CN109062621A - 一种唤醒机器人的控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种唤醒机器人的控制方法和控制系统，不需要高频时钟，只需要在低频时钟下就可以识别出红外信号特征，在判断红外信号在一个采样周期内出现的唤醒脉冲的数量达到预设数值时才唤醒机器人，使机器人进入高频时钟的工作状态，从而极大地降低了机器人的待机或休眠功耗。此外，通过识别红外信号的特征，分析红外信号在一个采样周期内出现唤醒脉冲的数量，以此判断是否达到唤醒机器人的条件，如此可以避免一些杂波信号的干扰而使机器人被误唤醒，保证唤醒机器人的准确性和有效性。
Description
技术领域
本发明涉及机器人领域，具体涉及一种唤醒机器人的控制方法及系统。
背景技术
扫地机器人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面清理工作。随着人们生活水平的提高，扫地机器人越来越多的进入千家万户，给人们生活带来了极大方便。扫地机器人通常包括三种状态：关机状态、待机睡眠状态及工作状态，当由待机睡眠状态转为工作状态时，通常需要对扫地机器人进行唤醒。目前存在两种方式对扫地机器人进行唤醒，一种通过扫地机器人上的实体按键来唤醒，这种方法操作不方便、用户体验感差；另一种是通过红外遥控器发送控制命令来唤醒，这就要求扫地机器人的红外命令解码模块一直处于工作状态，导致待机睡眠状态下仍不能关闭高频时钟，功耗比较高。
发明内容
本发明提供了一种唤醒机器人的控制方法及系统，可以降低机器人待机或者休眠时的功耗。本发明的具体技术方案如下：
一种唤醒机器人的控制方法，包括如下步骤：机器人在低频时钟的待机或休眠状态下接收红外信号；
判断所述红外信号在一个采样周期内出现的唤醒脉冲的数量是否达到预设数值，如果是，则控制机器人进入高频时钟的工作状态，如果否，则保持机器人在低频时钟的待机或休眠状态。
进一步地，所述机器人在低频时钟的待机或休眠状态时，其红外唤醒模块工作在RTC电源域，且所述低频时钟小于或等于32k赫兹。
进一步地，所述判断所述红外信号在一个采样周期内出现的唤醒脉冲的数量是否达到预设数值，具体包括如下步骤：确定所述红外信号的采样周期；检测所述采样周期内出现的高电平脉冲，并判断所述高电平脉冲的脉冲宽度是否大于预设脉冲宽度，如果是，则确定所述高电平脉冲为唤醒脉冲，并对所述唤醒脉冲的数量进行加1计数；判断所述采样周期内所计数的唤醒脉冲的数量是否达到预设数值。
进一步地，在判断所述采样周期内所计数的唤醒脉冲的数量达到预设数值时，使机器人的主控模块工作在VCC电源域，并控制机器人进入高频时钟的工作状态。
进一步地，所述预设脉冲宽度为1毫秒。
进一步地，在判断所述采样周期内所计数的唤醒脉冲的数量没有达到预设数值时，则保持机器人在低频时钟的待机或休眠状态，对所计数的唤醒脉冲的数量进行清零，并继续进行下一个采样周期的判断。
进一步地，所述预设数值为3。
进一步地，所述高频时钟大于或等于30M赫兹。
进一步地，所述采样周期为9毫秒。
一种唤醒机器人的控制系统，包括红外唤醒模块和主控制模块。所述红外唤醒模块用于机器人在低频时钟的待机或休眠状态下接收外部的红外信号，并在判断所述红外信号在一个采样周期内出现的唤醒脉冲的数量达到预设数值时，向所述主控制模块发出唤醒信号；所述主控制模块用于在接收到所述红外唤醒模块发出的所述唤醒信号时，控制机器人进入高频时钟的工作状态。
所述唤醒机器人的控制方法和控制系统，不需要高频时钟，只需要在低频时钟下就可以识别出红外信号特征，在判断红外信号在一个采样周期内出现的唤醒脉冲的数量达到预设数值时才唤醒机器人，使机器人进入高频时钟的工作状态，从而极大地降低了机器人的待机或休眠功耗。此外，通过识别红外信号的特征，分析红外信号在一个采样周期内出现唤醒脉冲的数量，以此判断是否达到唤醒机器人的条件，如此可以避免一些杂波信号的干扰而使机器人被误唤醒，保证唤醒机器人的准确性和有效性。
附图说明
图1为本发明所述唤醒机器人的控制方法的流程示意图。
图2为本发明所述唤醒机器人的控制系统的结构框图。
图3为唤醒机器人的控制时序图。
