟内，每第1、2、4、8秒时是亮的状态，第3、5、6、7、9、10秒钟时是灭的状态，视觉扫地机器人定义LED灯3亮时生成1，灭时生成0，每隔1秒生成一次数字，采集到该LED灯3发出的信号，生成的代码是1101000100，然后解析该代码，获取该代码对应的内容，解析出该光信号生成控制命令后，可以将该控制命令通过扫地机器人的显示屏显示出来。解析方式可以是：通过用户预先将设置好的光信号与控制指令对应的列表放入扫地机器人内，然后扫地机器人获取光信号后在预设的列表内查找对应的控制指令；解析方式也可以是：通过用户预设设置好的光信号与控制指令对应的逻辑规则放入扫地机器人内，然后扫地机器人获取光信号后通过该逻辑规则计算得出对应的控制指令。LED灯3可以设置在本体1外部，使LED灯3发的光能够被视觉扫地机器人捕捉到。也可以将LED灯3设置在本体1内部，对应的本体1上设置有通孔供LED灯3发的光照射在清扫环境中；或者LED灯3设置在本体1内部，但是本体1是可以透光的材质做成，其设置的位置均可以使其发出的光向本体1外部扩散，使本体1外的视觉扫地机器人可以捕捉到。用户在使用前，先将LED灯3发出的光信号设置为需要打扫的指令，然后将其放置在对应的位置，当视觉扫地机器人的摄像头捕捉到LED灯3后，读取到光信号，然后调用该光信号对应的指令，使视觉扫地机器人在其指令下进行清扫，达到用户的清扫目的。例如，用户设置LED灯3发出的光信号为将厨房清扫两次，同时将该光信号以及对应的命令发送给视觉扫地机器人，然后将该制约装置放置在厨房的地板上；视觉扫地机器人按照正常的轨迹清扫，当清扫到厨房后，摄像头捕捉到该LED灯3的光信号后，将该光信号进行解析，判定该光信号对应的命令是将厨房清扫两遍，然后视觉扫地机器人识别厨房的范围，按照预设的逻辑生成清扫轨迹，将厨房清扫两遍后再退出厨房，继续清扫其他地方。

进一步地，所述制约装置还包括通信装置4；所述通信装置4用于接收外界的输入信号，所述处理器2根据所述输入信号对应的指令控制所述LED灯3的发出指定信号的光。

本实施例中，通信装置4是用于接收外界的输入信号，可以是无线传输如蓝牙、4G等无线装置，也可以是有线传输如USB接口等。在使用该制约装置时，用户可以自定义LED灯3发出的光信号对应的命令，然后通过通信装置4发送给制约装置。在一具体实施例中，通信装置4采用WiFi模块。具体的，商家在生产该视觉扫地机器人以及对应的制约装置时，开发了一款APP，用户通过网络可以连接视觉扫地机器人以及制约装置，用户提前在APP上设置了多个灯光信号以及灯光信号一一对应的命令，多个灯光信号以及多个命令集合成一个列表，将该列表同时发送给视觉扫地机器人以及制约装置。然后用户需要命令时，点击APP上的命令，制约装置收到该命令后，查找列表上该命令对应的光信号，控制LED灯3发出对应的灯光；视觉扫地机器人在捕捉到该光信号后，查到列表上该光信号对应的清扫命令，然后依据该命令进行清扫。

进一步地，所述本体1的表面设置有供视觉扫地机器人识别的可识别标识5。

本实施例中，因为清扫环境中光信号非常多，太阳的光线、家里也有一些灯发出光线等，容易产生干扰，因而在本体1上设置可识别标识5，供视觉扫地机器人先进行图像识别，先通过可识别标识5找到制约装置后，再确定捕捉LED灯3发出的灯光，这样节省视觉扫地机器人的电量。

