CN110764503B - 扫地机器人及其清扫方法、控制装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了扫地机器人及其清扫方法、控制装置,其中,清扫方法包括:记录扫地机器人在清扫区域发生碰撞的碰撞位置及碰撞时间;响应于扫地机器人在清扫区域内连续发生至少两次碰撞,基于至少两次碰撞的碰撞位置划分第一子清扫区域;根据至少两次碰撞的碰撞时间计算碰撞频率,并根据碰撞频率确定扫地机器人在第一子清扫区域的第一清扫时间,第一清扫时间与碰撞频率正相关;控制扫地机器人在第一子清扫区域内清扫并达到第一清扫时间。根据至少两次碰撞的碰撞位置来划分第一子清扫区域,并根据碰撞频率来确定第一清扫时间,可对大区域进行划分,并针对小区域的特点来确定清扫时间,减少重复清扫,提高清扫覆盖率,进一步节约能源。
Description
技术领域
本申请属于智能家电技术领域,具体涉及扫地机器人及其清扫方法、控制装置。
背景技术
扫地机器人分为随机式和规划式两种,其中随机式扫地机器人没有定位和地图,通过与障碍的碰撞随机改变清扫角度,以继续清扫;规划式扫地机器人有定位和地图,可以判断出未清扫区域的相对规划式扫地机器人的位置,有规划地进行清扫。随机式扫地机器人由于成本低,所以目前市场上依旧有很高的市场占用率。
但是,由于随机式清扫无定位无地地图,扫地机器人无法感知过去的清扫状况,在障碍物多的较为复杂的区域,会不断碰撞转向重复清扫,导致扫地机器人的清扫覆盖率低。
发明内容
本申请提供扫地机器人及其清扫方法、控制装置,以解决随机式扫地机器人重复清扫多、清扫覆盖率低的技术问题。
为解决上述技术问题,本申请采用的一个技术方案是:一种扫地机器人对清扫区域的清扫方法,所述方法包括:记录所述扫地机器人在所述清扫区域发生碰撞的碰撞位置及碰撞时间;响应于所述扫地机器人在所述清扫区域内连续发生至少两次碰撞,基于所述至少两次碰撞的碰撞位置划分第一子清扫区域;根据所述至少两次碰撞的碰撞时间计算碰撞频率,并根据所述碰撞频率确定所述扫地机器人在所述第一子清扫区域的第一清扫时间,所述第一清扫时间与所述碰撞频率正相关;控制所述扫地机器人在所述第一子清扫区域内清扫并达到所述第一清扫时间。
根据本申请一实施方式,根据所述至少两次碰撞的至少两个碰撞时间计算碰撞频率包括:计算第一次碰撞到最后一次碰撞的间隔时间;计算第一预设修正参数与所述间隔时间的比值作为所述碰撞频率。
根据本申请一实施方式,所述根据所述碰撞频率确定所述扫地机器人在所述第一子清扫区域的第一清扫时间包括:根据所述碰撞频率计算所述第一子清扫区域的第一复杂程度,所述第一复杂程度基于所述碰撞频率呈高斯分布;根据所述第一复杂程度确定所述第一清扫时间。
根据本申请一实施方式,所述根据所述第一复杂程度确定所述第一清扫时间包括:将第二预设修正参数与所述第一复杂程度的比值作为所述第一清扫时间。
为解决上述技术问题,本申请采用的另一个技术方案是:一种扫地机器人的控制装置,其特征在于,包括处理器和存储器,所述处理器耦接所述存储器,所述存储器中存储有程序指令,所述处理器执行所述程序指令,通过所述程序指令实现上述任一所述的方法。
为解决上述技术问题,本申请采用的又一个技术方案是:一种扫地机器人,包括上述的控制装置。
为解决上述技术问题,本申请采用的又一个技术方案是:一种具有存储功能的装置,所述装置存储有程序数据,所述程序数据能够被执行以实现上述任一所述的方法。
本申请的有益效果是:通过扫地机器人在清扫区域内发生碰撞,从而将大的清扫区域划分为小的第一子清扫区域,同时根据碰撞时间确定碰撞频率,并进一步根据碰撞频率确认第一清扫时间。在碰撞频率较高的第一子清扫区域的清扫时间较长,可提高第一子清扫区域的清扫覆盖率,同时在第一清扫时间达到后,扫地机器人离开第一清扫区域,第一清扫区域的清扫覆盖率满足要求,且避免在第一清扫区域内过多地重复清扫,导致第一子清扫区域之外的区域的清扫覆盖率低。同时,在碰撞频率较低的第一子清扫区域的清扫时间较短,减少扫地机器人在障碍物少、复杂程度低的第一子清扫区域清扫过长时间,导致重复清扫的情况。总而言之,根据至少两次碰撞的碰撞位置来划分第一子清扫区域,并根据碰撞频率来确定第一清扫时间,可对大区域进行划分,并针对小区域的特点来确定清扫时间,减少重复清扫,提高清扫覆盖率,进一步节约能源。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图,其中:
图1是本申请的扫地机器人对清扫区域的清扫方法一实施例的流程示意图;
图2是本申请的扫地机器人对清扫区域的清扫方法另一实施例的流程示意图;
图3是本申请的扫地机器人的控制装置一实施例的结构示意图;
图4是本申请的扫地机器人的一实施例的俯视结构示意图;
图5是本申请的具有存储功能的装置的一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本申请保护的范围。
请参阅图1,图1是本申请的扫地机器人对清扫区域的清扫方法一实施例的流程示意图。
本申请一实施例提供了一种扫地机器人对清扫区域的清扫方法,包括如下步骤:
S11:记录扫地机器人在清扫区域发生碰撞的碰撞位置及碰撞时间。
扫地机器人在清扫区域清扫时发生碰撞,则随机转向一个角度后继续清扫,记录扫地机器人在清扫区域发生碰撞的碰撞位置及碰撞时间。
S12:响应于扫地机器人在清扫区域内连续发生至少两次碰撞,基于至少两次碰撞的碰撞位置划分第一子清扫区域。
响应于扫地机器人在清扫区域内连续发生至少两次碰撞,基于至少两次碰撞的碰撞位置划分第一子清扫区域,若在清扫区域内短时间内发生了连续至少两次碰撞,即碰撞频率高,则说明发生碰撞的区域复杂,障碍物多。基于至少两次碰撞的碰撞位置划分第一子清扫区域,可以将碰撞位置附近的复杂区域划分出,以方便对该第一子清扫区域针对性地清扫。
响应于扫地机器人在清扫区域内连续发生至少两次碰撞,基于至少两次碰撞的碰撞位置划分第一子清扫区域具体包括如下多种情况:
第一种情况:响应于扫地机器人在清扫区域内连续发生至少两次碰撞,将扫地机器人开始清扫时的初始位置和至少两个碰撞位置依次连接得到第一子清扫区域。若扫地机器人发生两次碰撞,则将初始位置和两个碰撞位置相连,得到一个三角形的第一子清扫区域;若扫地机器人发生三次碰撞,则将初始位置和两个碰撞位置相连,得到一个四边形的第一子清扫区,以此类推。
第二种情况:响应于扫地机器人在清扫区域内连续发生至少三次碰撞,将至少三个碰撞位置依次连接得到第一子清扫区域。若扫地机器人发生三次碰撞,则将初始位置和两个碰撞位置相连,得到一个三角形的第一子清扫区域;若扫地机器人发生四次碰撞,四个碰撞位置相连,得到一个四边形的第一子清扫区域,以此类推。
第三种情况:响应于扫地机器人在清扫区域内连续发生两次碰撞,基于两个碰撞位置形成一个预设形状区域,将此预设形状区域作为第一子清扫区域。具体地,预设形状区域可以为正方形区域,可将两个碰撞位置作为正方形区域的两个对角顶点,从而可以划出一个正方形区域;或者可以将两个碰撞位置作为正方形区域的相邻两个顶点,从而可以划出对称的两个正方形区域,以任意一个正方形区域作为第一子清扫区域即可。预设形状区域还可以是圆形区域,基于两个碰撞位置形成一个圆形区域,将此圆形区域作为第一子清扫区域,具体地,将两个碰撞位置作为圆形区域直径方向上的两个点,从而可以划出圆形区域。当然,在其他实施例中,预设形状区域还可以是三角形区域、五边形区域等,此处不作限制。
S13:根据至少两次碰撞的碰撞时间计算碰撞频率,并根据碰撞频率确定扫地机器人在第一子清扫区域的第一清扫时间,第一清扫时间与碰撞频率正相关。
根据至少两次碰撞的碰撞时间计算碰撞频率,若碰撞频率高,则代表第一子清扫区域的复杂程度高,若碰撞频率低,则代表第一子清扫区域的复杂程度低。随后根据碰撞频率确定扫地机器人在第一子清扫区域的第一清扫时间,第一清扫时间与碰撞频率正相关,从而在复杂程度较高的第一子清扫区域内可清扫较长时间,在复杂程度较低的第一子清扫区域内可清扫较短时间,使得不同复杂程度的第一子清扫区域均可在重复清扫较少的情况下,保持较高的清扫覆盖率。
