CN111356393B - 用于清洁的移动设备及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于清洁的移动设备。所述移动设备包括用于清洁的清洁器，用于移动所述移动设备的行进器，用于捕获所述移动设备的周围环境的图像的图像传感器，以及至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置为控制所述图像传感器以从图像传感器捕获的图像中检测多个标记中的至少一个标记，所述多个标记分别对应于移动设备相对于站点设备的不同距离，并控制所述行进器将移动设备移动到站点设备的位置，该位置是基于检测到标记的图像确定的。

Description

用于清洁的移动设备及其控制方法
技术领域
本公开涉及一种用于自主地移动和清洁地板的移动设备及其控制方法。更具体地，本公开涉及一种移动设备，其返回并对接在诸如对接站之类的辅助设备上，以用于电池的充电、维护等。
背景技术
清洁机器人等用于清洁的移动设备是指一种电子设备，该电子设备包括：用于清洁预定地面(例如，家庭中的地板)的清洁模块和用于在地面上移动的移动模块，并且无需用户控制即可自主地移动和清洁地面。清洁机器人通常包括对接站或基站，作为用于对清洁机器人的电池充电或检查用于清洁的移动设备的各种状况的辅助设备。清洁机器人并不通过电线连接到外部电源或对接站，而是具有无线结构，以自由移动。此外，清洁机器人对接在对接站上，以对内置电池充电。例如，当清洁机器人在移动和清洁地板期间，由于其电量下降到预定水平而需要给电池充电时，或者当预设算法给出的清洁过程完成时，清洁机器人会移动以查找对接站的位置，然后其对接在对接站上。
为了使清洁机器人找到对接站的位置，即识别周围环境中的对接站，已经提出了一些方案。
一种方案是使用红外感测结构。在这种情况下，红外引导信号从对接站的左侧、右侧和中心侧发出，并由设置在清洁机器人左侧和右侧的光接收传感器感测，以便清洁机器人可以找到对接站。然而，由于对接站需要用于发射红外光的元件并且清洁机器人需要用于接收红外光的元件，所以该方案导致结构复杂并且增加了制造成本。此外，在该方案中，由于红外光容易受到干扰，所以清洁机器人能够感测对接站的范围相对较短，并且清洁机器人可能难以在对接站周围进行清洁。
另一种方案是使用基于地图的结构。清洁机器人存储使用环境(例如房屋内部)的地图，并在离开对接站时将对接站的位置映射到对应的地图上。当清洁机器人需要移动到对接站时，清洁机器人在地图上指定对接站的位置，然后移动至指定位置。然而，在该方案中，清洁机器人可能相对于对接站的位置不正确，这是因为清洁机器人在移动时打滑或出于类似原因。此外，在该方案中，因为当清洁机器人最初没有离开对接站时，清洁机器人无法将对接站的位置映射到地图上，导致清洁机器人不能正确且迅速地找到对接站。
就这一点而言，可能需要一种结构或方法，以通过清洁机器人的简单结构来确定对接站的位置，从而使清洁机器人正确地移动到对接站的位置。
提出以上信息作为背景信息以仅用于辅助理解本公开。不确定也不断言以上任何内容可用作有关本公开的现有技术。
发明内容
技术方案
本公开的各个方面是为了至少解决上述问题和/或缺点，以及至少提供以下描述的优点。因此，本公开的一方面在于提供一种用于清洁的移动设备，包括：用于清洁的清洁器，用于移动该移动设备的行进器，用于捕获该移动设备的周围环境的图像的图像传感器，以及至少一个处理器，该至少一个处理器被配置为控制图像传感器以从图像传感器捕获的图像中检测分别对应于移动设备相对于站点设备的不同距离的多个标记中的至少一个标记，并控制行进器将移动设备移动到站点设备的位置，该位置是基于检测到标记的图像确定的。因此，用于清洁的移动设备可以扩大可移动范围，在该可移动范围内移动设备可以与站点设备分离地进行操作。
多个标记可以包括对应于预定第一距离的第一标记和对应于第二距离的第二标记，第二标记比第一距离短并且比第一标记小。
至少一个处理器可以在检测到第一标记时控制移动设备向第一标记移动，并且可以在移动设备向第一标记移动期间检测到第二标记时，通过重新定位移动设备来控制移动设备向第二标记移动，以便校正移动设备相对于站点设备的偏离。
至少一个处理器可以基于从第二标记提取的多个点之间的相对位置差来确定第二标记的变形，并且通过旋转移动设备来校正移动设备相对于站点设备的偏离，以便从图像中检测不到第二标记的变形。
至少一个处理器可以沿着第二标记的轮廓指定多个点。
第二标记可以被布置为在站点设备的特定区域处与第一标记重叠。
第二标记可以被布置为在站点设备的特定区域处与第一标记分离。
至少一个处理器可以将图像划分为多个颜色通道，并且从多个颜色通道中预先设置的一个或多个颜色通道的图像信息中获取标记。
至少一个处理器可以基于在多个标记中检测到的至少一个标记来确定移动设备相对于站点设备的距离，并且根据所确定的距离来改变行进器的控制操作。
附加方面部分地将在以下描述中阐述，且部分地将通过以下描述而变得清楚明白，或者可以通过实践所呈现的实施例来获知。
根据本公开的一个方面，提供了一种用于清洁的移动设备。该移动设备可以包括：用于清洁的清洁器，用于移动该移动设备的行进器，用于捕获该移动设备的周围环境的图像的图像传感器，以及至少一个处理器，该至少一个处理器被配置为指定与图像传感器捕获的图像中的一个或多个对象相对应的多个识别点，将多个识别点分组为多个组，检测与多个组中包括预设图像的组相对应的标识，并控制行进器将移动设备移动到站点设备的位置，该位置是基于检测到的标记确定的。因此，用于清洁的移动设备可以在使用环境中容易地找到站点设备。
根据本公开的另一方面，提供了一种控制用于清洁的移动设备的方法。该方法包括：捕获移动设备的周围的图像；从捕获的图像中检测分别对应于移动设备相对于站点设备的不同距离的多个标记中的至少一个标记；以及使移动设备移动到站点设备的位置，该位置是基于检测到标记的图像确定的。
多个标记可以包括对应于第一距离的第一标记和对应于第二距离的第二标记，第二标记比第一距离短并且比第一标记小。
移动移动设备可以包括：当检测到第一标记时，使移动设备向第一标记移动；以及在移动设备向第一标记移动期间检测到第二标记时，通过重新定位移动设备，使移动设备向第二标记移动，以便校正移动设备相对于站点设备的偏离。
使移动设备向第二标记移动可以包括：基于从第二标记提取的多个点之间的相对位置差来确定第二标记的变形；以及旋转移动设备，使得从图像中检测不到第二标记的变形。
使移动设备向第二标记移动可以包括沿着第二标记的轮廓指定多个点。
第二标记可以被布置为在站点设备的特定区域处与第一标记重叠。
第二标记可以被布置为在站点设备的特定区域处与第一标记分离。
检测多个标记中的至少一个标记可以包括：将图像划分为多个颜色通道；以及从多个颜色通道中预先设置的一个或多个颜色通道的图像信息中获取标记。
该方法还可以包括：基于在多个标记中检测到的至少一个标记，确定移动设备相对于站点设备的距离；以及根据所确定的距离来改变行进器的控制操作。
根据本公开的另一方面，提供了一种清洁系统。该清洁系统包括站点设备，以及用于在距站点设备预定距离范围内移动和清洁的移动设备。该移动设备包括：用于清洁的清洁器，用于移动移动设备的行进器，用于捕获移动设备的周围环境的图像的图像传感器，以及至少一个处理器，该至少一个处理器被配置为从图像传感器捕获的图像中检测多个标记中的至少一个标记，所述多个标记分别对应于移动设备相对于站点设备的不同距离，并控制行进器将移动设备移动到站点设备的位置，该位置是基于检测到标记的图像确定的。
通过以下结合附图公开了本公开的各种实施例的详细描述，本公开的其他方面、优点和显著特征对于本领域技术人员将变得显而易见。
附图说明
图1是示出了根据本公开实施例的清洁机器人和对接站的透视图；
图2是示出了根据本公开实施例的清洁机器人感测对接站在其前面的标记的透视图；
图3示出了根据本公开实施例的在对接站中提供的多个标记的示例；
图4是示出了根据本公开实施例的清洁机器人的控制方法的流程图。
图5示出了根据本公开实施例的在对接站中提供的多个标记被布置为不重叠的示例；
图6示出了根据本公开实施例的在对接站中提供的多个标记的形状根据对应的距离彼此不同的示例；
图7是示出了根据本公开实施例的清洁机器人的控制方法的流程图；
图8示出了示出根据本公开实施例的从清洁机器人识别的标记中提取特征点的方法的示例；
图9示出了示出根据本公开实施例的清洁机器人基于特征点之间的关系来确定标记的变形的方法的示例；
图10示出了示出根据本公开实施例的清洁机器人从预定图像导出标记的原理的示例；
图11是示出了根据本公开实施例的清洁机器人分析捕获图像的色彩空间并识别标记的方法的流程图；
图12示出了根据本公开实施例的清洁机器人在图像传感器捕获的图像中指定识别点的示例；
图13示出了根据本公开实施例的清洁机器人从图像传感器捕获的图像中提取识别点的示例；
图14是示出了根据本公开实施例的清洁机器人的控制方法的流程图；以及
图15是根据本公开实施例的清洁机器人的框图。
具体实施方式
提供参考附图的以下描述用于帮助全面理解由权利要求及其等同物限定的本公开的各实施例。以下描述包括各种具体细节以帮助理解，但这些具体细节应被视为仅仅是示例性的。因此，本领域普通技术人员将认识到：在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可以对本文所述的各种实施例进行各种改变和修改。另外，为了清楚和简洁起见，可以省略对已知功能和结构的描述。
以下描述和权利要求中使用的术语和词语不限于字面含义，而是仅由发明人用来实现对本公开的清楚一致的理解。因此，对于本领域技术人员来说应当清楚明白的是，提供本公开的各种实施例的以下描述以仅用于说明的目的，而不是用于限制由所附权利要求及其等同物限定的本公开的目的。
应当理解的是，除非上下文中另有清楚指示，否则单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指示物。因此，例如，对“组件表面”的引用包括对一个或多个这样的表面的引用。
图1是示出了根据实施例的清洁机器人和对接站的透视图。
参考图1，根据实施例的系统包括：移动设备，其自主地移动并执行预定操作；以及与移动设备分离的辅助设备，其被固定安装在预定位置，并且辅助移动设备进行操作。在该实施例中，移动设备是指用于清洁的移动设备或清洁机器人110，其在预定范围的区域内自主地移动和清洁地板，辅助设备是指用来给清洁机器人110的电池充电的站点设备或对接站120。然而，对于用于体现本公开的概念所适用的移动设备和辅助设备的每种方案没有限制，并且各种设备以及清洁机器人110和对接站120可以具体化为移动设备或辅助设备。
清洁机器人110包括：形成主体外观并包括一般安装元件的壳体111，沿预定方向移动清洁机器人110的行进器112，清洁机器人110移动时清洁地板的清洁器113，以及捕获清洁机器人110的周围环境的图像的图像传感器114。上述元件是在清洁机器人110的所有元件中设置在壳体111外部的一些元件。此外，用于清洁机器人110的一般操作(例如，行进器112和清洁器113)的驱动力由壳体111的内置电池提供。
为了移动清洁机器人110，行进器112基本上包括：一个或多个与地板接触的轮子；用作驱动器的马达，其产生用于移动的驱动力；以及连杆和轴结构，用于将马达的驱动力传递到车轮。行进器112包括多个单独驱动的轮子，使得清洁机器人110可以具有各种运动，例如向前运动、向后运动、转向运动、静止运动等。由行进器112引起的清洁机器人110的移动方向和速度由从清洁机器人110中的处理器传输到马达的控制信号确定。
清洁器113包括：用于扫除地板上的诸如灰尘等异物的刷子，用于抽吸扫除的异物的抽吸模块，用于存储抽吸的异物的存储罐等。清洁器113在清洁机器人110正在移动或由行进器112保持静止的同时进行清洁地板的操作。
图像传感器114通过拍摄或捕获清洁机器人110的周围环境来生成图像。对于将图像传感器114安装在壳体111中的位置没有限制。在本实施例中，图像传感器114安装在壳体111的前部或上部，以捕获清洁机器人110的前侧的图像，即清洁机器人110移动的移动方向的图像。
可应用互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器或电荷耦合器件(CCD)传感器的图像传感器114捕获清洁机器人110的前侧的图像并基于捕获的结果生成数字图像。图像传感器114可以安装有各种附加光学透镜，以在更广范围或更精确地捕获周围图像。
此外，清洁机器人可以包括各种元件，例如，为了用户控制或清洁机器人110的状态显示而安装在壳体111顶部的用户界面。例如，用户界面包括输入按钮结构，诸如用于打开和关闭清洁机器人110的电源按钮，用于启动和停止清洁机器人110的操作的切换按钮，用于使清洁机器人110返回对接站120的返回按钮等，用于显示清洁机器人110的当前状态以及与用户指令相对应的状态的显示器。
对接站120固定地安装在清洁机器人110的使用环境内的特定位置，并连接到外部电源。当清洁机器人110对接在对接站上时，对接站120基本上为清洁机器人110的电池充电，并且另外执行清洁机器人110的各种维护操作。
通过这种配置，当清洁机器人110在与对接站120分离期间发生返回对接站120的事件时，清洁机器人110确定对接站120在使用环境中的位置，并且移动到所确定的位置以便对接在对接站120上。在此，在本实施例中，标记121被设置在对接站120的外侧，使得清洁机器人110可以正确地确定对接站120的位置。
这里，可能存在各种返回事件，例如，清洁机器人110中的电池的电力水平低于或等于预定水平的情况，用户输入返回指示的情况或者到达先前设置的返回对接站120的时间的情况。
下面，将描述当根据实施例的清洁机器人110感测标记121时确定对接站120的位置的方法。
图2是示出了根据实施例的清洁机器人感测对接站标记的透视图。
参考图2，当在清洁机器人210与对接站220分离期间发生返回对接站220的事件时，清洁机器人210通过图像传感器211捕获外部环境的图像。当在捕获的图像中检测到标记221时，清洁机器人210基于检测到的标记221的位置来确定对接站220的位置，并向所确定的位置移动。
同时，清洁机器人210可以位于距对接站220相对较短或较长的距离处。此外，即使清洁机器人210位于距对接站220相对较长的距离处，清洁机器人210也可移动到对接站220附近并位于距对接站220相对较短的距离处。这里，短距离和长距离是彼此相对的概念，因此可以相对于与对接站220的预定距离处的位置来区分短距离和长距离。但是，该距离不限于特定的数值。
图像传感器211具有作为唯一特征值的视场(FOV)，并且通过考虑由FOV允许的图像传感器211的可识别范围来提供标记221。根据实施例，标记221包括分别对应于与对接站220分离的距离而设置的多个标记。例如，标记221包括与距对接站220的第一间隔距离范围内的位置相对应的第一标记和与距对接站220比第一间隔距离更近的第二间隔距离范围内的位置相对应的第二标记。即，第一标记表示长距离的标记，对应于距对接站220的长距离范围的位置，第二标记表示短距离的标记，对应于距对接站220的近距离范围的位置。
当根据实施例的清洁机器人210处于与距对接站220的远距离范围相对应的位置时，清洁机器人210在多个标记221中识别出用于长距离的标记，并根据识别结果向对接站220的位置移动。此外，当清洁机器人210进入距对接站220的短距离范围时，清洁机器人210相对于短距离标记而不是长距离标记移动。当然，当清洁机器人210在短距离范围内启动时，清洁机器人210相对于短距离标记移动。
这样，根据实施例的清洁机器人210识别出设置为与距对接站220的距离范围相对应的多个标记221中的与每个距离范围的位置相对应的至少一个标记，从而发现对接站220的距离比传统的距离更长。此外，可以通过简单的结构来实现本实施例。
在本实施例中，提供了对应于分离距离的两个标记。但是，随着距离范围的进一步细分，标记的数量可能会增加。例如，当距离范围被分为短距离、中距离和长距离的三个范围时，可以提供与三个距离范围中的位置相对应的总共三个标记。同时，三个或更多个标记的情况也基于两个标记的情况，因此将避免重复描述。
下面，将对关于多个标记221的示例和特征进行描述。
图3示出了根据实施例的在对接站中提供的多个标记的示例。
参考图3，本实施例中的标记包括在距对接站相对较长距离的位置处被识别的长距离标记310、以及在距对接站相对短距离的位置处被识别的短距离标记320。在本实施例中，长距离标记310和短距离标记320具有相似的图形，并且被布置为彼此重叠。在长距离标记310和短距离标记320彼此重叠的情况下，当从长距离标记310切换到短距离标记320以识别短距离标记320时，清洁机器人不需要较大地改变图像传感器的视点。此外，长距离标记310大于短距离标记320。
当清洁机器人距对接站很长距离时，清洁机器人难以识别短距离标记320，因为短距离标记320远离清洁机器人并且相对较小。因此，清洁机器人识别相对较大的长距离标记310。
当清洁机器人距对接站中等距离时，清洁机器人可以识别长距离标记310和短距离标记320二者。因此，清洁机器人基于长距离标记310和短距离标记320中的一个来确定对接站的位置。
当清洁机器人与对接站相距很近距离时，长距离标记310超出了清洁机器人的图像传感器所具有的FOV的可允许范围。即，清洁机器人在靠近对接站的位置处不能识别出整个长距离标记310，而是识别出长距离标记310的一部分。因此，清洁机器人识别短距离标记320，其小于长距离标记310，而不超出图像传感器所具有的FOV的可允许范围。
在本实施例中，分别对应于距对接站的距离设置多个标记310和320，从而可以进一步扩大清洁机器人能够返回对接站的距离范围。随着长距离标记310变大，清洁机器人能够返回对接站的距离范围增大。然而，长距离标记310设置在对接站上，因此长距离标记310的尺寸受到对接站上标记长距离标记310的区域的限制。
下面，将描述根据实施例的清洁机器人的控制方法。
图4是示出了根据实施例的清洁机器人的控制方法的流程图。
参考图4，在操作410中，清洁机器人感测到返回对接站的事件。
在操作420中，清洁机器人通过图像传感器捕获周围环境的图像。清洁机器人可以在图像传感器的一个视点处捕获图像，或者可以在改变多个视点的同时捕获多个图像。
在操作430中，清洁机器人确定在捕获的图像中是否存在预设标记。在此，清洁机器人被配置为存储有关预设标记的信息。
当在捕获的图像中不存在标记时，在操作440中，清洁机器人将图像传感器的视点调整为与先前状态不同，然后返回操作420。
另一方面，当在所捕获的图像中存在标记时，在操作450中，清洁机器人确定相对于标记的位置。要确定位置，可以有很多方法。例如，可以将标记的一个点设置为参考点。
在操作460中，清洁机器人向所确定的位置移动。在该操作中，当清洁机器人靠近对接站时，清洁机器人确定与标记或对接站的偏差程度。为了纠正偏差程度，清洁机器人旋转并移动到对接站上的对接位置。
在前述实施例中，长距离标记和短距离标记被提供为具有相似的图形并且被布置为彼此重叠。可替代地，长距离标记和短距离标记可以被设计为具有不同的图形或者被布置为分开而彼此不重叠。下面，将描述这种备选实施例。
图5示出了根据实施例的在对接站中提供的多个标记被布置为不重叠的示例。
参考图5，在对接站中提供了在距对接站相对较长的距离处被识别的长距离标记510和在距对接站相对较短的距离处被识别的短距离标记520。长距离标记510和短距离标记520的尺寸不同，但是具有相同的形状。然而，在本实施例中，短距离标记520没有布置在内部，而是与长距离标记510分开。
长距离标记510和短距离标记520之间的距离不限于特定数值，而是可以通过考虑到图像传感器的FOV的可允许范围来将长距离标记510和短距离标记520布置为彼此相邻，以便不需要改变图像传感器的视点。
图6示出了根据实施例的在对接站中提供的多个标记的形状根据对应的距离彼此不同的示例。
参考图6，在对接站中提供了在距对接站相对较长的距离处被识别的长距离标记610和在距对接站相对较短的距离处被识别的短距离标记620。在前述实施例中，长距离标记是短距离标记的放大。另一方面，本实施例中的长距离标记610和短距离标记620在形状和尺寸上彼此不同。
这样，当长距离标记610和短距离标记620的形状互不相同时，根据图像传感器识别的标记的形状，清洁机器人可以容易地确定清洁机器人当前距对接站的距离是相对较长距离还是相对较短距离。此外，清洁机器人可以根据确定结果选择性地执行长距离操作或短距离操作。
清洁机器人所需的长距离操作和短距离操作可以有不同的设计。例如，用于校正清洁机器人相对于对接站的偏差以使清洁机器人可以在对接站上对接的位置的操作是短距离操作，因为当清洁机器人和对接站之间的距离很短时，该操作的精度较高。另一方面，当清洁机器人与对接站之间的距离较长时，清洁机器人必须迅速向对接站移动，而无需执行这种偏差校正操作，因此以预设速度或更高速度移动清洁机器人的操作是远距离操作。即，当图像传感器感测到长距离标记610时，清洁机器人以预设速度或更高的速度向对接站移动，并且当图像传感器感测到短距离标记620时，清洁机器人在具有降低的移动速度时执行校正操作。
因此，根据实施例的清洁机器人选择性地执行与在长距离标记610和短距离标记620之间感测到的一个标记相对应的预设操作。
下面，将描述清洁机器人的控制方法。
图7是示出了根据实施例的清洁机器人的控制方法的流程图。
参考图7，在操作710中，清洁机器人从图像传感器捕获的图像中识别标记。
在操作720中，清洁机器人确定所识别的标记是否是长距离标记。
当所识别的标记是长距离标记时，在操作730中，清洁机器人向标记的参考点移动。这里，参考点是指先前约定的点，其包括标记上的任何点，例如标记的中心点、顶点等。
另一方面，当所识别的标记不是长距离标记时，即，当所识别的标记是短距离标记时，在操作740中，清洁机器人计算标记的变形程度。
在操作750中，清洁机器人旋转并移动以校正计算出的变形程度。例如，清洁机器人旋转并移动到标记的前面，从而使图像传感器感测到没有变形的标记。
在操作760中，清洁机器人向着标记移动，然后对接在对接站上。
下面，将描述确定标记的变形的方法。
图8示出了示出根据实施例的从清洁机器人识别的标记中提取特征点的方法的示例。
参考图8，清洁机器人识别预定标记810，并根据标记810的形状从标记810提取多个特征点811、812、813和814。从标记810提取特征点811、812、813和814是基于先前约定的原理。例如，可以沿着标记810的轮廓指定特征点811、812、813和814。在本实施例中，当标记810的轮廓形成四边形时，标记810的四个顶点可以被指定为特征点811、812、813和814。然而，本实施例仅是示例，并且可以使用各种方法来从标记810提取多个特征点811、812、813和814。
基于从标记810提取的多个特征点811、812、813和814之间的关系，清洁机器人可以确定当前识别的标记810是否有变形，并且当标记810有变形时确定变形程度。
图9示出了示出根据实施例的清洁机器人基于特征点之间的关系来确定标记的变形的方法的示例。
参考图9，清洁机器人基于从标记提取的多个特征点911、912、913和914之间的关系(例如，多个特征点911、912、913和914之间的相对位置关系。)来确定其自身的移动方向或旋转程度。
当标记是长距离标记时，清洁机器人基于多个特征点911、912、913和914导出标记的中心坐标，并向导出的中心坐标移动。当清洁机器人与对接站之间的距离较短时，可以准确地执行校正清洁机器人与对接站的正确位置之间的偏差的操作。因此，当清洁机器人距对接站很远距离时，清洁机器人相对于标记的中心坐标移动。
有多种方法可以导出标记的中心坐标。当像实施例一样将特征点指定为标记的外顶点时，连接特征点的线的交点可以视为标记的中心坐标。
当标记是短距离标记时，清洁机器人根据多个特征点911、912、913和914确定标记的变形程度，并根据标记的变形程度确定清洁机器人相对于对接站的偏差。此外，清洁机器人导出标记的中心坐标，并且通过考虑标记的中心坐标和标记的变形两者来更准确地确定对接位置。
例如，假设仅存在两个特征点911和914，并且提供标记以使两个特征点911和914在清洁机器人被布置为面向对接站的正面时处于相同的高度。在这种情况下，可以从两个特征点911和914之间的高度差H0导出标记的变形角度，并且可以从两个特征点911和914之间的距离差W0导出清洁机器人距对接站的距离。
可替代地，假设存在四个特征点911、912、913和914，并且两个特征点913和914之间的距离H1以及两个特征点911和912之间的距离H2被布置为在清洁机器人被布置为面向对接站的正面时在相同的高度且具有相同的长度。在这种情况下，可以基于距离H1和距离H2之间的长度或高度的差来导出变形角。
清洁机器人计算与标记的变形程度相对应的数值，然后旋转并移动以使变形程度的数值变为0。
同时，在前述实施例中，标记被提供为可以用肉眼区分，以便图像传感器可以识别标记而无需附加配置。然而，可以考虑美学的观点以在对接站中提供标记，并且将在这方面描述实施例。
图10示出了示出根据实施例的清洁机器人从预定图像导出标记的原理的示例。
参考图10，制造商在对接站上提供了预定图像1010。图像1010被提供为设计图案、图片、符号、徽标等，其对于用户而言在美学上是舒适的，并且包括标记1020。标记1020不仅在即使用户用裸眼看图像1010时无法识别，而且除非图像传感器包括用于识别标记1020的特定配置，否则图像传感器也无法识别。
基于用于形成图像1010的内容的颜色空间的各种颜色通道中的一些颜色通道，通过图像信息生成标记1020。诸如RGB、YUV、HSV、HLS等的各种方案可以应用于颜色空间。在本实施例中，将关于RGB通道进行描述。例如，当在图像1010中包括由基于R通道和B通道的图像信息生成的标记1020时，由于图像包括G通道以及R和B通道的图像信息，因此难以用肉眼识别标记1020。这样，标记1020被隐藏在图像1010中，因此本实施例有助于安全性。
本实施例中的清洁机器人如下识别标记1020。图像传感器1050需要外部入射光以识别包括图像1010的周围环境。光在进入图像传感器1050之前，通过布置在图像传感器1050的前部的滤波器1030对其进行滤波。滤波器1030包括一个或多个滤波器，分别用于获得关于多个颜色通道中的预设通道的颜色的图像信息。
例如，滤波器1030对光施加R通滤波和B通滤波，从而R通道图像信息和B通道图像信息的光可以向图像传感器1050行进。当然，滤波器1030能够执行G通滤波，但是在本实施例中，由于标记1020不具有G通道图像信息，因此G通滤波不是必需的。
通过滤波器1030的光，即基于R通滤波的R通道图像信息的光和基于B通滤波的B通道图像信息的光一起入射到图像传感器1050。因此，图像传感器1050可以识别由R通道图像信息和B通道图像信息构成的标记1020。
在前述实施例中，当滤波器对入射到图像传感器的光进行滤波时，图像传感器识别标记。然而，可以由图像传感器分析所捕获图像的颜色空间而无需在滤波器中执行滤波的情况下导出标记。下面，将对此进行描述。
图11是用于根据实施例的清洁机器人分析捕获图像的颜色空间并识别标记的方法的流程图。
参考图11，在操作1110中，清洁机器人获取由图像传感器捕获的图像。在未对其施加单独的颜色滤波的状态下，由图像传感器捕获图像。
在操作1120中，清洁机器人基于预设的颜色空间将捕获的图像划分为多个颜色通道。例如，在RGB颜色空间的情况下，可以将图像划分为与R通道、G通道和B通道相对应的图像信息。
在操作1130中，清洁机器人选择预设颜色通道的图像信息。
在操作1140中，清洁机器人从所选图像信息生成用于确定的图像。具体地，当选择多个通道时，清洁机器人生成合成图像作为用于确定的图像，合成图像中合成了与所选通道相对应的图像信息。当选择单个通道时，基于与所选通道相对应的图像信息的图像被生成作为用于确定的图像。例如，当预先将标记设置为从R和B通道的图像信息生成时，清洁机器人选择并合成R通道的图像信息和B通道的图像信息。当预先将标记设置为仅使用R通道的图像信息生成时，清洁机器人通过仅使用R通道的图像信息生成用于确定标记的图像。
在操作1150中，清洁机器人确定为确定而生成的图像是否具有与预设标记相对应的图案。
当用于确定的图像没有对应于预设标记的图案时，清洁机器人返回操作1110，并再次执行用于寻找标记的过程。
另一方面，当用于确定的图像具有与预设标记相对应的图案时，在操作1160中，清洁机器人将用于确定的图像识别为标记并朝向标记移动。
这样，根据实施例的清洁机器人通过分析由图像传感器捕获的图像的颜色空间信息来识别隐藏在特定图像中的标记。由于该标记被隐藏使得肉眼无法识别，因此本实施例有助于美观和安全。
同时，根据用于分析由图像传感器捕获的周围图像的方案，本实施例的概念可以不同地具体化。下面，将对在方案上不同于前述实施例的实施例进行描述。
图12示出了根据实施例的清洁机器人在图像传感器捕获的图像中指定识别点的示例。
参考图12，清洁机器人获取由图像传感器捕获的周围环境的捕获图像1210。清洁机器人分析这样的图像1210以指定与图像1210中的各种对象的形状相对应的识别点1220。识别点1220的指定可以通过各种方法来执行。例如，可以使用对象识别方法。
本实施例中的标记包括两个元素。该标记包括形成预设形状的图形的多个识别部分、以及布置在由多个识别部分形成的图形内部的特征部分。识别部分至少具有可以被提取作为图像1210内的识别点1220的尺寸和形状。例如，以三角形、四边形、圆形等的简单形式提供识别部分。特征部分包括在捕获的图像1210内清洁机器人可识别的各种形状的特征图像信息。例如，特征部分包括徽标、图形图像对象、具有复杂结构的文本或图形等。
下面，将描述在图像传感器捕获的图像1210内找到标记的方法。
例如，当通过图像传感器捕获房屋的内部来生成图像1210时，图像1210可以包括各种对象，例如家具、冰箱、电视、洗衣机、床、沙发、桌子、椅子、书架、窗户等。清洁机器人确定图像1210内的此类对象的形状，并基于所确定的形状来指定图像1210内的识别点1220。作为基于对象的形状来指定识别点1220的示例，可以识别对象的轮廓以将对象的边缘或顶点中的至少一些指定为识别点1220。为了识别轮廓，可以使用各种边缘检测算法。
当从图像1210指定多个识别点1220时，清洁机器人基于多个指定的识别点1220确定对接站的标记。下面，将对基于多个识别点1220确定标记的方法进行描述。
图13示出了根据实施例的清洁机器人从由图像传感器捕获的图像中提取识别点的示例。
参考图13，清洁机器人将从图像提取的识别点划分为组1310、1320、1330、1340和1350。一组1310、1320、1330、1340或1350对应于由多个识别点形成的一个图形，并且该图形的形状对应于预设形状。即，当预设形状是四边形时，清洁机器人识别形成四边形的识别点的组1310、1320、1330、1340和1350。当然，本实施例最终是要找到对接站的位置，因此，包括在一组1310、1320、1330、1340和1350中的识别点必须属于由图像传感器捕获的图像内的一个对象。即，不允许在一组1310、1320、1330、1340或1350中包括的多个识别点中，一些识别点属于一个对象，而其他识别点属于另一个对象。
同时，在本实施例中，存在五个组1310、1320、1330、1340和1350，每个组形成具有四个识别点的四边形。第一组1310包括四个识别点1311，其他四个组1320、1330、1340和1350中的每一个也包括四个识别点。
清洁机器人确定识别点的组1310、1320、1330、1340和1350中的哪一个包括预设特征图像1312。例如，清洁机器人确定包括预设特征图像1312的第一组1310是标记。另一方面，清洁机器人确定不包括预设特征图像1312的第二组1320、第三组1330和第四组1340不是标记。此外，由于第五组1350不包括预设特征图像1312而是包括不同的图像1352，所以即使第五组1350具有四个识别点1351，清洁机器人也确定第五组1350不是标记。
这样，清洁机器人沿着捕获的图像内的对象的轮廓指定多个识别点，根据有关各个对象的识别点形成组，并基于包括预设图像的识别点确定组中的一个组作为标记。因此，清洁机器人通过与前述实施例不同的方案来识别标记。
下面，将描述清洁机器人的控制方法。
图14是根据实施例的清洁机器人的控制方法的流程图。
参考图14，在操作1410中，清洁机器人获取由图像传感器捕获的图像。
在操作1420中，清洁机器人相对于图像内的对象指定多个识别点。例如，清洁机器人确定图像内每个对象的轮廓，其中可以在轮廓的边缘、顶点等处标记识别点。
在操作1430中，清洁机器人根据对象将多个识别点分组。即，清洁机器人将与一个组相对应的识别点分组为一个组。
在操作1440中，清洁机器人确定一个组是否包括预设图像。在本操作中，清洁机器人确定组的形状是否对应于预设图形，然后将确定仅应用于对应的组。可替代地，清洁机器人可以将确定应用于所有组而不确定组的形状。
当对应的组包括预设图像时，在操作1450中，清洁机器人将对应的组确定为标记。另一方面，当对应的组不包括预设图像时，在操作1460中，清洁机器人将确定应用于其他组。
在操作1470中，清洁机器人相对于确定的标记移动。
在操作1480中，当清洁机器人接近标记时，清洁机器人相对于标记的识别点校正清洁机器人的偏差。这里，基于识别点的偏差校正等同于根据前述实施例的基于特征点的偏差校正，因此将省略其详细描述。
在操作1490中，清洁机器人对接在对接站上。
因此，清洁机器人识别对接站的标记，并且相对于识别出的标记移动，从而对接在对接站上。
下面，将描述清洁机器人的内部元件。
图15是根据实施例的清洁机器人的框图。
参考图15，清洁机器人1500包括：用于与外部设备进行通信的通信器1510(例如，收发器或通信电路)，用于移动清洁机器人1500的行进器1520，用于在清洁机器人1500移动时清洁地板的清洁器1530，用于存储关于清洁机器人1500的移动路径的信息的存储器1540，用于从用户接收控制命令并显示清洁机器人1500的状态信息的用户界面1550，用于捕获清洁机器人1500的周围环境的图像的图像传感器1560，用于供电以操作清洁机器人1500的电池1570，以及用于响应图像传感器1560的捕获结果或用户界面1550的输入来控制行进器1520或清洁器1530的操作的处理器1580(例如，至少一个处理器)。
行进器1520、清洁器1530、用户界面1550、图像传感器1560等元件已经在前述实施例中进行了描述。
通信器1510包括通信电路、通信芯片等硬件，以通过各种无线协议与某个外部设备(例如，对接站)执行无线通信。根据通信器1510中支持的协议，可以通过访问诸如接入点之类的通信中继以通过广域网(WAN)来执行与服务器的通信。例如，通信器1510可以支持各种无线通信协议，诸如Wi-Fi、蓝牙(BT)、红外、射频(RF)、ZigBee、Wi-Fi直连等。
其中存储或加载数据的存储器1540包括：非易失性存储器，其中无论是否提供系统电源都保留数据；以及易失性存储器，其中临时加载要由处理器1580处理的数据。非易失性存储器可以包括闪存、硬盘驱动器(HDD)、固态驱动器(SSD)、只读存储器等。易失性存储器包括随机存取存储器(RAM)、缓冲器等。存储器1540可以被配置为存储处理器1580将参考以用于清洁机器人1500的操作的各种信息，例如，关于执行清洁机器人1500的操作的周围环境的地图的信息、关于清洁机器人1500在地图上的移动路径的信息、关于清洁机器人1500的操作的时间表的信息等。
当内部电力耗尽时，电池1570被设置为可再充电的，从而可以再次使用。电池1570响应来自处理器1580的控制信号向清洁机器人1500的元件提供预设电压的电力。电池1570具有外部端子，当清洁机器人1500被对接在对接站上时，来自对接站的电力经由该外部端子被传输至电池1570。
处理器1580是指中央处理单元(CPU)、芯片组和微控制器的组合，或由片上系统(SoC)实现的电路。处理器1580执行将由清洁机器人1500执行的一般操作的计算和引导操作。根据本实施例的清洁机器人1500的操作基本上由处理器1580执行，并且其详细描述与上述相同。
根据前述实施例的方法可以以能够在各种计算机中实现并记录在计算机可读介质中的程序命令的形式来实现。这样的计算机可读介质可以包括程序命令、数据文件、数据结构等、或其组合。例如，计算机可读介质可以存储在易失性存储器或非易失性存储器(诸如只读存储器(ROM)等)中，而不管其是否是可删除或可重写的，例如，RAM、存储器芯片、类似存储器的装置或集成电路(IC)，或者，可以存储在光学或磁性可记录或机器(例如计算机)可读存储介质(例如，光盘(CD)、数字通用盘(DVD)、磁盘、磁带等)中。应当理解，可以包括在移动终端中的存储器是适于存储具有用于实现实施例的指令的程序的机器可读存储介质的示例。记录在该存储介质中的程序命令可以根据实施例被具体设计和配置，或者可以是计算机软件领域的技术人员公知的和可用的。
尽管参考本公开的各种实施例示出并描述了本公开，然而本领域技术人员应理解，可以在不脱离由所附权利要求及其等同物限定的本公开的精神和范围的前提下，进行形式和细节上的各种改变。

Claims (12)

1.一种用于清洁的移动设备，所述移动设备包括：
用于清洁的清洁器；
用于移动所述移动设备的行进器；
用于捕获所述移动设备周围的图像的图像传感器；以及
至少一个处理器，被配置为：
控制所述图像传感器以捕获所述图像，
识别所捕获的图像内的多个标记中的标记，其中，所述多个标记中的每个标记具有彼此不同的形状和大小，所述标记的形状和大小对应于所述移动设备与站点设备之间的长距离范围或短距离范围，较大的标记对应于所述移动设备与所述站点设备之间的长距离范围，较小的标记对应于所述移动设备与所述站点设备之间的短距离范围，
基于所识别的具有第一形状的标记，识别多个操作中的与长距离范围相对应的第一操作，
基于所识别的具有与第一形状不同的第二形状的标记，识别所述多个操作中的与短距离范围相对应的第二操作，以及
基于所识别的第一操作或所识别的第二操作控制所述行进器以将所述移动设备移动到所述站点设备的位置。
2.根据权利要求1所述的移动设备，其中，所述多个标记中第一标记具有所述第一形状，第二标记具有所述第二形状，所述至少一个处理器还被配置为：
当识别所述第一标记时，控制所述移动设备向所述第一标记移动；以及
在所述移动设备向所述第一标记移动期间识别到所述第二标记时，通过重新定位所述移动设备来控制所述移动设备向所述第二标记移动，以便校正所述移动设备相对于所述站点设备的偏离。
3.根据权利要求2所述的移动设备，其中，所述至少一个处理器还被配置为：
基于从所述第二标记提取的多个点之间的相对位置差来确定所述第二标记的变形；以及
通过旋转所述移动设备来校正所述移动设备相对于所述站点设备的偏差，以便从所捕获的图像中识别不到所述第二标记的变形。
4.根据权利要求3所述的移动设备，其中，所述至少一个处理器还被配置为沿着所述第二标记的轮廓指定所述多个点。
5.根据权利要求2所述的移动设备，其中所述第二标记被布置为在所述站点设备的特定区域处与所述第一标记重叠。
6.根据权利要求2所述的移动设备，其中所述第二标记被布置为在所述站点设备的特定区域处与所述第一标记分离。
7.根据权利要求1所述的移动设备，其中，所述至少一个处理器还被配置为：
将所捕获的图像划分为多个颜色通道；以及
从所述多个颜色通道中预先设置的一个或多个颜色通道的图像信息中获取至少一个标记。
8.一种用于清洁的移动设备，所述移动设备包括：
用于清洁的清洁器；
用于移动所述移动设备的行进器；
用于捕获所述移动设备周围的图像的图像传感器；以及
至少一个处理器，被配置为：
控制所述图像传感器以捕获所述图像，
指定与所捕获的图像内的一个或多个对象相对应的多个识别点，
将所述多个识别点分组为多个组，
识别所捕获的图像内的与所述多个组中包括预设图像的组相对应的多个标记中的标记，其中，所述多个标记中的每个标记具有彼此不同的形状和大小，所述标记的形状和大小对应于所述移动设备与站点设备之间的长距离范围或短距离范围，较大的标记对应于所述移动设备与所述站点设备之间的长距离范围，较小的标记对应于所述移动设备与所述站点设备之间的短距离范围，
基于所识别的具有第一形状的标记，识别多个操作中的与长距离范围相对应的第一操作，
基于所识别的具有与第一形状不同的第二形状的标记，识别所述多个操作中的与短距离范围相对应的第二操作，以及
基于所识别的第一操作或所识别的第二操作控制所述行进器以将所述移动设备移动到所述站点设备的位置。
9.一种控制移动设备进行清洁的方法，所述方法包括：
捕获所述移动设备周围的图像；
识别所捕获的图像内的多个标记中的标记，其中，所述多个标记中的每个标记具有彼此不同的形状和大小，所述标记的形状和大小对应于所述移动设备与站点设备之间的长距离范围或短距离范围，较大的标记对应于所述移动设备与所述站点设备之间的长距离范围，较小的标记对应于所述移动设备与所述站点设备之间的短距离范围；
基于所识别的具有第一形状的特征，识别多个操作中的与长距离范围相对应的第一操作；
基于所识别的具有与第一形状不同的第二形状的标记，识别所述多个操作中的与短距离范围相对应的第二操作；以及
基于所识别的第一操作或所识别的第二操作将所述移动设备移动到所述站点设备的位置。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述多个标记中第一标记具有所述第一形状，第二标记具有所述第二形状，移动所述移动设备包括：
当识别所述第一标记时，使所述移动设备向所述第一标记移动；以及
在所述移动设备向所述第一标记移动期间识别到所述第二标记时，通过重新定位所述移动设备，使所述移动设备向所述第二标记移动，以便校正所述移动设备相对于所述站点设备的偏离。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，使所述移动设备向所述第二标记移动包括：
基于从所述第二标记提取的多个点之间的相对位置差来识别所述第二标记的变形；以及
旋转所述移动设备，以便从所捕获的图像中识别不到所述第二标记的变形。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，使所述移动设备向所述第二标记移动包括：
沿着所述第二标记的轮廓指定所述多个点。
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