CN111358370A - 一种扫地机器人及其行走方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扫地机器人及其行走方法，该扫地机器人的前端、左侧和右侧分别装有第一距离传感器、第二距离传感器和第三距离传感器，先判断控制状态，根据控制状态选择控制模式，当处于手动控制状态，与控制终端连接并接收其发送的控制信号；当处于自动控制状态，根据三个距离传感器的信号实现以平行路径的方式行进和避障，优化了路径的规划，提高打扫效果。

Description

一种扫地机器人及其行走方法

技术领域

本发明涉及扫地机器人领域，特别是一种扫地机器人及其行走方法。

背景技术

扫地机器人又称自动打扫机、智能吸尘、机器人吸尘器等，是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作。一般采用刷扫和真空方式，将地面杂物先吸纳进入自身的垃圾收纳盒，从而完成地面清理的功能。目前市面上的扫地机器人采用随机行进的方式，直至遇到障碍物才绕障碍物转弯，直至将记录的地图区域全部扫完。但这样容易会有重复打扫的地方或者有遗漏的地方，从而导致能量浪费或者打扫不干净的情况。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种扫地机器人及其行走方法。

本发明解决其问题所采用的技术方案是：

本发明的第一方面，一种扫地机器人的行走方法，所述扫地机器人的前端、左侧和右侧分别装有第一距离传感器、第二距离传感器和第三距离传感器，所述行走方法包括以下步骤：

判断控制状态，根据所述控制状态选择控制模式，其中所述控制状态包括自动控制状态和手动控制状态；

当处于手动控制状态，与控制终端连接并接收所述控制终端发送的控制信号；

当处于自动控制状态，按照如下的自动控制方式行走：

在所述扫地机器人前行第一路线的过程中，持续读取所述第一距离传感器、所述第二距离传感器和所述第三距离传感器的返回值；

当所述第一距离传感器的返回值小于第一阈值，且所述第二距离传感器的返回值和所述第三距离传感器的返回值均大于第二阈值，所述扫地机器人向左/右转向第一角度后前行第一距离的第二路线，再以与所述第一角度相同的旋转方向转向第二角度后前行第三路线，其中所述第三路线和所述第一路线相互平行。

根据本发明的第一方面，所述自动控制方式还包括：当所述第一距离传感器的返回值小于所述第一阈值，所述第二距离传感器的返回值小于所述第二阈值且所述第三距离传感器的返回值大于所述第二阈值，所述扫地机器人向右转向所述第一角度后前行所述第一距离的所述第二路线，再向右转向所述第二角度后前行所述第三路线。

根据本发明的第一方面，所述自动控制方式还包括：当所述第一距离传感器的返回值小于所述第一阈值，所述第二距离传感器的返回值大于所述第二阈值且所述第三距离传感器的返回值小于所述第二阈值，所述扫地机器人向左转向所述第一角度后前行所述第一距离的所述第二路线，再向左转向所述第二角度后前行所述第三路线。

根据本发明的第一方面，所述自动控制方式还包括：当所述第一距离传感器的返回值小于所述第一阈值，且所述第二距离传感器的返回值和所述第三距离传感器的返回值均小于所述第二阈值，所述扫地机器人后退直至所述第二距离传感器的返回值和所述第三距离传感器的返回值两者中的一个小于所述第二阈值，则所述扫地机器人向小于所述第二阈值的该距离传感器的方向转向所述第一角度后前行所述第一距离的所述第二路线，再以与所述第一角度相同的旋转方向转向所述第二角度后前行所述第三路线。

根据本发明的第一方面，所述第一阈值与所述第二阈值相等。

根据本发明的第一方面，所述第一角度和所述第二角度互为补角。

根据本发明的第一方面，所述第一角度和所述第二角度均等于90度。

根据本发明的第一方面，所述第一距离等于所述扫地机器人的长度。

根据本发明的第一方面，所述距离传感器是超声波测距传感器。

本发明的第二方面，一种扫地机器人，所述扫地机器人的前端、左侧和右侧分别装有第一距离传感器、第二距离传感器和第三距离传感器，所述扫地机器人还包括清洁模块和行进模块；

所述扫地机器人采用如本发明第一方面所述的行走方法：

判断控制状态，根据所述控制状态选择控制模式，其中所述控制状态包括自动控制状态和手动控制状态；

当处于手动控制状态，与控制终端连接并接收所述控制终端发送的控制信号；

当处于自动控制状态，按照如下的自动控制方式行走：

在所述扫地机器人前行第一路线的过程中，持续读取所述第一距离传感器、所述第二距离传感器和所述第三距离传感器的返回值；

当所述第一距离传感器的返回值小于第一阈值，且所述第二距离传感器的返回值和所述第三距离传感器的返回值均大于第二阈值，所述扫地机器人向左/右转向第一角度后前行第一距离的第二路线，再以与所述第一角度相同的旋转方向转向第二角度后前行第三路线，其中所述第三路线和所述第一路线相互平行。

上述技术方案至少具有以下的有益效果：以平行路径的方式行进实现全方位的打扫，并能实现自动避障；优化了路径的规划，提高打扫效果。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。

图1是本发明一种扫地机器人的行走方法的路径示意图；

图2是本发明一种扫地机器人的行走方法的另一路径示意图；

图3是本发明一种扫地机器人的行走方法的另一路径示意图；

图4是本发明一种扫地机器人的行走方法的另一路径示意图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

本发明的一个实施例，一种扫地机器人的行走方法，扫地机器人的前端、左侧和右侧分别装有第一距离传感器、第二距离传感器和第三距离传感器；

需要说明的是，扫地机器人的前端为扫地机器人向前移动时的朝向前进方向的一端。

行走方法包括以下步骤：

判断控制状态，根据控制状态选择控制模式，其中控制状态包括自动控制状态和手动控制状态；

当处于手动控制状态，与控制终端连接并接收控制终端发送的控制信号；

当处于自动控制状态，按照如下的自动控制方式行走：

在扫地机器人前行第一路线的过程中，持续读取第一距离传感器、第二距离传感器和第三距离传感器的返回值；

当第一距离传感器的返回值小于第一阈值，且第二距离传感器的返回值和第三距离传感器的返回值均大于第二阈值，扫地机器人向左/右转向第一角度后前行第一距离的第二路线，再以与第一角度相同的旋转方向转向第二角度后前行第三路线，其中第三路线和第一路线相互平行；此时的具体路径参照图1和图2。

在该实施例中，根据不同的情景采用不同的控制方式，启动该扫地机器人的电源后，控制器优先判断控制状态。该扫地机器人设有手动控制开关，按下该手动控制开关，通过蓝牙模块实现与控制终端连接。当然在其他实施例中，也可以采用如Zi gBee、wi f i等其他无线通信技术手段。具体地，控制终端可以是手机或者平板电脑。控制终端安装有相应的控制APP程序。

另外，通过三个距离传感器进行对扫地机器人的前、左和右的方向是否存在障碍进行检测；通过持续读取第一距离传感器、第二距离传感器和第三距离传感器的返回值，实现实时控制，保证传感器及时反馈以使扫地机器人快速反应。

另外，平行路径的延伸方向应是向未打扫区域延伸。即在第一路线的行进过程中，当第一距离传感器的返回值小于第一阈值，且第二距离传感器的返回值和第三距离传感器的返回值均大于第二阈值，此时扫地机器人在选择转向时，应当向未打扫区域所在的方向转向。进而使第三路线不与已打扫区域重合，避免重复打扫。

当第一距离传感器的返回值大于第一阈值时，即前方没有障碍物，扫地机器人继续向前行进。需要说明的是，在第二路线的行进过程中，即使此时第一距离传感器的返回值大于第一阈值，依然只前行第一距离并进行转向。

进一步，自动控制方式还包括：当第一距离传感器的返回值小于第一阈值，第二距离传感器的返回值小于第二阈值且第三距离传感器的返回值大于第二阈值，扫地机器人向右转向第一角度后前行第一距离的第二路线，再向右转向第二角度后前行第三路线。此为扫地机器人的三个距离传感器的数值的另一种情况，此时检测到前侧和左侧均有障碍物，则扫地机器人只单向选择向右以平行路径的方式行进；此时的具体路径参照图3。

另外，自动控制方式还包括：当第一距离传感器的返回值小于第一阈值，第二距离传感器的返回值大于第二阈值且第三距离传感器的返回值小于第二阈值，扫地机器人向左转向第一角度后前行第一距离的第二路线，再向左转向第二角度后前行第三路线。此为扫地机器人的三个距离传感器的数值的另一种情况，此时检测到前侧和右侧均有障碍物，则扫地机器人只单向选择向左以平行路径的方式行进。

进一步，自动控制方式还包括：当第一距离传感器的返回值小于第一阈值，且第二距离传感器的返回值和第三距离传感器的返回值均小于第二阈值，扫地机器人后退直至第二距离传感器的返回值和第三距离传感器的返回值两者中的一个小于第二阈值，则扫地机器人向小于第二阈值的该距离传感器的方向转向第一角度后前行第一距离的第二路线，再以与第一角度相同的旋转方向转向第二角度后前行第三路线。此为扫地机器人的三个距离传感器的数值的另一种情况，此时检测到前侧和左右两侧均有障碍物，则扫地机器人需要后退直至左侧或右侧不存在障碍物，再单向选择该侧方向以平行路径的方式行进；这种情况下，扫地机器人后退无需转向，即装有第一距离传感器的一端方向不变。此时的具体路径参照图4。

在该实施例中，该扫地机器人以平行路径的方式行进，对打扫区域实现全方位的打扫，并能实现灵活地自动避障；优化了路径的规划，提高打扫效果。

具体地，第一阈值与第二阈值相等。第一阈值和第二阈值的范围为2cm至5cm。当然，根据实际情况，可以设定第一阈值和第二阈值不同，以适应不同环境下对扫地机器人的使用。

进一步，第一角度和第二角度互为补角，进而实现第一路线和第三路线相互平行，但前进的方向相反。

具体地，由于室内多以90度的拐角为主，第一角度和第二角度均等于90度。此时的具体路径参照图1。

当然，在其他实施例中，第一角度和第二角度可以取其他数值，只要满足第一角度和第二角度互为补角以使第一路线和第三路线相互平行。当然在其他实施例中，可以采用角度传感器，使第一角度的值为扫地机器人在前进方向上的中轴线与障碍物的夹角的补角。转向第一角度后，扫地机器人在前进方向上的中轴线与障碍物靠近扫地机器人的一侧所在平面平行；此时的具体路径参照图2。这样，使扫地机器人的行进路线布满整个打扫区域，不遗漏。

进一步，第一距离等于扫地机器人的长度。这样可以使扫地机器人行进在第一路线和第三路线时的打扫区域全覆盖，而不留间隙。

进一步，距离传感器是超声波测距传感器。红外测距传感器发出的红外光容易被黑暗角落或颜色暗的物体吸收，通过超声波测距传感器测距效果更佳。

另外，该扫地机器人在行进前，可以通过激光扫描整个打扫区域描绘出整个打扫区域的地图框架；在行进时，在地图框架上标记已行进的路径，这样可以避免重复打扫；当地图框架被标记全部填充，该扫地机器人向控制终端发送完成信号，并停止工作。

当由于遇到障碍物而导致改变后的行进的路径是之前标记的已打扫区域，则扫地机器人直接行走至离其最近的未打扫区域的一个位置作为新起点打扫。

本发明的另一个实施例，提供了一种扫地机器人，扫地机器人的前端、左侧和右侧分别装有第一距离传感器、第二距离传感器和第三距离传感器，扫地机器人还包括清洁模块和行进模块；

扫地机器人采用如上所述的行走方法：

判断控制状态，根据控制状态选择控制模式，其中控制状态包括自动控制状态和手动控制状态；

当处于手动控制状态，与控制终端连接并接收控制终端发送的控制信号；

当处于自动控制状态，按照如下的自动控制方式行走：

在扫地机器人前行第一路线的过程中，持续读取第一距离传感器、第二距离传感器和第三距离传感器的返回值；

当第一距离传感器的返回值小于第一阈值，且第二距离传感器的返回值和第三距离传感器的返回值均大于第二阈值，扫地机器人向左/右转向第一角度后前行第一距离的第二路线，再以与第一角度相同的旋转方向转向第二角度后前行第三路线，其中第三路线和第一路线相互平行。

具体地，清洁模块包括真空吸尘机和旋转扫刷；行进模块为由小型电机驱动的轮子。

进一步，该扫地机器人打扫时采用的自动控制方式还包括：当第一距离传感器的返回值小于第一阈值，第二距离传感器的返回值小于第二阈值且第三距离传感器的返回值大于第二阈值，扫地机器人向右转向第一角度后前行第一距离的第二路线，再向右转向第二角度后前行第三路线。

当第一距离传感器的返回值小于第一阈值，第二距离传感器的返回值大于第二阈值且第三距离传感器的返回值小于第二阈值，扫地机器人向左转向第一角度后前行第一距离的第二路线，再向左转向第二角度后前行第三路线。

当第一距离传感器的返回值小于第一阈值，且第二距离传感器的返回值和第三距离传感器的返回值均小于第二阈值，扫地机器人后退直至第二距离传感器的返回值和第三距离传感器的返回值两者中的一个小于第二阈值，则扫地机器人向小于第二阈值的该距离传感器的方向转向第一角度后前行第一距离的第二路线，再以与第一角度相同的旋转方向转向第二角度后前行第三路线。

