CN108354524A - 自动清洁机及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种自动清洁机及其控制方法，自动清洁机的距离感测器用以在多个相异的时间点t，测量自动清洁机与一墙面间的多个间距Y(t)。其控制模块用以在该些相异时间点t，计算出行走装置的多个行走距离X(t)。根据该些间距Y(t)及该些行走距离X(t)，求得自动清洁机的行走方向与墙面的延伸方向间的一偏差角度A。

Description

自动清洁机及其控制方法
技术领域
本发明关于一种自动清洁机及其控制方法，尤其关于一种利用一墙面校正路径的自动清洁机及其控制方法。
背景技术
已知的清洁机器人1，在清扫室内地板时，以一演算法来进行路径的规划，为了减少没有被清扫或擦拭的区域，较佳地规划出弓字型(Zigzag)路径。例如，美国专利号US7515991B2亦提出一种弓字型路径的规划方法。图1显示已知清洁机器人所规划的预定路径的示意图。如图1所示，要清扫的房间30由具有4个壁面区间21、22、23、24的壁面20围成。在房间30内放置着椅子、沙发等的障碍物31、32。将清洁机器人1放置在房间30内的任意位置。开始时，使它认识清扫区域。更具体而言，使清洁机器人1保持现在的方向前进，沿路径201一直移动到壁面20。其次使清洁机器人1沿路径202、203沿壁面20绕房间30行走一周。通过该行走设定清扫区域，并且建立地图信息，随后再将所得到的地图信息记录于控制装置的存储器中。
清洁机器人1在行走过程中，清洁机器人1的方位角会有误差的产生。因此，美国专利号US 7515991B2提出一种校正方法，自动行走式清扫机存取有地图信息，在从存储在地图信息中的“壁面”信息，并且利用行走中记录的存储路径的方位角和地图信息中记录的壁面方位角，对清扫机的方位角的检测误差进行校正。
目前市售的一清洁机器人(LG,LrV5900)其设置有一影像感测器，取得天花板的影像并且鉴定天花板的线条，进而不间断地计算出机器人与房间壁面间平行与垂直的坐标，而避免误差的累积。机器人再据此坐标作行走“弓字型”路径，并来回清扫。然而，影像系统需要计算能力较好的硬件，因此成本高昂。目前市售的另一清洁机器人(irobot 980)，则利用影像，鉴定家具的尖点计算出机器人与房间壁面间平行与垂直的坐标，但是如上述影像系统的成本高昂。
目前市售的另一清洁机器人(Neato)，利用光学雷达(LIDAR)其使用一束脉冲激光来测量目标的距离等参数，且可测量范围高达6米(meter)。并且通过持续旋转激光头，以测量周围房间的墙壁并测绘地图，机器人再据此地图行走弓字型路径来回清扫，然而光学雷达(LIDAR)成本高昂。
目前市售的另一擦地机器人(mint)采用一种北极星系统，其投射一光点到天花板，机器人机上设有一影像装置，利用该光点可决定原点位置与机器人的坐标，而避免误差的累积。机器人再据此坐标行走弓字型路径来回清扫，然而影像系统成本高昂。
发明内容
本发明一实施例的目的在于，提供一种自动清洁机利用一墙面校正路径的自动机器人及其控制方法。本发明一实施例的目的在于，提供一种自动清洁机其利用已测得的多个局部地图，以更新或扩张一地图信息；以及其控制方法。
依据本发明一实施例，自动清洁机包含一距离感测器、一控制模块及一行走装置。控制模块具有一陀螺仪，并且电连接距离感测器及行走装置。行走装置用以移动自动清洁机，藉以使自动清洁机从一第一位置移动至一第二位置。距离感测器用以在多个相异的时间点t，测量自动清洁机与一墙面间的多个间距Y(t)。控制模块用以在该些相异时间点t，计算出行走装置的多个行走距离X(t)。在该第二位置时，根据该些间距Y(t)及该些行走距离X(t)，求得自动清洁机的行走方向与墙面的延伸方向间的一偏差角度A。
于一实施例中，控制模块更对该些行走距离X(t)及该些间距Y(t)，进行线性回归取得回归线L，并依据回归线L求得偏差角度A。
