CN108720709B - 基于激光测距行走的玻璃清洁装置及其控制方法 - Google Patents
基于激光测距行走的玻璃清洁装置及其控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108720709B CN108720709B CN201810601895.2A CN201810601895A CN108720709B CN 108720709 B CN108720709 B CN 108720709B CN 201810601895 A CN201810601895 A CN 201810601895A CN 108720709 B CN108720709 B CN 108720709B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cleaning device
- glass
- sucker
- glass cleaning
- distance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L1/00—Cleaning windows
- A47L1/02—Power-driven machines or devices
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation
- A47L2201/06—Control of the cleaning action for autonomous devices; Automatic detection of the surface condition before, during or after cleaning
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于激光测距行走的玻璃清洁装置，包括清洁主体、清洁机构、三轴陀螺仪、控制器、红外接收端、红外遥控终端、激光测距传感器和电机驱动单元；清洁主体包括具有底盘的本体，以及设置在主体内部的真空泵，底盘呈三角形；清洁机构包括设置在底盘上且呈等边三角形分布的三个吸盘，安装在吸盘上的清洁布，以及用于驱动吸盘转动的电机；控制器与三轴陀螺仪电连接；电机驱动单元分别与电机和控制器电连接；红外接收端安装在本体上，红外接收端与控制器电连接；还包括六个激光测距传感器，各激光测距传感器分别与控制器电连接。本发明还公开了一种基于激光测距行走的玻璃清洁装置的控制方法。本发明提高了对玻璃边缘的清洁能力和效率。
Description
技术领域
本发明属于机器人智能控制技术，具体涉及一种基于激光测距行走的玻璃清洁装置及 其控制方法。
背景技术
目前，对玻璃的清洁大多采用人工清洗的方式，此种清洁方法不仅耗费时间、效率低， 且高层玻璃的清洁还具有一定的危险。因此在日常生活中清洁玻璃的频率较低。智能玻璃 清洁机器人的大力发展为人们的生活带来了便利，随着社会老龄化的趋势愈加严重，玻璃 清洁机器人的发展更具可观前景。但现有的玻璃清洁装置对于玻璃窗框处的清洁效果，以 及如何减少玻璃请装置在窗框边缘的碰撞都甚少考虑。
如CN 105615763 B公开的一种三吸盘式清洁装置及其控制方法，传感器模块采用电流 检测传感器进行壁面边缘检测，该电流检测传感器不能避免清洁装置与壁面边缘的碰撞， 长期使用后会减少清洁装置的使用寿命。上述清洁装置的三吸盘呈等边三角形分布，控制 方法为其中一个吸盘吸附在壁面上，其余两个吸盘绕其顺时针或逆时针旋转60度。该设计 方式适合于普通的矩形玻璃擦除，但是玻璃边缘死角清洁没有涉及。
又如CN 204931561 U公开的一种可遥控玻璃清洁机器人，它的移动系统安装在本体两 侧的滚轮，清洁系统安装在本体上部。因自身结构设计的问题和行走方式，在玻璃窗框边 处的清洁死区都较大；同时缺乏对窗框边缘的检测模块。
再如CN 107481230 A公开的一种基于图像采集的智能化玻璃清洁机器手控制系统，它 通过将玻璃进行透光与遮光后采集到的图像进行处理，控制机器手对玻璃进行适合的清洁 次数。但该机器手也缺乏对窗框边缘的检测模块，无法避免清洁机器人与窗框边缘的碰撞 摩擦，同样会降低清洁机器人的使用寿命。
再如CN 107997669 A公开的一种可自动探边的擦窗机器人，它通过探边机构来对窗框 边缘进行探测，探边机构包括探边传感器和距离比较器。探边传感器与距离比较器相连接， 距离比较器与控制器相连接。在探测过程中，该专利中所述机器人因为实际的角度或高度 因素的影响，该机器人将探边传感器还分别与转角度电机与升降电机相连接，此设计较为 复杂。并且该机器人虽适用于有窗框和无窗框的玻璃擦拭，但是需要使用者在使用前自行 判断玻璃有无窗框并按下转化两种模式的切换开关，需要人工辅助操作，增加了用户使用 的难度。
因此，有必要开发一种新的基于激光测距行走的玻璃清洁装置及其控制方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于激光测距行走的玻璃清洁装置及其控制方法，以提高清 洁装置的边缘清洁能力和效率。
本发明所述的激光测距行走控制方法，采用近年来新发展起来的短距离激光检测器件 为硬件基础，这种新型器件，抗干扰能力强，检测精度高。用于窗户不同部位边缘距检测 与判断，基于该项技术本发明玻璃清洁装置，包括清洁主体、清洁机构、三轴陀螺仪、控制器、红外接收端、红外遥控终端和电机驱动单元；