当然该扫地机器人在行走方法上的细节具体同上，在此不再重复论述。

根据上述方式，通过三个距离传感器，该扫地机器人在室内打扫时能够实现以平行路径的方式行进和避障。

本发明的另一个实施例，提供了一种存储介质，存储有可执行指令，可执行指令能被计算机执行，使计算机驱动与该计算机连接的扫地机器人按照上述的行走方法在打扫时行进和避障。

存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。

以上，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种扫地机器人的行走方法，其特征在于，所述扫地机器人的前端、左侧和右侧分别装有第一距离传感器、第二距离传感器和第三距离传感器，所述行走方法包括以下步骤：

判断控制状态，根据所述控制状态选择控制模式，其中所述控制状态包括自动控制状态和手动控制状态；

当处于手动控制状态，与控制终端连接并接收所述控制终端发送的控制信号；

当处于自动控制状态，按照如下的自动控制方式行走：

在所述扫地机器人前行第一路线的过程中，持续读取所述第一距离传感器、所述第二距离传感器和所述第三距离传感器的返回值；

当所述第一距离传感器的返回值小于第一阈值，且所述第二距离传感器的返回值和所述第三距离传感器的返回值均大于第二阈值，所述扫地机器人向左/右转向第一角度后前行第一距离的第二路线，再以与所述第一角度相同的旋转方向转向第二角度后前行第三路线，其中所述第三路线和所述第一路线相互平行。

2.根据权利要求1所述的一种扫地机器人的行走方法，其特征在于，所述自动控制方式还包括：当所述第一距离传感器的返回值小于所述第一阈值，所述第二距离传感器的返回值小于所述第二阈值且所述第三距离传感器的返回值大于所述第二阈值，所述扫地机器人向右转向所述第一角度后前行所述第一距离的所述第二路线，再向右转向所述第二角度后前行所述第三路线。

3.根据权利要求2所述的一种扫地机器人的行走方法，其特征在于，所述自动控制方式还包括：当所述第一距离传感器的返回值小于所述第一阈值，所述第二距离传感器的返回值大于所述第二阈值且所述第三距离传感器的返回值小于所述第二阈值，所述扫地机器人向左转向所述第一角度后前行所述第一距离的所述第二路线，再向左转向所述第二角度后前行所述第三路线。

4.根据权利要求1所述的一种扫地机器人的行走方法，其特征在于，所述自动控制方式还包括：当所述第一距离传感器的返回值小于所述第一阈值，且所述第二距离传感器的返回值和所述第三距离传感器的返回值均小于所述第二阈值，所述扫地机器人后退直至所述第二距离传感器的返回值和所述第三距离传感器的返回值两者中的一个小于所述第二阈值，则所述扫地机器人向小于所述第二阈值的该距离传感器的方向转向所述第一角度后前行所述第一距离的所述第二路线，再以与所述第一角度相同的旋转方向转向所述第二角度后前行所述第三路线。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种扫地机器人的行走方法，其特征在于，所述第一阈值与所述第二阈值相等。

6.根据权利要求5所述的一种扫地机器人的行走方法，其特征在于，所述第一角度和所述第二角度互为补角。

7.根据权利要求6所述的一种扫地机器人的行走方法，其特征在于，所述第一角度和所述第二角度均等于90度。

8.根据权利要求7所述的一种扫地机器人的行走方法，其特征在于，所述第一距离等于所述扫地机器人的长度。

9.根据权利要求8所述的一种扫地机器人的行走方法，其特征在于，所述距离传感器是超声波测距传感器。

10.一种扫地机器人，其特征在于，所述扫地机器人的前端、左侧和右侧分别装有第一距离传感器、第二距离传感器和第三距离传感器，所述扫地机器人还包括清洁模块和行进模块；

所述扫地机器人采用如权利要求1至9任一项所述的行走方法：

判断控制状态，根据所述控制状态选择控制模式，其中所述控制状态包括自动控制状态和手动控制状态；

当处于手动控制状态，与控制终端连接并接收所述控制终端发送的控制信号；

当处于自动控制状态，按照如下的自动控制方式行走：

在所述扫地机器人前行第一路线的过程中，持续读取所述第一距离传感器、所述第二距离传感器和所述第三距离传感器的返回值；

当所述第一距离传感器的返回值小于第一阈值，且所述第二距离传感器的返回值和所述第三距离传感器的返回值均大于第二阈值，所述扫地机器人向左/右转向第一角度后前行第一距离的第二路线，再以与所述第一角度相同的旋转方向转向第二角度后前行第三路线，其中所述第三路线和所述第一路线相互平行。

Images