CN111352432A - 智能清洁设备及其控制方法和可读介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能清洁设备及其控制方法和可读介质。该控制方法包括：检测目标对象的第一姿态；响应于检测到所述第一姿态，使所述智能清洁设备跟随所述目标对象进行移动；检测所述目标对象的第二姿态；以及响应于检测到所述第二姿态，使所述智能清洁设备执行与所述第二姿态相关联的任务。根据本发明的方法可以通过目标对象的姿态引导智能清洁设备，并使智能清洁设备执行相应的任务，而无需用户手动搬动智能清洁设备，从而确保了设备的智能性和可靠性，提高用户的使用体验。

Description

智能清洁设备及其控制方法和可读介质

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，更具体地涉及一种智能清洁设备、用于智能清洁设备的控制方法和机器可读介质。

背景技术

如今，诸如扫地机器人之类的智能清洁设备已经越来越普遍。现有的扫地机器人在通电开启之后能够进行全面清扫，并在清扫之后自动返回充电桩。在实际生活中，人们往往需要对生活空间中的某些区域(例如灰尘、头发比较多的地方)进行重点清洁，而对其他比较干净的区域只需稍微清洁一下甚至无需清洁。例如，在利用扫地机器人进行全面打扫之后，人们可能发现某个地方打扫的不干净，因此需要扫地机器人对打扫不干净的地方进行重新打扫。通常在这种情况下，用户往往需要手动地将扫地机器人搬到目标区域，从而影响用户的使用体验。

另一方面，现有的扫地机器人在回桩时，有时可能会找不到充电桩的位置，因此需要用户手动地将扫地机机器人搬到充电桩所处位置，这也影响了用户的使用体验。

因此，需要提供一种智能清洁设备、用于智能清洁设备的控制方法和机器可读介质，以至少部分地解决上面提到的问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述技术问题，根据本发明的第一方面，提供了一种用于智能清洁设备的控制方法，所述方法包括以下步骤：检测目标对象的第一姿态；响应于检测到所述第一姿态，使所述智能清洁设备跟随所述目标对象进行移动；检测所述目标对象的第二姿态；以及响应于检测到所述第二姿态，使所述智能清洁设备执行与所述第二姿态相关联的任务。

根据本发明的第二方面，还提供了一种智能清洁设备，包括：处理器；与所述处理器耦合的存储器，所述存储器中存储有指令，所述指令在被所述处理器执行时使得所述智能清洁设备执行根据第一方面所述的控制方法。

根据本发明的第三方面，还提供了一种智能清洁设备，包括：检测模块，所述检测模块配置为检测目标对象的第一姿态和第二姿态；控制模块，所述控制模块配置为响应于所述检测模块检测到所述第一姿态，使所述智能清洁设备跟随所述目标对象进行移动，以及配置为响应于所述检测模块检测到所述第二姿态，使所述智能清洁设备执行与所述第二姿态相关联的任务。

根据本发明的第四方面，还提供了一种机器可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现根据第一方面所述的控制方法。

根据本发明，利用目标对象的第一姿态来引导智能清洁设备进行移动，并利用第二姿态来使得智能清洁设备执行相应的任务，改善了用户体验。

附图说明

以下将结合附图对本发明实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来对本发明实施例进行进一步的解释，该附图构成说明书的一部分，且与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中，相同的附图标记通常代表相同或相似的部件或步骤。

图1A是本公开各个实施例涉及的扫地机器人的示意图；

图1B是本公开各个实施例涉及的扫地机器人的示意图；

图2A和图2B是根据本发明的实施例的应用环境的示意图；

图3是根据本发明的实施例的用于扫地机器人的控制方法的流程图；

图4是根据本发明的实施例的扫地机器人的构成模块的示意性框图。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明中描述的本发明实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。

在本公开的实施例中，为了便于描述，以扫地机器人为例来描述本公开的技术方案。本领域技术人员将理解的是，本公开的实施例并不限于扫地机器人，而是可以应用于任何智能清洁设备。

图1A和图1B是本公开各示例性实施例涉及的扫地机器人10的示意图，图1A示例性地示出了该机器人10的俯视示意图，图1B示例性地示出了该机器人10的仰视示意图。

如图1A、图1B所示，该扫地机器人10包括：机体110、检测组件120、驱动组件130、控制组件(图中未示出)、存储组件(图中未示出)、主刷140和电池组件(图中未示出)。

机体110形成扫地机器人的外壳，并且容纳其它部件。在一些实施例中，机体110可以呈扁平的圆柱形。

检测组件120用于对扫地机器人的周侧环境进行检测，从而发现障碍物、墙面、台阶和用于对扫地机器人进行充电的充电桩等环境物体。检测组件120还用于向控制模块提供扫地机器人的各种位置信息和运动状态信息。检测组件120可包括悬崖传感器、超声传感器、红外传感器、磁力计、三轴加速度计、陀螺仪、里程计、LDS(Laser Distance Sensor，激光测距传感器)、超声波传感器、摄像头(例如深度摄像头)、霍尔传感器等。本发明的实施例对检测组件120的个数及所在位置不作限定。

LDS位于机体110上方，LDS包括发光单元和受光单元。发光单元包括发射光的发光元件，例如发光元件是发射红外光线的红外LED(Light Emitting Diode，发光二极管)，或是发射可见光线的可见光LED，或是发射激光束的激光二极管。受光单元包括图像传感器，被周围环境物体反射回来的光线可以在图像传感器上形成明暗程度不同的光点。在一些实施例中，图像传感器可以是CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)传感器或者CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)传感器。

驱动组件130用于驱动扫地机器人的前进或后退。在一些实施例中，驱动组件130包括一对安装在机体110底部的中间两侧的驱动轮131和132，驱动轮131和132用于驱动扫地机器人前进或后退。在一些实施例中，驱动组件130还包括设置在机体110前部的导向轮133，导向轮133用于改变扫地机器人在行进过程中的行驶方向。

控制组件设置在机体110内的电路板上，包括处理器，处理器可以根据LDS反馈的周围环境物体的信息和预设的定位算法，绘制扫地机器人所处环境的即时地图。处理器还可以根据悬崖传感器、超声传感器、红外传感器、磁力计、加速度计、陀螺仪、里程计等装置反馈的距离信息和速度信息综合判断扫地机器人当前所处的工作状态。处理器还可以控制扫地机器人10按照一定的路径执行清扫任务。

存储组件设置在机体110内的电路板上，存储组件包括存储器，存储器可以存储扫地机器人的位置信息和速度信息以及处理器绘制出的即时地图。

主刷140安装在机体110底部。在一些实施例中，主刷140是以滚轮型相对于接触面转动的鼓形转刷。

电池组件包括充电电池、与充电电池连接的充电电路、设置在扫地机器人机身侧面的充电电极。在一些实施例中，充电电路包括充电控制电路、充电温度检测电路、充电电压检测电路。在一些实施例中，充电电极为条状，共有两条充电电极。

需要说明的是，扫地机器人10还可以包括图1A和图1B未示出的其他模块或组件，或者，可以仅包括上述部分模块或组件，本发明的实施例对此不作限定，仅以上述扫地机器人为例进行说明。

如之前所描述的，当需要扫地机器人10对某些区域进行定点清扫时或者当扫地机器人10找不到充电桩时，需要用户手动搬动扫地机器人10到达需要清扫的区域或充电桩的位置，使得用户体验较差。而且，在用户将扫地机器人10搬到待清扫区域后，扫地机器人10可能会清扫比待清扫区域更大的区域，从而降低清扫效率。

针对上述问题，本发明的实施例提供了一种用于扫地机器人10的控制方案。在扫地机器人10检测到用户的手部的第一姿态时，扫地机器人10开始跟随用户的手部进行移动。在移动过程中，扫地机器人10确定用户的手部姿态是否变化为第二姿态，并且在用户的手部姿态变化为第二姿态时，扫地机器人10执行与第二姿态相关联的任务，例如清扫任务或回桩任务。在本发明的实施例中，用户通过手部的姿态来与扫地机器人10进行交互，这种交互方式更符合人类的习惯，从而提升了用户体验。下面结合图2A到图4来具体描述本发明的实施例。

图2A和图2B是根据本发明的实施例的应用环境的示意图。如图2A所示，扫地机器人10利用其上安装的摄像头(未示出)采集周围场景的信息。在一些实施例中，扫地机器人10可以安装有深度摄像头，其可以采集周围场景的深度信息。深度信息可以通过深度图像来表示，在深度图像中，任意一个像素(u，v)的值表示该场景中与该像素对应的点离摄像头的距离。扫地机器人10可以例如利用相机成像原理而基于深度图像来确定场景中的点相对于摄像头的空间位置，即三维坐标。相机成像原理涉及世界坐标系、相机坐标系、图像坐标系和像素坐标系之间的转换关系，属于本领域公知技术，在此不再赘述。

扫地机器人10基于所采集的深度信息，来检测在扫地机器人10的深度摄像头的视场内是否存在目标对象20(例如手部，如图2A和2B所示)的第一姿态。在图2A所示的示例中，第一姿态为手部20的五指张开。在一些实施例中，扫地机器人10可以基于深度信息而利用三维手势识别算法来检测第一姿态，并确定手部20相对于摄像头的空间位置。

响应于检测到第一姿态，扫地机器人10开始跟随目标对象20进行移动。在一些实施例中，扫地机器人10可以基于目标对象20的移动方向和移动距离来确定扫地机器人10的移动方向和移动距离。例如，假设在第一时间点，扫地机器人10利用三维手势识别算法检测到目标对象20相对于摄像头处于第一位置(x1，y1，z1)处，在第二时间点，检测到目标对象20相对于摄像头处于第二位置(x2，y2，z2)处。扫地机器人10可以基于第一位置和第二位置确定目标对象20的运动矢量(x2-x1，y2-y1，z2-z1)，该运动矢量的方向在扫地机器人10所处平面上的投影即为扫地机器人10要移动的方向，该运动矢量的模在该平面上的投影即为扫地机器人10要移动的距离。

在本发明实施例中，扫地机器人在跟随标对象20进行移动的过程中，可以顺便进行清扫操作，也可以不进行清扫操作，具体可以由用户根据实际需要进行设定。

在扫地机器人10跟随目标对象20进行移动的过程中，扫地机器人10不断地检测其视场中是否存在目标对象20的第二姿态。示例性地，如图2B所示的，第二姿态为手部20的食指向下指。对第二姿态的检测类似于对第一姿态的检测。响应于检测到第二姿态，扫地机器人10执行与第二姿态相关联的任务。

在一些实施例中，与第二姿态相关联的任务可以是定点清扫任务。为此，扫地机器人10可以基于在检测到第二姿态时目标对象20的位置，来确定待清扫区域。例如，扫地机器人10可以确定目标对象20的位置在扫地机器人10所处平面上的投影位置，并将投影位置周围的一定区域(例如以投影位置为中心的0.5m*0.5m的正方形区域)作为待清扫区域。之后，扫地机器人10在所确定的待清扫区域执行清扫任务。又例如，扫地机器人10可以基于目标对象20的位置，确定扫地机器人10当前所处的空间(例如厨房、卧室、卫生间等)，并将所述空间确定为待清扫区域。以这种方式，不仅改善了用户体验，还能够精确地确定出待清扫区域，从而提高清扫效率。

在一些实施例中，与第二姿态相关联的任务是回桩任务。为此，扫地机器人10可以基于在检测到第二姿态时目标对象20的位置，来确定充电桩的位置。例如，扫地机器人10可以确定目标对象20的位置在扫地机器人10所处平面上的投影位置，并将该投影位置作为充电桩位置。之后，扫地机器人10可以基于充电桩的位置，来确定到达充电桩的路径，从而执行回桩任务。以此方式，在扫地机器人10找不到充电桩时，可以通过手部的姿态引导扫地机器人10到达充电桩的位置，提升用户的使用体验。

除了利用深度信息来检测目标对象20的第一和第二姿态以外，在一些实施例中，也可以利用扫地机器人10上设置的摄像头所采集的RGB图像来检测目标对象20的姿态，或者将深度信息和RGB信息结合起来来检测目标对象20的姿态。

根据本公开的实施例，用户通过手部20的第一姿态来引导扫地机器人10进行移动，并且在到达需要清扫的区域或到达充电桩位置时，用户利用第二姿态来指示扫地机器人在该区域执行清扫任务或在该位置回桩，而无需用户搬动扫地机器人10。由此，人机交互的方式更加自然，用户体验更好。并且，借助于安装在扫地机器人10上的深度摄像头来感知目标对象20的位置，无需用户佩戴任何感知设备。

虽然图2A和图2B中描述的目标对象20为用户的手部，但是本领域技术人员将理解的是，目标对象也可以为用户的脸部、头部或肢体，而姿态可以为脸部表情、头部的姿态、或肢体的姿态。

图3是根据本发明的实施例的用于扫地机器人10的控制方法的流程图。该控制方法可以由扫地机器人10上的控制组件来执行。下文参考图3对根据本发明实施例的用于扫地机器人的控制方法予以详细描述。需要说明的是，在下文方法步骤中涉及的实施装置以及实现方式在上文已有详细描述，为了简洁，下文将不再对其重复说明。

如图3所示的，在步骤S1中，扫地机器人10上的控制组件检测目标对象20的第一姿态。在一些实施例中，目标对象20可以包括扫地机器人10的用户的手部，第一姿态可以为用户的手部五指张开的姿态。在一些实施例中，控制组件可以从扫地机器人10上的深度摄像头获取扫地机器人10所处场景的深度信息；并基于所获取的深度信息，检测目标对象的第一姿态。例如，控制组件可以利用三维姿态识别算法(如三维手势识别算法)来检测目标对象的第一姿态。

在一些实施例中，控制组件可以从扫地机器人10上的普通摄像头获取扫地机器人10所处场景的图像，该图像可以是RGB图像。控制组件可以基于所获取的图像，检测目标对象20的第一姿态。

在步骤S2中，控制组件响应于检测到第一姿态，使扫地机器人10跟随目标对象20进行移动。第一姿态可以用于向扫地机器人10发出跟随目标对象20移动的命令，扫地机器人10在接收到该命令后，扫地机器人10上的驱动组件130开始驱动扫地机器人10跟随目标对象20前进。

在一些实施例中，控制组件可以基于目标对象20在第一时间点的第一位置和目标对象20在第二时间点的第二位置，确定扫地机器人10要移动的距离和要移动的方向。控制组件可以使扫地机器人10在所确定的方向上移动所述距离。

在步骤S3中，控制组件检测目标对象20的第二姿态。检测第二姿态的步骤S3与检测第一姿态的步骤S1类似，即，可以通过获取扫地机器人10所处场景的深度信息来获得，也可以通过获取扫地机器人10所处的场景的图像来获得，或者，本领域的技术人员也可以根据实际需要采取其它方式来进行检测。

在步骤S4中，控制组件响应于检测到第二姿态，使扫地机器人10执行与第二姿态相关联的任务。在一些实施例中，第二姿态用于向扫地机器人10指示需要执行定点清扫任务。为此，控制组件可以基于目标对象20的位置，确定扫地机器人10的待清扫区域，然后使扫地机器人10在待清扫区域执行清扫任务。

在一些实施例中，第二姿态用于向扫地机器人10指示需要执行回桩任务。为此，控制组件可以基于目标对象20的位置，确定扫地机器人10的充电桩位置，之后，控制组件可以使扫地机器人10移动至充电桩位置。

可以理解，在其它实施方式中，本领域技术人员可以根据需要使扫地机器人10执行其它与第二姿态相关联的任务。

图4是根据本发明实施例的扫地机器人10的构成模块的示意性框图。扫地机器人10包括：检测模块100，其配置为检测目标对象20的第一姿态和以及检测目标对象20的第二姿态；控制模块200，其配置为响应于检测模块100检测到第一姿态，使扫地机器人10跟随目标对象20进行移动，以及配置为响应于检测模块100检测到第二姿态，使扫地机器人10执行与第二姿态相关联的任务。

在一些实施例中，检测模块100可以包括：第一获取模块，其配置为获取扫地机器人10所处场景的深度信息；第一子检测模块，其配置为基于第一获取模块获取的深度信息检测目标对象20的第一姿态。

在一些实施例中，检测模块100可以包括：第二获取模块，其配置为获取扫地机器人10所处场景的图像；第二子检测模块，其配置为基于第二获取模块获取的图像检测目标对象20的第一姿态。

在一些实施例中，控制模块200可以包括：第一确定模块，其配置为基于目标对象20在第一时间点的第一位置和目标对象20在第二时间点的第二位置，确定扫地机器人10要移动的距离，并且第一确定模块还配置为基于第一位置和第二位置，确定扫地机器人10要移动的方向；以及第一子控制模块，其配置为基于第一确定模块确定的距离和方向使扫地机器人10在所述方向上移动所述距离。

在一些实施例中，控制模块200可以包括：第二确定模块，其配置为基于目标对象20的位置，确定扫地机器人10的待清扫区域；第二子控制模块，其配置为基于第二确定模块确定的待清扫区域使扫地机器人10在待清扫区域执行清扫任务。

在一些实施例中，控制模块200可以包括：第三确定模块，其配置为基于目标对象20的位置，确定扫地机器人10的充电桩位置；第三子控制模块，其为基于第三确定模块确定的充电桩位置使扫地机器人10移动至充电桩位置进行充电。

由此可见，根据本发明的实施例的智能清洁设备和用于智能清洁设备的控制方法，可由用户来判断需要清洁的区域或者充电桩所处位置，并通过做出预定姿态来引导智能清洁设备移动到该区域或位置，从而对该区域进行清洁或在该位置进行充电。

根据本发明的该方案能够使智能清洁设备对真正需要清洁的区域进行清洁，降低了智能清洁设备反复清洁干净区域或漏掉不干净区域的可能性。此外，在本发明的实施例中，用户只需通过做出预定姿态即可引导智能清洁设备到达需要清洁的区域，而无需用户手动搬动智能清洁设备，从而人机交互更加人性化，并且极大提升了用户体验。

上文以用户手部作为目标对象描述了本发明的实施例，但是目标对象不仅仅限于手部，还可以包括头部、脸部、肢体等适合引导扫地机器人10的对象。对应地，手势可以由头部动作或脸部表情等替代。例如微笑表情可以为第一姿态，中性表情可以为第二姿态；头部向右旋转可以为第一姿态，头部向下旋转可以为第二姿态等等。

在一些实施例中，图3所示的控制方法可被实现为软件程序(即指令)，其被存储在扫地机器人10的存储组件中或者被下载到扫地机器人10的存储组件中。当扫地机器人10上的处理器执行所述指令时，使得扫地机器人10执行图3所示的控制方法。

在一些实施例中，图3所示的控制方法可以被实现为软件程序，其被有形地包含于机器可读介质中。当扫地机器人10上的处理器执行该软件程序时，使得图3所示的控制方法被执行。

本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)等等。

用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本发明的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本发明的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本发明的范围之内。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式或对具体实施方式的说明，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于智能清洁设备的控制方法，包括：

检测目标对象的第一姿态；

响应于检测到所述第一姿态，使所述智能清洁设备跟随所述目标对象进行移动；

检测所述目标对象的第二姿态；以及

响应于检测到所述第二姿态，使所述智能清洁设备执行与所述第二姿态相关联的任务。

2.根据权利要求1所述的方法，其中检测所述目标对象的所述第一姿态包括：

获取所述智能清洁设备所处场景的深度信息；以及

基于所述深度信息，检测所述目标对象的所述第一姿态。

3.根据权利要求1所述的方法，其中检测所述目标对象的所述第一姿态包括：

获取所述智能清洁设备所处场景的图像；以及

基于所述图像，检测所述目标对象的所述第一姿态。

4.根据权利要求1所述的方法，其中使所述智能清洁设备跟随所述目标对象进行移动包括：

基于所述目标对象在第一时间点的第一位置和所述目标对象在第二时间点的第二位置，确定所述智能清洁设备要移动的距离；

基于所述第一位置和所述第二位置，确定所述智能清洁设备要移动的方向；以及

使所述智能清洁设备在所述方向上移动所述距离。

5.根据权利要求1所述的方法，其中使所述智能清洁设备执行与所述第二姿态相关联的任务包括：

基于所述目标对象的位置，确定所述智能清洁设备的待清扫区域；以及

使所述智能清洁设备在所述待清扫区域执行清扫任务。

6.根据权利要求1所述的方法，其中使所述智能清洁设备执行与所述第二姿态相关联的任务包括：

基于所述目标对象的位置，确定所述智能清洁设备的充电桩位置；以及

使所述智能清洁设备移动至所述充电桩位置。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述目标对象包括所述智能清洁设备的用户的手部、脸部、头部和肢体之一。

8.一种智能清洁设备，包括：

处理器；

与所述处理器耦合的存储器，所述存储器中存储有指令，所述指令在被所述处理器执行时使得所述智能清洁设备执行根据权利要求1-7中任一项所述的方法。

9.一种智能清洁设备，包括：

检测模块，所述检测模块配置为检测目标对象的第一姿态和第二姿态；

控制模块，所述控制模块配置为响应于所述检测模块检测到所述第一姿态，使所述智能清洁设备跟随所述目标对象进行移动，以及配置为响应于所述检测模块检测到所述第二姿态，使所述智能清洁设备执行与所述第二姿态相关联的任务。

10.一种机器可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现根据权利要求1-7中任一项所述的方法。

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