所述清洁主体包括具有底盘的本体，以及设置在主体内部的真空泵，其中，所述底盘 呈三角形；
所述清洁机构包括设置在底盘上且呈等边三角形分布的三个吸盘，安装在吸盘上的清 洁布，以及用于驱动吸盘转动的电机；
所述三轴陀螺仪用于检测玻璃清洁装置转动的角度；
所述控制器用于控制各电机的启停与数据的实时处理，该控制器与三轴陀螺仪电连接；
所述电机驱动单元用于驱动电机工作，该电机驱动单元分别与电机和控制器电连接；
所述红外接收端安装在本体上，该红外接收端与控制器电连接；
所述红外遥控终端用于向清洁装置发送指令；
还包括六个激光测距传感器，其中三个激光测距传感器分别安装在底盘的三条边的正 中间并与底盘平行安装，另外三个分别设置在底盘的三条侧边的正中间，用于检测玻璃清 洁装置下方是否有玻璃以及玻璃清洁装置与窗户边缘之间的距离，各激光测距传感器分别 与控制器电连接。
本发明所述的一种基于激光测距行走的玻璃清洁装置的控制方法，采用如本发明所述 的基于激光测距行走的玻璃清洁装置，其控制方法包括以下步骤：
S1.将玻璃清洁装置任意放置在玻璃上并启动玻璃清洁装置；控制器控制真空泵工作， 真空泵抽掉吸盘内部的空气后形成负压区，利用压差使玻璃清洁装置吸附在玻璃表面上；
S2.通过红外遥控终端向玻璃清洁装置发送开始指令，安装在主体上的红外接收端接收 该开始指令；控制器控制电机驱动单元驱动电机工作，带动与电机相连的吸盘转动；三轴 陀螺仪通过检测到玻璃清洁装置与水平线之间夹角的角度，来判断玻璃清洁装置的位置状 态；
S3.玻璃清洁装置开始清洁工作；
在玻璃清洁装置进行清洁工作中时，激光测距传感器对窗框边缘进行测距，控制器将 所检测到的玻璃清洁装置与窗户边缘之间的距离与基准距离进行比较，并基于所比较的结 果控制玻璃清洁装置进入向上运动状态，或向下运动状态，或向左运动状态，或向右运动 状态，直到清洁完毕；
或控制器基于激光测距传感器所检测到玻璃清洁装置下方没有玻璃时，控制玻璃清洁 装置进入向上运动状态，或向下运动状态，或向左运动状态，或向右运动状态，直到清洁 完毕。
进一步，S31.控制玻璃清洁装置向水平方向的V侧运动，直到玻璃清洁装置与窗框V 边缘的距离小于等于基准距离或检测到玻璃清洁装置下方没有玻璃，玻璃清洁装置停止向 V运动状态；
S32.控制玻璃清洁装置向上运动，直到激光测距传感器检测到玻璃清洁装置与窗户上边 缘的距离小于等于基准距离或检测到玻璃清洁装置下方没有玻璃，玻璃清洁装置停止向上 运动状态；
S33.控制玻璃清洁装置向水平方向的W侧运动，直到玻璃清洁装置与窗框W边缘的距 离小于等于基准距离或检测到玻璃清洁装置下方没有玻璃，玻璃清洁装置停止向W运动状 态；
S34.判断玻璃清洁装置与窗户下边缘的距离是否大于等于一个机身的距离；
若是，则控制玻璃清洁装置进入向下运动状态，使玻璃清洁装置向下移动一个机身的 位置，并控制玻璃清洁装置向水平方向的V侧运动，直到玻璃清洁装置与窗框V边缘的距离 小于等于基准距离或检测到玻璃清洁装置下方没有玻璃，并进入步骤S35；
若否，则判断激光测距传感器测量到玻璃清洁装置与玻璃下窗框的距离是否小于等于 基准距离或检测到玻璃清洁装置下方没有玻璃，若是，则清洁完毕，若否，则控制玻璃清 洁装置向下移动直至激光测距传感器测量到玻璃清洁装置与玻璃下窗框的距离小于等于基 准距离或检测到玻璃清洁装置下方没有玻璃，玻璃清洁装置停止向下运动状态，并控制玻 璃清洁装置向水平方向的V侧运动，直到玻璃清洁装置与窗框V边缘的距离小于等于基准距 离或检测到玻璃清洁装置下方没有玻璃，清洁完毕；
S35.判断玻璃清洁装置与窗户下边缘的距离是否大于等于一个机身的距离；
若是，则控制玻璃清洁装置进入向下运动状态，使玻璃清洁装置向下移动一个机身的 位置，并控制玻璃清洁装置向水平方向的W侧运动，直到玻璃清洁装置与窗框W边缘的距离 小于等于基准距离或检测到玻璃清洁装置下方没有玻璃，并进入步骤S34；
若否，则判断激光测距传感器测量到玻璃清洁装置与玻璃下窗框的距离是否小于等于 基准距离或检测到玻璃清洁装置下方没有玻璃，若是，则清洁完毕，若否，则控制玻璃清 洁装置向下移动直至激光测距传感器测量到玻璃清洁装置与玻璃下窗框的距离小于等于基 准距离或检测到玻璃清洁装置下方没有玻璃，玻璃清洁装置停止向下运动状态，并控制玻 璃清洁装置向水平方向的W侧运动，直到玻璃清洁装置与窗框W边缘的距离小于等于基准距 离或检测到玻璃清洁装置下方没有玻璃，清洁完毕；
其中，当V为左时，W为右；
反之，当V为右时，W为左。
进一步，所述步骤S3还包括：当玻璃上有障碍物，其控制方法为：
若当前玻璃清洁装置的运动状态为向V运动，则当激光测距传感器测量到玻璃清洁装 置与障碍物的距离小于或等于基准距离时，控制玻璃清洁装置执行向下运动状态，使玻璃 清洁装置向下移动一个机身的位置后继续向V运动；
若当前玻璃清洁装置的运动状态为向W运动，则当激光测距传感器测量到玻璃清洁装 置与障碍物的距离小于或等于基准距离时，控制玻璃清洁装置执行向下运动状态，使玻璃 清洁装置向下移动一个机身的位置后继续向W运动。
