CN111123940A - 一种扫地机器人的清扫规划方法、扫地机器人及清扫系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种扫地机器人的清扫规划方法，包括：获取地面上出现的垃圾及其垃圾种类和垃圾范围，其中，所述垃圾范围随着所述垃圾种类不同而不同；根据所述垃圾种类和所述垃圾范围，确定扫地机器人对所述垃圾的清扫路径，其中，所述清扫路径由表征所述垃圾范围的平面坐标表征。本发明还提供相应的扫地机器人及清扫系统。本发明实现自动控制扫地机器人进行清扫的路径，并且实现有效清扫，不易扩大清扫范围。
Description
技术领域
本发明的所公开实施例涉及机器人领域，且更具体而言，涉及一种扫地机器人的清扫规划方法、扫地机器人及清扫系统。
背景技术
随着人工智能的快速发展，扫地机器人是智能家居中的重要组成部分，具有自主路径规划、清扫能力强、不用人工干预的优点，并能够清扫诸如水渍、毛发、皮屑等多种垃圾类型等。
然而，目前扫地机器人大多采用自动路径规划的方式，无法控制扫地机器人的路径。有的扫地机器人通过自身上的控制按钮、触屏等方式来控制路径，但操作繁琐，需要通过设置才能控制路径，一定程度上给使用者带来困扰，尤其在同时使用多个扫地机器人的情况下。并且，虽然目前扫地机器人能够针对特定的区域进行清理，但无法根据垃圾的范围进行清理，易扩大清理范围，不利于扫地机器人的使用年限。
另外，虽然目前扫地机器人能清扫多种垃圾，但是针对不同垃圾，采用同一方式进行清扫，无法选择合适的清扫类型，容易导致某种垃圾的清扫效果不佳或者清扫时间过长。
发明内容
根据本发明的实施例，本发明提出一种扫地机器人的清扫规划方法、扫地机器人及清扫系统，以解决上述问题。
根据本发明的第一方面，公开一种实例性的扫地机器人的清扫规划方法，包括：获取地面上出现的垃圾及其垃圾种类和垃圾范围，其中，所述垃圾范围随着所述垃圾种类不同而不同；根据所述垃圾种类和所述垃圾范围，确定扫地机器人对所述垃圾的清扫路径，其中，所述清扫路径由表征所述垃圾范围的平面坐标表征。
根据本发明的第二方面，公开一种实例性的扫地机器人，包括处理器和存储器，所述存储器存储有指令，所述指令在执行时使得所述处理器执行如第一方面所述的扫地机器人的清扫规划方法的方法，以控制执行相应清扫。
根据本发明的第三方面，公开一种实例性的清扫系统，包括传感设备和所述传感设备与通信连接的至少一个扫地机器人，其中，所述传感设备用于执行如第一方面所述的扫地机器人的清扫规划方法的方法，以控制所述至少一个扫地机器人中的一个进行相应清扫。
本发明的有益效果有：通过获取地面上出现的垃圾及其垃圾种类和垃圾范围，根据垃圾种类和垃圾范围，确定扫地机器人对垃圾的清扫路径，实现自动控制扫地机器人进行清扫的路径，并且实现有效清扫，不易扩大清扫范围。
附图说明
下面将结合附图及实施方式对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明第一实施例的扫地机器人的清扫规划方法的流程图。
图2是本发明实施例的扫地机器人的清扫规划方法的部分流程图。
图3a是地面出现的尘土的示意图。
图3b是图3a中的尘土的垃圾范围的内切矩形的示意图。
图3c是根据本发明实施例确定的图3a中的尘土的清扫路径。
图4a是地面出现的水渍及其最小内切矩形的示意图。
图4b是确定包含图4a中的水渍的垃圾范围的多边形的示意图。
图4c是根据本发明实施例确定的图4a中的水渍的清扫路径。
图5是本发明第二实施例的扫地机器人的清扫规划方法的流程图。
图6是本发明第三实施例的扫地机器人的清扫规划方法的流程图。
图7是本发明实施例的扫地机器人的结构示意图。
图8是本发明实施例的清扫系统的结构示意图。
图9是本发明实施例的传感设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案做进一步详细描述。
如图1所示，为本发明第一实施例的扫地机器人的清扫规划方法的流程图。该方法可以由与扫地机器人通信连接且位于房屋上方的传感设备或具有传感功能的扫地机器人执行。该方法包括：
步骤110：获取地面上出现的垃圾及其垃圾种类和垃圾范围。
其中，垃圾范围随着垃圾种类不同而不同。
不同的垃圾种类，其垃圾范围不同。垃圾种类包括固态类垃圾，例如尘土、粉尘等，以及液体类垃圾，例如水渍、油渍等。固态类垃圾不易扩散，通常占据一个完整区域，即固态类垃圾的垃圾范围由单一区域表征。液态类垃圾在实际生活中通常是不小心泼洒在地面上，故通常占据多个分散且不规则的子区域，即液态类垃圾的垃圾范围由多个不连续的子区域表征。
步骤120：根据垃圾种类和垃圾范围，确定扫地机器人对垃圾的清扫路径。
其中，清扫路径由表征垃圾范围的平面坐标表征。
根据垃圾种类和垃圾范围，确定表征垃圾范围的平面坐标，从而确定扫地机器人对为该垃圾类型的垃圾的清扫路径，实现自动控制扫地机器人进行清扫的路径。
本实施例中，通过获取地面上出现的垃圾及其垃圾种类和垃圾范围，根据垃圾种类和垃圾范围，确定扫地机器人对垃圾的清扫路径，实现自动控制扫地机器人进行清扫的路径，并且实现有效清扫，不易扩大清扫范围。
在一些实施例中，如图2所示，上述步骤110包括：
步骤111：获取地面处于光照状态时地面上出现的垃圾的异常反光及异常反光的范围。
传感设备或扫地机器人对房屋的地面进行光照，从而地面处于光照状态，此时，传感设备或扫地机器人接收地面上的反光，若接收到异常反光，则地面上发出异常反光的区域内出现垃圾，随后，获取该异常反光及及其范围。
步骤112：将异常反光与预设反光比较，以确定垃圾种类，并将异常反光的范围作为垃圾范围。
将异常反光与预设反光比较，从而确定垃圾种类。
在一示例中，将接收到的异常反光的反光类型与预设反光的反光类型比较，若异常反光的反光类型为朝向不同方向的反光，则地面上出现的垃圾确定为固定类垃圾，若异常反光的反光类型为朝向同一方向的反光，则地面上出现的垃圾确定为液态类垃圾。
在另一示例中，将接收到的异常反光的反光颜色与预设反光的反光颜色比较，若异常反光的反光颜色为不同颜色，则地面上出现的垃圾确定为固定类垃圾，若异常反光的反光颜色为同一颜色，则地面上出现的垃圾确定为液态类垃圾。例如，若异常反光的反光颜色为无色，则地面上出现的垃圾确定为水渍。
在又一示例中，将接收到的异常反光的反光强度与预设反光的反光强度比较，若异常反光的反光强度与地面上正常反光的反光强度相同，则地面上出现的垃圾确定为固定类垃圾，若异常反光的反光强度与地面上正常反光的反光强度不同，则地面上出现的垃圾确定为液态类垃圾。
在一些实施例中，步骤120包括：根据垃圾种类，确定包含垃圾范围的多边形。
其中，多边形的顶点的坐标表征扫地机器人对垃圾的清扫路径，且多边形的顶点的坐标位于以地面上任意点为原点的坐标系中。
如上所述，垃圾范围随着垃圾种类的不同而不同，固态类垃圾的垃圾范围由单一区域表征，液态类垃圾的垃圾范围由多个不连续的子区域表征，从而，根据垃圾种类，确定包含垃圾范围的多边形，以表征扫地机器人的清扫路径。
在一示例中，地面上出现的垃圾为固态类垃圾时，其垃圾范围由单一区域表征，此时，根据垃圾种类，确定包含垃圾范围的多边形包括：首先获取与单一区域相切的多个直线，以得到由多个直线构成的单一区域的多个内切矩形；随后，从多个内切矩形中，确定单一区域的最小内切矩形，以作为多边形，其中最小内切矩形的面积最小。
结合图3a-图3c，下面以地面上出现的垃圾为尘土为例，说明确定包含尘土的垃圾范围的多边形的过程。
如图3a所示，为根据地面上出现的异常反光所确定的尘土的垃圾范围，该尘土的垃圾范围由单一区域表征。如图3b所示，四个直线1a-4a不断逼近尘土的垃圾范围，与垃圾范围相切，从而形成了垃圾范围的内切矩形A，四个直线1b-4b不断逼近尘土的垃圾范围，与垃圾范围相切，从而形成了垃圾范围的内切矩形B。以此类推，得到垃圾范围的其他内切矩形。随后，分别计算每个内切矩形的面积。假设垃圾范围的内切矩形A为面积最小的内切矩形，则确定垃圾范围的内切矩形A为垃圾范围的最小内切矩形，作为包含尘土的垃圾范围的多边形。随后，确定内切矩形A的各个顶点的坐标，如图3c所示，假设以地面上的内切矩形A的顶点A1的坐标为(x1，y1)，设为坐标原点，则分别得到内切矩形A的其他顶点A2的坐标(x2，y2)、顶点A3的坐标(x3，y3)以及顶点A4的坐标(x4，y4)。这样，确定了扫地机器人对尘土的清扫路径，扫地机器人仅需要沿着从顶点A1到顶点A2的方向或者从顶点A1到顶点A3的方向对尘土进行清扫。
在另一示例中，地面上出现的垃圾为液态类垃圾时，其垃圾范围由不连续的多个子区域表征。此时，根据垃圾种类，确定包含垃圾范围的多边形包括：首先，获取与每个子区域相切的多个直线，以得到由多个直线构成的每个子区域的多个内切矩形；随后，从每个子区域的多个内切矩形中，确定每个子区域的最小内切矩形，其中最小内切矩形的面积最小；随后，确定由每个子区域的最小内切矩形连接所构成的形状，以作为多边形。
结合图4a-图4c，下面以地面上出现的垃圾为水渍为例，说明确定包含垃圾范围的多边形的过程。
如图4a所示，为根据地面上出现的异常反光所确定的水渍的垃圾范围，该水渍的垃圾范围由不连续的多个子区域表征。采用上述图3b中的方式确定每个子区域的最小内切矩形C1-C4，如图4a所示。随后，确定由每个子区域的最小内切矩形连接所构成的形状，具体地，将最小内切矩形C1-C4连接成一个连续的区域，如图4b所示，五个直线1c-5c不断逼近最小内切矩形C1-C4中突出的顶点，即凸点，从而得到相应的多边形。随后，确定该多边形的各个顶点的坐标，如图4c所示，假设以该多边形的顶点W2为坐标原点，则分别得到多边形的各个顶点W1和W3-W5的坐标。这样，确定了扫地机器人对尘土的清扫路径，扫地机器人仅需要沿着任意相邻的两个顶点的方向对水渍进行清扫。
如图5所示，为本发明第二实施例的扫地机器人的清扫规划方法的流程图。基于上述实施例，该方法进一步包括：
步骤530：根据垃圾种类和垃圾范围，确定扫地机器人对垃圾的清扫方式及清扫时间。
需要说明的是，本实施例中的步骤530和步骤520可以不按照数字所标记的顺序执行，例如，步骤530与步骤520可以同时执行。图5中的步骤510和520与上述实施例中的步骤110和120相同，相关内容详见上述实施例中的描述，在此不再进行详细说明。
本实施例中，通过根据垃圾种类和垃圾范围，确定扫地机器人对垃圾的清扫方式及清扫时间，实现不同垃圾采用不同清扫方式，提高清扫效率。
如上所述，垃圾范围随着垃圾种类的不同而不同，固态类垃圾的垃圾范围由单一区域表征，液态类垃圾的垃圾范围由多个不连续的子区域表征，从而根据垃圾种类和垃圾范围，确定垃圾的清扫方式及清扫时间。
在一示例中，地面上出现的垃圾为固态类垃圾时，其垃圾范围由单一区域表征，此时，步骤530包括：确定扫地机器人对固态类垃圾的清扫方式为吸附以及清扫时间长度。
其中，对固态类垃圾的清扫时间长度随着单一区域的面积增大而增大。例如，尘土的垃圾范围所表征的区域U的面积大于尘土的垃圾范围所表征的区域V的面积，则对区域U的吸附时间大于对区域V的吸附时间。
在另一示例中，地面上出现的垃圾为液态类垃圾时，其垃圾范围由不连续的多个子区域表征。此时，步骤530包括：确定扫地机器人对液态类垃圾的清扫方式为擦洗以及清扫时间长度。
其中，对液态类垃圾的清扫时间长度随着垃圾范围所包含的子区域数量增大而增大。例如，水渍的垃圾范围所表征的子区域X的数量大于水渍的垃圾范围所表征的子区域Y的数量，则对所有子区域X所表征的垃圾范围的擦洗时间大于对所有子区域Y所表征的垃圾范围的擦洗时间。
如图6所示，为本发明第三实施例的扫地机器人的清扫规划方法的流程图。基于上述实施例，该方法进一步包括：
步骤610：获取扫地机器人在清扫路径上对垃圾进行清扫时的清扫路径的状态。
在确定清扫路径后，扫地机器人在清扫路径上对垃圾进行清理。在对整个清扫路径进行清理后，获取清扫路径的状态。或者对清扫路径进行清理的过程中，实时获取清扫路径的状态。
清扫路径的状态可以根据清扫路径所在区域上是否存在异常反光来判断。
步骤620：若清扫路径存在异常反光，则将延长在清扫路径上进行清扫的时间。
若清扫路径存在异常反光，则表明清扫路径仍有垃圾残留，此时延长在清扫路径上进行清扫的时间。若清扫路径不存在异常反光，则表明清扫完成。
本实施例中，通过获取扫地机器人在清扫路径上对垃圾进行清扫时的清扫路径的状态，实现反馈式清扫，进一步提高清扫效率。
如图7所示，为本发明实施例的扫地机器人的结构示意图。扫地机器人700包括存储器710、处理器720和传感电路730。存储器710和传感电路730分别连接处理器720。
存储器710可以包括只读存储器和/或随机存取存储器等，并向处理器720提供指令和数据。存储器710的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器(NVRAM)。存储器710存储有指令，该指令被执行时，实现本发明上述实施例中任一个以及任意不冲突的组合所提供的清扫规划方法。
传感电路730用于对地面进行光照，以及接收地面上的反光。
处理器720用于通过传感电路730执行本发明上述实施例的扫地机器人的清扫规划方法。
处理器720可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器720中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器720可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。
需要说明的是，本发明仅对扫地机器人中与本发明相关的相应部分进行描述，本领域技术人员可以理解的是，扫地机器人还可以包括其他部分，例如清扫机构。
如图8所示，为本发明实施例的清扫系统的结构示意图。该清扫系统800包括传感设备810和传感设备810与通信连接的至少一个扫地机器人821-82n。该传感设备810可以设置于房屋上方。
其中，传感设备810用于执行本发明上述实施例中任一个以及任意不冲突的组合所提供的扫地机器人的清扫规划方法的方法，以控制至少一个扫地机器人821-82n中的一个进行相应清扫。
在确定对垃圾的清扫路径之后，传感设备810将清扫路径发送给处于空闲状态的某个扫地机器人821，该扫地机器人821接收到该清扫路径，从而传感设备控制该扫地机器人821进行清扫，此时，该清扫路径不被其他扫地机器人822-82n接收。假设某个扫地机器人822接收了多个清扫路径，则该扫地机器人822按照先进先出的方式对多个清扫路径逐一进行清扫。
如图9所示，为本发明实施例的传感设备的结构示意图。该传感设备900可以设置于房屋上方，与扫地机器人通信连接，用于控制扫地机器人的清扫规划。该传感设备900包括存储器910、处理器920、传感电路930和通信电路940。存储器910、传感电路930和通信电路940分别连接处理器920。
存储器910可以包括只读存储器和/或随机存取存储器等，并向处理器920提供指令和数据。存储器910的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器(NVRAM)。存储器910存储有指令，该指令被执行时，实现本发明上述实施例中任一个以及任意不冲突的组合所提供的清扫规划方法。
传感电路930用于对地面进行光照，以及接收地面上的反光。
通信电路940用于发送和接收数据，是该传感设备与扫地机器人进行通信的接口。
处理器920用于通过传感电路930执行本发明上述实施例的扫地机器人的清扫规划方法。处理器920还用于通过通信电路940将执行本发明上述实施例的扫地机器人的清扫规划方法所确定的清扫路径等发送给扫地机器人，以控制扫地机器人进行相应清扫。
处理器920可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器920中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器920可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。
所属领域的技术人员易知，可在保持本发明的教示内容的同时对装置及方法作出诸多修改及变动。因此，以上公开内容应被视为仅受随附权利要求书的范围的限制。
Claims (13)
1.一种扫地机器人的清扫规划方法，其特征在于，包括：
获取地面上出现的垃圾及其垃圾种类和垃圾范围，其中，所述垃圾范围随着所述垃圾种类不同而不同；
根据所述垃圾种类和所述垃圾范围，确定扫地机器人对所述垃圾的清扫路径，其中，所述清扫路径由表征所述垃圾范围的平面坐标表征。
2.如权利要求1中所述的方法，其特征在于，
所述获取地面上出现的垃圾及其垃圾种类和垃圾范围，包括：
获取地面处于光照状态时地面上出现的垃圾的异常反光及异常反光的范围；
将所述异常反光与预设反光比较，以确定所述垃圾种类，并将所述异常反光的范围作为所述垃圾范围。
3.如权利要求2中所述的方法，其特征在于，所述垃圾种类包括固态类垃圾和液态类垃圾；
若所述异常反光的反光类型为朝向不同方向的反光，则所述垃圾确定为固定类垃圾；
若所述异常反光的反光类型为朝向同一方向的反光，则所述垃圾确定为液态类垃圾。
4.如权利要求3中所述的方法，其特征在于，
所述根据所述垃圾种类和所述垃圾范围，确定扫地机器人对所述垃圾的清扫路径，包括：
根据所述垃圾种类，确定包含所述垃圾范围的多边形，其中，所述多边形的顶点的坐标表征扫地机器人对所述垃圾的清扫路径，且所述多边形的顶点的坐标位于以地面上任意点为原点的坐标系中。
5.如权利要求4中所述的方法，其特征在于，
所述垃圾为固态类垃圾时，所述垃圾范围由单一区域表征；
所述根据所述垃圾种类，确定包含所述垃圾范围的多边形，包括：
获取与所述单一区域相切的多个直线，以得到由所述多个直线构成的所述单一区域的多个内切矩形；
从所述多个内切矩形中，确定所述单一区域的最小内切矩形，以作为所述多边形，其中最小内切矩形的面积最小。
6.如权利要求4中所述的方法，其特征在于，
所述垃圾为液态类垃圾时，所述垃圾范围由不连续的多个子区域表征；
所述根据所述垃圾种类，确定包含所述垃圾范围的多边形，包括：
获取与每个子区域相切的多个直线，以得到由所述多个直线构成的每个子区域的多个内切矩形；
从所述每个子区域的多个内切矩形中，确定每个子区域的最小内切矩形，其中最小内切矩形的面积最小；
确定由每个子区域的最小内切矩形连接所构成的形状，以作为所述多边形。
7.如权利要求3中所述的方法，其特征在于，进一步包括：
根据所述垃圾种类和所述垃圾范围，确定扫地机器人对所述垃圾的清扫方式及清扫时间。
8.如权利要求7中所述的方法，其特征在于，
所述垃圾为固态类垃圾时，所述垃圾范围由单一区域表征；
所述根据所述垃圾种类和所述垃圾范围，确定扫地机器人对所述垃圾的清扫方式及清扫时间，包括：
确定扫地机器人对固态类垃圾的清扫方式为吸附以及清扫时间长度，其中对固态类垃圾的清扫时间长度随着所述单一区域的面积增大而增大。
9.如权利要求7中所述的方法，其特征在于，
所述垃圾为液态类垃圾时，所述垃圾范围由不连续的多个子区域表征；
所述根据所述垃圾种类和所述垃圾范围，确定扫地机器人对所述垃圾的清扫方式及清扫时间，包括：
确定扫地机器人对液态类垃圾的清扫方式为擦洗以及清扫时间长度，其中对液态类垃圾的清扫时间长度随着所述垃圾范围所包含的子区域数量增大而增大。
10.如权利要求1中所述的方法，其特征在于，
在获取地面上出现的垃圾及其垃圾种类和垃圾范围之前，还包括：
在地面处于光照状态时，判断是否接收异常反光；
若接收到，则判定发出异常反光的区域内出现垃圾。
11.如权利要求1中所述的方法，其特征在于，进一步包括：
获取扫地机器人在所述清扫路径上对所述垃圾进行清扫时的所述清扫路径的状态；
若所述清扫路径存在异常反光，则将延长在所述清扫路径上进行清扫的时间。
12.一种扫地机器人，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有指令，所述指令在执行时使得所述处理器执行如权利要求1-11任一项所述的扫地机器人的清扫规划方法的方法，以控制执行相应清扫。
13.一种清扫系统，其特征在于，包括传感设备和所述传感设备与通信连接的至少一个扫地机器人，其中，所述传感设备用于执行如权利要求1-11任一项所述的扫地机器人的清扫规划方法的方法，以控制所述至少一个扫地机器人中的一个进行相应清扫。
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