进一步地，所述本体1为六面体，所述六面体包括顶面、底面以及四个侧面，四个所述侧面上均设置有所述可识别标识5。

本实施例中，本体1设置为六面体，方面放置在地板上，方便视觉扫地机人的摄像头拍摄。其中四个侧面都设置有可识别标识5，使视觉扫地机器人从各个角度都能识别出制约装置。

进一步地，所述可识别标识5为二维码。

本实施例中，二维码是指是用某种特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向上)分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的图片，辨识度高，摄像头采集到该图片后，容易辨别。即使用户不小心将二维码放倒了，摄像头也能采集后识别出来。

进一步地，所述LED灯3位于所述本体1内部，所述本体1为可透光材料制成。

本实施例中，将LED设置在本体1内部，对LED灯3形成保护作用，避免LED灯3破损而无法发出光信号。对应的本体1为可透光材料制成，使LED灯3发出的光信号可以穿过本体1扩散到本体外部，被视觉扫地机器人的摄像头捕捉到。具体的，该透光材料可以是轻质塑料。

参照图2，本发明还提出一种视觉扫地机器人的控制方法，包括步骤：

S1、视觉扫地机器人清扫时摄像头采集预设的制约装置发出的光信号；

S2、解析所述光信号，生成控制指令；

S3、执行所述控制指令对应的动作。

进一步地，所述解析光信号，生成控制指令的步骤包括：

S21、查找预设指令列表内所述光信号对应的控制指令。和/或

S22、获取所述光信号对应的规律，根据所述规律按照预设的逻辑计算生成控制指令。

本实施例中，在清扫前，用户先将光信号解析成控制指令的对应指令列表或解析方法设置在该视觉扫地机器人内，该光信号以及对应的控制指令即为指令列表，其中，指令列表内可以是一个光信号对应一个控制指令，例如持续发出闪烁频率为10kHz的光是一个光信号，这个光信号对应的控制指令是第一个清扫指令，再例如间隔1毫秒分别发出20kHz的光和30kHz的光，这也是一个光信号，该光信号对应的指令是第二个清扫指令。当视觉扫地机器人在清扫时，一开始是按照预设的逻辑算法生成清扫轨迹，在清扫过程中，采集制约装置发出的光信号后，根据预设的指令列表查找对应的控制命令，或者是根据预设的解析方法解析出对应的控制命令，然后视觉扫地机器人执行所述控制指令对应的动作。还有另一种解析方法，就是获取光信号对应的规律，例如通过预设的逻辑计算出该光信号对应的控制指令。例如LED灯3以预设的规律发出光，在10秒钟内，每第1、2、4、8秒时是亮的状态，第3、5、6、7、9、10秒钟时是灭的状态，视觉扫地机器人定义LED灯3亮时生成1，灭时生成0，每隔1秒生成一次数字，采集到该LED灯3发出的信号，生成的代码是1101000100，然后解析该代码，获取该代码对应的内容，该代码对应的内容就是控制指令。视觉扫地机器人获取控制指令后，执行该控制指令或者将该控制指令显示在视觉扫地机器人的显示屏上。

参照图3，进一步地，所述视觉扫地机器人清扫时摄像头采集预设的制约装置发出的光信号S1的步骤包括：

S11、所述机器人移动时采集环境图像；

S12、判断所述采集到的环境图像是否包含设有可识别标识5的制约装置；

S13、若是，生成采集所述制约装置的光信号的指令。

本实施例中，用户在事先将制约装置上设置有可识别标识5然后放在清扫环境中。机器人正常清扫时，摄像头同时采集周围的环境的图像，然后判断该图像中是否含有可识别标识5，如果发现了图像中有用户预设的可识别标识5，判定可识别标识5处就是制约装置，就生成采集制约装置的光信号的指令，视觉扫地机器人移动过去采集制约装置的光信号。

参照图3，进一步地，所述生成采集光信号的指令的步骤包括：

S131、判断是否已采集所制约装置对应的光信号；

S132、若否，生成采集所述制约装置的光信号的指令。

本实施例中，判断到是可识别标识5后，进一步的识别之前是否已经采集了这个制约装置的光信号，如果是之前已经采集了这个制约装置的光信号，就已经获取了这个制约装置的清扫指令，就没有必要再去采集这个制约装置的光信号；如果没有采集这个制约装置的光信号，就生成采集这个制约装置的光信号的指令。

参照图5，进一步地，所述视觉扫地机器人的摄像头采集所述制约装置发出的光信号的步骤包括：

S14、摄像头正对所述制约装置，停留预设时间，采集所述预设时间内的制约装置发出的光信号。

本实施例中，有些光信号是需要一定的时间的，因此视觉扫地机器人需要连续采集一段时间的光信号后才能捕捉到完整的光信号并解析出该光信号所对应的清扫命令，在采集光信号时，将摄像头正对制约装置，停留预设时间，在停留期间，摄像头持续采集制约装置的光信号。

进一步地，所述可识别标识5为二维码。

本实施例中，二维码是指是用某种特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向上)分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的图片，辨识度高，摄像头采集到该图片后，容易辨别。即使用户不小心将二维码放倒了，视觉扫地机器人也能采集后识别出来。

参照图6，本发明还提出一实施例的视觉扫地机器人，包括：

采集光信号模块100，用于视觉扫地机器人清扫时摄像头采集预设的制约装置发出的光信号；

解析模块200，用于解析所述光信号，生成控制指令；

执行模块300，用于执行所述控制指令对应的动作。

进一步地，所述解析模块200包括：

查找单元210，用于查找预设指令列表内所述光信号对应的控制指令。和/或计算单元220，用于获取所述光信号对应的规律，根据所述规律按照预设的逻辑计算生成控制指令。

本实施例中，在清扫前，用户先将光信号解析成控制指令的对应指令列表或解析方法设置在该视觉扫地机器人内，该光信号以及对应的控制指令即为指令列表，其中，指令列表内可以是一个光信号对应一个控制指令，例如持续发出闪烁频率为10kHz的光是一个光信号，这个光信号对应的指令是第一个清扫指令，再例如间隔1毫秒分别发出20kHz的光和30kHz的光，这也是一个光信号，该光信号对应的指令是第二个清扫指令。当视觉扫地机器人在清扫时，一开始是按照预设的逻辑算法生成清扫轨迹，在清扫过程中，采集光信号模块100采集制约装置发出的光信号后，解析模块200调用查找单元210根据预设的指令列表查找对应的控制命令，或者是调用计算单元220根据预设的解析方法解析出对应的控制命令，然后执行模块300执行所述控制指令对应的动作。例如LED灯3以预设的规律发出光，在10秒钟内，每第1、2、4、8秒时是亮的状态，第3、5、6、7、9、10秒钟时是灭的状态，视觉扫地机器人定义LED灯3亮时生成1，灭时生成0，每隔1秒生成一次数字，采集到该LED灯3发出的信号，生成的代码是1101000100，然后计算单元220解析该代码，获取该代码对应的内容，该代码对应的内容就是控制指令。视觉扫地机器人获取控制指令后，执行该控制指令或者将该控制指令显示在视觉扫地机器人的显示屏上。

参照图7，进一步地，所述采集光信号模块100包括：

采集图像单元110，用于所述机器人移动时采集环境图像；

判断单元120，用于判断所述采集到的环境图像是否包含设有可识别标识5的制约装置；

生成指令单元130，用于若是，生成采集所述制约装置的光信号的指令。

本实施例中，用户在事先将制约装置上设置有可识别标识5然后放在清扫环境中。机器人正常清扫时，采集图像单元110控制摄像头同时采集周围的环境的图像，然后判断单元120判断该图像中是否含有可识别标识5，如果发现了图像中有用户预设的可识别标识5，判定可识别标识5处就是制约装置，生成指令单元130就生成采集制约装置的光信号的指令，视觉扫地机器人移动过去采集制约装置的光信号。

参照图8，进一步地，所述生成指令单元130包括：

判断子单元131，用于判断是否已采集所述制约装置对应的光信号；

判定子单元132，用于若否，生成采集所述制约装置的光信号的指令。

本实施例中，判断到是可识别标识5后，进一步的，判断子单元131识别之前是否已经采集了这个制约装置的光信号，如果是之前已经采集了这个制约装置的光信号，就已经获取了这个制约装置的清扫指令，就没有必要再去采集这个制约装置的光信号；如果判定子单元132判定没有采集这个制约装置的光信号，就生成采集这个制约装置的光信号的指令。

参照图9，进一步地，所述采集光信号模块100包括：

时间单元140，用于控制所述摄像头正对所述制约装置，停留预设时间，采集所述预设时间内的制约装置发出的光信号。

本实施例中，有些光信号是需要一定的时间的，因此视觉扫地机器人需要连续采集一段时间的光信号后才能捕捉到完整的光信号并解析出该光信号所对应的清扫命令，在采集光信号时，时间单元140将摄像头正对制约装置，停留预设时间，在停留期间，摄像头持续采集制约装置的光信号。

进一步地，所述可识别标识5为二维码。

本实施例中，二维码是指是用某种特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向上)分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的图片，辨识度高，摄像头采集到该图片后，容易辨别。即使用户不小心将二维码放倒了，视觉扫地机器人也能采集后识别出来。

综上所述，本发明对视觉扫地机器人中的常见制约装置加上LED灯3，控制LED灯3发出不同频率的光，生成不同的光信号，使视觉扫地机器人在清扫时获取到该光信号后执行相对应的清扫指令，使制约装置的功能更加全面。在制约装置上增加可识别标识5，便于视觉扫地机器人在清扫环境中寻找到该制约装置。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种制约装置，其特征在于，包括本体以及本体上承载的处理器和LED灯；

所述本体用于设置在视觉扫地机器人的清扫环境中；

所述处理器控制LED灯以预设方式发出所述视觉扫地机器人可识别的光信号，使所述视觉扫地机器人解析该光信号生成控制命令；

所述制约装置还包括通信装置,所述通信装置用于接收外界的输入信号，所述处理器根据所述输入信号控制所述LED灯以预设模式发出与所述输入信号对应的光信号。

2.如权利要求1所述的制约装置，其特征在于，所述LED灯以预设规律发出光信号，以便于所述视觉扫地机器人识别该预设规律的光信号并解析出对应的指令进行相应动作或显示所述指令。

3.如权利要求1所述的制约装置，其特征在于，所述本体为六面体，所述六面体包括顶面、底面以及四个侧面，四个所述侧面上均设置有所述可识别标识，所述标识为二维码。

4.如权利要求1所述的制约装置，其特征在于，所述通信装置包括蓝牙模块和/或WiFi模块。

5.如权利要求1所述的制约装置，其特征在于，所述LED灯位于所述本体内部，所述本体为可透光材料制成。

6.一种视觉扫地机器人的控制方法，其特征在于，包括步骤：

S1、视觉扫地机器人清扫时摄像头采集预设的制约装置发出的光信号，所述光信号是由制约装置根据外界的输入信号控制LED灯以预设模式发出与所述输入信号对应的光信号，所述制约装置还包括通信装置，所述通信装置用于接收外界的输入信号；

S2、解析所述光信号，生成控制指令；

S3、执行所述控制指令对应的动作。

7.如权利要求6所述的视觉扫地机器人的控制方法，其特征在于，所述解析光信号，生成控制指令的步骤包括：

S21、查找预设指令列表内所述光信号对应的控制指令。

8.一种视觉扫地机器人，其特征在于，包括：

采集光信号模块，用于视觉扫地机器人清扫时摄像头采集预设的制约装置发出的光信号，所述光信号是由制约装置根据外界的输入信号控制LED灯以预设模式发出与所述输入信号对应的光信号，所述制约装置还包括通信装置，所述通信装置用于接收外界的输入信号；

解析模块，用于解析所述光信号，生成控制指令；

执行模块，用于执行所述控制指令对应的动作。

9.如权利要求8所述的视觉扫地机器人，其特征在于，所述解析模块包括：

查找单元，用于查找预设指令列表内所述光信号对应的控制指令。

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