CN108490955A - 一种扫地机器人的控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及智能家电技术领域，特别涉及一种扫地机器人的控制方法及系统。所述方法包括：识别虚拟墙设备上的标签；解析所述标签，获取限制信息；根据所述限制信息，对栅格地图进行限制标记；将所述限制标记的区域设置为限制清扫区域；根据当前的栅格地图，控制扫地机器人执行清扫任务。通过识别标签获取限制信息，再根据限制信息在栅格地图上进行限制标记，根据限制标记形成限制清扫区域，在形成限制清扫区域之后，根据更新后的栅格地图，控制扫地机器人执行清扫任务，旨在解决现有的控制扫地机器人的方式都是在地面铺设磁条，利用磁条围成限制区域，由于使用磁条，导致磁条卷曲后铺平困难、用户容易绊倒的问题。
Description
技术领域
本发明涉及智能家电技术领域，特别涉及一种扫地机器人的控制方法及系统。
背景技术
扫地机器人，又称自动打扫机、智能吸尘、机器人吸尘器等，是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作。一般采用刷扫和真空方式，将地面杂物先吸纳进入自身的垃圾收纳盒，从而完成地面清理的功能。一般来说，将完成清扫、吸尘、擦地工作的机器人，也统一归为扫地机器人。
扫地机器人进行室内清扫时，有些区域用户不希望扫地机器人清扫，此时，用户可以通过设立一道“虚拟墙”用来限制扫地机器人的清扫范围，通常通过在地面铺设磁条，利用磁条围成限制区域，在扫地机器上安装霍尔传感器对磁条围成的限制区域进行识别，而在地面铺设磁条影响美观的同时也会带来许多不便之处，例如，磁条卷曲后铺平困难、用户容易绊倒、机器上需要安装霍尔传感器增加成本等。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提出一种扫地机器人的控制方法及系统，通过识别标签获取限制信息，再根据限制信息在栅格地图上进行限制标记，根据限制标记形成限制清扫区域，旨在解决现有的控制扫地机器人的方式都是在地面铺设磁条，利用磁条围成限制区域，由于使用磁条，导致磁条卷曲后铺平困难、用户容易绊倒的问题。
本发明提出的技术方案是：
一种扫地机器人的控制方法，所述方法包括：
识别虚拟墙设备上的标签；
解析所述标签，获取限制信息；
根据所述限制信息，对栅格地图进行限制标记；
将所述限制标记的区域设置为限制清扫区域；
根据当前的栅格地图，控制扫地机器人执行清扫任务。
进一步地，在所述识别虚拟墙设备上的标签的步骤中，包括：
识别吸光区域和反光区域相间分布排列的标签；
获得所述吸光区域与所述反光区域的比例，以及所述吸光区域与所述反光区域的长度；
根据所述吸光区域与所述反光区域的比例，以及所述吸光区域与所述反光区域的长度，获取所述标签设定的限制方式。
进一步地，在所述识别虚拟墙设备上的标签的步骤中，包括：
通过识别虚拟墙设备的正反侧的标签，获取虚拟墙设备的正反侧的标签不同限制方式。
进一步地，在所述根据所述限制信息，对栅格地图进行限制标记的步骤中，包括：
通过SLAM算法生成室内环境的栅格地图；
在所述栅格地图上标记所述虚拟墙设备的位置；
根据所述限制信息和所述虚拟墙设备在所述栅格地图的位置，对所述栅格地图进行限制标记。
进一步地，在所述识别虚拟墙设备上的标签的步骤之前，所述方法包括：
控制扫地机器人执行规划式清扫任务。
本发明还提供一种扫地机器人的控制系统，所述系统包括：
识别模块，用于识别虚拟墙设备上的标签；
获取模块，用于解析所述标签，获取限制信息；
标记模块，用于根据所述限制信息，对栅格地图进行限制标记；
限制设置模块，用于将所述限制标记的区域设置为限制清扫区域；
第一控制模块，用于根据当前的栅格地图，控制扫地机器人执行清扫任务。
进一步地，所述识别模块包括：
第一子识别模块，用于识别吸光区域和反光区域相间分布排列的标签；
第一子获取模块，用于获得所述吸光区域与所述反光区域的比例，以及所述吸光区域与所述反光区域的长度；
第二子获取模块，用于根据所述吸光区域与所述反光区域的比例，以及所述吸光区域与所述反光区域的长度，获取所述标签设定的限制方式。
进一步地，所述识别模块通过识别虚拟墙设备的正反侧的标签，获取虚拟墙设备的正反侧的标签不同限制方式。
进一步地，所述标记模块包括：
生成子模块，用于通过SLAM算法生成室内环境的栅格地图；
第一子标记模块，用于在所述栅格地图上标记所述虚拟墙设备的位置；
第二子标记模块，用于根据所述限制信息和所述虚拟墙设备在所述栅格地图的位置，对所述栅格地图进行限制标记。
进一步地，所述系统包括：
第二控制模块，用于控制扫地机器人执行规划式清扫任务。
根据上述的技术方案，本发明有益效果：通过识别标签获取限制信息，再根据限制信息在栅格地图上进行限制标记，根据限制标记形成限制清扫区域，在形成限制清扫区域之后，根据更新后的栅格地图，控制扫地机器人执行清扫任务，旨在解决现有的控制扫地机器人的方式都是在地面铺设磁条，利用磁条围成限制区域，由于使用磁条，导致磁条卷曲后铺平困难、用户容易绊倒的问题。
附图说明
图1是应用本发明实施例提供的一种扫地机器人的控制方法的流程图；
图2是应用本发明实施例提供的一种扫地机器人的控制系统的功能模块图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。
如图1所示，本发明实施例提出一种扫地机器人的控制方法，所述方法包括以下步骤：
步骤S101、识别虚拟墙设备上的标签。
在本实施例中，虚拟墙设备为一板条，在板条上设有标签。在使用该虚拟墙设备时，将虚拟墙设备放置在需要限制清扫区域中，供扫地机器人扫描标签进行识别。在不清扫区域放置虚拟墙设备，具体地，将虚拟墙设备放置在墙边。
在本实施例中，扫地机器人为激光雷达扫地机器人。激光雷达扫地机器人使用激光雷达进行扫描标签，并不需要额外增加扫描装置。
在本实施例中，虚拟墙设备用于限制扫地机器人清扫区域。
在步骤S101中，包括：
通过扫描方式对虚拟墙设备上的标签进行识别。
在步骤S101之前，所述方法包括：
控制扫地机器人执行规划式清扫任务。
在扫地机器人执行规划式清扫任务时，打开扫描功能，在执行清扫的同时进行扫描，若扫描到虚拟墙设备上的标签，则进行识别。
在步骤S101中，包括：
识别吸光区域和反光区域相间分布排列的标签；
获得所述吸光区域与所述反光区域的比例，以及所述吸光区域与所述反光区域的长度；
根据所述吸光区域与所述反光区域的比例，以及所述吸光区域与所述反光区域的长度，获取所述标签设定的限制方式。
在本实施例中，标签包括吸光区域和反光区域，由吸光区域和反光区域相间分布排列。标签中的吸光区域和反光区域不同，其对扫地机器的控制的限制方式不同。根据吸光区域与反光区域的比例，以及吸光区域与反光区域的长度，设定不同的限制方式。例如，标签吸光区域和反光区域依次为吸光区域A、反光区域B和吸光区域C，其中，吸光区域A的长度为3L，反光区域B的长度为L，吸光区域C的长度为2L。根据吸光区域与反光区域的长度为5L，以及吸光区域与所述反光区域的比例为2：1，设定限制方式。具体地，吸光区域与反光区域的比例以及吸光区域与反光区域的长度依次预设排布方式进行编码，通过不同的编码方式设定不同的限制方式。在扫地机器人扫描该标签时，获得上述的信息。
在本实施例中，标签的吸光区域是黑色的吸光材质区域，标签的反光区域是白色的反光材质区域。
在本实施例中，虚拟墙设备上的标签是以虚拟墙设备的位置和限制方式进行限定，虚拟墙设备上的标签的限制方式包括以虚拟墙设备为圆心，按预设长度为半径的范围限定，或者，以虚拟墙设备为中心，按预设的长宽向外延伸的区域限定。
在步骤S101中，包括：
通过识别虚拟墙设备的正反侧的标签，获取虚拟墙设备的正反侧的标签不同限制方式。
在本实施例中，虚拟墙设备具有正反侧，虚拟墙设备的正反侧设有不同限制方式的标签。
在本实施例中，虚拟墙设备为无源类别的虚拟墙设备。
步骤S102、解析标签，获取限制信息。
在识别到标签之后，解析标签，获取限制信息。根据吸光区域与反光区域的比例，以及吸光区域与反光区域的长度，解析出其所设定的限制方式，根据解析出的限制方式形成限制信息，从而获取限制信息。
步骤S103、根据限制信息，对栅格地图进行限制标记。
在获取限制信息之后，根据限制信息，对栅格地图进行限制标记。限制信息中包括限制方式，根据限制方式及虚拟墙设备在栅格地图上的位置，对栅格地图进行限制标记。限制标记是将在栅格地图上需要限制的栅格进行标红，标红的栅格表示禁止扫地机器人进入。
在步骤S103中，包括：
通过SLAM算法生成室内环境的栅格地图；
在栅格地图上标记虚拟墙设备的位置；
根据限制信息和虚拟墙设备在栅格地图的位置，对栅格地图进行限制标记。
SLAM英文全称是Simultaneous Localization And Mapping,也称为CML(Concurrent Mapping and Localization),即时定位与地图构建，或并发建图与定位。SLAM所要处理的问题可以描述为：将一个机器人放入未知环境中的未知位置，是否有办法让机器人一边逐步描绘出此环境完全的地图，所谓完全的地图(a consistent map)是指不受障碍行进到房间可进入的每个角落。
栅格地图是通过SLAM算法生成室内环境的栅格地图，在识别虚拟墙设备上的标签时，在栅格地图上对虚拟墙设备进行标记，在栅格地图上标记虚拟墙设备的位置，在栅格地图上完成对虚拟墙设备标记之后，根据限制信息和虚拟墙设备在栅格地图的位置，对栅格地图进行限制标记。
步骤S104、将限制标记的区域设置为限制清扫区域。
在栅格地图完成限制标记之后，限制标记的栅格形成限制标记的区域，再对限制标记的区域进行设置，在本实施例中，将限制标记的区域设置为限制清扫区域，也就是说，在扫地机器人执行清扫任务时，限制清扫区域是禁止扫地机器人进入，扫地机器人对限制清扫区域不进行清扫。
步骤S105、根据当前的栅格地图，控制扫地机器人执行清扫任务。
根据当前的栅格地图，即是根据在栅格地图上设置限制清扫区域之后的栅格地图，控制扫地机器人执行清扫任务。若在识别标签之前，扫地机器人是在执行清扫任务，则控制扫地机器人根据限制清扫区域继续执行之前未完成的清扫任务。若在识别标签之前，扫地机器人不是在执行清扫任务，则控制扫地机器人根据限制清扫区域执行清扫任务。
综上所述，通过识别标签获取限制信息，再根据限制信息在栅格地图上进行限制标记，根据限制标记形成限制清扫区域，在形成限制清扫区域之后，根据更新后的栅格地图，控制扫地机器人执行清扫任务，旨在解决现有的控制扫地机器人的方式都是在地面铺设磁条，利用磁条围成限制区域，由于使用磁条，导致磁条卷曲后铺平困难、用户容易绊倒的问题。
另外，通过此方法对激光雷达扫地机器人的清扫区域进行限制，能够提升用户设立虚拟墙的便捷性，降低因设立虚拟墙而带来的对用户的干扰，提升用户体验，并且在对激光雷达扫地机器人上无需额外增加传感器，降低机器人成本以及生产时的组装复杂度。
如图2所示，本发明实施例还提出一种扫地机器人的控制系统1，所述系统1包括识别模块11、获取模块12、标记模块13、限制设置模块14和第一控制模块15。
识别模块11，用于识别虚拟墙设备上的标签。
在本实施例中，虚拟墙设备为一板条，在板条上设有标签。在使用该虚拟墙设备时，将虚拟墙设备放置在需要限制清扫区域中，供扫地机器人扫描标签进行识别。在不清扫区域放置虚拟墙设备，具体地，将虚拟墙设备放置在墙边。
在本实施例中，扫地机器人为激光雷达扫地机器人。激光雷达扫地机器人使用激光雷达进行扫描标签，并不需要额外增加扫描装置。
在本实施例中，虚拟墙设备用于限制扫地机器人清扫区域。
识别模块11包括：
通过扫描方式对虚拟墙设备上的标签进行识别。
所述系统包括：
第二控制模块，用于控制扫地机器人执行规划式清扫任务。
在扫地机器人执行规划式清扫任务时，打开扫描功能，在执行清扫的同时进行扫描，若扫描到虚拟墙设备上的标签，则进行识别。
识别模块11包括：
第一子识别模块，用于识别吸光区域和反光区域相间分布排列的标签；
第一子获取模块，用于获得吸光区域与反光区域的比例，以及吸光区域与反光区域的长度；
第二子获取模块，用于根据吸光区域与反光区域的比例，以及吸光区域与反光区域的长度，获取标签设定的限制方式。
在本实施例中，标签包括吸光区域和反光区域，由吸光区域和反光区域相间分布排列。标签中的吸光区域和反光区域不同，其对扫地机器的控制的限制方式不同。根据吸光区域与反光区域的比例，以及吸光区域与反光区域的长度，设定不同的限制方式。例如，标签吸光区域和反光区域依次为吸光区域A、反光区域B和吸光区域C，其中，吸光区域A的长度为3L，反光区域B的长度为L，吸光区域C的长度为2L。根据吸光区域与反光区域的长度为5L，以及吸光区域与所述反光区域的比例为2：1，设定限制方式。具体地，吸光区域与反光区域的比例以及吸光区域与反光区域的长度依次预设排布方式进行编码，通过不同的编码方式设定不同的限制方式。在扫地机器人扫描该标签时，获得上述的信息。
在本实施例中，标签的吸光区域是黑色的吸光材质区域，标签的反光区域是白色的反光材质区域。
在本实施例中，虚拟墙设备上的标签是以虚拟墙设备的位置和限制方式进行限定，虚拟墙设备上的标签的限制方式包括以虚拟墙设备为圆心，按预设长度为半径的范围限定，或者，以虚拟墙设备为中心，按预设的长宽向外延伸的区域限定。
识别模块11通过识别虚拟墙设备的正反侧的标签，获取虚拟墙设备的正反侧的标签不同限制方式。
在本实施例中，虚拟墙设备具有正反侧，虚拟墙设备的正反侧设有不同限制方式的标签。
在本实施例中，虚拟墙设备为无源类别的虚拟墙设备。
获取模块12，用于解析标签，获取限制信息。
在识别到标签之后，解析标签，获取限制信息。根据吸光区域与反光区域的比例，以及吸光区域与反光区域的长度，解析出其所设定的限制方式，根据解析出的限制方式形成限制信息，从而获取限制信息。
标记模块13，用于根据限制信息，对栅格地图进行限制标记。
在获取限制信息之后，根据限制信息，对栅格地图进行限制标记。限制信息中包括限制方式，根据限制方式及虚拟墙设备在栅格地图上的位置，对栅格地图进行限制标记。限制标记是将在栅格地图上需要限制的栅格进行标红，标红的栅格表示禁止扫地机器人进入。
标记模块13包括：
生成子模块，用于通过SLAM算法生成室内环境的栅格地图；
第一子标记模块，用于在栅格地图上标记虚拟墙设备的位置；
第二子标记模块，用于根据限制信息和虚拟墙设备在栅格地图的位置，对栅格地图进行限制标记。
SLAM英文全称是Simultaneous Localization And Mapping,也称为CML(Concurrent Mapping and Localization),即时定位与地图构建，或并发建图与定位。SLAM所要处理的问题可以描述为：将一个机器人放入未知环境中的未知位置，是否有办法让机器人一边逐步描绘出此环境完全的地图，所谓完全的地图(a consistent map)是指不受障碍行进到房间可进入的每个角落。
栅格地图是通过SLAM算法生成室内环境的栅格地图，在识别虚拟墙设备上的标签时，在栅格地图上对虚拟墙设备进行标记，在栅格地图上标记虚拟墙设备的位置，在栅格地图上完成对虚拟墙设备标记之后，根据限制信息和虚拟墙设备在栅格地图的位置，对栅格地图进行限制标记。
限制设置模块14，用于将限制标记的区域设置为限制清扫区域。
在栅格地图完成限制标记之后，限制标记的栅格形成限制标记的区域，再对限制标记的区域进行设置，在本实施例中，将限制标记的区域设置为限制清扫区域，也就是说，在扫地机器人执行清扫任务时，限制清扫区域是禁止扫地机器人进入，扫地机器人对限制清扫区域不进行清扫。
第一控制模块15，用于根据当前的栅格地图，控制扫地机器人执行清扫任务。
根据当前的栅格地图，即是根据在栅格地图上设置限制清扫区域之后的栅格地图，控制扫地机器人执行清扫任务。若在识别标签之前，扫地机器人是在执行清扫任务，则控制扫地机器人根据限制清扫区域继续执行之前未完成的清扫任务。若在识别标签之前，扫地机器人不是在执行清扫任务，则控制扫地机器人根据限制清扫区域执行清扫任务。
综上所述，通过识别标签获取限制信息，再根据限制信息在栅格地图上进行限制标记，根据限制标记形成限制清扫区域，在形成限制清扫区域之后，根据更新后的栅格地图，控制扫地机器人执行清扫任务，旨在解决现有的控制扫地机器人的方式都是在地面铺设磁条，利用磁条围成限制区域，由于使用磁条，导致磁条卷曲后铺平困难、用户容易绊倒的问题。
另外，通过此方法对激光雷达扫地机器人的清扫区域进行限制，能够提升用户设立虚拟墙的便捷性，降低因设立虚拟墙而带来的对用户的干扰，提升用户体验，并且在对激光雷达扫地机器人上无需额外增加传感器，降低机器人成本以及生产时的组装复杂度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种扫地机器人的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
识别虚拟墙设备上的标签；
解析所述标签，获取限制信息；
根据所述限制信息，对栅格地图进行限制标记；
将所述限制标记的区域设置为限制清扫区域；
根据当前的栅格地图，控制扫地机器人执行清扫任务。
2.根据权利要求1所述的一种扫地机器人的控制方法，其特征在于，在所述识别虚拟墙设备上的标签的步骤中，包括：
识别吸光区域和反光区域相间分布排列的标签；
获得所述吸光区域与所述反光区域的比例，以及所述吸光区域与所述反光区域的长度；
根据所述吸光区域与所述反光区域的比例，以及所述吸光区域与所述反光区域的长度，获取所述标签设定的限制方式。
3.根据权利要求2所述的一种扫地机器人的控制方法，在所述识别虚拟墙设备上的标签的步骤中，包括：
通过识别虚拟墙设备的正反侧的标签，获取虚拟墙设备的正反侧的标签不同限制方式。
4.根据权利要求1所述的一种扫地机器人的控制方法，在所述根据所述限制信息，对栅格地图进行限制标记的步骤中，包括：
通过SLAM算法生成室内环境的栅格地图；
在所述栅格地图上标记所述虚拟墙设备的位置；
根据所述限制信息和所述虚拟墙设备在所述栅格地图的位置，对所述栅格地图进行限制标记。
5.根据权利要求1所述的一种扫地机器人的控制方法，在所述识别虚拟墙设备上的标签的步骤之前，所述方法包括：
控制扫地机器人执行规划式清扫任务。
6.一种扫地机器人的控制系统，其特征在于，所述系统包括：
识别模块，用于识别虚拟墙设备上的标签；
获取模块，用于解析所述标签，获取限制信息；
标记模块，用于根据所述限制信息，对栅格地图进行限制标记；
限制设置模块，用于将所述限制标记的区域设置为限制清扫区域；
第一控制模块，用于根据当前的栅格地图，控制扫地机器人执行清扫任务。
7.根据权利要求6所述的一种扫地机器人的控制系统，其特征在于，所述识别模块包括：
第一子识别模块，用于识别吸光区域和反光区域相间分布排列的标签；
第一子获取模块，用于获得所述吸光区域与所述反光区域的比例，以及所述吸光区域与所述反光区域的长度；
第二子获取模块，用于根据所述吸光区域与所述反光区域的比例，以及所述吸光区域与所述反光区域的长度，获取所述标签设定的限制方式。
8.根据权利要求7所述的一种扫地机器人的控制系统，所述识别模块通过识别虚拟墙设备的正反侧的标签，获取虚拟墙设备的正反侧的标签不同限制方式。
9.根据权利要求6所述的一种扫地机器人的控制系统，所述标记模块包括：
生成子模块，用于通过SLAM算法生成室内环境的栅格地图；
第一子标记模块，用于在所述栅格地图上标记所述虚拟墙设备的位置；
第二子标记模块，用于根据所述限制信息和所述虚拟墙设备在所述栅格地图的位置，对所述栅格地图进行限制标记。
10.根据权利要求6所述的一种扫地机器人的控制系统，所述系统包括：
第二控制模块，用于控制扫地机器人执行规划式清扫任务。
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