S14:控制扫地机器人在第一子清扫区域内清扫并达到第一清扫时间。
控制扫地机器人在第一子清扫区域内清扫并达到第一清扫时间,在达到第一清扫时间后,扫地机器人离开第一子清扫区域,并继续与障碍物发生碰撞,以清扫下一个子清扫区域。
本申请的方法通过扫地机器人在清扫区域内发生碰撞,从而将大的清扫区域划分为小的第一子清扫区域,同时根据碰撞时间确定碰撞频率,并进一步根据碰撞频率确认第一清扫时间。在碰撞频率较高的第一子清扫区域的清扫时间较长,可提高第一子清扫区域的清扫覆盖率,同时在第一清扫时间达到后,扫地机器人离开第一清扫区域,第一清扫区域的清扫覆盖率满足要求,且避免在第一清扫区域内过多地重复清扫,导致第一子清扫区域之外的区域的清扫覆盖率低。同时,在碰撞频率较低的第一子清扫区域的清扫时间较短,减少扫地机器人在障碍物少、复杂程度低的第一子清扫区域清扫过长时间,导致重复清扫的情况。总而言之,根据至少两次碰撞及碰撞位置来划分第一子清扫区域,并根据碰撞频率来确定第一清扫时间,可对大区域进行划分,并针对小区域的特点来确定清扫时间,减少重复清扫,提高清扫覆盖率,进一步节约能源。
请参阅图2,图2是本申请的扫地机器人对清扫区域的清扫方法另一实施例的流程示意图。
本申请另一个实施例提供了一种扫地机器人对清扫区域的清扫方法,包括如下步骤:
S21:记录扫地机器人在清扫区域发生碰撞的碰撞位置及碰撞时间。
步骤S21与上述实施例的对应步骤中的内容基本相同,此处不再赘述。
S22:响应于扫地机器人在清扫区域内连续发生至少两次碰撞,基于至少两次碰撞的碰撞位置划分第一子清扫区域。
步骤S22与上述实施例的对应步骤中的内容基本相同,此处不再赘述。
S23:根据至少两次碰撞的碰撞时间计算碰撞频率,并根据碰撞频率确定扫地机器人在第一子清扫区域的第一清扫时间,第一清扫时间与碰撞频率正相关。
根据至少两次碰撞的碰撞时间计算碰撞频率包括:计算第一次碰撞到最后一次碰撞的间隔时间;将第一预设修正参数与间隔时间的比值作为碰撞频率。其中,修正函数通过大量模拟器方法模拟和真实环境试验获取。
根据碰撞频率确定扫地机器人在第一子清扫区域的第一清扫时间包括:根据碰撞频率计算第一子清扫区域的第一复杂程度,第一复杂程度基于碰撞频率呈高斯分布;根据第一复杂程度确定第一清扫时间。
根据第一复杂程度确定所述第一清扫时间包括:将第二预设修正参数与第一复杂程度的比值作为第一清扫时间。计算得到的最终第一清扫时间与碰撞频率正相关。
以下提供一种具体实施场景下的具体计算方法:
扫地机器人在清扫区域由初始位置开始清扫,并连续发生三次碰撞,基于初始位置和三次碰撞的碰撞位置划分第一子清扫区域,并利用如下公式计算碰撞频率:
F=3L/(T3-T1)
其中,F为碰撞频率;L为第一预设修正参数;(T3-T1)为扫地机器人第三次碰撞与第一次碰撞之间的间隔时间。
在通常情况下L=1,但实际使用中,第一预设修正参数可以根据扫地机的结构特性线性修正,修正的方法是通过模拟器进行模拟试验,然后根据最终覆盖率进行修正,模拟器的目的是加快参数修正的次数。
比如,当L=1的时候,测试1000次的平均覆盖率为70%;当L=1.5的时候,1000次的平均覆盖率为75%,则L参数可修正为1.5,上述平均覆盖率仅为说明对第一预设修正参数修正的方法,并非代表本申请中清扫方法的平均覆盖率。
进一步地,根据碰撞频率计算第一子清扫区域的第一复杂程度,第一复杂程度基于碰撞频率呈高斯分布,利用如下公式计算:
其中,所述f(x)表示所述子清扫区域的复杂程度,所述x为碰撞频率F。
进一步地,将第二预设修正参数与第一复杂程度的比值作为第一清扫时间,利用如下公式计算:
T=N/f(x)
其中,所述T表示所述第一清扫时间,N表示第二预设修正函数。