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详细描述。应当理解，下面所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。在下面的描述中，给出具体细节以提供对实施例的透彻理解。然而，本领域的普通技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实施实施例。例如，电路可以在框图中显示，以便不在不必要的细节中使实施例模糊。在其他情况下，为了不混淆实施例，可以不详细显示公知的电路、结构和技术。
如图1所示的一种唤醒机器人的控制方法，包括如下步骤：机器人在低频时钟的待机或休眠状态下接收红外信号；判断所述红外信号在一个采样周期内出现的唤醒脉冲的数量是否达到预设数值，如果是，则控制机器人进入高频时钟的工作状态，如果否，则保持机器人在低频时钟的待机或休眠状态。所述机器人可以是扫地机器人，也可以是监控机器人，还可以是其它类型的家用或者商用机器人。其中，所述唤醒脉冲是具有一定脉冲宽度的高电平信号，具体的脉冲宽度可以根据实际设计要求进行相应设置，可以设置为1至4毫秒中的任意一值，不包括1毫秒。所述预设数值也是可以根据实际设计要求进行相应设置的，优选的，可以设置为3至6中的任意一值，包括3和6。所述高频和低频是基于扫地机器人主控SOC领域下所进行的频率划分，高频一般为大于或等于30M赫兹，低频一般为小于或等于32K赫兹。所述机器人在待机或者休眠状态时，保持在低频时钟模式，此时可以进行红外信号的接收，虽然不能进行红外信号的解码，但是能够识别红外信号的特征。机器人只有在高频时钟模式下，才可以对红外信号进行解码，才能识别具体的控制指令以做出相应的执行动作。所述方法就是通过使机器人在待机或者休眠状态时，保持低频时钟模式，只进行红外信号的特征识别，从而避免现有机器人在待机或者休眠时依然需要保持高频时钟模式所带来的功耗较高的问题，极大地降低了机器人的待机或者休眠的功耗。此外，通过识别红外信号的特征，分析红外信号在一个采样周期内出现唤醒脉冲的数量，以此判断是否达到唤醒机器人的条件，如此可以避免一些杂波信号的干扰而使机器人被误唤醒，保证唤醒机器人的准确性和有效性。
优选的，所述机器人在低频时钟的待机或休眠状态时，其红外唤醒模块工作在RTC电源域，且所述低频时钟小于或等于32k赫兹。其中，所述红外唤醒模块是通过数字电路的形式进行功能设计而形成。所述RTC电源域是指实时时钟电源域,只需给实时计时RTC模块和红外唤醒模块供电，功耗很低。
所述判断所述红外信号在一个采样周期内出现的唤醒脉冲的数量是否达到预设数值，具体包括如下步骤：首先，机器人确定所述红外信号的采样周期；然后检测所述采样周期内出现的高电平脉冲，并判断所述高电平脉冲的脉冲宽度是否大于预设脉冲宽度，如果是，则确定所述高电平脉冲为唤醒脉冲，并对所述唤醒脉冲的数量进行加1计数，如果否，则表明这个高电平脉冲属于干扰信号，不对唤醒脉冲的数量进行加1计数。最后，机器人判断所述采样周期内所计数的唤醒脉冲的数量是否达到预设数值。其中，所述采样周期的时间可以根据实际的设计要求进行相应设置，可以设置为6至15毫秒中的任意一值。所述预设脉冲宽度也可以根据实际的设计要求进行相应设置，可以设置为1毫秒或者2毫秒。所述方法通过脉冲宽度来判断接收到的脉冲是属于唤醒脉冲，还是属于干扰脉冲，并且通过限定一个采样周期内出现的唤醒脉冲的数量来确定所接收到的信号是否属于唤醒信号，如此，可以准确地判断是否达到唤醒机器人的条件，可以避免一些杂波信号的干扰而使机器人被误唤醒，保证唤醒机器人的准确性和有效性。
在判断所述采样周期内所计数的唤醒脉冲的数量达到预设数值时，表明机器人接收到的红外信号是唤醒信号，唤醒模块则发出控制信号至电源控制开关，使机器人的主控模块工作在VCC电源域，并控制机器人进入高频时钟的工作状态，此时，机器人可以对接收到的红外信号进行正常解码。其中，所述VCC电源域是指扫地机器人主控SOC的主电源，需要给RTC电源域之外的所有模块供电，功耗较大。
优选的，所述预设脉冲宽度为1毫秒。如果预设脉冲宽度过小，容易把干扰脉冲误判为唤醒脉冲，如果预设脉冲宽度过大，又浪费计数资源，没有必要。所以，设置1毫秒作为预设脉冲宽度比较合适。