进一步，所述玻璃清洁装置的位置状态由其转动角度和转动角速度决定，采用积分补 偿的方法来消除转动角速度的积累误差，加速度计得到的值为g_fGravityAngle_Y，三轴 陀螺仪得到的角度值为g_fGyoscopeAngleSpeed_Y，采用积分补偿滤波方法以后，由g_fCarAngle_Y输出清洁装置的转动角度。
其中：g_fCarAngle_Y＝g_fGyroscopeAngleIntegral_Y；
fDeltaValue_Y＝(g_fGravityAngle_Y-g_fCarAngle_Y)/0.6；
其中：fDeltaValue_Y表示该玻璃清洁装置转动角度的偏差值；
g_fGyroscope AngleInteg ral_Y表示积分补偿后的值。
进一步，设玻璃清洁装置的三个吸盘分别为吸盘a、吸盘b和吸盘c，且吸盘a、吸盘b和吸盘c按照逆时针方向依次设置；
所述向上运动状态的具体过程为：控制器控制吸盘b吸附在玻璃表面上，吸盘a和吸盘c 以吸盘b为圆心逆时针转动120度；控制器控制吸盘c吸附在玻璃表面上，吸盘a和吸盘b以吸 盘为c圆心逆时针转动120度；控制器控制吸盘a吸附在玻璃表面上，吸盘b和吸盘c以吸盘a 为圆心逆时针转动120度；在此运动状态中，激光测距传感器连续测量，重复上述步骤。
进一步，所述向下运动状态的具体过程为：控制器控制吸盘b吸附在玻璃表面上，吸盘 a和吸盘c以吸盘b为圆心顺时针转动120度；控制器控制吸盘a吸附在玻璃表面上，吸盘b和吸 盘c以吸盘a为圆心顺时针转动120度；控制器控制吸盘c吸附在玻璃表面上，吸盘a和吸盘b 以吸盘为c圆心顺时针转动120度；控制器控制吸盘b吸附在玻璃表面上，吸盘a和吸盘c以吸 盘为b圆心顺时针转动120度；在此运动状态中，激光测距传感器连续测量。
进一步，所述向左运动状态的具体过程为：控制器控制吸盘a吸附在玻璃表面上，吸盘b 和吸盘c以吸盘a为圆心逆时针转动120度；控制器控制吸盘b吸附在玻璃表面上，吸盘a和吸 盘c以吸盘b为圆心逆时针转动120度；控制器控制吸盘c吸附在玻璃表面上，吸盘a和吸盘b 以吸盘为c圆心逆时针转动120度；在此运动状态中，激光测距传感器连续测量，重复上述步 骤。
进一步，所述向右运动状态的具体过程为：控制器控制吸盘c吸附在玻璃表面上，吸盘 a和吸盘b以吸盘为c圆心逆时针转动120度；控制器控制吸盘a吸附在玻璃表面上，吸盘 b和吸盘c以吸盘a为圆心逆时针转动120度；控制器控制吸盘b吸附在玻璃表面上，吸盘a和吸盘c以吸盘b为圆心逆时针转动120度；在此运动状态中，激光测距传感器连续测量，重复上述步骤。
本发明具有以下优点：
(1)能够有效减小清洁死区，提高了对玻璃边缘的清洁能力；
(2)能够对窗框的边缘进行检测，从而避免了清洁装置与窗框边缘的碰撞摩擦，延长 了清洁装置的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的仰视示意图；
图3为全框玻璃的路径规划图；
图4为有障碍物的全框玻璃的路径规划图；
图5为半无框玻璃的路径规划图；
图6为本发明的主要流程图；
图中，1—主体、2—电机、3—真空泵、4—三轴陀螺仪、5—红外接收端、6—激光测距传感器、7—吸盘、8—清洁布。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示，本发明的基于激光测距行走的玻璃清洁装置，清洁主体、清洁机构、三轴陀螺仪、控制器、红外接收端5、红外遥控终端、电机驱动单元和六个激光测距传 感器6。所述清洁主体包括具有底盘的本体1，以及设置在本体1内部的真空泵3，其中， 所述底盘呈三角形。所述清洁机构包括设置在底盘上且呈等边三角形分布的三个吸盘7，安 装在吸盘上的清洁布8，以及用于驱动吸盘转动的电机2。所述三轴陀螺仪4用于检测玻璃 清洁装置转动的角度。所述控制器用于控制各电机2的启停与数据的实时处理，该控制器 与三轴陀螺仪4电连接。所述电机驱动单元用于驱动电机2工作，该电机驱动单元分别与 电机2和控制器电连接。所述红外接收端5安装在本体1上，该红外接收端5与控制器电 连接。所述红外遥控终端用于向清洁装置发送指令。其中三个激光测距传感器6安装在底 盘的三条边的正中间并与底盘平行安装，另外三个分别设置在底盘的三条侧边的正中间， 用于检测玻璃清洁装置下方是否有玻璃以及玻璃清洁装置与窗户边缘之间的距离，各激光 测距传感器6分别与控制器电连接。
如图6所示，本发明所述的一种基于激光测距行走的玻璃清洁装置的控制方法，采用 如本发明所述的基于激光测距行走的玻璃清洁装置，其控制方法包括以下步骤：
S1.将玻璃清洁装置任意放置在玻璃上并启动玻璃清洁装置；控制器控制真空泵工作， 真空泵抽掉吸盘内部的空气后形成负压区，利用压差使玻璃清洁装置吸附在玻璃表面上。
S2.通过红外遥控终端向玻璃清洁装置发送开始指令，安装在主体上的红外接收端接收 该开始指令；控制器控制电机驱动单元驱动电机工作，带动与电机相连的吸盘转动；三轴 陀螺仪通过检测到玻璃清洁装置与水平线之间夹角的角度，来判断玻璃清洁装置的位置状 态。
S3.玻璃清洁装置开始清洁工作；
在玻璃清洁装置进行清洁工作中时，激光测距传感器对窗框边缘进行测距，控制器将 所检测到的玻璃清洁装置与窗户边缘之间的距离与基准距离进行比较，并基于所比较的结 果控制玻璃清洁装置进入向上运动状态，或向下运动状态，或向左运动状态，或向右运动 状态，直到清洁完毕。或控制器基于激光测距传感器所检测到玻璃清洁装置下方没有玻璃 时，控制玻璃清洁装置进入向上运动状态，或向下运动状态，或向左运动状态，或向右运 动状态，直到清洁完毕。