第二修正函数的确定依赖于扫地机的结构,可通过大量模拟器方法模拟和真实环境试验获取。在本具体实施方式中,N为5,即T=5/f(x)。
S24:控制所述扫地机器人在所述第一子清扫区域内清扫并达到第一清扫时间。
扫地机器人在第一子清扫区域内清扫时,可保持碰撞转向的随机清扫策略,直至在第一子清扫区域内清扫达到第一清扫时间。
除此之外,扫地机器人在第一子清扫区域内清扫时,还可以在第一子清扫区域内继续重复本申请中的方法进行清扫,具体包括:
记录扫地机器人在第一子清扫区域发生碰撞的碰撞位置及碰撞时间;响应于扫地机器人在第一子清扫区域内连续发生至少两次碰撞,基于至少两次碰撞的碰撞位置划分第二子清扫区域;根据至少两次碰撞的碰撞时间计算碰撞频率,并根据碰撞频率确定扫地机器人在第二子清扫区域的第二清扫时间,第二清扫时间与碰撞频率正相关;控制扫地机器人在第二子清扫区域内清扫并达到第二清扫时间。
在其他实施例中,控制扫地机器人在子清扫区域内清扫并达到第一时间后包括控制所述扫地机器人离开所述第一子清扫区域,并在所述清扫区域内继续重复上述方法进行清扫,具体包括:记录扫地机器人在清扫区域发生碰撞的碰撞位置及碰撞时间;响应于扫地机器人在清扫区域内连续发生至少两次碰撞,基于至少两次碰撞的碰撞位置划分第三子清扫区域;根据至少两次碰撞的碰撞时间计算碰撞频率,并根据碰撞频率确定扫地机器人在第三子清扫区域的第三清扫时间,第三清扫时间与碰撞频率正相关;控制扫地机器人在第三子清扫区域内清扫并达到第三清扫时间。
需要说明的是,第一子清扫区域、第三子清扫区域以及后续的其他子清扫区域之间存在重复清扫的区域,但是本方法根据碰撞位置来划分子清扫区域,并根据碰撞频率来确定清扫时间,可对大区域进行划分,并针对小区域的特点来确定清扫时间,已经大幅减少重复清扫的可能,并提高清扫覆盖率。
请参阅图3,图3是本申请的扫地机器人的控制装置一实施例的结构示意图。
本申请又一实施例提供了一种家电的控制装置,包括处理器31和存储器32,处理器31耦接存储器32,存储器32中存储有程序指令,处理器31执行程序指令,通过程序指令实现上述任一实施例中的方法。
具体地,处理器31响应于扫地机器人在清扫区域发生碰撞,并将扫地机器人在清扫区域发生碰撞的碰撞位置及碰撞时间记录在存储器32中。处理器31响应于扫地机器人在清扫区域内连续发生至少两次碰撞,基于至少两次碰撞的碰撞位置划分第一子清扫区域,并将第一子清扫区域记录与存储器32中。
处理器31根据至少两次碰撞的碰撞时间计算碰撞频率,并根据碰撞频率确定扫地机器人在第一子清扫区域的第一清扫时间,第一清扫时间与碰撞频率正相关,处理器31控制扫地机器人在第一子清扫区域内清扫并达到第一清扫时间。
需要说明的是,耦接表示两个对象间的一个或多个对应端口形成连接,具有系统性,即处理器31和存储器32间通过一个或多个对应端口连接。
请参阅图4,图4是本申请的扫地机器人的一实施例的俯视结构示意图。
本申请又一实施例提供了一种扫地机器人40,述的控制装置(图中未示出),控制装置可实现上述任一控制方法。
进一步的,扫地机器人40还包括碰撞传感器(图中未示出),碰撞传感器与控制装置耦接,碰撞传感器与障碍物发生碰撞。
请参阅图5,图5是本申请的具有存储功能的装置的一实施例的结构示意图。
本申请又一实施例提供了一种具有存储功能的装置50,装置50存储有程序数据51,程序数据51能够被执行以实现上述任一实施例的扫地机器人的清扫方法。即上述扫地机器人的清扫方法以软件形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可存储在一个电子设备可读取的具有存储功能的装置50中。具有存储功能的装置50可以是U盘、光盘或者服务器。
以上所述仅为本申请的实施例,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种扫地机器人对清扫区域的清扫方法,其特征在于,所述方法包括:
记录所述扫地机器人在所述清扫区域发生碰撞的碰撞位置及碰撞时间;
