CN110897567A - 一种基于目标物识别的清洁方法及清洁机器人 - Google Patents

一种基于目标物识别的清洁方法及清洁机器人 Download PDF

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张珂嘉
陈宁
李玉枝
李宣政
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    • A47L2201/06—Control of the cleaning action for autonomous devices; Automatic detection of the surface condition before, during or after cleaning

Abstract

本发明提供一种基于目标物识别的清洁方法及清洁机器人，该方法包括：通过SLAM技术绘制空间二维地图的步骤；通过图像识别来识别空间中的特征标志物的步骤；通过图像识别所述特征标志物周围的具体物体来对所述空间二维地图进行划分、并标注不同的地图空间的步骤；根据不同的所述地图空间的属性来制定清洁策略的步骤；和通过控制运动、清洁模块实现所制定的清洁策略的步骤。由此，本发明能使机器人智能识别目标物及空间属性。从而可进一步实现智能规划打扫顺序，或定制不同空间的打扫策略。

Description

一种基于目标物识别的清洁方法及清洁机器人
技术领域
本发明涉及智能家用电器技术领域，特别是涉及一种基于目标物识别的清洁方法及采用该方法的清洁机器人。
背景技术
清洁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。
在清扫区域方面目前市面上的扫地机器人，地图空间一般通过物理手段人为进行空间划分，例如设置激光虚拟墙或磁条，来阻止扫地机器人来进入厕所或厨房空间。
并且，一些较为先进的扫地机器人主要针对清扫过程中经常会出现的一些障碍物阻挡，甚至扫地机的轮子被卡住而无法进退等问题来进行设计，但是却无法精确识别房间内物体，会有一些尴尬的事情发生。例如，当有宠物粪便在地上，扫地机器人会把粪便带到其他的地方，甚至推动宠物粪便走向屋内各个角落的报道屡见不鲜。另外例如地上有水，会导致吸尘系统进水等问题。
发明内容
发明要解决的问题：
鉴于以上，本发明针对目前扫地机器人不能进行空间语义划分、无法精确识别物体从而导致对目标物清洁处理不当的问题，提供一种基于目标物识别的清洁方法及清洁机器人，使机器人可以智能识别目标物及空间属性，从而可进一步实现智能规划打扫顺序，或定制不同空间的打扫策略等。
本发明的一个方面提供一种基于目标物识别的清洁方法，包括如下步骤：
通过SLAM技术绘制空间二维地图的步骤；
通过图像识别来识别空间中的特征标志物的步骤；
通过图像识别所述特征标志物周围的具体物体来对所述空间二维地图进行划分、并标注不同的地图空间的步骤；
根据不同的所述地图空间的属性来制定清洁策略的步骤；和
通过控制运动、清洁模块实现所制定的清洁策略的步骤。
由此，本发明能使机器人智能识别目标物及空间属性。从而可进一步实现智能规划打扫顺序，或定制不同空间的打扫策略。
优选地，还包括将制定的所述清洁策略提供至用户终端进行调整的步骤。
优选地，还包括将划分、并标注的地图空间提供至用户终端进行调整的步骤。
优选地，所述清洁策略包括如下的一种或多种组合：
针对不同地图空间设置不同的扫地/拖地清洁方式，,
针对不同地图空间设置不同的扫地/拖地清洁频率，
调整不同地图空间之间的扫地/拖地顺序。
优选地，还包括执行绕开动作、跟随动作、或发出提醒语音动作的步骤。
优选地，还包括当检测到未知的人、火苗、漏水时进行报警动作或传送信息到用户终端的步骤。
本发明另一方面还提供一种采用上述基于目标物识别的清洁方法的清洁机器人。
根据下述具体实施方式并参考附图，将更好地理解本发明的上述内容及其它目的、特征和优点。
附图说明
图1示出了根据本发明一具体实施形态的基于目标物识别的清洁方法。
图2示出了根据本发明另一具体实施形态的基于目标物识别的清洁方法。
具体实施方式
以下结合附图和下述实施方式进一步说明本发明，应理解，附图及下述具体实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。
以下具体实施方式和实施例等以家用清洁机器人为例进行了说明，但本发明不限于家用机器人等，还可应用于商用、办公室用清洁机器人等。
首先通过SLAM技术绘制空间二维地图(参见图1中的步骤1)。SLAM英文全称是Simultaneous Localization And Mapping，也称为CML(Concurrent Mapping andLocalization)，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。
之后，通过图像识别来识别空间中的特征标志物(例如“门”、“墙”等)。之后划分、标注不同的地图空间。