本实施例中，设玻璃清洁装置的三个吸盘分别为吸盘a、吸盘b和吸盘c，且吸盘a、吸盘b和吸盘c按照逆时针方向依次设置。
本实施例中，所述步骤S1具体为：当玻璃清洁装置吸附在玻璃表面上后，控制器控制 吸盘b转动5us，三轴陀螺仪6检测到清洁装置与水平线之间夹角的角度，将采集到的数据 通过积分补偿处理来判断玻璃清洁装置的初始角度，控制器控制吸盘b吸附在玻璃表明上， 吸盘a和吸盘c以吸盘b为圆心顺时针转动，直到吸盘a和吸盘b处于同一竖直直线上，玻璃清洁装置准备工作。
本实施例中，所述玻璃清洁装置的位置状态由其转动角度和转动角速度决定，采用积 分补偿的方法来消除转动角速度的积累误差，加速度计得到的值为g_fGravityAngle_Y， 三轴陀螺仪得到的角度值为g_fGyoscopeAngleSpeed_Y，采用积分补偿滤波方法以后，由 g_fCarAngle_Y输出清洁装置的转动角度。
其中：g_fCarAngle_Y＝g_fGyroscopeAngleIntegral_Y；
fDeltaValue_Y＝(g_fGravityAngle_Y-g_fCarAngle_Y)/0.6；
其中：fDeltaValue_Y表示该玻璃清洁装置转动角度的偏差值；
g_fGyroscope AngleInteg ral_Y表示积分补偿后的值。
本实施例中，所述步骤S3具体为：
S31.控制玻璃清洁装置向水平方向的V侧运动，直到玻璃清洁装置与窗框V边缘的距 离小于等于基准距离或检测到玻璃清洁装置下方没有玻璃，玻璃清洁装置停止向V运动状 态。
S32.控制玻璃清洁装置向上运动，直到激光测距传感器检测到玻璃清洁装置与窗户上边 缘的距离小于等于基准距离或检测到玻璃清洁装置下方没有玻璃，玻璃清洁装置停止向上 运动状态。
S33.控制玻璃清洁装置向水平方向的W侧运动，直到玻璃清洁装置与窗框W边缘的距 离小于等于基准距离或检测到玻璃清洁装置下方没有玻璃，玻璃清洁装置停止向W运动状 态；
S34.判断玻璃清洁装置与窗户下边缘的距离是否大于等于一个机身的距离。
若是，则控制玻璃清洁装置进入向下运动状态，使玻璃清洁装置向下移动一个机身的 位置，并控制玻璃清洁装置向水平方向的V侧运动，直到玻璃清洁装置与窗框V边缘的距离 小于等于基准距离或检测到玻璃清洁装置下方没有玻璃，并进入步骤S35。
若否，则判断激光测距传感器测量到玻璃清洁装置与玻璃下窗框的距离是否小于等于 基准距离或检测到玻璃清洁装置下方没有玻璃，若是，则清洁完毕，若否，则控制玻璃清 洁装置向下移动直至激光测距传感器测量到玻璃清洁装置与玻璃下窗框的距离小于等于基 准距离或检测到玻璃清洁装置下方没有玻璃，玻璃清洁装置停止向下运动状态，并控制玻 璃清洁装置向水平方向的V侧运动，直到玻璃清洁装置与窗框V边缘的距离小于等于基准距 离或检测到玻璃清洁装置下方没有玻璃，清洁完毕。
S35.判断玻璃清洁装置与窗户下边缘的距离是否大于等于一个机身的距离。
若是，则控制玻璃清洁装置进入向下运动状态，使玻璃清洁装置向下移动一个机身的 位置，并控制玻璃清洁装置向水平方向的W侧运动，直到玻璃清洁装置与窗框W边缘的距离 小于等于基准距离或检测到玻璃清洁装置下方没有玻璃，并进入步骤S34。
若否，则判断激光测距传感器测量到玻璃清洁装置与玻璃下窗框的距离是否小于等于 基准距离或检测到玻璃清洁装置下方没有玻璃，若是，则清洁完毕，若否，则控制玻璃清 洁装置向下移动直至激光测距传感器测量到玻璃清洁装置与玻璃下窗框的距离小于等于基 准距离或检测到玻璃清洁装置下方没有玻璃，玻璃清洁装置停止向下运动状态，并控制玻 璃清洁装置向水平方向的W侧运动，直到玻璃清洁装置与窗框W边缘的距离小于等于基准距 离或检测到玻璃清洁装置下方没有玻璃，清洁完毕。
其中，当V为左时，W为右；反之，当V为右时，W为左。
本实施例中，所述步骤S3还包括：当玻璃上有障碍物，其控制方法为：
若当前玻璃清洁装置的运动状态为向V运动，则当激光测距传感器测量到玻璃清洁装 置与障碍物的距离小于或等于基准距离时，控制玻璃清洁装置执行向下运动状态，使玻璃清 洁装置向下移动一个机身的位置后继续向V运动；
若当前玻璃清洁装置的运动状态为向W运动，则当激光测距传感器测量到玻璃清洁装 置与障碍物的距离小于或等于基准距离时，控制玻璃清洁装置执行向下运动状态，使玻璃清 洁装置向下移动一个机身的位置后继续向W运动。
以下以工作环境为全框玻璃、有障碍物的全框玻璃以及半无框玻璃为例对本发明进行说 明：
图3为一种全框玻璃的路径规划图，在此情况下本实施例的具体控制方法为：
首先玻璃清洁装置向左运动到A点，激光测距传感器检测到玻璃清洁装置到左窗框的 距离小于或等于基准距离；玻璃清洁装置向上运动到B点，激光测距传感器检测到玻璃清 洁装置到上窗框的距离小于或等于基准距离；玻璃清洁装置再向右运动到C点，激光测距 传感器检测到玻璃清洁装置到右窗框的距离小于或等于基准距离；玻璃清洁装置向下移动 一个机身的距离到D点，再向左运动到E点，激光测距传感器检测到玻璃清洁装置到左窗 框的距离小于或等于基准距离；玻璃清洁装置向下移动一个机身的距离到F点，再向右运 动到G点，激光测距传感器检测到玻璃清洁装置到左窗框的距离小于或等于基准距离；玻 璃清洁装置向下移动一个机身的距离到H点，再向左运动到I点，激光测距传感器检测到 玻璃清洁装置到右窗框的距离小于或等于基准距离；玻璃清洁装置向下移动一个机身的距 离到J点，再向右运动到K点，激光测距传感器检测到玻璃清洁装置到左窗框的距离小于 或等于基准距离；玻璃清洁装置向下移动一个机身的距离到L点，再向左运动到M点，激 光测距传感器检测到玻璃清洁装置到右窗框的距离小于或等于基准距离，清洁完成。