响应于所述扫地机器人在所述清扫区域内连续发生至少两次碰撞,基于所述至少两次碰撞的碰撞位置划分第一子清扫区域;
根据所述至少两次碰撞的碰撞时间计算碰撞频率,并根据所述碰撞频率确定所述扫地机器人在所述第一子清扫区域的第一清扫时间,所述第一清扫时间与所述碰撞频率正相关;
控制所述扫地机器人在所述第一子清扫区域内清扫并达到所述第一清扫时间;
所述根据所述碰撞频率确定所述扫地机器人在所述第一子清扫区域的第一清扫时间包括:
根据所述碰撞频率计算所述第一子清扫区域的第一复杂程度,所述第一复杂程度基于所述碰撞频率呈高斯分布;
根据所述第一复杂程度确定所述第一清扫时间。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述响应于所述扫地机器人在所述清扫区域内连续发生至少两次碰撞,基于所述至少两次碰撞的碰撞位置划分子清扫区域包括:
响应于所述扫地机器人在所述清扫区域内连续发生至少两次碰撞,将所述扫地机器人的初始位置和所述至少两个碰撞位置依次连接得到子清扫区域;或者,
响应于所述扫地机器人在所述清扫区域内连续发生至少三次碰撞,将至少三个碰撞位置依次连接得到子清扫区域;或者,
响应于所述扫地机器人在所述清扫区域内连续发生两次碰撞,基于两个所述碰撞位置形成一预设形状区域,将所述预设形状区域作为子清扫区域。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述至少两次碰撞的至少两个碰撞时间计算碰撞频率包括:
计算第一次碰撞到最后一次碰撞的间隔时间;
将第一预设修正参数与所述间隔时间的比值作为所述碰撞频率。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一复杂程度确定所述第一清扫时间包括:
将第二预设修正参数与所述第一复杂程度的比值作为所述第一清扫时间。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述控制所述扫地机器人在所述第一子清扫区域内清扫并达到第一清扫 时间,包括:
记录所述扫地机器人在所述第一子清扫区域发生碰撞的碰撞位置及碰撞时间;
响应于所述扫地机器人在所述第一子清扫区域内连续发生至少两次碰撞,基于所述至少两次碰撞的碰撞位置划分第二子清扫区域;
根据所述至少两次碰撞的碰撞时间计算碰撞频率,并根据所述碰撞频率确定所述扫地机器人在所述第二子清扫区域的第二清扫时间,所述第二清扫时间与所述碰撞频率正相关;
控制所述扫地机器人在所述第二子清扫区域内清扫并达到所述第二清扫时间。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述控制所述扫地机器人在所述子清扫区域内清扫并达到第一清扫 时间后包括:
控制所述扫地机器人离开所述第一子清扫区域,并在所述清扫区域内继续清扫;
记录所述扫地机器人在所述清扫区域发生碰撞的碰撞位置及碰撞时间;
响应于所述扫地机器人在所述清扫区域内连续发生至少两次碰撞,基于所述至少两次碰撞的碰撞位置划分第三子清扫区域;
根据所述至少两次碰撞的碰撞时间计算碰撞频率,并根据所述碰撞频率确定所述扫地机器人在所述第三子清扫区域的第三清扫时间,所述第三清扫时间与所述碰撞频率正相关;
控制所述扫地机器人在所述第三子清扫区域内清扫并达到所述第三清扫时间。
7.一种扫地机器人的控制装置,其特征在于,包括处理器和存储器,所述处理器耦接所述存储器,所述存储器中存储有程序指令,所述处理器执行所述程序指令,通过所述程序指令实现如权利要求1-6中任一项所述的方法。
8.一种扫地机器人,其特征在于,包括如权利要求7中所述的控制装置。
9.一种具有存储功能的装置,其特征在于,所述装置存储有程序数据,所述程序数据能够被执行以实现如权利要求1-6中任一项所述的方法。
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