在判断所述采样周期内所计数的唤醒脉冲的数量没有达到预设数值时，表明机器人接收到的红外信号不是唤醒信号，则保持机器人在低频时钟的待机或休眠状态，对所计数的唤醒脉冲的数量进行清零，并继续进行下一个采样周期的判断，以此保证机器人实时检测唤醒信号，避免用户无法有效唤醒机器人的问题。
优选的，所述预设数值为3。如果设置的预设数值过大，浪费计数资源，如果设置的预设数值过小，又容易导致误判，所以，预设数值设置为3比较合适。
所述高频时钟大于或等于30M赫兹。
优选的，所述采样周期为9毫秒。如果周期过长，不利于唤醒信号的接收和判断，如果周期过短，又容易引起误判，所以，将采样周期设置为9毫秒比较合适。
如图2所示的唤醒机器人的控制系统，该系统包括红外唤醒模块和主控制模块。其中，所述红外唤醒模块用于机器人在低频时钟的待机或休眠状态下接收外部的红外信号，并在判断所述红外信号在一个采样周期内出现的唤醒脉冲的数量达到预设数值时，向所述主控制模块发出唤醒信号。所述主控制模块用于在接收到所述红外唤醒模块发出的所述唤醒信号时，控制机器人进入高频时钟的工作状态。较优的，所述主控制模块的供电端与VCC电源之间设有控制开关，所述唤醒信号可以触发该控制开关导通，从而使主控制模块工作在正常电压状态下，进而控制机器人进入高频时钟的工作状态，对接收到的信号进行正常解码，并执行相应动作。所述控制开关可以是集成在所述主控制模块中的一部分。
具体的，红外遥控信号（即上述红外信号）的脉冲宽度根据不同厂家会有不同，一般在0.3ms到5ms之间。当不需要对红外遥控信号解码，只需要识别出其信号特征时，只需要低频32K时钟采样即可。如果需要对红外遥控信号解码，仍需要高频时钟采样，以保证解码的准确性。扫地机器人的控制芯片分为RTC和VCC两个电源域。其中，红外唤醒模块工作在RTC电源域，只需要低频32K时钟，功耗很低；主控模块工作在VCC电源域，需要高频时钟，功耗很大。当扫地机器人处于待机睡眠状态时，只有RTC电源域供电，VCC电源域不供电，极大的降低了扫地机器人的待机睡眠功耗。当红外唤醒模块接收到符合条件的红外遥控信号后，产生唤醒信号，使VCC电源域进行供电，使扫地机器人由待机睡眠状态转为工作状态。在工作状态下，主控模块就可以接收红外遥控信号，进行红外信号解码。如图3所示，在一个信号采样周期t1内，检测到符合要求（高电平脉冲时间大于预设脉冲宽度pulse_width）的红外信号中高电平脉冲（即上述的唤醒脉冲）个数sample_cnt大于等于预设数值aim_cnt，则产生唤醒信号wake_up。其中，采样周期t1、预设脉冲宽度pulse_width、预设数值aim_cnt可以根据不同型号红外遥控配置。假设信号采样周期t1配置为9ms，预设脉冲宽度pulse_width配置为1ms，预设数值aim_cnt配置为3，即在一个信号采样周期9ms内，检测到3个大于1ms的高电平脉冲，则产生唤醒信号wake_up。在一个信号采样周期结束后，产生高电平脉冲信号sample_tick，高电平脉冲个数sample_cnt清0，然后进行下一个周期的信号采样。在第1个信号采样周期内，采样到红外信号infrared有3个高电平脉冲，但高电平脉冲时间t2（0.3ms）小于预设脉冲宽度pulse_width，为无效的干扰信号，高电平脉冲个数sample_cnt一直为0。在第2个信号采样周期内，采样到红外信号infrared有2个高电平脉冲，且高电平脉冲时间t3（1.3ms）大于预设脉冲宽度pulse_width，在每个高电平脉冲结束时，高电平脉冲个数sample_cnt计数加1。但高电平脉冲个数sample_cnt小于预设数值aim_cnt，所以唤醒信号wake_up一直为0。在第3个信号采样周期内，采样到红外信号infrared有3个高电平脉冲，且高电平脉冲时间t4（1.4ms）大于预设脉冲宽度pulse_width，在每个高电平脉冲结束时，高电平脉冲个数sample_cnt计数加1。当高电平脉冲个数sample_cnt等于预设数值aim_cnt，产生一个高电平脉冲的唤醒信号wake_up。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。这些程序可以存储于计算机可读取存储介质（比如ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质）中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤。最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种唤醒机器人的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
