CN111110117B - 一种扫地机器人工作面清洁方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种扫地机器人工作面清洁方法，属于自动清洁设备领域，解决了现有扫地机器人清洁效率低的问题。清洁方法的步骤包括：通过工作面空间图的指引，将扫地机器人移动至监测位置；通过扫地机器人拍摄监测位置为中心的360°的监测工作面图像；将拍摄到的监测工作面图像与监测位置的标定图像进行对比，并得出图像中的区别图像特征，如果区别图像特征对应工作面的面积大于临界面积，则确认区别图像特征为目标特征；通过拍摄到的监测工作面图像，确认目标特征在工作面空间图上对应的目标位置；将扫地机器人移动至目标位置，对工作面进行清洁。本发明的方法可以优先对大面积异物进行清理，保证地面的整体洁净，提高清洁效率。

Description

一种扫地机器人工作面清洁方法
技术领域
本发明涉及自动清洁设备技术领域，尤其涉及一种扫地机器人工作面清洁方法。
背景技术
扫地机器人在对室内进行清扫，一般是根据由室内地图而规划出的弓字形路径或井字形路径进行行进，并在行进过程中清扫地面上的灰尘颗粒物。然而，如果地面的某一位置上滞留有较大面积的颗粒物，扫地机器人不能立即抵达颗粒物的位置对其进行清理，导致地面较为脏乱，此外，扫地机器人不停地在室内进行巡航，会造成长时间的空运转，导致能源浪费，清洁效率较低。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种扫地机器人工作面清洁方法，用以解决现有扫地机器人清洁效率低的问题。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
本发明技术方案中，一种扫地机器人工作面清洁方法，扫地机器人工作面清洁方法的步骤包括：
S1、通过工作面空间图的指引，将扫地机器人移动至监测位置；
S2、通过扫地机器人拍摄监测位置为中心的360°的监测工作面图像；
S3、将拍摄到的监测工作面图像与监测位置的标定图像进行对比，并得出图像中的区别图像特征，如果区别图像特征对应工作面的面积大于临界面积，则确认区别图像特征为目标特征，否则结束此次工作面清洁过程；
S4、通过拍摄到的监测工作面图像，确认目标特征在工作面空间图上对应的目标位置；
S5、将扫地机器人移动至目标位置，对工作面进行清洁。
本发明技术方案中，步骤S1中，工作面空间图为扫地机器人进行工作面清洁前记录的工作面的地图。
本发明技术方案中，步骤S1中，监测位置满足：
工作面空间图的所有点中，以每个点为中心拍摄360°的监测工作面图像，工作面图像能够覆盖工作面空间图最大面积的一个或多个点；
或，工作面空间图的一个或多个点，以每个点为中心拍摄360°的监测工作面图像，所有工作面图像能够覆盖全部工作面空间图。
本发明技术方案中，步骤S3中，标定图像满足：
扫地机器人进行工作面清洁前，扫地机器人在检测位置对洁净的工作面拍摄360°的洁净工作面图像。
本发明技术方案中，步骤S2中：
当扫地机器人到达监测位置后，保持扫地机器人不运动，旋转扫地机器人上的LDS组件的图像采集设备，拍摄监测位置为中心的360°的监测工作面图像，并将拍摄到的监测工作面图像与监测位置的标定图像重合，等转角划分为多个扇形区。
本发明技术方案中，步骤S3中：
针对所有扇形区，分别将同一扇形区的拍摄到的监测工作面图像和监测位置的标定图像进行对比，并得到每个扇形区的区别图像特征，如果任一个扇形区内的任一个区别图像特征对应工作面的面积大于临界面积，则确认该扇形区的该区别图像特征为目标特征，否则结束此次工作面清洁过程。
本发明技术方案中，步骤S5中：
将扫地机器人按照规划路径依次移动至每个扇形区的每个目标位置处，并对工作面进行清洁。
本发明技术方案中，步骤S5中，规划路径为监测位置为起点，并依次经过所有扇形区，且同一扇形区经过所有目标位置的最短路径。
本发明技术方案中，步骤S2中：
当扫地机器人到达监测位置后，保持扫地机器人和扫地机器人上的LDS组件的图像采集设备之间相对不运动，旋转扫地机器人，拍摄监测位置为中心的360°的监测工作面图像。
本发明技术方案中，步骤S3中：
直接将拍摄到的监测工作面图像与监测位置的标定图像进行全图像对比，并得出图像中的所有的区别图像特征，如果任一个区别图像特征对应工作面的面积大于临界面积，则确认该区别图像特征为目标特征，否则结束此次工作面清洁过程。
本发明技术方案中，步骤S5中：
将扫地机器人按照规划路径依次移动至每个目标位置处，并对工作面进行清洁。
本发明技术方案中，步骤S5中，规划路径为以监测位置为起点，且经过所有目标位置的最短路径。
本发明技术方案至少能够实现以下效果之一：
1、使用本发明的方法，可以使扫地机器人优先清理工作面内的大面积异物，提高了清洁的目的性，从而提升了清洁效率，且能够快速提升工作面的视觉洁净程度；
2、使用本发明的方法，可以减少扫地机器人的不必要的空跑空转，提升扫地机器人对工作面的清洁效率，节省清洁时间和扫地机器人消耗的能源。
本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为本发明实施例1的流程图；
图2为本发明实施例2的流程图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接可以是机械连接，也可以是电连接可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
全文中描述使用的术语“顶部”、“底部”、“在……上方”、“下”和“在……上”是相对于装置的部件的相对位置，例如装置内部的顶部和底部衬底的相对位置。可以理解的是装置是多功能的，与它们在空间中的方位无关。
需要说明的是，本发明实施例中，工作面通常为室内地面，也可以是室外的地面或倾斜平面或曲面，为了方便说明，本发明实施例中以室内地面为例进行本发明实施例的扫地机器人工作面清洁方法的说明。
本发明实施例提供了一种扫地机器人工作面清洁方法，其步骤包括：
S1、通过工作面空间图的指引，将扫地机器人移动至监测位置；
其中，工作面空间图为扫地机器人进行工作面清洁前记录的工作面的地图。在开始使用扫地机器人前，需要对扫地机器人进行初始设计，包括工作面空间图，即，室内平面图，通过室内平面图，扫地机器人可以获取当前位置和目标位置，并规划行进路线。此外，通常情况下，扫地机器人可以直接回到充电桩进行充电或待机，当需要进行室内清扫(包括人为启动或定时设置)时，扫地机器人离开充电桩并前往检测位置。需要说明的是，此处规划路线为经过最少障碍物且形成最短的路径。
此外，监测位置满足：工作面空间图的所有点中，以每个点为中心拍摄360°的工作面图像，工作面图像能够覆盖工作面空间图最大面积的一个或多个点，即在单一的点拍摄360°的工作面图像，使得扫地机器人可以最大限度地拍摄到室内地面的图像，通常此类检测位置的周围相对空旷，障碍物或遮挡物较少，扫地机器人只需要在此处进行一次360°的工作面图像拍摄，就可以几乎获得室内地面的全部图像，即可反映室内地面的洁净程度；或，工作面空间图的一个或多个点，以每个点为中心拍摄360°的工作面图像，所有工作面图像能够覆盖全部工作面空间图，即在多个点拍摄360°的工作面图像，使得扫地机器人通过多次拍摄能够获得室内地面的全部图像，通常当室内地面并非整块空间，而是多个例如走廊等窄小空间组合成的地面，单次拍摄往往较难一次性获得室内地面的大部分图像，通过多点拍摄的形式来综合反映室内地面的洁净程度，在室内地面极端复杂(形状复杂、障碍物多等)的情况下，可以直接对室内地面进行网格划分，每个网格线交叉处均设置为监测位置，用以保证室内地面的每一处均能够被拍摄到，从而保证清洁效果。
S2、通过扫地机器人拍摄监测位置为中心的360°的监测工作面图像；
此时，在监测位置拍摄到的360°的监测工作面图像作为后续步骤中判断室内地面是否有大面积异物的依据。
S3、将拍摄到的监测工作面图像与监测位置的标定图像进行对比，并得出图像中的区别图像特征，如果区别图像特征对应工作面的面积大于临界面积，则确认区别图像特征为目标特征，否则结束此次工作面清洁过程；
标定图像满足：扫地机器人进行工作面清洁前，扫地机器人在检测位置对洁净的工作面拍摄360°的洁净工作面图像。标定图像是扫地机器人在监测位置拍摄的洁净工作面图像，对比洁净工作面图像和监测工作面图像，二者的区别图像特征即为拍摄到的灰尘异物。
面积较小的灰尘异物往往难以引起扫地机器人用户的察觉，只有面积达到了一定程度，扫地机器人的用户才能从视觉上察觉灰尘异物的存在，因此在扫地机器人进行清理的过程当中为了提升地面清理的感官效果，需要先清理面积较大的灰尘异物，再清理其他细小的灰尘异物，综合上述考虑，本发明实施例中，设置临界面积，作为区分灰尘异物面积大小的临界值，通过大量的志愿者采访以及人体工程学的测试，本发明实施例中，临界面积为7-15cm2，优选为10cm2。
S4、通过拍摄到的监测工作面图像，确认目标特征在工作面空间图上对应的目标位置；
当确定了某一区别图像特征为目标特征后，即可根据目标特征在监测工作面图像中的位置，得到目标特征在工作面空间图上的位置作为目标位置。
S5、将扫地机器人移动至目标位置，对工作面进行清洁。
当确定了目标位置后，以监测位置为起点、目标位置为终点，规划路径，扫地机器人以规划路径为依据，移动至目标位置，对目标位置的大面积灰尘异物进行清理，完成此次工作面清洁过程。
当目标位置有多个时，规划路径为以监测位置为起点、某一个目标位置为终点，并经过所有目标位置的路径，且总行程最短，扫地机器人依次移动至规划路径上的每一个点，并对地面进行清理。
需要说明的是，当监测位置有多个时，步骤S1中的规划路径经过所有监测位置，且总行程最短，每当扫地机器人移动至某一个监测位置时，重复步骤S2至S5，直至所有的监测位置都已进行过一次步骤S2至S5，完成对工作面的一次清洁。
此外，当扫地机器人结束清洁过程后，扫地机器人可以回到充电桩处进行充电或待机，或前往指定位置进行待机，直至人为控制或定时设置启动下一次对工作面的清洁，或重新进行路径规划，并对小面积灰尘异物进行清理。
扫地机器人对监测工作面图像可以以不同的方式来实现上述清洁过程，具体分别结合实施例1、2来进行说明：
实施例1
如图1所示：
S1、通过工作面空间图的指引，将扫地机器人移动至监测位置；
S2、通过扫地机器人拍摄监测位置为中心的360°的监测工作面图像；
当扫地机器人到达监测位置后，保持扫地机器人不运动，旋转扫地机器人上的LDS组件的图像采集设备，拍摄监测位置为中心的360°的监测工作面图像，即保持扫地机器人不动而旋转图像采集设备；将拍摄到的监测工作面图像与监测位置的标定图像重合，等转角划分为多个扇形区，通过分区来提高拍摄到的监测工作面图像与监测位置的标定图像对比的精度。
S3、将拍摄到的监测工作面图像与监测位置的标定图像进行对比，并得出图像中的区别图像特征，如果区别图像特征对应工作面的面积大于10cm2，则确认区别图像特征为目标特征，否则结束此次工作面清洁过程；
针对所有扇形区，分别将同一扇形区的拍摄到的监测工作面图像和监测位置的标定图像进行对比，并得到每个扇形区的区别图像特征，如果任一个扇形区内的任一个区别图像特征对应工作面的面积大于10cm2，则确认该扇形区的该区别图像特征为目标特征，否则结束此次工作面清洁过程。需要说明的是，每个扇形区都可能存在1个或多个目标特征，也可能没有目标特征，在进行拍摄到的监测工作面图像与监测位置的标定图像对比时，依照顺时针或逆时针的方向依次对每个扇形区进行监测工作面图像与标定图像的对比。
S4、通过拍摄到的监测工作面图像，确认目标特征在工作面空间图上对应的目标位置。
S5、将扫地机器人移动至目标位置，对工作面进行清洁。
将扫地机器人按照规划路径依次移动至每个扇形区的每个目标位置处，并对工作面进行清洁；规划路径为监测位置为起点，并依次经过所有扇形区，且同一扇形区经过所有目标位置的最短路径。即先对一个扇形区内的目标位置进行清理，再以顺时针或逆时针的方向对所有扇形区内的每个目标位置进行清理。
实施例2
如图2所示：
S1、通过工作面空间图的指引，将扫地机器人移动至监测位置；
S2、通过扫地机器人拍摄监测位置为中心的360°的监测工作面图像；
当扫地机器人到达监测位置后，保持扫地机器人和扫地机器人上的LDS组件的图像采集设备之间相对不运动，旋转扫地机器人，拍摄监测位置为中心的360°的监测工作面图像，即保持图像采集设备不动而旋转扫地机器人。整体对比可以提高拍摄到的监测工作面图像与监测位置的标定图像对比的速度。
S3、将拍摄到的监测工作面图像与监测位置的标定图像进行对比，并得出图像中的区别图像特征，如果区别图像特征对应工作面的面积大于10cm2，则确认区别图像特征为目标特征，否则结束此次工作面清洁过程；
直接将拍摄到的监测工作面图像与监测位置的标定图像进行全图像对比，并得出图像中的所有的区别图像特征，如果任一个区别图像特征对应工作面的面积大于10cm2，则确认该区别图像特征为目标特征，否则结束此次工作面清洁过程。整个工作面可以存在1个过多个目标特征，也可以没有目标特征。
S4、通过拍摄到的监测工作面图像，确认目标特征在工作面空间图上对应的目标位置；
S5、将扫地机器人移动至目标位置，对工作面进行清洁。
将扫地机器人按照规划路径依次移动至每个目标位置处，并对工作面进行清洁；规划路径为以监测位置为起点，且经过所有目标位置的最短路径。
综上所述，本发明实施例提供了扫地机器人工作面清洁方法，使用本发明的方法，可以使扫地机器人优先清理工作面内的大面积异物，提高了清洁的目的性，从而提升了清洁效率，且能够快速提升工作面的视觉洁净程度；使用本发明的方法，可以减少扫地机器人的不必要的空跑空转，提升扫地机器人对工作面的清洁效率，节省清洁时间和扫地机器人消耗的能源。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种扫地机器人工作面清洁方法，其特征在于，所述扫地机器人工作面清洁方法的步骤包括：
S1、通过工作面空间图的指引，将扫地机器人移动至监测位置；
S2、通过扫地机器人拍摄监测位置为中心的360°的监测工作面图像；
S3、将拍摄到的监测工作面图像与监测位置的标定图像进行对比，并得出图像中的区别图像特征，如果区别图像特征对应工作面的面积大于临界面积，则确认区别图像特征为目标特征，否则结束此次工作面清洁过程；
S4、通过拍摄到的监测工作面图像，确认目标特征在工作面空间图上对应的目标位置；
S5、将扫地机器人移动至目标位置，对工作面进行清洁；
所述步骤S2中：
当扫地机器人到达监测位置后，保持扫地机器人不运动，旋转扫地机器人上的LDS组件的图像采集设备，拍摄监测位置为中心的360°的监测工作面图像，并将拍摄到的监测工作面图像与监测位置的标定图像重合，等转角划分为多个扇形区；
所述步骤S3中：
针对所有扇形区，分别将同一扇形区的拍摄到的监测工作面图像和监测位置的标定图像进行对比，并得到每个扇形区的区别图像特征，如果任一个扇形区内的任一个区别图像特征对应工作面的面积大于临界面积，则确认该扇形区的该区别图像特征为目标特征，否则结束此次工作面清洁过程。
2.根据权利要求1所述的扫地机器人工作面清洁方法，其特征在于，所述步骤S1中，工作面空间图为扫地机器人进行工作面清洁前记录的工作面的地图。
3.根据权利要求2所述的扫地机器人工作面清洁方法，其特征在于，所述步骤S1中，监测位置满足：
工作面空间图的所有点中，以每个点为中心拍摄360°的监测工作面图像，工作面图像能够覆盖工作面空间图最大面积的一个或多个点；
或，工作面空间图的一个或多个点，以每个点为中心拍摄360°的监测工作面图像，所有工作面图像能够覆盖全部工作面空间图。
4.根据权利要求3所述的扫地机器人工作面清洁方法，其特征在于，所述步骤S3中，标定图像满足：
扫地机器人进行工作面清洁前，扫地机器人在检测位置对洁净的工作面拍摄360°的洁净工作面图像。
5.根据权利要求1所述的扫地机器人工作面清洁方法，其特征在于，所述步骤S5中：
将扫地机器人按照规划路径依次移动至每个扇形区的每个目标位置处，并对工作面进行清洁。
6.根据权利要求1所述的扫地机器人工作面清洁方法，其特征在于，所述步骤S5中，规划路径为监测位置为起点，并依次经过所有扇形区，且同一扇形区经过所有目标位置的最短路径。
7.根据权利要求4所述的扫地机器人工作面清洁方法，其特征在于，所述步骤S2中：
当扫地机器人到达监测位置后，保持扫地机器人和扫地机器人上的LDS组件的图像采集设备之间相对不运动，旋转扫地机器人，拍摄监测位置为中心的360°的监测工作面图像。
8.根据权利要求1-7任一所述的扫地机器人工作面清洁方法，其特征在于，所述步骤S3中：
直接将拍摄到的监测工作面图像与监测位置的标定图像进行全图像对比，并得出图像中的所有的区别图像特征，如果任一个区别图像特征对应工作面的面积大于临界面积，则确认该区别图像特征为目标特征，否则结束此次工作面清洁过程。
9.根据权利要求8所述的扫地机器人工作面清洁方法，其特征在于，所述步骤S5中：
将扫地机器人按照规划路径依次移动至每个目标位置处，并对工作面进行清洁。
10.根据权利要求9所述的扫地机器人工作面清洁方法，其特征在于，所述步骤S5中，规划路径为以监测位置为起点，且经过所有目标位置的最短路径。
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