于一实施例中，控制模块更计算出一方位角Q，并且再根据偏差角度A校正方位角Q。于一实施例中，控制模块依据一第一运算式校正方位角Q，校正后方位角Q＝校正前方位角Q–偏差角度A。于一实施例中，控制模块依据一第二运算式校正方位角Q，校正后方位角Q＝校正前方位角Q–校正角度a，并且偏差角度A大于校正角度a。
于一实施例中，控制模块包含：一马达模块及一编码器。马达模块连接行走装置。编码器电连接马达模块，并且依据马达模块的一操作信号，求得该些行走距离X(t)，用以依据该些行走距离X(t)及方位角Q惯性导航。于一实施例中，陀螺仪用以测量的自动清洁机的角速度，然后以时间对角速度积分而得到一积分角度(iA)，积分角度用以供控制模块求得方位角Q。
于一实施例中，预定角度G为360度，行走装置用以向前行走，以使自动清洁机从第一位置移动至第二位置，且行走装置用以向后行走，以使自动清洁机从第二位置移动至第三位置。
于一实施例中，控制模块更使自动清洁机旋转一预定角度G后，再控制行走装置以使自动清洁机从第二位置移动至一第三位置；于自动清洁机旋转预定角度G后，利用距离感测器，在多个相异的时间点t，求得自动清洁机与墙面间的多个间距Y1(t)；于自动清洁机旋转预定角度G后，在该些相异时间点t，计算出行走装置的多个行走距离X1(t)；在第三位置时，根据该些间距Y1(t)及该些行走距离X1(t)，求得自动清洁机的行走方向与墙面的延伸方向间的一偏差角度A1；并且根据偏差角度A及偏差角度A1来校正陀螺仪的常数K。
依据本发明一实施例，自动清洁机的控制方法，适用于一自动清洁机，自动清洁机包含一距离感测器、具有一陀螺仪的一控制模块及一行走装置。该控制方法包含以下步骤。使自动清洁机从一第一位置移动至一第二位置。利用距离感测器在多个相异的时间点t，求得自动清洁机与一墙面间的多个间距Y(t)。在该些相异时间点t，计算出行走装置的多个行走距离X(t)。在第二位置时，根据该些间距Y(t)及该些行走距离X(t)，求得自动清洁机的行走方向与墙面的延伸方向间的一偏差角度A。
于一实施例中，该求得该偏差角度A的步骤包含：对该些行走距离X(t)及该些间距Y(t)，进行线性回归取得回归线L，并依据回归线L求得偏差角度A。
于一实施例中，利用控制模块用以计算出一方位角Q，并且再利用控制模块根据偏差角度A校正方位角Q。于一实施例中，该根据该偏差角度A校正该方位角Q的步骤包含：依据一运算式校正方位角Q，该运算式为校正后方位角Q＝校正前方位角Q–校正角度a，并且偏差角度A大于校正角度a。
于一实施例中，该根据偏差角度A校正方位角Q的步骤包含以下步骤。判断是否为第一次校正。若是第一次校正，依据一第一运算式校正方位角Q，该第一运算式为校正后方位角Q＝校正前方位角Q–偏差角度A。判断偏差角度A是否小于一临界值Th。若不是第一次校正且偏差角度A小于一临界值Th，依据一第二运算式校正方位角Q，该第二运算式为校正后方位角Q＝校正前方位角Q–校正角度a，并且偏差角度A大于校正角度a。若偏差角度A大于一临界值Th，不校正方位角Q。
于一实施例中，该控制方法更包含以下步骤。使自动清洁机旋转一预定角度G。使自动清洁机从第二位置移动至一第三位置。于该使自动清洁机旋转一预定角度G的步骤后，利用距离感测器，在多个相异的时间点t，求得自动清洁机与墙面间的多个间距Y1(t)。于该使该自动清洁机旋转一预定角度G的步骤后，在该些相异时间点t，计算出行走装置的多个行走距离X1(t)。在第三位置时，根据该些间距Y1(t)及该些行走距离X1(t)，求得自动清洁机的行走方向与墙面的延伸方向间的一偏差角度A1。以及根据偏差角度A及偏差角度A1来校正陀螺仪的常数K。
于一实施例中，预定角度G为360度。该使该自动清洁机从一第一位置移动至一第二位置的步骤，包含使行走装置向前行走。该使该自动清洁机从该第二位置移动至一第三位置的步骤，包含使行走装置向后行走。