图4为在全框玻璃有障碍物下的路径规划图，在此情况下，本实施例的控制方法具体为：
首先玻璃清洁装置向左运动到A'点，激光测距传感器检测到玻璃清洁装置到左窗框的距 离小于或等于基准距离；玻璃清洁装置向上运动到B'点，激光测距传感器检测到玻璃清洁装 置到上窗框的距离小于或等于基准距离；玻璃清洁装置再向右运动到C'点，激光测距传感器 检测到玻璃清洁装置到右窗框的距离小于或等于基准距离；玻璃清洁装置向下移动一个机 身的距离到D'点，再向左运动到E'点，激光测距传感器检测到玻璃清洁装置到左窗框的距离 小于或等于基准距离；玻璃清洁装置向下移动一个机身的距离到F'点，再向右运动到G'点， 激光测距传感器检测到玻璃清洁装置到障碍物的距离小于或等于基准距离；玻璃清洁装置 向下移动一个机身的距离到H'点，激光测距传感器检测到玻璃清洁装置到右窗框的距离大于 基准距离，玻璃清洁装置向右运动到I'点，激光测距传感器检测到玻璃清洁装置到右窗框的 距离小于或等于基准距离；玻璃清洁装置向下移动一个机身的距离到J'点，再向左运动到K' 点，激光测距传感器检测到玻璃清洁装置到左窗框的距离小于或等于基准距离；玻璃清洁 装置向下移动一个机身的距离到L'点，再向右运动到M'点，激光测距传感器检测到玻璃清洁 装置到右窗框的距离小于或等于基准距离，清洁完成。
图5是半无框玻璃的路径规划图，在此情况下，本实施例的控制方法为：
首先玻璃清洁装置向左运动到A”点，激光测距传感器检测到玻璃清洁装置到左窗框的 距离小于或等于基准距离；玻璃清洁装置向上运动到B”点，激光测距传感器检测到玻璃清 洁装置到上窗框的距离小于或等于基准距离；玻璃清洁装置再向右运动到C”点，激光测距 传感器检测到玻璃清洁装置下方没有玻璃；玻璃清洁装置向下移动一个机身的距离到D”点， 再向左运动到E”点，激光测距传感器检测到玻璃清洁装置到左窗框的距离小于或等于基准 距离；玻璃清洁装置向下移动一个机身的距离到F”点，再向右运动到G”点，激光测距传感 器检测到玻璃清洁装置下方没有玻璃；玻璃清洁装置向下移动一个机身的距离到H”点，再 向左运动到I”点，激光测距传感器检测到玻璃清洁装置到左窗框的距离小于或等于基准距 离；玻璃清洁装置向下移动一个机身的距离到J”点，再向右运动到K”点，激光测距传感器检 测到玻璃清洁装置下方没有玻璃；玻璃清洁装置向下移动一个机身的距离到L”点，再向左 运动到M”点，清洁完成。
本实施例中，所述激光测距传感器6采用GY-VL53L0X，测距长度为两米，测距时间不足30ms，内部激光器发射波长为940nm的非可见光。
本实施例中，所述向上运动状态的具体过程为：控制器控制吸盘b吸附在玻璃表面上， 吸盘a和吸盘c以吸盘b为圆心逆时针转动120度；控制器控制吸盘c吸附在玻璃表面上，吸盘a 和吸盘b以吸盘为c圆心逆时针转动120度；控制器控制吸盘a吸附在玻璃表面上，吸盘b和吸 盘c以吸盘a为圆心逆时针转动120度；在此运动状态中，激光测距传感器连续测量，重复上 述步骤。
本实施例中，所述向下运动状态的具体过程为：控制器控制吸盘b吸附在玻璃表面上， 吸盘a和吸盘c以吸盘b为圆心顺时针转动120度；控制器控制吸盘a吸附在玻璃表面上，吸盘b 和吸盘c以吸盘a为圆心顺时针转动120度；控制器控制吸盘c吸附在玻璃表面上，吸盘a和吸 盘b以吸盘为c圆心顺时针转动120度；控制器控制吸盘b吸附在玻璃表面上，吸盘a和吸盘c 以吸盘为b圆心顺时针转动120度；在此运动状态中，激光测距传感器连续测量。
本实施例中，所述向左运动状态的具体过程为：控制器控制吸盘a吸附在玻璃表面上， 吸盘b和吸盘c以吸盘a为圆心逆时针转动120度；控制器控制吸盘b吸附在玻璃表面上，吸盘a 和吸盘c以吸盘b为圆心逆时针转动120度；控制器控制吸盘c吸附在玻璃表面上，吸盘a和吸 盘b以吸盘为c圆心逆时针转动120度；在此运动状态中，激光测距传感器连续测量，重复上 述步骤。
本实施例中，所述向右运动状态的具体过程为：控制器控制吸盘c吸附在玻璃表面上， 吸盘a和吸盘b以吸盘为c圆心逆时针转动120度；控制器控制吸盘a吸附在玻璃表面上，吸盘b 和吸盘c以吸盘a为圆心逆时针转动120度；控制器控制吸盘b吸附在玻璃表面上，吸盘a和吸 盘c以吸盘b为圆心逆时针转动120度；在此运动状态中，激光测距传感器连续测量，重复上 述步骤。
Claims (7)