具体而言，可以通过图像识别特征标志物附近的物体。该实施方式以特征标志物为“门”为例，进入某一空间时通过图像识别模块识别“门”内物体，如门内有“床”，则标记空间为“卧室”，有“马桶”则标记空间为“厕所”，有“茶几”则标记空间为“客厅”，有“餐桌”则标记空间为“餐厅”，有“油烟机”则标记空间为“厨房”等。此外，还可通过app等用户终端提供给使用者进行确认，帮助纠错。通过图像识别或深度学习认知“门”、“床”等具体物体。
之后可以根据空间的不同，预置清扫策略。并在app上提供给用户选项，定制个性化扫地方案。
假定已绘制地图并已完成对地图空间的划分标注，在一具体实施例中，可以针对不同地图空间设置不同的清洁频率，从而主机程序可以自动控制运动清扫模块实现相应的运动清扫策略(参见图1中的步骤10)。如可以定义客厅及餐厅打扫频率为每天两次，卧室为每天一次。此外，在一具体实施例中，还可以针对不同地图空间设置不同的清洁方式，例如在卧室有木地板的情况下可以只扫不拖，厕所由于积水多从而进行只拖不扫的任务等。
另外，在一具体实施例中，在地图空间的整体方面，可以根据实际情况或喜好来调整清洁顺序。例如可将扫地顺序调整为卧室→客厅→餐厅→厨房→厕所等。不仅如此，还可将拖地区域的顺序进行与扫地区域顺序不同的设置。
在图1所示的实施例中，激光雷达模块绘制全景地图。图像识别模块识别空间中的物体。主机程序获取的地图和空间中特征标志物的信息，并将其提供给算法模块。算法模块通过识别到的特征标志物对地图中的空间进行划分、标注，之后将划分、标注后的空间地图回传给主机程序，主机程序将其记录后提供给app等用户终端。用户终端上显示目前的地图和空间划分情况，用户可进行调整或纠错，之后主机程序可以根据空间属性来制定相应的清洁策略并提供至app，用户可再次根据自己的使用习惯进行调整。主机程序则可控制运动清洁模块实现相应的清洁策略。
本发明另一方面根据还可根据识别的目标物采取相应的清洁策略。
具体而言，在清扫过程中，通过图像识别模块对地面上的物体进行实时识别。具体而言，本发明一实施例中采用摄像头(camera)采集目标图像对地面上的物体进行实时识别。之后主机程序针对识别到的物体，定制对应的策略或实现特定功能。从而主机程序可以自动控制运动清扫模块实现相应的运动清扫策略。
在一具体实施例中，如识别到粪便、水等障碍物，执行“绕开”指令。或也可以发出提醒语音动作。此外，本发明中的误差可以通过绕行距离解决，具体而言：由于激光slam构图或传感器判断距离均存在误差，可以通过使绕行距离大于误差范围，从而保证绕行过程中不会碰到目标物。
在一具体实施例中，如遇到铁钉，则增加吸尘风速。
在一具体实施例中，如遇到人，可进行跟随，或通过摄像头模块等进行拍照，甚至可通过wifi模块将视频信息传输到用户终端。其目的是：实现自动跟踪拍摄。
在一具体实施例中，当检测到未知的人、火苗、漏水等，可通过声音模块等实现报警。甚至可通过wifi模块将报警信息传送到用户终端。
以上的具体实施方式对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应当理解的是，以上仅为本发明的一种具体实施方式而已，并不限于本发明的保护范围，在不脱离本发明的基本特征的宗旨下，本发明可体现为多种形式，因此本发明中的实施形态是用于说明而非限制，由于本发明的范围由权利要求限定而非由说明书限定，而且落在权利要求界定的范围，或其界定的范围的等价范围内的所有变化都应理解为包括在权利要求书中。凡在本发明的精神和原则之内的，所做出的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于目标物识别的清洁方法，其特征在于，包括如下步骤：
通过SLAM技术绘制空间二维地图的步骤；
通过图像识别来识别空间中的特征标志物的步骤；
通过图像识别所述特征标志物周围的具体物体来对所述空间二维地图进行划分、并标注不同的地图空间的步骤；
根据不同的所述地图空间的属性来制定清洁策略的步骤；和
通过控制运动、清洁模块实现所制定的清洁策略的步骤。
2.根据权利要求1所述的基于目标物识别的清洁方法，其特征在于，
还包括将制定的所述清洁策略提供至用户终端进行调整的步骤。
3.根据权利要求1或2所述的基于目标物识别的清洁方法，其特征在于，
还包括将划分、并标注的地图空间提供至用户终端进行调整的步骤。
4.根据权利要求1或2所述的基于目标物识别的清洁方法，其特征在于，
所述清洁策略包括如下的一种或多种组合：
针对不同地图空间设置不同的扫地/拖地清洁方式，,
针对不同地图空间设置不同的扫地/拖地清洁频率，
调整不同地图空间之间的扫地/拖地顺序。
5.根据权利要求1或2所述的基于目标物识别的清洁方法，其特征在于，
还包括执行绕开动作、跟随动作、或发出提醒语音动作的步骤。
6.根据权利要求1或2所述的基于目标物识别的清洁方法，其特征在于，
还包括当检测到未知的人、火苗、漏水时进行报警动作或传送信息到用户终端的步骤。
7.一种采用权利要求1至6中任意一项所述的基于目标物识别的清洁方法的清洁机器人。
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