依据本发明一实施例，自动清洁机的控制方法，适用于一自动清洁机包含以下步骤。启动一自动清洁机，以使自动清洁机寻找一启始点。利用如权利要求8-12任一项所述的自动清洁机的控制方法，使自动清洁机开始行走。利用自动清洁机的至少一距离感测器，在不同的时间点测得自动清洁机的周围环境，以测得多个局部地图。依据已测得的该些局部地图决定一弓字型轨迹，并依据弓字型轨迹持续行走。以及，依据已测得的该些局部地图，以更新一地图信息，并将地图信息存储于自动清洁机的一存储器中。
依据本发明一实施例，通过持续地测量自动清洁机与墙面间的间距，鉴定出它与墙面间的角度，并利用偏差角度A校正自动清洁机的方位角Q，而使自动清洁机的路径不会偏移。于一实施例中，可以采用低成本的测距激光IC，而不是光学雷达(LIDAR)，此方法成本低廉。
附图说明
从以下的详细说明及附图，其仅是用以说明而非本发明所限定，能够更全面地理解本发明。
图1为已知清洁机器人所规划的预定路径的示意图。
图2A示意地显示本发明一实施例自动清洁机沿墙面行走时的俯视图。
图2B为图2A实施例的自动清洁机的仰视图。
图2C为图2A实施例的自动清洁机的侧视图。
图3为本发明一实施例的清洁机的功能方块图。
图4为本发明一实施例的自动清洁机所行走的实际路径的一部分的示意图。
图5为图2A实施例自动清洁机与墙面间的间距Y(t)；与行走距离X(t)的关系图。
图6为本发明一实施例的控制方法的流程图。
图7为本发明一实施例的自动清洁机规划路径的示意图。
图8为本发明一实施例的自动清洁机规划路径的流程图。
图9A为本发明另一实施例的自动清洁机所行走的实际路径的一部分的示意图。
图9B为本发明另一实施例的自动清洁机所行走的实际路径的一部分的示意图。
图10A-图10B为本发明一实施例的能够校正陀螺仪的控制方法的流程图。
附图标号：
1 清洁机器人
20 壁面
21-24 壁面区间
30 房间
31-32 障碍物
102 地板
103 壁面
104 壁面
200 自动清洁机
201-203 路径
210 距离感测器
211 激光束
221 防撞杆
222 侧刷
223 行走装置
224 清洁装置
225 清洁装置
231 轮子
232 皮带
330 泵模块
331 吸尘口
340 控制模块
341 编码器
342 马达模块
343 陀螺仪
344 处理器
345 存储器
390 电源模块
400 墙面
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域相关技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护的范围。
将参照附图，详细地说明本发明，其中相同的标号将用于识别多个视点的相同或近似的元件。应注意的是，图式应以标号的取向方向观看。
依据本发明一实施例的自动机器人及其控制方法，自动清洁机200边行走边建地图，并且依局部地图规划有效清洁路径，在清洁过程中继续扩张地图，直到全部整个房间地板102清洁完毕。此外，在行走的同时，依据墙面，随时地校正自动清洁机200的方位角Q，使得自动清洁机200能够以平行或垂直于墙面400的方式，并以“弓字型”路径来回清扫房间，藉以提高清洁效率。以下，将更进一步地说明本发明的具体实施例。
图2A示意地显示本发明一实施例自动清洁机沿墙面行走时的俯视图。图2B为图2A实施例的自动清洁机的仰视图。图2C为图2A实施例的自动清洁机的侧视图。如图2A、图2B及图2C所示，自动清洁机200含有至少一距离感测器210、一防撞杆221、至少一侧刷222、一行走装置223、及一清洁装置224、225。防撞杆221设于自动清洁机200的前方，用以感测与碰撞一障碍物的事件。侧刷222向下延伸用以将地面的灰尘扫入吸尘口331。清洁装置224、225可以包含一清洁布设于底侧且面向下用以擦拭地面。如图2C所示，行走装置223可以为一皮带轮装置其包含两个轮子231及一皮带232，而且皮带232连接于该些轮子231之间。
图3为本发明一实施例的清洁机的功能方块图。请参照图3，于本实施例中，自动清洁机200更包含一泵模块330、一控制模块340及一电源模块390。电源模块390用以提供一电源给泵模块330及控制模块340。泵模块330驱动真空吸尘装置(未图示)进行真空吸尘，从吸尘口331吸入灰尘后将灰尘收集在集尘带(未图示)中。距离感测器210电连接于控制模块340，用以传送一距离数据给控制模块340。控制模块340包含一编码器341、一马达模块342、一陀螺仪343、一处理器(CPU)344及存储器345。马达模块342驱动行走装置223，使自动清洁机200前后移动或左右转动。更具体而言，马达模块342连接该些轮子231，并驱动该些轮子23旋转进而带动皮带232转动。马达模块342电连接有一个编码器341(Encoder)，编码器341依据马达模块342的一操作信号，以求得行走距离或转弯角度。由编码器341的读值可计算出自动清洁机200行走的距离或转弯的角度。控制模块340的陀螺仪343用以测量的自动清洁机200的角速度(ω)，然后对角速度(ω)的积分而得到机器的积分角度(iA)，如下公式eq1。编码器341依据行走距离、转弯的角度及积分角度(iA)至少其中之一作出惯性导航(inertial navigation)，并且进行“弓字型”来回清扫。
iA＝∫Kωdt eq1
其中，iA表示积分角度，K为陀螺仪的常数，ω为角速度，t为时间。
然而，由于自动清洁机200取得方位角的方式，是以积分方式求得，因此会不断地累积过去的误差，而造成实际路径的倾斜，且脱离原先预期的路径。图4为自动清洁机所行走的实际路径的一部分的示意图。如图4所示，自动清洁机200置于一房间的地板102上。自动清洁机200因为误差的累积，而造成实际路径已脱离原先预期的路径。此外，自动清洁机200的坐标或方位角会因偏差，因而无法行走大致平行或垂直于墙面的路径，因此其所建立的地图信息也会偏差。
更具体而言，在自动清洁机200的行进中，其积分陀螺仪343检测出的角速度。自动清洁机200的编码器341用检测出的移动距离，并且利用该角速度来求得校正前实际行走的方位角Q。由于随着时间会累积误差，而造成自动清洁机200的校正前方位角Q与其原本被预期(desired)的方位角Q(亦即墙面400延伸方向Qc)不一致，结果是自动清洁机200行走方向不平行于墙面400延伸方向。
于一实施例中，距离感测器210设于自动清洁机200的一侧边。较佳地，如图2A所示，距离感测器210分别设于自动清洁机200的两个侧边和前侧。于一实施例中，距离感测器210可以为一固定式的激光测量集成电路(integrated circuit，IC)，距离感测器210发射激光束211，以测量自动清洁机200与墙面400之间的距离。距离感测器210在多个相异的时间点t，测量自动清洁机200与墙面400间的间距Y(t)。控制模块340用以在该些相异时间点t，计算出行走装置223的多个行走距离X(t)，并且将该些数据记录于控制模块340中。对该些行走距离X(t)及间距Y(t)进行线性回归取得回归线L，并求得回归线L及X轴间的角度，作为自动清洁机200行走方向与墙面400延伸方向间的角度，亦即偏差角度A。
图5为图2A实施例自动清洁机与墙面间的间距Y(t)；与行走距离X(t)的关系图。更详细说明，例如将该些数据绘制于图表上，如图5所示，每个时间点t可以得到一组X(t)及Y(t)的数值，即可在图5上绘制多个点。再对该些点进行线性回归取得回归线L，求得回归线L及X轴间的角度，即可计算出偏差角度A。
要校正自动清洁机200的方位角Q时，自动清洁机200的控制模块340将本体旋转偏差角度A后，即可使自动清洁机200的行走方向平行于墙面400的延伸方向，此时控制模块340再对方位角Q进行校正，亦即校正后方位角Q＝(校正前方位角Q-偏差角度A)＝方位角Qc，并将校正后方位角Q存储于控制模块340中。如此，自动清洁机200可以平行或垂直于墙面，以进行“弓字型”来回清扫。应了解的是，于本实施例中，虽然是以自动清洁机200的行走方向与参考物为平行作为示例加以说明，但平行并非本发明限定者，其可以为垂直。或者，依据产品设计的需求，采用个种预设的角度。于一实施例中，只要自动清洁机200的行走方向与参考物为一预定角度即可。
于前述实施例中，有时会因所计算出的偏差角度A过大而造成过渡的校正，因此较佳的情况是，能够以分时方式，在不同时间点进行校正，而且每次校正的角度皆小于偏差角度A，藉以渐渐地逼近预期(desired)方位角Qc。如此，可以避免自动清洁机200左右旋转的振幅过大。
图6为本发明一实施例的控制方法的流程图。自动清洁机200开始运行时，进行初始定位步骤。于初始定位步骤后开始行走(步骤S01)，并在行走的同时进行本发明一实施例的控制方法。如图6所示，自动清洁机200的控制方法包含以下步骤。
步骤S02：利用距离感测器210，在多个相异的时间点t，求得自动清洁机200与一墙面400间的多个间距Y(t)。
步骤S04：在该些相异时间点t，计算出行走装置223的多个行走距离X(t)。
步骤S06：根据该些间距Y(t)及该些行走距离X(t)，求得自动清洁机200的行走方向与墙面400的延伸方向间的一偏差角度。更详言之，对该些行走距离X(t)及间距Y(t)进行线性回归取得回归线L，并求得回归线L及X轴间的角度，作为偏差角度A。
步骤S08：根据偏差角度A校正方位角Q。
于一实施例中，为了避免过渡的校正的情况，能够以分时方式，在不同时间点进行微幅校正。具体而言，前述步骤S08可以包含以下步骤。
步骤S82：判断是否为第一次校正。若是，则进行步骤S84。若否，则进行步骤S85。
步骤S84：依下述运算式校正自动清洁机200的方位角Q，校正后方位角Q＝(校正前方位角Q–偏差角度A)。执行步骤S84后，再回到步骤S02。
步骤S85：判断偏差角度A是否小于一临界值Th。若是，则进行步骤S86。若否，则进行步骤S87。
步骤S86：依下述运算式微幅校正自动清洁机200的方位角Q，校正后方位角Q＝(校正前方位角Q–校正角度a)，其中校正角度a小于偏差角度A。执行步骤S86后，再回到步骤S02。
步骤S87：不校正自动清洁机200的方位角Q。若偏差角度A超过临界值时，表示墙面400是倾斜的，并不是正交性的墙面，因此不进行修正。执行步骤S87后，再回到步骤S02。
自动清洁机200开始运行时，进行初始定位步骤。于初始定位步骤后开始行走，随后进行方位角Q第一次校正，并且以编码器341与陀螺仪343(Gyro)作惯性导航。但是持续行走过程中，可能会有滑步与累积误差，造成方位角Q的偏差。依据本实施例，自动清洁机200在行走时，持续鉴定自动清洁机200行走方向与附近墙面400间的角度，当判断出两者间有偏差角度A时，针对偏差角度A进行少量修正，以调整自动清洁机200软件内的方位角Q。但是，偏差角度A过大时表示墙面400是斜的，不是垂直或平行的墙面400，因此偏差角度A过大则不修正自动清洁机200软件内的方位角Q。如图2A所示，自动清洁机200在房间行走时，距离感测器210测量包含墙、厨柜、床等的墙面400；与自动清洁机200间的偏差角度A，并利用该偏差角度A校正自动清洁机200的方位角Q，以使得自动清洁机200可以平行或垂直于墙面400的方式，并以“弓字型”路径来回清扫房间。
图7为本发明一实施例的自动清洁机规划路径的示意图。图8为本发明一实施例的自动清洁机规划路径的流程图。如图7及图8所示，本发明一实施例的规划路径方法包含以下步骤。
步骤S20：启动一自动清洁机200，自动清洁机200开始运行时，进行初始定位步骤，以寻找启始点M0。于一实施例中，可以将自动清洁机200置于任意位置，作为启始点M0。于一实施例中，自动清洁机200进行寻找一墙面，于找到墙面时的位置当作启始点M0。于一实施例中，寻找由两个墙面所构成的角，找到该角时的位置当作启始点M0。
步骤S22：利用如前所述图6实施例的自动清洁机的控制方法，使自动清洁机200开始行走。