机器人在低频时钟的待机或休眠状态下接收红外信号；
判断所述红外信号在一个采样周期内出现的唤醒脉冲的数量是否达到预设数值，如果是，则控制机器人进入高频时钟的工作状态，如果否，则保持机器人在低频时钟的待机或休眠状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述机器人在低频时钟的待机或休眠状态时，其红外唤醒模块工作在RTC电源域，且所述低频时钟小于或等于32k赫兹。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述判断所述红外信号在一个采样周期内出现的唤醒脉冲的数量是否达到预设数值，具体包括如下步骤：
确定所述红外信号的采样周期；
检测所述采样周期内出现的高电平脉冲，并判断所述高电平脉冲的脉冲宽度是否大于预设脉冲宽度，如果是，则确定所述高电平脉冲为唤醒脉冲，并对所述唤醒脉冲的数量进行加1计数；
判断所述采样周期内所计数的唤醒脉冲的数量是否达到预设数值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在判断所述采样周期内所计数的唤醒脉冲的数量达到预设数值时，使机器人的主控模块工作在VCC电源域，并控制机器人进入高频时钟的工作状态。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述预设脉冲宽度为1毫秒。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在判断所述采样周期内所计数的唤醒脉冲的数量没有达到预设数值时，则保持机器人在低频时钟的待机或休眠状态，对所计数的唤醒脉冲的数量进行清零，并继续进行下一个采样周期的判断。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于：所述预设数值为3。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于：所述高频时钟大于或等于30M赫兹。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于：所述采样周期为9毫秒。
10.一种唤醒机器人的控制系统，包括红外唤醒模块和主控制模块，其特征在于：
所述红外唤醒模块，用于机器人在低频时钟的待机或休眠状态下接收外部的红外信号，并在判断所述红外信号在一个采样周期内出现的唤醒脉冲的数量达到预设数值时，向所述主控制模块发出唤醒信号；
所述主控制模块，用于在接收到所述红外唤醒模块发出的所述唤醒信号时，控制机器人进入高频时钟的工作状态。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 519000 2706, No. 3000, Huandao East Road, Hengqin new area, Zhuhai, Guangdong Applicant after: Zhuhai Yiwei Semiconductor Co.,Ltd. Address before: Room 105-514, No.6 Baohua Road, Hengqin New District, Zhuhai City, Guangdong Province Applicant before: AMICRO SEMICONDUCTOR Co.,Ltd. |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181221 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |