CN108175337B - 扫地机器人及其行走的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种扫地机器人，包括机器人主体、安装于机器人主体上的信息处理及控制模块、与所述信息处理及控制模块连接的触碰传感器、可共同为扫地机器人摄取影像的第一摄像模块及第二摄像模块。本发明还公开了一种扫地机器人的行走方法，通过第一摄像模块和第二摄像模块将摄取的影像信息传递至信息处理及控制模块，信息处理及控制模块根据第一摄像模块摄取的第一影像信息及第二摄像模块摄取的第二影像信息进行校正分析计算，以计算出相对比较科学准确的行走路线和路程的数据值，有利于提高扫地机器人的定位准确度。
Description
技术领域
本发明涉及一种扫地机器人，尤其涉及一种具有视觉定位功能的扫地机器人。
背景技术
现有的扫地机器人常常通过红外感应或超声波仿生技术检测障碍物，对障碍物进行避开，将垃圾或吸或扫或擦进行清理。红外线传输距离远，但对使用环境有相当高的要求，当遇上浅色或是深色的家居物品它无法反射回来，不能够有效避障，会造成机器与家居物品发生碰撞；而且使用红外检测仅能够使机器人获悉前方区域内有障碍物，不能使机器人准确确定障碍物的具体位置，无法及时作出预判、有效避障。对于超声波，其检测视角较小，受环境干扰比较大，检测不到地面低矮和细小的障碍物，易导致扫地机器人被细小物体缠绕，避障效果不好。
目前，市场上已有具有视觉定位功能的扫地机器人，然而仅用单个摄像头定位，往往会出现定位不准确的情况。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种有利于提高定位准确度的扫地机器人。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种扫地机器人，包括机器人主体、安装于机器人主体上的信息处理及控制模块、与所述信息处理及控制模块连接的触碰传感器、可共同为扫地机器人摄取影像的第一摄像模块及第二摄像模块。
相较于现有技术本发明具有如下有益效果：本发明的扫地机器人通过第一摄像模块和第二摄像模块将摄取的影像信息传递至信息处理及控制模块，信息处理及控制模块根据第一摄像模块摄取的第一影像信息及第二摄像模块摄取的第二影像信息进行校正分析计算，以计算出相对比较科学准确的行走路线和路程的数据值，有利于提高扫地机器人的定位准确度。
优选的，所述第一摄像模块及第二摄像模块共同摄取的影像是全景影像。
优选的，所述第一摄像模块及第二摄像模块均为广角摄像头。
优选的，所述第一摄像模块及第二摄像模块分别设置于扫地机器人的前后两侧。
本发明还提供了一种应用于上述扫地机器人的行走方法，包括如下步骤：在第一时刻，信息处理及控制模块根据第一摄像模块摄取的第一影像信息及第二摄像模块摄取的第二影像信息计算出第一时刻的影像信息；信息处理及控制模块控制扫地机器人行走；在第二时刻，信息处理及控制模块根据第一摄像模块摄取的第一影像信息及第二摄像模块摄取的第二影像信息计算出第二时刻的影像信息；信息处理及控制模块根据第一时刻的影像信息及第二时刻的影像信息计算出扫地机器人在第一时刻与第二时刻之间行走的路线及路程。
优选的，若信息处理及控制模块接收到触碰传感器的触碰信息，则控制扫地机器人转向或停止。
优选的，信息处理及控制模块根据扫地机器人行走的路线及路程构建地图。
优选的，所述信息处理及控制模块根据影像大小的变化计算扫地机器人行走的路程及路线。
附图说明
图1为本发明扫地机器人的立体示意图；
图2为扫地机器人行走方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细的说明，而非对本发明的保护范围限制。
参阅图1，本实施例的扫地机器人包括机器人主体1，安装于机器人主体1上的信息处理及控制模块（图中未示出）、与信息处理及控制模块连接的触碰传感器2、可共同为扫地机器人摄取影像的第一摄像模块3及第二摄像模块4。触碰传感器2安装于机器人主体1的外周，当机器人主体1在移动过程中触碰到障碍物时，触碰传感器2将触碰信息反馈至信息处理及控制模块，有利于信息处理及控制模块控制扫地机器人采取相应的避障措施。第一摄像模块3和第二摄像模块4将摄取的影像信息传递至信息处理及控制模块，信息处理及控制模块根据第一摄像模块3摄取的第一影像信息及第二摄像模块4摄取的第二影像信息计算出当前位置与起始位置之间行走的路线及路程。