步骤S24：利用多个距离感测器210，在不同的时间点测得自动清洁机200的周围环境，以测得多个局部地图Sq。更具体而言，一开始时，利用该些距离感测器210，测得自动清洁机200的周围环境，以求得一局部地图S0。局部地图S0是地板102中的一局部区域，其可以用2维阵列S0(i,j)表示，其中i及j的大小是依据距离感测器210所能够感测到的最大距离所决定。自动清洁机200沿墙面103行走至点A1，在行走的同时依图6方法进行方向角Q的校正，并且测得自动清洁机200的周围环境，以求得一局部地图S1。
步骤S26：依据已测得的该些局部地图Sq决定一弓字型轨迹，并依据该弓字型轨迹持续行走。更详言之，自动清洁机200依据该些已知的局部地图Sq决定一弓字型轨迹，并依据该弓字型轨迹持续沿横轴地或沿纵轴地行走至点Aq+1，在行走的同时依图6方法进行方向角Q的校正，并且持续地求得最新的局部地图Sq+1。依据弓字型轨迹，自动清洁机200持续行走直到障碍时向左或右旋转90度。如图7所示，自动清洁机200遇到墙面104时向左90度旋转，持续行走，遇到壁面105后再向左90度旋转，行走一预定距离W后再向左90度旋转，藉以走“弓字型”路径。
步骤S28：依据已测得的该些局部地图Sq，以更新一地图信息，并将该地图信息存储于自动清洁机200的存储器345中。自动清洁机200整合所有局部地图S0至局部地图Sq，以更新并扩大地图信息map(i,j)。横轴行走距离愈长可以检测的i值愈大，纵轴行走距离愈长可以检测的j值愈大，因此局部地图S1包含局部地图S0所未知的部分，局部地图Sq+1包含局部地图Sq所未知的部分，自动清洁机200整合已测得的该些局部地图，以更新并扩大地图信息map(i,j)。此外，于图7中，向右及向上的方向可以设为正值；向左及向下可以设为负值。
如上述，自动清洁机200能够在行走的同时测得多个局部地图，并依据该些局部地图来更新并扩大地图信息map(i,j)。依据本发明一实施例，其优点在于，自动清洁机200边行走边建地图，并且依局部地图规划有效清洁路径，在清洁过程中继续扩张地图，直到全部整个房间地板102清洁完毕，因此在开始清洁前，不需要绕整个房间一圈来建立地图，而可以减少时间。此外，在自动清洁机200行走的同时，依前述方法进行方向角Q的校正，因此能够以平行或垂直于墙面400的方式，并以“弓字型”路径来回清扫房间。
此外，陀螺仪343的积分角度的误差，是其常数K所形成的。依据本发明一实施例，亦可以使用偏差角度A来校正陀螺仪343的陀螺仪常数K。图9A为本发明另一实施例的自动清洁机所行走的实际路径的一部分的示意图。图9B为本发明另一实施例的自动清洁机所行走的实际路径的一部分的示意图。图10A-图10B为本发明一实施例的能够校正陀螺仪的控制方法的流程图。如图9A及图10A-图10B所示，本发明一实施例的控制方法其能够校正陀螺仪，该控制方法包含以下步骤。
步骤S60：使自动清洁机200从一第一位置移动至一第二位置。如图9A所示，第一位置可以为点P1，第二位置可以为点P2。
步骤S61：自动清洁机200利用距离感测器210，在多个相异的时间点t，求得自动清洁机200与一墙面400间的多个间距Y(t)。
步骤S62：在该些相异时间点t，计算出行走装置223向前方行走的多个行走距离X(t)。
步骤S63：在该第二位置时，根据该些间距Y(t)及该些行走距离X(t)，求得自动清洁机200的行走方向与墙面400的延伸方向间的一偏差角度A。
步骤S64：使自动清洁机200旋转一预定角度G。于一实施例中，如图9A所示，预定角度G可以为360度，此时，在理想状态下自动清洁机200的方位不变。于另一实施例中，如图9B所示，预定角度G可以为小于90度的任一角度。
步骤S65：使自动清洁机200从一第二位置移动至一第三位置。如图9A所示，第二位置可以为点P2，而第三位置分别可以为点P3。于一实施例，使行走装置223的轮子231向后旋转，在自动清洁机200的方位不变的情况下，使其向后行走至P5。如图9B所示，第二位置可以为点P2，而第三位置分别可以为点P4。
步骤S66：利用距离感测器210，在多个相异的时间点t，求得自动清洁机200与一墙面400间的多个间距Y1(t)。
步骤S67：在该些相异时间点t，计算出行走装置223向前方或向后方行走的多个行走距离X1(t)。此时，如图9A所示，于一实施例中，当自动清洁机200向前方行走时，它从点P2走至点P3。于另一实施例中，当自动清洁机200向后方行走时，它从点P2再走回至点P1附近的点P5。于图9B实施例中，自动清洁机200从点P2走至点P4。
步骤S68：在该第三位置时，根据该些间距Y1(t)及该些行走距离X1(t)，求得自动清洁机200的行走方向与墙面400的延伸方向间的一偏差角度A1。
步骤S69：根据偏差角度A及偏差角度A1来校正陀螺仪343的常数K。举例而言，于一实施例中，可以利用下式来校正陀螺仪343的常数K。
其中，Knew表示修正后的陀螺仪常数，Kold表示修正前的陀螺仪常数，G表示自动清洁机200所旋转的预定角度，A1表示自动清洁机200旋转后的偏差角度，A表示自动清洁机200旋转前的偏差角度，mod(G,360)表示余数函数其中被除数为G而除数为360。
于图9A实施例中，由于预定角度G为360°，因此mod(G,360)的值为0。此时方程序eq2为：Knew＝(1+(A1-A)/360)*Kold。此外，当预定角度G为30°或390°时，在理想状态下所测得的A1与A间的差皆为30°，因此陀螺仪343所造成的误差角度，其一般通式为A1-A-mod(G,360)。最后，再利用方程序eq2校正陀螺仪常数K。通过前述校正陀螺仪的控制方法，能够得到更准确的陀螺仪常数。
综上所述，依据本发明一实施例，通过持续地测量自动清洁机200与墙面400间的间距，鉴定出它与墙面400间的角度，并利用偏差角度A校正自动清洁机200的方位角Q，而使自动清洁机200的路径不会偏移。于一实施例中，可以采用低成本的测距激光IC，而不是光学雷达(LIDAR)，此方法成本低廉，而且清扫效率高，覆盖率高。于一实施例中，提出一种比光学雷达(LIDAR)导航、或影像系统辨认导航更简单，且成本更低的方案。于一实施例中，还提出一种陀螺仪的校正方法。
已详细地说明本发明，相同的方法还能够用很多种方法来改变，这是很明显的。该些变形不应视为脱离本发明的精神和范围。所有该些对于本领域相关技术人员为明显的修正，皆包含在本说明书的权利要求中。

Claims (15)

1.一种自动清洁机，其特征在于，包含一距离感测器、一控制模块及一行走装置，该控制模块具有一陀螺仪，并且电连接该距离感测器及该行走装置，其中，
该行走装置用以移动该自动清洁机，藉以使该自动清洁机从一第一位置移动至一第二位置，
该距离感测器，用以在多个相异的时间点t，测量该自动清洁机与一墙面间的多个间距Y(t)，
该控制模块，用以在该些相异时间点t，计算出该行走装置的多个行走距离X(t)；并且，在该第二位置时，根据该些间距Y(t)及该些行走距离X(t)，求得该自动清洁机的行走方向与该墙面的延伸方向间的一偏差角度A。
2.根据权利要求1所述的自动清洁机，其特征在于，该控制模块更对该些行走距离X(t)及该些间距Y(t)，进行线性回归取得回归线L，并依据该回归线L求得该偏差角度A。
3.根据权利要求1或2所述的自动清洁机，其特征在于，该控制模块更计算出一方位角Q，并且再根据该偏差角度A校正该方位角Q。
4.根据权利要求3所述的自动清洁机，其特征在于，该控制模块依据一第一运算式校正该方位角Q，校正后方位角Q＝校正前方位角Q–偏差角度A。
5.根据权利要求3所述的自动清洁机，其特征在于，该控制模块依据一第二运算式校正该方位角Q，校正后方位角Q＝校正前方位角Q–校正角度a，并且该偏差角度A大于该校正角度a。
6.根据权利要求1或2所述的自动清洁机，其特征在于，
该控制模块更使该自动清洁机旋转一预定角度G后，再控制该行走装置以使该自动清洁机从该第二位置移动至一第三位置；于该自动清洁机旋转该预定角度G后，利用该距离感测器，在多个相异的时间点t，求得该自动清洁机与该墙面间的多个间距Y1(t)；于该自动清洁机旋转该预定角度G后，在该些相异时间点t，计算出该行走装置的多个行走距离X1(t)；在该第三位置时，根据该些间距Y1(t)及该些行走距离X1(t)，求得该自动清洁机的行走方向与该墙面的延伸方向间的一偏差角度A1；并且根据该偏差角度A及该偏差角度A1来校正该陀螺仪的常数K。
7.一种自动清洁机的控制方法，其特征在于，适用于一自动清洁机，该自动清洁机包含一距离感测器、具有一陀螺仪的一控制模块及一行走装置，该控制方法包含：
使该自动清洁机从一第一位置移动至一第二位置；
利用该距离感测器，在多个相异的时间点t，求得该自动清洁机与一墙面间的多个间距Y(t)；
在该些相异时间点t，计算出该行走装置的多个行走距离X(t)；以及
在该第二位置时，根据该些间距Y(t)及该些行走距离X(t)，求得该自动清洁机的行走方向与该墙面的延伸方向间的一偏差角度A。
8.根据权利要求7所述的自动清洁机的控制方法，其特征在于，该求得该偏差角度A的步骤包含：
对该些行走距离X(t)及该些间距Y(t)，进行线性回归取得回归线L，并依据该回归线L求得该偏差角度A。
9.根据权利要求7或8所述的自动清洁机的控制方法，其特征在于，更包含：
利用该控制模块用以计算出一方位角Q，并且
再利用该控制模块根据该偏差角度A校正该方位角Q。
10.根据权利要求9所述的自动清洁机的控制方法，其特征在于，该根据该偏差角度A校正该方位角Q的步骤包含：
依据一运算式校正该方位角Q，该运算式为校正后方位角Q＝校正前方位角Q–校正角度a，并且该偏差角度A大于该校正角度a。
11.根据权利要求9所述的自动清洁机的控制方法，其特征在于，该根据该偏差角度A校正该方位角Q的步骤包含：
判断是否为第一次校正；
若是第一次校正，依据一第一运算式校正该方位角Q，该第一运算式为校正后方位角Q＝校正前方位角Q–该偏差角度A；
判断该偏差角度A是否小于一临界值Th；
若不是第一次校正且该偏差角度A小于一临界值Th，依据一第二运算式校正该方位角Q，该第二运算式为校正后方位角Q＝校正前方位角Q–校正角度a，并且该偏差角度A大于该校正角度a；
若该偏差角度A大于一临界值Th，不校正该方位角Q。
12.根据权利要求7或8所述的自动清洁机的控制方法，其特征在于，更包含：
使该自动清洁机旋转一预定角度G；
使该自动清洁机从该第二位置移动至一第三位置；
于该使该自动清洁机旋转一预定角度G的步骤后，利用该距离感测器，在多个相异的时间点t，求得该自动清洁机与该墙面间的多个间距Y1(t)；
于该使该自动清洁机旋转一预定角度G的步骤后，在该些相异时间点t，计算出该行走装置的多个行走距离X1(t)；
在该第三位置时，根据该些间距Y1(t)及该些行走距离X1(t)，求得该自动清洁机的行走方向与该墙面的延伸方向间的一偏差角度A1；以及
根据该偏差角度A及该偏差角度A1来校正该陀螺仪的常数K。
13.根据权利要求12所述的自动清洁机的控制方法，其特征在于，
该预定角度G为360度，
该使该自动清洁机从一第一位置移动至一第二位置的步骤，包含使该行走装置向前行走，而且
该使该自动清洁机从该第二位置移动至一第三位置的步骤，包含使该行走装置向后行走。
14.一种自动清洁机的控制方法，适用于一自动清洁机，其特征在于，该方法包含：
启动一自动清洁机，以使该自动清洁机寻找一启始点；
利用如权利要求9-11任一项所述的自动清洁机的控制方法，使该自动清洁机开始行走；
利用该自动清洁机的至少一距离感测器，在不同的时间点测得该自动清洁机的周围环境，以测得多个局部地图；
依据已测得的该些局部地图决定一弓字型轨迹，并依据该弓字型轨迹持续行走；以及
依据已测得的该些局部地图，以更新一地图信息，并将该地图信息存储于该自动清洁机的一存储器中。
15.根据权利要求14所述的自动清洁机的控制方法，其特征在于，更包含：
利用如权利要求12-13任一项所述的自动清洁机的控制方法，来校正该陀螺仪的常数K。
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