CN111374603A - 视觉机器人分区清扫的控制方法和芯片及智能扫地机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种视觉机器人分区清扫的控制方法和芯片及智能扫地机器人，其中，所述控制方法包括以下步骤：S1、根据红外测距组件测算待清扫区域的长度和宽度，根据摄像组件拍摄的图像内容判断是否有障碍物；S2、以所述障碍物为参考系，将待清扫区域划分成若干子区域；S3、以子区域的面积从大到小的顺序对子区域进行排序；S4、控制机器人对各子区域按照所述排序依次进行清扫；S5、控制所述机器人按照特定规则对各子区域的进行清扫。如此机器人按照面积大小划分子区域清扫，然后每一个子区域按照设定的路线规则行进，可以仅仅依靠摄像组件和红外传感器组件便可实现简单高效的清扫路线规划，为机器人降低成本，提高用户体验提供可行的控制方案。

Description

视觉机器人分区清扫的控制方法和芯片及智能扫地机器人

技术领域

本发明涉及智能机器人领域，尤其是涉及一种视觉机器人分区清扫的控制方法和芯片及智能扫地机器人。

背景技术

随着人们购买力的逐渐提升，居民的消费观念也正在发生潜移默化的变化，具体表现为对服务机器人等智能化产品的需求明显增强；与此同时，城市化进程带来的快节奏的生活导致人们家务劳作时间减少，对家务机器人的刚性需求也随之显现。而技术进步使得服务机器人的智能化程度迅速提高，进而能够更好地满足消费者家居智能化的需求痛点。在技术方面，移动互联时代的到来，使人们以智能手机作为移动终端实现了对家庭服务机器人等智能硬件的远程遥控，显着提升了人们对于智能化产品的用户体验，从而将家庭服务机器人行业的发展与物联网和智能家居生活紧密联系在了一起。近年来，我国家庭服务机器人市场需求呈现迅猛增长的态势。扫地机器人按清洁系统分为三大类：单吸口式、中刷对夹式和升降 V 型刷清扫系统式。其中单吸口式是单吸入式的清洁方式，适用于清扫地面的浮灰；中刷对夹式对大的颗粒物及地毯清洁效果较好；升降 V 型刷清扫系统式是采用升降 V 型浮动清洁，可以更好的将扫刷系统贴合地面环境，对静电吸附灰尘清洁更加到位。

现有的扫地机器人的扫地路径有些采用随机碰撞改变航向，这样的扫地机机器人对清扫区域缺少规划，需要花费较长的时间才能覆盖待清扫区域，清扫效率低下，需要用户介入进行引导才能较快的完成清扫，但这种用户介入引导的产品每一次转向均需要用户的参与，极大降低的用户的使用体验。为此相关技术提出各种能够规划路线的扫地机器人，例如采用多边形行进路线或者模糊控制的方法，这种方法虽然能在一定程度上实现路径规划，提高清扫效率，但成本较高需要借助诸多的传感器来实现环境建模。基于此，有必要开发一种能够在低成本智能规划路线的扫地机器人。

发明内容

本发明提供了一种视觉机器人分区清扫的控制方法和芯片及智能扫地机器人，可以提高机器人的清扫效率，并且该机器人的传感器只需摄像组件和红外测距组件，成本相对较低。具体技术方案如下：

一种视觉机器人分区清扫的控制方法，所述视觉机器人包括摄像组件和红外测距组件，所述控制方法包括以下步骤：S1、根据红外测距组件测算待清扫区域的长度和宽度，根据摄像组件拍摄的图像内容判断是否有障碍物；S2、以所述障碍物为参考系，将待清扫区域划分成若干子区域；S3、以所述子区域的面积从大到小的顺序对子区域进行排序；S4、控制所述视觉机器人对各子区域按照所述排序依次进行清扫；S5、控制所述视觉机器人按照以下规则对各子区域的进行清扫：沿各子区域较长的边为直线行进方向，当所述视觉机器人触碰或者接触到墙体或者障碍物时，控制视觉机器人沿垂直于所述较长的边行进一个大于所述视觉机器人清扫半径且小于所述视觉机器人清扫直径的距离，然后再沿不触碰或者接触所述墙体或者障碍物的较长的边为直线行进方向，直到将该子区域清扫完成。

进一步地，当清扫完一个子区域时，以该子区域所述排序的序号为标签存储该区域的清扫行进记录，在所述视觉机器人再次清扫时，如果测得的面积与存储的记录匹配，则直接调用存储的所述清扫行进记录控制所述视觉机器人行进。

进一步地，所述视觉机器人清扫半径为预先存储在所视觉机器人储存器中的预定值。

进一步地，所述预定值为所述视觉机器人的外径值。

进一步地，所述障碍物为能表征待清扫区域功能属性的家具。

进一步地，所述红外测距组件至少包括相互垂直设置的两组，其中一组用于测算待清扫区域的长度，另一组以用于测算待清扫区域的宽度。

一种芯片，存储有计算机程序，所述计算机程序用于控制机器人执行上述的视觉机器人分区清扫的控制方法。

一种智能扫地机器人，包括主控芯片，所述主控芯片是上述的芯片。

本发明的有益效果在于：机器人将待清扫区域中的障碍物作为参考，依此将待清扫划分成若干子区域，并依据若干子区域的面积大小进行排序，给每个子区域顺序编号。智能扫地机器人按照子区域编号逐个进行清扫，对每个子区域进行清扫时，先以该子区域的长边为行进方向直行清扫操作，当接近或者触碰到障碍物或者墙体时，控制智能扫地机器人沿宽度方向运动半个机位至一个机位的距离，然后再返回清扫。如此以来，智能扫地机器人按照面积大小划分子区域清扫，然后每一个子区域按照设定的路线规则行进，可以仅仅依靠摄像组件和红外传感器组件便可实现简单高效的清扫路线规划。为扫地机器人降低成本提高用户体验提供可行的控制方案。

附图说明

图1为本发明实施例控制方法的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

以下借助图1对本发明的技术方案进行示意性说明，本发明实施方式的目的在于提供一种视觉机器人分区清扫的控制方法，所述视觉机器人包括摄像组件和红外测距组件，所述控制方法包括以下步骤：S1、根据红外测距组件测算待清扫区域的长度和宽度，根据摄像组件拍摄的图像内容判断是否有障碍物；S2、以所述障碍物为参考系，将待清扫区域划分成若干子区域；S3、以所述子区域的面积从大到小的顺序对子区域进行排序；S4、控制所述视觉机器人对各子区域按照所述排序依次进行清扫；S5、控制所述视觉机器人按照以下规则对各子区域的进行清扫：沿各子区域较长的边为直线行进方向，当所述视觉机器人触碰或者接触到墙体或者障碍物时，控制视觉机器人沿垂直于所述较长的边行进一个大于所述视觉机器人清扫半径且小于所述视觉机器人清扫直径的距离，然后再沿不触碰或者接触所述墙体或者障碍物的较长的边为直线行进方向，直到将该子区域清扫完成。

以智能扫地机器人为例，当智能扫地机器人对客厅进行清扫时，现有大部分客厅地面呈现的是长方形状，客厅中最能表征客厅功能的为茶几和沙发，当智能扫地机器人判定摄像组件获取的图像中存在茶几时，以茶几为参考系将客厅地面划分成若干子区域，例如以茶几的长边的延长和茶几的宽边对客厅区域进行划分，分成4个区域，分别为茶几第一长边与电视柜或者墙体之间的第一子区域，茶几第二长边与沙发之间的第二区域，茶几第一宽边与墙体之间的第三子区域，茶几第二宽边与墙体之间的第四子区域。处于举例的目的上述的第一至第四区域的的面积从大到小排列，其中第一子区域的面积最大，第四字区域的面积最小。则只能扫地机器人先对第一子区域进行清扫。清扫第一子区域时，智能扫地机器人沿着长边的方向行进，当行至障碍物或者墙体时，沿垂直于长边的方向运动一个机位的距离然后沿着与第一段方向相反的长边行进，至另一障碍物或者墙体时在横向移动一个机位的距离再次沿长边行进，如此往复直至将第一子区域全部清扫完成。然后转入下一个清扫区域执行清扫。

本实施中智能扫地机器人将待清扫区域以障碍物为参考进行划分，是排出了障碍物对进行路线的影响，对各个没有障碍物的区域可以畅通的清扫，一方面可不需要对待清扫区域整体进行建模节省智能扫地机器人的感知成本并降低智能扫地机器人的运算能力要求。实现低成本智能高效的归路清扫路线。

本方案中控制智能扫地机器人先沿长边运行是为了减少转弯的时间，如此可以进一步的提高的清扫效率。控制横向移动最多一个机位可以防止出现漏扫的情况。

通常智能扫地机器人工作的环境是固定的，因此当智能扫地机器人首次清扫智能行进路线时，再次进行清扫时就可以引入上次的清扫行进记录对相同的子区域进行清扫，具体实现措施为当清扫完一个子区域时，以该子区域所述排序的序号为标签存储该区域的清扫行进记录，在所述智能扫地机器人再次清扫时，如果测得的面积与存储的记录匹配，则直接调用存储的所述清扫行进记录控制所述智能扫地机器人行进。所述智能扫地机器人清扫半径为预先存储在所智能扫地机器人储存器中的预定值。所述预定值为所述智能扫地机器人的外径值。

家居环境中的大物件大同小异，尤其是家俱有普遍的共性，因此可以将上述实施例中的障碍物进行穷举，所述障碍物为能表征待清扫区域功能属性的家具。例如为沙发，茶几，餐桌，书桌，床等物品。

智能扫地机器人测距可以使用多组，出于举例本实施例所述红外测距组件至少包括相互垂直设置的两组，其中一组用于测算待清扫区域的长度，另一组以用于测算待清扫区域的宽度。当然如果有四组的红外测距组件的话可以同时获取四个相同的距离，可以在很短时间内一次性确定长边和短边。提高智能扫地机器人的响应时间。

本发明的智能扫地机器人清扫路径控制方法，将待清扫区域中的障碍物作为参考，依此将待清扫划分成若干子区域，并依据若干子区域的面积大小进行排序，给每个子区域顺序编号。智能扫地机器人按照子区域编号逐个进行清扫，对每个子区域进行清扫时，先以该子区域的长边为行进方向直行清扫操作，当接近或者触碰到障碍物或者墙体时，控制智能扫地机器人沿宽度方向运动半个机位至一个机位的距离，然后在返回清扫。如此以来，智能扫地机器人按照面积大小划分子区域清扫，然后每一个子区域按照设定的路线规则行进，可以仅仅依靠摄像组件和红外传感器组件便可实现简单高效的清扫路线规划。为扫地机器人降低成本提高用户体验提供可行的控制方案。

所述视觉机器人还可以是其它具有视觉功能的机器人，比如消毒机器人、打蜡机器人等，具体控制方式与上述实施例近似，此处不再赘述。

本发明实施例还提供一种芯片，存储有计算机程序，所述计算机程序用于控制机器人执行上述的视觉机器人分区清扫的控制方法。

本发明实施例还提供一种智能扫地机器人，所述智能扫地机器人转配有主控芯片，所述主控芯片是上述的芯片。转配有该芯片的机器人可以执行上述控制方法，具有与上述控制方法相同的技术效果，在此不再赘述。

需要说明的是流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括 一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所述出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、 一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种视觉机器人分区清扫的控制方法，所述视觉机器人包括摄像组件和红外测距组件，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：S1、根据红外测距组件测算待清扫区域的长度和宽度，根据摄像组件拍摄的图像内容判断是否有障碍物；S2、以所述障碍物为参考系，将待清扫区域划分成若干子区域；S3、以所述子区域的面积从大到小的顺序对子区域进行排序；S4、控制所述视觉机器人对各子区域按照所述排序依次进行清扫；S5、控制所述视觉机器人按照以下规则对各子区域的进行清扫：沿各子区域较长的边为直线行进方向，当所述视觉机器人触碰或者接触到墙体或者障碍物时，控制视觉机器人沿垂直于所述较长的边行进一个大于所述视觉机器人清扫半径且小于所述视觉机器人清扫直径的距离，然后再沿不触碰或者接触所述墙体或者障碍物的较长的边为直线行进方向，直到将该子区域清扫完成。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：当清扫完一个子区域时，以该子区域所述排序的序号为标签存储该区域的清扫行进记录，在所述视觉机器人再次清扫时，如果测得的面积与存储的记录匹配，则直接调用存储的所述清扫行进记录控制所述视觉机器人行进。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述视觉机器人清扫半径为预先存储在所视觉机器人储存器中的预定值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述预定值为所述视觉机器人的外径值。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述障碍物为能表征待清扫区域功能属性的家具。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述红外测距组件至少包括相互垂直设置的两组，其中一组用于测算待清扫区域的长度，另一组以用于测算待清扫区域的宽度。

7.一种芯片，存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序用于控制机器人执行权利要求1至6中任一项所述的视觉机器人分区清扫的控制方法。

8.一种智能扫地机器人，包括主控芯片，其特征在于，所述主控芯片是权利要求7所述的芯片。

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