1.一种基于激光测距行走的玻璃清洁装置的控制方法，采用基于激光测距行走的玻璃清洁装置，其装置包括清洁主体、清洁机构、三轴陀螺仪、控制器、红外接收端(5)、红外遥控终端和电机驱动单元；所述清洁主体包括具有底盘的本体(1)，以及设置在本体(1)内部的真空泵(3)，其中，所述底盘呈三角形；所述清洁机构包括设置在底盘上且呈等边三角形分布的三个吸盘(7)，安装在吸盘上的清洁布(8)，以及用于驱动吸盘转动的电机(2)；所述三轴陀螺仪(4)用于检测玻璃清洁装置转动的角度；所述控制器用于控制各电机(2)的启停与数据的实时处理，该控制器与三轴陀螺仪(4)电连接；所述电机驱动单元用于驱动电机(2)工作，该电机驱动单元分别与电机(2)和控制器电连接；所述红外接收端(5)安装在本体(1)上，该红外接收端(5)与控制器电连接；所述红外遥控终端用于向清洁装置发送指令；其特征在于：所述装置还包括六个激光测距传感器(6)，其中三个激光测距传感器(6)分别安装在底盘的三条边的正中间并与底盘平行安装，另外三个分别设置在底盘的三条侧边的正中间，用于检测玻璃清洁装置下方是否有玻璃以及玻璃清洁装置与窗户边缘之间的距离，各激光测距传感器(6)分别与控制器电连接；
其控制方法包括以下步骤：
S1.将玻璃清洁装置任意放置在玻璃上并启动玻璃清洁装置；控制器控制真空泵工作，真空泵抽掉吸盘内部的空气后形成负压区，利用压差使玻璃清洁装置吸附在玻璃表面上；
S2.通过红外遥控终端向玻璃清洁装置发送开始指令，安装在主体上的红外接收端接收该开始指令；控制器控制电机驱动单元驱动电机工作，带动与电机相连的吸盘转动；三轴陀螺仪通过检测到玻璃清洁装置与水平线之间夹角的角度，来判断玻璃清洁装置的位置状态；
S3.玻璃清洁装置开始清洁工作；
在玻璃清洁装置进行清洁工作中时，激光测距传感器对窗框边缘进行测距，控制器将所检测到的玻璃清洁装置与窗户边缘之间的距离与基准距离进行比较，并基于所比较的结果控制玻璃清洁装置进入向上运动状态，或向下运动状态，或向左运动状态，或向右运动状态，直到清洁完毕；
或控制器基于激光测距传感器所检测到玻璃清洁装置下方没有玻璃时，控制玻璃清洁装置进入向上运动状态，或向下运动状态，或向左运动状态，或向右运动状态，直到清洁完毕；
其中，所述步骤3具体为：
S31.控制玻璃清洁装置向水平方向的V侧运动，直到玻璃清洁装置与窗框V边缘的距离小于等于基准距离或检测到玻璃清洁装置下方没有玻璃，玻璃清洁装置停止向V运动状态；
S32.控制玻璃清洁装置向上运动，直到激光测距传感器检测到玻璃清洁装置与窗户上边缘的距离小于等于基准距离或检测到玻璃清洁装置下方没有玻璃，玻璃清洁装置停止向上运动状态；
S33.控制玻璃清洁装置向水平方向的W侧运动，直到玻璃清洁装置与窗框W边缘的距离小于等于基准距离或检测到玻璃清洁装置下方没有玻璃，玻璃清洁装置停止向W运动状态；
S34.判断玻璃清洁装置与窗户下边缘的距离是否大于等于一个机身的距离；
若是，则控制玻璃清洁装置进入向下运动状态，使玻璃清洁装置向下移动一个机身的位置，并控制玻璃清洁装置向水平方向的V侧运动，直到玻璃清洁装置与窗框V边缘的距离小于等于基准距离或检测到玻璃清洁装置下方没有玻璃，并进入步骤S35；
若否，则判断激光测距传感器测量到玻璃清洁装置与玻璃下窗框的距离是否小于等于基准距离或检测到玻璃清洁装置下方没有玻璃，若是，则清洁完毕，若否，则控制玻璃清洁装置向下移动直至激光测距传感器测量到玻璃清洁装置与玻璃下窗框的距离小于等于基准距离或检测到玻璃清洁装置下方没有玻璃，玻璃清洁装置停止向下运动状态，并控制玻璃清洁装置向水平方向的V侧运动，直到玻璃清洁装置与窗框V边缘的距离小于等于基准距离或检测到玻璃清洁装置下方没有玻璃，清洁完毕；
S35.判断玻璃清洁装置与窗户下边缘的距离是否大于等于一个机身的距离；
若是，则控制玻璃清洁装置进入向下运动状态，使玻璃清洁装置向下移动一个机身的位置，并控制玻璃清洁装置向水平方向的W侧运动，直到玻璃清洁装置与窗框W边缘的距离小于等于基准距离或检测到玻璃清洁装置下方没有玻璃，并进入步骤S34；
若否，则判断激光测距传感器测量到玻璃清洁装置与玻璃下窗框的距离是否小于等于基准距离或检测到玻璃清洁装置下方没有玻璃，若是，则清洁完毕，若否，则控制玻璃清洁装置向下移动，直至激光测距传感器测量到玻璃清洁装置与玻璃下窗框的距离小于等于基准距离或检测到玻璃清洁装置下方没有玻璃，玻璃清洁装置停止向下运动状态，并控制玻璃清洁装置向水平方向的W侧运动，直到玻璃清洁装置与窗框W边缘的距离小于等于基准距离或检测到玻璃清洁装置下方没有玻璃，清洁完毕；
其中，当V为左时，W为右；
反之，当V为右时，W为左。
2.根据权利要求1所述的基于激光测距行走的玻璃清洁装置的控制方法，其特征在于：所述步骤S3还包括：当玻璃上有障碍物，其控制方法为：
若当前玻璃清洁装置的运动状态为向V运动，则当激光测距传感器测量到玻璃清洁装置与障碍物的距离小于或等于基准距离时，控制玻璃清洁装置执行向下运动状态，使玻璃清洁装置向下移动一个机身的位置后继续向V运动；
若当前玻璃清洁装置的运动状态为向W运动，则当激光测距传感器测量到玻璃清洁装置与障碍物的距离小于或等于基准距离时，控制玻璃清洁装置执行向下运动状态，使玻璃清洁装置向下移动一个机身的位置后继续向W运动。
3.根据权利要求2所述的基于激光测距行走的玻璃清洁装置的控制方法，其特征在于：所述玻璃清洁装置的位置状态由其转动角度和转动角速度决定，采用积分补偿的方法来消除转动角速度的积累误差，加速度计得到的值为g_fGravityAngle_Y，三轴陀螺仪得到的角度值为g_fGyoscopeAngleSpeed_Y，采用积分补偿滤波方法以后，由g_fCarAngle_Y输出清洁装置的转动角度；
其中：g_fCarAngle_Y＝g_fGyroscopeAngleIntegral_Y；
fDeltaValue_Y＝(g_fGravityAngle_Y-g_fCarAngle_Y)/0.6；
其中：fDeltaValue_Y表示该玻璃清洁装置转动角度的偏差值；
g_fGyroscope AngleInteg ral_Y表示积分补偿后的值。
4.根据权利要求1至3任一所述的基于激光测距行走的玻璃清洁装置的控制方法，其特征在于：设玻璃清洁装置的三个吸盘分别为吸盘a、吸盘b和吸盘c，且吸盘a、吸盘b和吸盘c按照逆时针方向依次设置；
所述向上运动状态的具体过程为：控制器控制吸盘b吸附在玻璃表面上，吸盘a和吸盘c以吸盘b为圆心逆时针转动120度；控制器控制吸盘c吸附在玻璃表面上，吸盘a和吸盘b以吸盘为c圆心逆时针转动120度；控制器控制吸盘a吸附在玻璃表面上，吸盘b和吸盘c以吸盘a为圆心逆时针转动120度；在此运动状态中，激光测距传感器连续测量，重复上述步骤。
5.根据权利要求4所述的基于激光测距行走的玻璃清洁装置的控制方法，其特征在于：所述向下运动状态的具体过程为：控制器控制吸盘b吸附在玻璃表面上，吸盘a和吸盘c以吸盘b为圆心顺时针转动120度；控制器控制吸盘a吸附在玻璃表面上，吸盘b和吸盘c以吸盘a为圆心顺时针转动120度；控制器控制吸盘c吸附在玻璃表面上，吸盘a和吸盘b以吸盘为c圆心顺时针转动120度；控制器控制吸盘b吸附在玻璃表面上，吸盘a和吸盘c以吸盘为b圆心顺时针转动120度；在此运动状态中，激光测距传感器连续测量。
6.根据权利要求5所述的基于激光测距行走的玻璃清洁装置的控制方法，其特征在于：所述向左运动状态的具体过程为：控制器控制吸盘a吸附在玻璃表面上，吸盘b和吸盘c以吸盘a为圆心逆时针转动120度；控制器控制吸盘b吸附在玻璃表面上，吸盘a和吸盘c以吸盘b为圆心逆时针转动120度；控制器控制吸盘c吸附在玻璃表面上，吸盘a和吸盘b以吸盘为c圆心逆时针转动120度；在此运动状态中，激光测距传感器连续测量，重复上述步骤。
7.根据权利要求5或6所述的基于激光测距行走的玻璃清洁装置的控制方法，其特征在于：所述向右运动状态的具体过程为：控制器控制吸盘c吸附在玻璃表面上，吸盘a和吸盘b以吸盘为c圆心逆时针转动120度；控制器控制吸盘a吸附在玻璃表面上，吸盘b和吸盘c以吸盘a为圆心逆时针转动120度；控制器控制吸盘b吸附在玻璃表面上，吸盘a和吸盘c以吸盘b为圆心逆时针转动120度；在此运动状态中，激光测距传感器连续测量，重复上述步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810601895.2A CN108720709B (zh) | 2018-06-12 | 2018-06-12 | 基于激光测距行走的玻璃清洁装置及其控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810601895.2A CN108720709B (zh) | 2018-06-12 | 2018-06-12 | 基于激光测距行走的玻璃清洁装置及其控制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108720709A CN108720709A (zh) | 2018-11-02 |
| CN108720709B true CN108720709B (zh) | 2021-04-13 |
Family
ID=63929401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810601895.2A Expired - Fee Related CN108720709B (zh) | 2018-06-12 | 2018-06-12 | 基于激光测距行走的玻璃清洁装置及其控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108720709B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112720451B (zh) * | 2019-10-28 | 2021-12-03 | 深圳市行知行机器人技术有限公司 | 自动作业机器人及其按规划路径自动作业的控制方法 |
| CN113995338B (zh) * | 2020-07-28 | 2022-11-18 | 广州科语机器人有限公司 | 一种擦窗机器人喷洒水雾控制方法及装置 |
| CN113156936A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-07-23 | 宁波工程学院 | 爬壁清洁机器人的路径规划算法 |
| CN113854892B (zh) * | 2021-10-21 | 2022-08-02 | 唐山学院 | 一种自动规划路径的清洁装置 |
| CN116250755A (zh) * | 2021-12-10 | 2023-06-13 | 科沃斯机器人股份有限公司 | 清洁路径确定方法、系统、设备及存储介质 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2693167Y (zh) * | 2003-03-14 | 2005-04-20 | 高超明智公司 | 具有颗粒探测器的自动真空吸尘器 |