第一摄像模块3及第二摄像模块4分别设置于扫地机器人的前后两侧。有利于扫地机器人前行时分别摄取前后方的影像信息，方便于信息处理及控制模块根据扫地机器人行走的路线及路程构建地图。当然在其他实施方式中，第一摄像模块3及第二摄像模块4亦可以设置于扫地机器人上其他位置的相对两侧，例如：左右两侧。第一摄像模块3及第二摄像模块4共同摄取的影像是全景影像。本实施例中，第一摄像模块3及第二摄像模块4均为广角摄像头，有利于位于扫地机器人上前后侧的第一摄像模块3及第二摄像模块4分别摄取的前后方影像构成全景影像。信息处理及控制模块可根据全景影像构建三维地图。当然在其他实施方式中，第一摄像模块3和第二摄像模块4亦可以设置于扫地机器人上端面。
本实施例中，扫地机器人的信息处理及控制模块控制扫地机器人自行行走于房间内，分别位于扫地机器人前后侧的第一摄像模块3和第二摄像模块4同时对扫地机器人前后方的景像进行拍摄。扫地机器人在行走的第一时刻时，第一摄像模块3摄取得第一影像信息，第二摄像模块4摄取得第二影像信息。第一影像信息和第二影像信息传递至信息处理及控制模块，信息处理及控制模块计算出第一时刻的影像信息并进行保存。信息处理及控制模块控制扫地机器人继续向前行走。扫地机器人在继续行走的第二时刻时，第一摄像模块3摄取得更新后的第一影像信息，第二摄像模块4摄取得更新后的第二影像信息。更新后的第一影像信息和第二影像信息传递至信息处理及控制模块，信息处理及控制模块计算出第二时刻的影像信息并进行保存。信息处理及控制模块根据第一时刻的影像信息及第二时刻的影像信息计算出扫地机器人在第一时刻与第二时刻之间行走的路线及路程。
具体的，当摄像头趋近于物体拍摄时，该物品位于图像中的影像逐渐增大；当摄像头远离于物体拍摄时，该物品位于图像中的影像逐渐减小。摄像头在移动拍摄物体影像的过程中，物体图像面积占比、角度和高度均会发生变化，信息处理及控制模块可根据这些变化量进行计算摄像头移动的路线及路程。本实施例中，信息处理及控制模块根据位于扫地机器人前方的同一物体分别在第一影像信息和更新后的第一影像信息中的物体图像面积占比和/或角度变化，和/或高度变化进行比较计算，计算出扫地机器人在第一时刻与第二时刻之间行走的路线及路程的第一数据；同时，信息处理及控制模块亦根据位于扫地机器人后方的同一物体分别在第二影像信息和更新后的第二影像信息中的物体图像面积占比和/或角度变化，和/或高度变化进行比较计算，计算出扫地机器人在第一时刻与第二时刻之间行走的路线及路程的第二数据；信息处理及控制模块再将第一数据和第二数据进行校正分析计算，得出一个比较科学准确的数据值，提高了信息处理及控制模块的计算精度，亦能使得信息处理及控制模块计算出比较准确的扫地机器人行走的路线及路程，有利于提高扫地机器人的定位准确度。有利于信息处理及控制模块根据扫地机器人行走的路线及路程构建三维地图。
第一影像信息和第二影像信息理论上得出的两个行走路线及路程是一致的。但是信息处理及控制模块之所以需要校正分析计算，是因为考虑到摄像头的分辨率、镜头结构、感光芯片，以及扫地机器人移动时摄像头的拍摄视角、室内的光线明暗度等原因。上述各种客观的、不可抗拒的因素往往容易导致其中一个摄像模块或两个摄像模块摄取的影像信息可能存在误差，信息处理及控制模块通过将第一数据和第二数据进行校正分析计算，以进一步减小误差值，并得出一个相对比较科学准确的数据值。当然本实施例不排除在扫地机器人的前后侧分别安装两个以上的摄像模块，信息处理及控制模块通过多组数据，以进一步提高信息处理及控制模块的计算精度。
另外，扫地机器人自行行走于房间内时，若信息处理及控制模块接收到触碰传感器2的触碰信息，则控制扫地机器人转向或停止。有利于扫地机器人采取相应的避障措施。
需要解释说明的是：名称“第一时刻”和“第二时刻”并非指代某个具体的特定时间点，而是指代某个时间段范围内的先后两个时间点，仅仅为了方便表述先后两个时间点的技术特征之间的关系，以表达出“第二时刻”的时间点晚于“第一时刻”的时间点的意思。“第一时刻”和“第二时刻”可以理解为扫地机器人持续行走时在任意时间段范围内的第一时间点和第二时间点，“第一时刻”和“第二时刻”相隔的时间范围可以非常小，在几毫秒之内；亦可以相隔几秒。当前的“第二时刻”的时间点在扫地机器人持续行走时，会转变为相对于后续时间点的“第一时刻”，后续时间点相应的转变为“第二时刻”。扫地机器人在持续行走时，信息处理及控制模块根据若干个“第一时刻”和“第二时刻”的影像信息，计算出扫地机器人完整的行走轨迹。信息处理及控制模块亦根据若干个“第一时刻”和“第二时刻”的影像信息构建三维地图。
当然，“第一时刻”可以理解为扫地机器人于“第一时刻”所处的第一位置；“第二时刻”可以理解为扫地机器人于“第二时刻”所处的第二位置。另外，“第一时刻”亦可以理解为扫地机器人的起始位置，“第二时刻”亦可以相应的理解为扫地机器人离开起始位置后的位置。
本实施例中的一种扫地机器人的行走方法，包括如下步骤：
在第一时刻，信息处理及控制模块根据第一摄像模块3摄取的第一影像信息及第二摄像模块4摄取的第二影像信息计算出第一时刻的影像信息；
信息处理及控制模块控制扫地机器人行走；
在第二时刻，信息处理及控制模块根据第一摄像模块3摄取的第一影像信息及第二摄像模块4摄取的第二影像信息计算出第二时刻的影像信息；
信息处理及控制模块根据第一时刻的影像信息及第二时刻的影像信息计算出扫地机器人在第一时刻与第二时刻之间行走的路线及路程。
扫地机器人自行行走于房间内时，若信息处理及控制模块接收到触碰传感器2的触碰信息，则控制扫地机器人转向或停止。
信息处理及控制模块根据扫地机器人行走的路线及路程构建地图。
以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (8)
1.一种扫地机器人的行走方法，其特征在于，包括如下步骤：
在第一时刻，信息处理及控制模块根据第一摄像模块摄取的第一影像信息及第二摄像模块摄取的第二影像信息计算出第一时刻的影像信息；
信息处理及控制模块控制扫地机器人行走；
在第二时刻，信息处理及控制模块根据第一摄像模块摄取的第一影像信息及第二摄像模块摄取的第二影像信息计算出第二时刻的影像信息；
信息处理及控制模块根据同一物体分别在第一时刻和第二时刻中第一影像信息的物体图像面积占比、和/或角度变化、和/或高度变化进行比较计算，计算出扫地机器人在第一时刻与第二时刻之间行走的路线及路程的第一数据；
信息处理及控制模块根据同一物体分别在第一时刻和第二时刻中第二影像信息的物体图像面积占比、和/或角度变化、和/或高度变化进行比较计算，计算出扫地机器人在第一时刻与第二时刻之间行走的路线及路程的第二数据；
信息处理及控制模块将第一数据和第二数据进行校正分析计算，并得到校正后的扫地机器人在第一时刻与第二时刻之间行走的路线及路程。
2.根据权利要求1所述的扫地机器人的行走方法，其特征在于：若信息处理及控制模块接收到触碰传感器的触碰信息，则控制扫地机器人转向或停止。
3.根据权利要求2所述的扫地机器人的行走方法，其特征在于：信息处理及控制模块根据扫地机器人行走的路线及路程生成地图。
4.根据权利要求1所述的扫地机器人的行走方法，其特征在于：所述信息处理及控制模块根据影像大小的变化计算扫地机器人行走的路程及路线。
5.一种扫地机器人，其特征在于，应用于权利要求1-4任一项所述的扫地机器人的行走方法，包括机器人主体、安装于机器人主体上的信息处理及控制模块、与所述信息处理及控制模块连接的触碰传感器、可共同为扫地机器人摄取影像的第一摄像模块及第二摄像模块。
6.根据权利要求5所述的扫地机器人，其特征在于：所述第一摄像模块及第二摄像模块共同摄取的影像是全景影像。
7.根据权利要求6所述的扫地机器人，其特征在于：所述第一摄像模块及第二摄像模块均为广角摄像头。
8.根据权利要求7所述的扫地机器人，其特征在于：所述第一摄像模块及第二摄像模块分别设置于扫地机器人的前后两侧。
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