CN111358362A - 视觉机器人的清扫控制方法、装置、芯片及扫地机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种视觉机器人的清扫控制方法、装置、芯片及扫地机器人，属于智能机器人领域。所述机器人控制方法包括：在所述机器人清扫所述作业区域过程中，开启第一图像采集装置和第二图像采集装置；分别获取第一图像采集装置的第一图像，以及获取第二图像采集装置采集的第二图像；在第一图像中采用图像识别算法识别图像中的待清扫的垃圾物体，并获取垃圾物体的纹理信息、形状信息和大小信息，生成待匹配的模板；控制所述机器人清扫所述垃圾物体，在清扫完成后，采用图像匹配算法将所述待匹配的模板与所述第二图像中的物体进行匹配，若匹配成功，则确定所述垃圾物体属于未清扫状态，本方案可以对未清扫的垃圾物体多次清扫，保证作业效果。
Description
技术领域
本发明涉及智能机器人领域，具体地涉及一种视觉机器人的清扫控制方法、装置、芯片及扫地机器人。
背景技术
扫地机器人又叫懒人扫地机，是一种能对地面进行自动吸尘的智能家用电器。因为它能对房间大小、家具摆放、地面清洁度等因素进行检测，并依靠内置的程序，制定合理的清洁路线，具备一定的智能，所以被人称之为机器人。目前，扫地机器人的智能化程度并不如想像中的那么先进，但它作为智能家居新概念的领跑者，将为机器人最终走进千家万户，注入前进的动力。目前扫地机器人会自动的对地面上的垃圾物体进行清扫，然而对于清扫过的区域是否清扫干净却不能及时检测出来，往往还需要多次循环遍历作业区域才能彻底清扫干净，导致清扫效果不好，清扫效率低。
发明内容
为至少部分地解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种视觉机器人的清扫控制方法、装置、芯片及扫地机器人。具体方案如下：
一种视觉机器人的清扫控制方法，所述机器人的前端和后端分别装配有第一图像采集装置和第二图像采集装置，所述第一图像采集装置的采集方向为所述机器人的前方区域，所述第二图像采集装置的采集方向为所述机器人的后方区域，所述机器人控制方法包括：在所述机器人清扫所述作业区域过程中，开启所述第一图像采集装置和第二图像采集装置；分别获取第一图像采集装置的第一图像，以及获取所述第二图像采集装置采集的第二图像；在所述第一图像中采用图像识别算法识别图像中的待清扫的垃圾物体，并获取所述垃圾物体的纹理信息、形状信息和大小信息，生成待匹配的模板；控制所述机器人清扫所述垃圾物体，在清扫完成后，采用图像匹配算法将所述待匹配的模板与所述第二图像中的物体进行匹配，若匹配成功，则确定所述垃圾物体属于未清扫状态，若匹配不成功，则确定所述垃圾物体清扫成功。
进一步地，在确定所述垃圾物体属于未清扫状态后还包括：控制所述机器人沿当前方向的反方向行驶，回到所述垃圾物体的位置进行二次清扫；在完成二次清扫后，采用图像匹配算法将所述待匹配的模板与所述第一图像中的物体进行匹配，若匹配成功，则确定所述垃圾物体属于未清扫状态，若匹配不成功，则确定所述垃圾物体清扫成功。
进一步地，在确定所述垃圾物体未清扫成功时，重复以上步骤直至所述垃圾物体清扫成功，或所述清扫所述垃圾物体的次数达到预设次数。
进一步地，在预设次数内仍未清扫掉垃圾，则确定该物体是固设在地面上的物体，同时，记录该物体位置和形状信息，以避免下次清扫时重复清扫。
一种视觉机器人的清扫控制装置，所述机器人的前端和后端分别装配有第一图像采集装置和第二图像采集装置，所述第一图像采集装置的采集方向为所述机器人的前方区域，所述第二图像采集装置的采集方向为所述机器人的后方区域，所述装置包括：开启模块，所述开启模块用于在所述机器人清扫所述作业区域过程中，开启所述第一图像采集装置和第二图像采集装置；获取模块，所述获取模块用于分别获取第一图像采集装置的第一图像，以及获取所述第二图像采集装置采集的第二图像；生成模块，所述生成模块用于在所述第一图像中采用图像识别算法识别图像中的待清扫的垃圾物体，并获取所述垃圾物体的纹理信息、形状信息和大小信息，生成待匹配的模板；控制模块，所述控制模块用于控制所述机器人清扫所述垃圾物体，在清扫完成后，采用图像匹配算法将所述待匹配的模板与所述第二图像中的物体进行匹配，若匹配成功，则确定所述垃圾物体属于未清扫状态，若匹配不成功，则确定所述垃圾物体清扫成功。
进一步地，所述控制模块还用于控制所述机器人沿当前方向的反方向行驶，回到所述垃圾物体的位置进行二次清扫；在完成二次清扫后，采用图像匹配算法将所述待匹配的模板与所述第一图像中的物体进行匹配，若匹配成功，则确定所述垃圾物体属于未清扫状态，若匹配不成功，则确定所述垃圾物体清扫成功。
进一步地，所述控制模块还用于在确定所述垃圾物体未清扫成功时，重复以上步骤直至所述垃圾物体清扫成功，或所述清扫所述垃圾物体的次数达到预设次数。
进一步地，所述控制模块还用于在预设次数内仍未清扫掉垃圾，则确定该物体是固设在地面上的物体，同时，记录该物体位置和形状信息，以避免下次清扫时重复清扫。
一种芯片，存储有程序指令，所述程序指令用于控制机器人执行上述的视觉机器人的清扫控制方法。
一种扫地机器人，所述扫地机器人包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序。当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1至4中任一所述的扫地机器人控制方法。
上述技术方案中，所述扫地机器人的前端和后端分别装配有第一图像采集装置和第二图像采集装置，通过所述第一图像采集装置的采集方向为所述扫地机器人的前方区域，通过所述第二图像采集装置的采集方向为所述扫地机器人的后方区域，这样可以实现在检测到垃圾物体轮廓时，将垃圾轮廓识别出来，并生成模板，当在第二图像采集装置中发现垃圾物体未清扫时则重新对其清扫，从而对垃圾物体进行再次清扫，如此，直至垃圾清扫成功，或已经清扫了很多次都清扫不掉时，则确认该垃圾物体为固设在地面上的障碍物，通过记录障碍物的位置可以防止重复清扫。本发明的技术方案，对于清扫后的地面也进行二次检测，多次清扫，可以保证作业效果，同时针对性的清扫可以保证作业效率。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施方式，但并不构成对本发明实施方式的限制。在附图中：
图1示例性地示出了本发明一种实施方式提供的扫地机器人控制方法；
图2示例性的示出了本发明一种实施方式提供的扫地机器人控制装置。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施方式，并不用于限制本发明实施方式。
本发明的扫地机器人，所述扫地机器人的前端和后端分别装配有第一图像采集装置和第二图像采集装置，所述第一图像采集装置的采集方向为所述扫地机器人的前方区域，所述第二图像采集装置的采集方向为所述扫地机器人的后方区域。
如图1所示，本发明实施方式提供一种视觉机器人控制方法，所述视觉机器人是一种具有摄像功能的扫地机器人。该方法包括：步骤S101, 在所述扫地机器人清扫所述作业区域过程中，开启所述第一图像采集装置和第二图像采集装置。具体地，所述扫地机器人上设置有摄像头可以采集图片，视频等信息。步骤S102, 分别获取第一图像采集装置的第一图像，以及获取所述第二图像采集装置采集的第二图像。步骤S103, 在所述第一图像中采用图像识别算法识别图像中的待清扫的垃圾物体，并获取所述垃圾物体的纹理信息、形状信息和大小信息，生成待匹配的模板。一般地，模板信息所述垃圾物体在所述扫地机器人经过后可能形状大小会产生改变，此时，将所述垃圾物体的纹理信息、大小信息和位置信息作为待匹配信息，可以保证在图像中准确识别出对应的垃圾物体，例如识别出前方的落叶的纹理信息，在后期匹配过程中，及时落叶形状改变，也能依据纹理不会变化的特点将落叶从图像中匹配出来。步骤S104, 控制所述扫地机器人清扫所述垃圾物体，在清扫完成后，采用图像匹配算法将所述待匹配的模板与所述第二图像中的物体进行匹配，若匹配成功，则确定所述垃圾物体属于未清扫状态，若匹配不成功，则确定所述垃圾物体清扫成功。所述方法对于清扫后的地面也进行二次检测，多次清扫，可以保证作业效果，同时针对性的清扫可以保证作业效率。
优选的，在确定所述垃圾物体属于未清扫状态后还包括：控制所述扫地机器人沿当前方向的反方向行驶，回到所述垃圾物体的位置进行二次清扫。在完成二次清扫后，采用图像匹配算法将所述待匹配的模板与所述第一图像中的物体进行匹配，若匹配成功，则确定所述垃圾物体属于未清扫状态，若匹配不成功，则确定所述垃圾物体清扫成功。
优选的，在确定所述垃圾物体未清扫成功时，重复以上步骤直至所述垃圾物体清扫成功，或所述清扫所述垃圾物体的次数达到预设次数，所述预设次数可以设置为3次。
优选的，在预设次数内仍未清扫掉垃圾，则确定该物体是固设在地面上的物体，同时，记录该物体位置和形状等信息，以避免下次清扫时重复清扫。
一种视觉机器人控制装置，所述视觉机器人是一种具有摄像功能的扫地机器人。所述扫地机器人的前端和后端分别装配有第一图像采集装置和第二图像采集装置，所述第一图像采集装置的采集方向为所述扫地机器人的前方区域，所述第二图像采集装置的采集方向为所述扫地机器人的后方区域，所述装置包括：开启模块31，所述开启模块31用于在所述扫地机器人清扫所述作业区域过程中，开启所述第一图像采集装置和第二图像采集装置。获取模块32，所述获取模块32用于分别获取第一图像采集装置的第一图像，以及获取所述第二图像采集装置采集的第二图像。生成模块33，所述生成模块33用于在所述第一图像中采用图像识别算法识别图像中的待清扫的垃圾物体，并获取所述垃圾物体的纹理信息、形状信息和大小信息，生成待匹配的模板；一般地，模板信息所述垃圾物体在所述扫地机器人经过后可能形状大小会产生改变，此时，将所述垃圾物体的纹理信息、大小信息和位置信息作为待匹配信息，可以保证在图像中准确识别出对应的垃圾物体，例如识别出前方的落叶的纹理信息，在后期匹配过程中，及时落叶形状改变，也能依据纹理不会变化的特点将落叶从图像中匹配出来。控制模块34，所述控制模块34用于控制所述扫地机器人清扫所述垃圾物体，在清扫完成后，采用图像匹配算法将所述待匹配的模板与所述第二图像中的物体进行匹配，若匹配成功，则确定所述垃圾物体属于未清扫状态，若匹配不成功，则确定所述垃圾物体清扫成功。所述装置可以控制机器人对于清扫后的地面也进行二次检测，多次清扫，可以保证作业效果，同时针对性的清扫可以保证作业效率。
优选的，所述控制模块34还用于控制所述扫地机器人沿当前方向的反方向行驶，回到所述垃圾物体的位置进行二次清扫；在完成二次清扫后，采用图像匹配算法将所述待匹配的模板与所述第一图像中的物体进行匹配，若匹配成功，则确定所述垃圾物体属于未清扫状态，若匹配不成功，则确定所述垃圾物体清扫成功。
优选的，所述控制模块34还用于在确定所述垃圾物体未清扫成功时，重复以上步骤直至所述垃圾物体清扫成功，或所述清扫所述垃圾物体的次数达到预设次数。当达到预设次数时，例如预设次数为3次，当清扫3次所述垃圾物体仍然存在，则说明该垃圾物体为固设在地表的障碍物，例如地面插座等，此时则记录相应位置，继续清扫其他区域。
优选的，所述控制模块34还用于在预设次数内仍未清扫掉垃圾，则确定该物体是固设在地面上的物体，同时，记录该物体位置和形状等信息，以避免下次清扫时重复清扫。
一种芯片，存储有程序指令。所述程序指令用于控制机器人执行上述的视觉机器人的清扫控制方法。
一种扫地机器人，所述扫地机器人包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序。当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现上述的视觉机器人控制方法。
上述各实施例所述的技术方案中，所述扫地机器人的前端和后端分别装配有第一图像采集装置和第二图像采集装置，通过所述第一图像采集装置的采集方向为所述扫地机器人的前方区域，通过所述第二图像采集装置的采集方向为所述扫地机器人的后方区域，这样可以实现在检测到垃圾物体轮廓时，将垃圾轮廓识别出来，并生成模板，当在第二图像采集装置中发现垃圾物体未清扫时则重新对其清扫，从而对垃圾物体进行再次清扫，如此，直至垃圾清扫成功，或已经清扫了很多次都清扫不掉时，则确认该垃圾物体为固设在地面上的障碍物，通过记录障碍物的位置可以防止重复清扫。这些技术方案可以达到很高的清扫质量。
以上结合附图详细描述了本发明的可选实施方式，但是，本发明实施方式并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施方式的技术构思范围内，可以对本发明实施方式的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施方式的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。
本领域技术人员可以理解实现上述实施方式方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器（processor）执行本发明各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
Claims (10)
1.一种视觉机器人的清扫控制方法，其特征在于，所述机器人的前端和后端分别装配有第一图像采集装置和第二图像采集装置，所述第一图像采集装置的采集方向为所述机器人的前方区域，所述第二图像采集装置的采集方向为所述机器人的后方区域，所述机器人控制方法包括：
在所述机器人清扫所述作业区域过程中，开启所述第一图像采集装置和第二图像采集装置；
分别获取第一图像采集装置的第一图像，以及获取所述第二图像采集装置采集的第二图像；
在所述第一图像中采用图像识别算法识别图像中的待清扫的垃圾物体，并获取所述垃圾物体的纹理信息、形状信息和大小信息，生成待匹配的模板；
控制所述机器人清扫所述垃圾物体，在清扫完成后，采用图像匹配算法将所述待匹配的模板与所述第二图像中的物体进行匹配，若匹配成功，则确定所述垃圾物体属于未清扫状态，若匹配不成功，则确定所述垃圾物体清扫成功。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
在确定所述垃圾物体属于未清扫状态后还包括：控制所述机器人沿当前方向的反方向行驶，回到所述垃圾物体的位置进行二次清扫；
在完成二次清扫后，采用图像匹配算法将所述待匹配的模板与所述第一图像中的物体进行匹配，若匹配成功，则确定所述垃圾物体属于未清扫状态，若匹配不成功，则确定所述垃圾物体清扫成功。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
在确定所述垃圾物体未清扫成功时，重复以上步骤直至所述垃圾物体清扫成功，或
所述清扫所述垃圾物体的次数达到预设次数。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：
在预设次数内仍未清扫掉垃圾，则确定该物体是固设在地面上的物体，同时，记录该物体位置和形状信息，以避免下次清扫时重复清扫。
5.一种视觉机器人的清扫控制装置，其特征在于，所述机器人的前端和后端分别装配有第一图像采集装置和第二图像采集装置，所述第一图像采集装置的采集方向为所述机器人的前方区域，所述第二图像采集装置的采集方向为所述机器人的后方区域，所述装置包括：
开启模块，所述开启模块用于在所述机器人清扫所述作业区域过程中，开启所述第一图像采集装置和第二图像采集装置；
获取模块，所述获取模块用于分别获取第一图像采集装置的第一图像，以及获取所述第二图像采集装置采集的第二图像；
生成模块，所述生成模块用于在所述第一图像中采用图像识别算法识别图像中的待清扫的垃圾物体，并获取所述垃圾物体的纹理信息、形状信息和大小信息，生成待匹配的模板；
控制模块，所述控制模块用于控制所述机器人清扫所述垃圾物体，在清扫完成后，采用图像匹配算法将所述待匹配的模板与所述第二图像中的物体进行匹配，若匹配成功，则确定所述垃圾物体属于未清扫状态，若匹配不成功，则确定所述垃圾物体清扫成功。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述控制模块还用于控制所述机器人沿当前方向的反方向行驶，回到所述垃圾物体的位置进行二次清扫；
在完成二次清扫后，采用图像匹配算法将所述待匹配的模板与所述第一图像中的物体进行匹配，若匹配成功，则确定所述垃圾物体属于未清扫状态，若匹配不成功，则确定所述垃圾物体清扫成功。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制模块还用于在确定所述垃圾物体未清扫成功时，重复以上步骤直至所述垃圾物体清扫成功，或所述清扫所述垃圾物体的次数达到预设次数。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述控制模块还用于在预设次数内仍未清扫掉垃圾，则确定该物体是固设在地面上的物体，同时，记录该物体位置和形状信息，以避免下次清扫时重复清扫。
9.一种芯片，存储有程序指令，其特征在于，所述程序指令用于控制机器人执行权利要求1至4中任意一项所述的视觉机器人的清扫控制方法。
10.一种扫地机器人，其特征在于，所述扫地机器人包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1至4中任一所述的扫地机器人控制方法。
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