| KR20130138953A (ko) * | 2012-06-12 | 2013-12-20 | 엘지전자 주식회사 | 유리창 청소 장치 및 그의 제어방법 |
| CN103505141A (zh) * | 2012-06-28 | 2014-01-15 | 科沃斯机器人科技(苏州)有限公司 | 擦玻璃装置 |
| CN204654801U (zh) * | 2015-05-23 | 2015-09-23 | 沈伟国 | 智能擦窗机 |
| CN105615763A (zh) * | 2016-03-01 | 2016-06-01 | 西南大学 | 一种三吸盘式清洁装置及其控制方法 |
-
2018
- 2018-06-12 CN CN201810601895.2A patent/CN108720709B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2693167Y (zh) * | 2003-03-14 | 2005-04-20 | 高超明智公司 | 具有颗粒探测器的自动真空吸尘器 |
| KR20130138953A (ko) * | 2012-06-12 | 2013-12-20 | 엘지전자 주식회사 | 유리창 청소 장치 및 그의 제어방법 |
| CN103505141A (zh) * | 2012-06-28 | 2014-01-15 | 科沃斯机器人科技(苏州)有限公司 | 擦玻璃装置 |
| CN204654801U (zh) * | 2015-05-23 | 2015-09-23 | 沈伟国 | 智能擦窗机 |
| CN105615763A (zh) * | 2016-03-01 | 2016-06-01 | 西南大学 | 一种三吸盘式清洁装置及其控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108720709A (zh) | 2018-11-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108720709B (zh) | 基于激光测距行走的玻璃清洁装置及其控制方法 | |
| JP6290943B2 (ja) | ロボット掃除機及びロボット掃除機の制御方法 | |
| JP5706961B2 (ja) | ガラス窓掃除装置 | |
| KR101341197B1 (ko) | 자동 청소기 | |
| EP2932876B1 (en) | Window cleaning robot and operation mode control method thereof | |
| JP5838201B2 (ja) | ガラス窓掃除装置及びその移動制御方法 | |
| CN108784534B (zh) | 一种人工智能保洁机器人 | |
| KR20140049751A (ko) | 자동 청소기의 제어방법 | |
| CN109953682B (zh) | 一种多介质智能清洁机器人的控制方法 | |
| KR101016775B1 (ko) | 계단 로봇청소기 | |
| JP2013529949A (ja) | ガラス窓掃除装置及びその移動制御方法 | |
| KR20230125812A (ko) | 자동 청소 장치 | |
| US20180310794A1 (en) | Mobile apparatus, chassis of mobile apparatus, and angle change method for chassis | |
| WO2022171144A1 (zh) | 自动清洁设备控制方法及装置、介质及电子设备 | |
| CN113006348B (zh) | 一种高空幕墙自动安装型智能机器人 | |
| KR101505560B1 (ko) | 원격 제어 자율 계단청소로봇 | |
| CN111358351A (zh) | 一种平面清洁振动器 | |
| CN209068046U (zh) | 一种基于万向轮的升降装置、清洁机器人及其芯片 | |
| KR20160089835A (ko) | 로봇 청소기 및 로봇 청소기의 제어 방법 | |
| KR20230128357A (ko) | 청소 로봇의 탈출 방법 및 장치, 매체 및 전자 장치 | |
| CN109512314A (zh) | 一种高空作业特种服务机器人 | |
| CN109984664A (zh) | 多介质智能清洁机器人及其控制方法 | |
| CN209360538U (zh) | 一种玻璃清洗装置 | |
| WO2020091691A1 (en) | Methods and devices for cleaning vertical glass panels | |
| US10196103B2 (en) | Self-moving device and walking control method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20210413 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |