CN112540612A - 虚拟墙信号调节方法、虚拟墙设备、机器人及其导航系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及智能家居技术领域，公开一种虚拟墙信号调节方法、虚拟墙设备、机器人及其导航系统。方法包括：获取机器人发送的高度检测信号，机器人包括用于检测虚拟墙信号的信号检测器，高度检测信号用于指示信号检测器在机器人上的安装高度；确定高度检测信号对应的目标高度区间；根据目标高度区间，调节虚拟墙信号，以使所述信号检测器检测到调节后的虚拟墙信号。因此，虚拟墙设备能够根据信号检测器的安装高度，调节虚拟墙信号，保证不同机器人不容易冲撞入虚拟墙区域，从而能够兼容信号检测器的安装高度不同的机器人。

Description

虚拟墙信号调节方法、虚拟墙设备、机器人及其导航系统
技术领域
本发明涉及智能家居技术领域，具体涉及一种虚拟墙信号调节方法、虚拟墙设备、机器人及其导航系统。
背景技术
随着室内机器人的技术发展，机器人能够在室内自行导航和实施清扫作业，然而，考虑到一些室内区域的特殊性，用户并不期望机器人出现在上述室内区域，例如，卫生间经常出现摊水区域，机器人跑进卫生间清扫时，容易清扫到摊水区域，从而导致机器人出现故障。
现有技术存在较多方法控制机器人禁止进入不可清扫区域，例如，用户在卫生间门口设置虚拟墙设备，虚拟墙设备产生虚拟墙信号，虚拟墙信号呈近视椭球形的信号区域，机器人检测到虚拟墙信号时，机器人便在近视椭球形的信号区域前掉头，避免冲撞入信号区域，从而达到禁止进入卫生间的效果。
一般的，现有虚拟墙设备仅输出固定信号强度的虚拟墙信号，由于机器人款式比较繁多，不同机器人的信号接收管的高度不同，使用相同虚拟墙设备时，导致不同机器人检测虚拟墙信号的能力不同，无法有效地接收和识别虚拟墙信号，机器人容易冲撞入虚拟墙信号区域。
发明内容
本发明实施例的一个目的旨在提供一种虚拟墙信号调节方法、虚拟墙设备、机器人及其导航系统，其兼容性好。
在第一方面，本发明实施例提供一种虚拟墙信号调节方法，应用于虚拟墙设备，所述方法包括：
获取机器人发送的高度检测信号，所述机器人包括用于检测所述虚拟墙信号的信号检测器，所述高度检测信号用于指示所述信号检测器在所述机器人上的安装高度；
确定所述高度检测信号对应的目标高度区间；
根据所述目标高度区间，调节所述虚拟墙信号，以使所述信号检测器检测到调节后的虚拟墙信号。
可选地，不同高度区间对应不同信号强度区间，所述目标高度区间为所述不同高度区间中的一个，所述根据所述目标高度区间，调节所述虚拟墙信号包括：
根据所述目标高度区间对应的信号强度区间，调节所述虚拟墙信号的信号强度。
可选地，每个所述信号强度区间包括强度依序变大的若干个{1,2,……N}信号强度，N为正整数，所述根据所述目标高度区间对应的信号强度区间，调节所述虚拟墙信号的信号强度包括：
步骤S91、当第j次获取到高度检测信号时，按照第i信号强度调节虚拟墙信号的信号强度，并记录每个Kj,其中，Kj为第j次的信号强度，当j＝1时，i＝N，i和j为正整数；
步骤S92、判断j是否大于2，若是，跳转至步骤S93，若否，跳转至步骤S95；
步骤S93、若大于2，判断Kj是否等于Kj-2或者Kj是否等于Kj-1，若是，跳转至步骤S94，若否，跳转至步骤S95；
步骤S94、当获取到高度检测信号时，赋值j＝j+1,i＝Kj-1，返回步骤S91；
步骤S95、判断机器人是否冲撞入虚拟墙，若是，跳转至步骤S96，若否，跳转至步骤S97；
步骤S96、当获取到高度检测信号时，赋值j＝j+1，i＝i+1，返回步骤S91；
步骤S97、判断i是否为1，若是，跳转至步骤S98，若否，跳转至步骤S99；
步骤S98、按照第一信号强度，调节所述虚拟墙信号的信号强度；
步骤S99、当获取到高度检测信号，赋值i＝i-1，赋值j＝j+1，返回步骤S91。
可选地，所述虚拟墙设备包括用于接收所述高度检测信号的若干信号接收器，不同所述信号接收器对应不同所述高度区间，所述确定所述高度检测信号对应的目标高度区间包括：
扫描出电平信号出现变化的目标信号接收器，所述目标信号接收器为所述若干信号接收器中的其中一个信号接收器；
选择所述目标信号接收器的高度区间作为所述目标高度区间。
可选地，所述方法还包括：
未获取到所述机器人发送的高度检测信号时，发射最小信号强度的虚拟墙信号。
可选地，所述机器人包括用于发射所述高度检测信号的信号发射器，所述信号发射器与所述信号检测器在所述机器人上的安装高度相同。
可选地，相邻两个所述高度区间的两个最小端点的差值范围为3厘米至6厘米，和/或，相邻两个所述高度区间的两个最大端点的差值范围为3厘米至6厘米。
可选地，所述高度检测信号为红外检测信号或无线检测信号。
可选地，所述高度检测信号为平面检测信号。
在第二方面，本发明实施例提供一种虚拟墙设备，包括：
壳体；
若干信号接收器，所述若干信号接收器沿竖直方向安装于所述壳体，用于接收高度检测信号；
第一信号发射器，所述第一信号发射器安装于所述壳体，用于发射呈近似椭球体的虚拟墙信号；以及
控制器，所述控制器分别与每个所述信号接收器和所述第一信号发射器电连接，其中，所述控制器包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行所述的虚拟墙信号调节方法。
可选地，每个所述信号接收器包括：
检测部，所述检测部设有检测通道，所述高度检测信号可射入所述检测通道；
玻璃罩，所述玻璃罩设有折射入口与折射出口，所述折射入口与所述检测通道连通；
信号接收芯片，所述信号接收芯片安装于所述折射出口，用于接收经过所述玻璃罩折射后的高度检测信号，所述信号接收芯片与所述控制器电连接。
可选地，所述检测通道的入口为具有3厘米竖向长度的矩形的入口或为直径3厘米的圆形的入口。
在第三方面，本发明实施例提供一种机器人，包括：
外壳；
第二信号发射器，所述第二信号发射器安装于所述外壳，用于发射高度检测信号；
信号检测器，所述信号检测器安装于所述外壳，用于检测调节后的虚拟墙信号；以及，
微控制器，所述微控制器分别与所述第二信号发射器和所述信号检测器电连接，用于根据所述调节后的虚拟墙信号，控制所述机器人躲避虚拟墙。
可选地，所述外壳设有与所述第二信号发射器相对的光缝，所述高度检测信号经过所述光缝后，形成平面检测信号。
在第四方面，本发明实施例提供一种机器人导航系统，包括：
所述的虚拟墙设备；
所述的机器人，所述机器人与所述虚拟墙设备互传信号。
在第五方面，一种非易失性可读存储介质，所述非易失性可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使虚拟墙设备执行所述虚拟墙信号调节方法。
在第六方面，本发明实施例提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被虚拟墙设备执行时，使虚拟墙设备执行所述虚拟墙信号调节方法。
在本发明实施例提供的虚拟墙信号调节方法中，首先，获取机器人发送的高度检测信号，机器人包括用于检测虚拟墙信号的信号检测器，高度检测信号用于指示信号检测器在机器人上的安装高度。其次，确定高度检测信号对应的目标高度区间。再次，根据目标高度区间，调节所述虚拟墙信号，以使信号检测器检测到调节后的虚拟墙信号。因此，虚拟墙设备能够根据信号检测器的安装高度，调节虚拟墙信号，保证不同机器人不容易冲撞入虚拟墙区域，从而能够兼容信号检测器的安装高度不同的机器人。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是本发明实施例提供的一种机器人导航系统的结构示意图；
图2是图1所示的虚拟墙设备的电路结构示意图；
图3是图1所示的控制器的电路结构示意图；
图4是图2所示的信号接收器的等效结构示意图；
图5是图1所示的机器人的电路结构示意图；
图6是本发明实施例提供的机器人导航系统的场景示意图；
图7是本发明实施例提供的一种虚拟墙信号调节方法的流程示意图；
图8是本发明实施例提供的虚拟墙设备产生近似椭球体状的虚拟墙的示意图，其中，在两条虚线之内的信号区域的信号强度能够被机器人检测到；
图9是本发明实施例提供的根据目标高度区间对应的信号强度区间调节虚拟墙信号的信号强度的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。再者，本发明所采用的“第一”、“第二”、“第三”等字样并不对数据和执行次序进行限定，仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。
本发明实施例提供一种机器人导航系统，请参阅图1，机器人导航系统100包括虚拟墙设备200与机器人300，机器人300与虚拟墙设备200互传信号。
在本实施例中，虚拟墙设备200一般设置在用户不希望机器人300的不可清扫区域，所述不可清扫区域一般为卫生间、厨房、贵重物品区域、易碎物品区域或其它用户自定义的不可清扫区域。
虚拟墙设备200用于产生虚拟墙信号，其中虚拟墙信号呈近似椭球体状。
请结合图2，虚拟墙设备200包括壳体21、信号接收器22、第一信号发射器23及控制器24。
壳体21作为虚拟墙设备200的保护壳，其能够保护和固定上述各个结构部件，其中，壳体21可被构造成任意合适形状，例如，圆柱状、圆台状或长方体状等。
信号接收器22用于接收高度检测信号，其中，高度检测信号由机器人300发送的，高度检测信号用于指示机器人300能够接收到虚拟墙设备200发送的虚拟墙信号的接收高度，以便后期调整虚拟墙设备200发送虚拟墙信号的信号强度或者接收位置。
可以理解的是，高度检测信号包括有线信号或无线信号，例如，有线信号包括红外检测信号等各种光信号，当信号接收器22为红外接收器或激光器或PSD传感器时，其可用于接收红外检测信号或平面激光信号或其它有线信号。无线信号包括WIFI信号、蓝牙信号、2G信号、3G信号、4G信号、5G信号、NFC信号、RFID信号、ZEGBEE信号等，相应的，信号接收器22可以选择对应的无线接收器。
在本实施例中，信号接收器22采用红外接收器，其沿竖直方向安装于壳体21。由于红外接收器的成本低廉，信号检测准确率高，因此，其有利于降低虚拟墙设备200的整体成本。
第一信号发射器23安装于壳体21，用于发射呈近似椭球体的虚拟墙信号。在本实施例中，第一信号发射器23选择红外发射器，一般的，第一信号发射器23包括红外发射管与发射罩，其中，发射罩呈透明圆状，红外发射管产生红外信号，红外信号经过发射罩聚光后，从发射罩折射出呈近似椭球体区域的红外信号。
在一些实施例中，第一信号发射器23安装在壳体21的安装高度可以与其中一个信号接收器22安装在壳体的安装高度相同，亦可以与全部信号接收器22安装在壳体21的安装高度都不同。
控制器24分别与信号接收器22和第一信号发射器23电连接，控制器24作为虚拟墙设备200的控制核心，用于处理分析数据及控制上述各个电学部件的工作，其中，控制器24与信号接收器22和第一信号发射器23，执行下文实施例所阐述的虚拟墙信号调节方法。
在一些实施例中，请参阅图3，控制器24包括一个或多个处理器241与存储器242，其中，图3中以一个处理器241为例。
处理器241和存储器242可以通过总线或者其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。
存储器242作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如下文实施例所阐述的虚拟墙信号调节方法对应的程序指令/模块。处理器241通过运行存储在存储器242中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行虚拟墙信号调节方法的功能。
存储器242可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器242可选包括相对于处理器241远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器241。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。所述程序指令/模块存储在所述存储器242中，当被所述一个或者多个处理器241执行时，执行上述任意方法实施例中的虚拟墙信号调节方法。
可以理解的是，在一些实施例中，信号接收器22的数量可以为一个，亦可以为两个以上的，当信号接收器22为一个时，虚拟墙设备200可以再设置传动组件，传动组件与信号接收器22连接，用于带动信号接收器22沿着竖直方向作运动，使得信号接收器22能够检测到高度检测信号。其中，传动组件包括电机、滑槽，丝杆及滑块，电机安装于壳体21的内侧壁，电机与控制器24电连接，控制器24用于驱动电机转动。滑槽沿竖直方向开设于所述壳体，其中，壳体内部通过滑槽与外部连通。丝杆沿竖直方向安装壳体21的内侧壁，其中，丝杆的中心线与壳体21的中心线平行，丝杆一端连接电机，另一端悬空。滑块套设于丝杆，其中，滑块部分收容于所述滑槽，信号接收器22安装于滑块朝向外部环境的侧面，滑块可携带信号接收器22在滑槽内自由移动。控制器24控制电机工作时，电机驱动丝杆转动，丝杆带动滑块在滑槽内移动，与此同时，滑块也便带动信号接收器22在滑槽内移动，从而实现信号接收器的接收位置的调节。
可以理解的是，控制器24通过传动组件驱动每个信号接收器22上下移动时，控制器24都能够实时计算每个信号接收器22移动后的接收高度，举例而言，假设壳体21设有三个信号接收器，分别为第一信号接收器、第二信号接收器及第三信号接收器，其中，第一信号接收器用于接收第一高度检测信号，其中，第一高度检测信号由安装在机器人3厘米-6厘米的发射器发射出。第二信号接收器用于接收第二高度检测信号，其中，第二高度检测信号由安装在机器人6厘米-9厘米的发射器发射出。第三信号接收器用于接收第三高度检测信号，其中，第三高度检测信号由安装在机器人9厘米-12厘米的发射器发射出。
当控制器通过传动组件驱动每个信号接收器22向上移动1厘米后，此时，第一信号接收器对应的接收高度范围为4-7厘米，第二信号接收器为7-10厘米，第三信号接收器为10-13厘米。
当信号接收器22为两个以上时，各个信号接收器22沿着竖直方向间隔预设距离安装于壳体21，由于信号接收器32的数量为多个，各个信号接收器32可以接收不同机器人在不同高度下发射的高度检测信号。可以理解的是，在一些实施例中，各个信号接收器也可以同时连接滑块，在滑槽内移动。
可以理解的是，在一些实施例中，虚拟墙设备200可以采用任意合适方式控制第一信号发射器23的发射位置或者信号强度。
举例而言，控制第一信号发射器23的发射位置时，如前所述，虚拟墙设备200可以设置传动组件，传动组件与第一信号发射器23连接，用于带动第一信号发射器23沿着竖直方向作运动，使得第一信号发射器23能够检测到高度检测信号。其中，传动组件包括电机、滑槽，丝杆及滑块，电机安装于壳体21的内侧壁，电机与控制器24电连接，控制器24用于驱动电机转动。滑槽沿竖直方向开设于所述壳体，其中，壳体内部通过滑槽与外部连通。丝杆沿竖直方向安装壳体21的内侧壁，其中，丝杆的中心线与壳体21的中心线平行，丝杆一端连接电机，另一端悬空。滑块套设于丝杆，其中，滑块部分收容于所述滑槽，信号接收器22安装于滑块朝向外部环境的侧面，滑块可携带第一信号发射器23在滑槽内自由移动。控制器24控制电机工作时，电机驱动丝杆转动，丝杆带动滑块在滑槽内移动，与此同时，滑块也便带动第一信号发射器23在滑槽内移动，从而实现虚拟墙信号的发射位置的调节。
再举例而言，控制第一信号发射器23的信号强度时，虚拟墙设备200可以设置电流调节电路，电流调节电路分别与控制器24和第一信号发射器23电连接，控制器24控制电流调节电路的输出电流大小，电流调节电路的输出电流流经第一信号发射器23。当输出电流变大时，第一信号发射器23发射出信号强度更大的虚拟墙信号。当输出电流变小时，第一信号发射器23发射出信号强度较小的虚拟墙信号。
可以理解的是，电流调节电路可以采用任意合适分立元件构成的具有电流调节功能的电路，例如，由若干限流电阻和电子开关管构成的限流电路，其中，每个限流电阻的阻值大小不同，通过控制电子开关管的关断和导通，从而改变接入限流电路的实际等效总电阻，以改变输出电流的大小。
再举例而言，控制第一信号发射器23的信号强度时，控制器24调节PWM信号的占空比，所述PWM信号用于驱动第一信号发射器23发射虚拟墙信号。当PWM信号的占空比越大，虚拟墙信号的强度越强。当PWM信号的占空比越小，虚拟墙信号的强度越弱。
可以理解的是，控制第一信号发射器23的发射位置或者信号强度的方式并不局限于本实施例所涉及的，在此不赘述。
在一些实施例中，请结合图4，信号接收器22包括检测部221、玻璃罩222及信号接收芯片223。
检测部221设有检测通道224，高度检测信号可射入检测通道224。在一些实施例中，每个检测通道224的检测入口具有固定尺寸，因此，虚拟墙设备200便可以清楚地划分每个信号接收器22检测相应高度范围的高度检测信号，例如，每个检测通道的入口为具有3厘米竖向长度的矩形的入口或为直径3厘米的圆形的入口，在每个检测通道的入口为具有3厘米竖向长度的矩形的入口时，其水平宽度可以不受竖向长度的限制，水平宽度可以是2厘米，3厘米等数值。该入口可以接收高度差值范围在3厘米以内的高度检测信号，例如，第一信号接收器可以接收3厘米至6厘米范围内的高度检测信号，其中，6厘米-3厘米＝3厘米，此3厘米为接收高度差值范围。第二信号接收器可以接收6厘米至9厘米范围内的高度检测信号，第三信号接收器可以接收9厘米至12厘米范围内的高度检测信号。
玻璃罩222设有折射入口225与折射出口226，折射入口225与检测通道224连通。在本实施例中，玻璃罩222呈圆台状，用于将高度检测信号折射入信号接收芯片。
信号接收芯片223安装于折射出口226，信号接收芯片223用于接收经过玻璃罩222折射后的高度检测信号，其中，信号接收芯片223与控制器24电连接，信号接收芯片22,感应高度检测信号，并将高度检测信号形成电信号传输给控制器24。
可以理解的是，信号接收器22还可以被构造成任意合适结构，并不局限本实施例提供的结构。
在一些实施例中，控制器24记录信号接收器22的各自高度区间与信号强度区间之间的映射关系，然后，再根据每个信号接收器22的高度区间与信号强度区间，调节虚拟墙信号的信号强度。
在一些实施例中，机器人300检测到虚拟墙信号，便禁止冲撞虚拟墙区域。请结合图5，机器人300包括外壳31、第二信号发射器32、信号检测器33及微控制器34。
外壳31为机器人300的保护壳，其设有收容腔，用于收容和安装各类部件。在一些实施例中，外壳31包括上壳与下壳，上壳与下壳共同安装配合，以形成收容腔，其中，安装配合方式包括卡扣配合、螺纹配合等等方式。在一些实施例中，外壳31的外形可以大体上呈椭圆形、三角形、D形或其他形状。
第二信号发射器32安装于外壳31，用于发射高度检测信号。
如前所述，高度检测信号包括有线信号或无线信号，当信号接收器22为红外接收器时，第二信号发射器32为红外发射器。当信号接收器22为无线接收器时，第二信号发射器32为无线发射器。
在一些实施例中，当第二信号发射器32为红外发射器时，结合图1，外壳31设有与第二信号发射器32相对的光缝35，高度检测信号经过光缝35后，形成平面检测信号，因此，采用此种结构，高度检测信号能够准确保证被虚拟墙设备的单个信号接收器所接收，避免同时触发多个信号接收器，并且有利于快速确定第二信号发射器32安装在机器人300上的安装高度。一般的，光缝35可以选择任意合适尺寸，例如，光缝35高度为2mm。
在一些实施例中，当第二信号发射器32为红外发射器时，第二信号发射器32发射的高度检测信号可被其中一个信号接收器22所接收。可以理解的是，第二信号发射器32安装在机器人300上的安装高度可以被视为与其中一个信号接收器22安装在虚拟墙设备200的安装高度相同，考虑到误差，第二信号发射器32安装在机器人300上的安装高度亦可以被视为落入其中一个信号接收器22的识别高度区间。
在一些实施例中，当第二信号发射器32为无线发射器时，第二信号发射器32直接将信号检测器33安装在机器人300上的安装高度发送给虚拟墙设备200。
信号检测器33安装于外壳31，用于检测调节后的虚拟墙信号，其中，信号检测器33安装在机器人300上的安装高度与第二信号发射器32安装在机器人300上的安装高度相同，亦可以不同。
当上述两者高度相同时，对应信号接收器识别到高度检测信号时，便可以直接将第一信号发射器23的安装高度与信号检测器33的安装高度作比对。
当上述两者高度不同时，由于信号检测器33与第二信号发射器32两者的安装高度相隔预设差值，因此，当虚拟墙设备200其中一个信号接收器22接收到第二信号发射器32发射的高度检测信号，于是，控制器24可以根据所述预设差值和所述其中一个信号接收器22的高度区间，计算出信号检测器33的安装高度。
微控制器34分别与第二信号发射器32和信号检测器33电连接，用于根据调节后的虚拟墙信号，控制机器人300躲避虚拟墙，例如，信号检测器33检测到虚拟墙信号时，将检测信号输出给微控制器34，于是，微控制器34便控制机器人300停止前进。
请参阅图6，用户将虚拟墙设备200安装在卫生间600的门口，以禁止机器人300进入卫生间600。
机器人300发射高度检测信号，虚拟墙设备200识别到高度检测信号，于是确定高度检测信号落入的目标高度区间，根据目标高度区间对应的信号强度，调节虚拟墙信号，以使机器人检测到调节后的虚拟墙信号，从而保证机器人300能够可靠地检测到调节后的虚拟墙信号，进而避免冲入卫生间600。
本发明实施例提供一种虚拟墙信号调节方法。请参阅图7，虚拟墙信号调节方法包括：
S71、获取机器人发送的高度检测信号，机器人包括用于检测虚拟墙信号的信号检测器；
在本实施例中，高度检测信号用于指示信号检测器在机器人上的安装高度，通过解析高度检测信号，虚拟墙设备便可以得知信号检测器安装在机器人上的安装高度。
如前所述，高度检测信号为红外检测信号或无线检测信号。当高度检测信号为红外检测信号时，虚拟墙设备的信号接收器为红外接收器，机器人的第二信号发射器为红外发射器。当高度检测信号为无线检测信号时，虚拟墙设备的信号接收器为无线接收器，机器人的第二信号发射器为无线发射器，其中，无线接收器或无线发射器支持WIFI信号、蓝牙信号、2G信号、3G信号、4G信号、5G信号、NFC信号、RFID信号、ZEGBEE信号等。
当高度检测信号由红外发射器发出时，其为平面检测信号。由于本实施例提供的虚拟墙设备具有调节虚拟墙信号的多档调节功能，虚拟墙设备安装有至少两个信号接收器，采用平面检测信号，避免同时误触发两个以上的信号接收器，有利于后续确定高度区间。
S72、确定高度检测信号对应的目标高度区间；
在本实施例中，目标高度区间用于指示当前机器人的信号检测器的安装高度。
当高度检测信号为无线检测信号时，高度检测信号可以封装有信号检测器安装在机器人上的安装高度，信号接收器接收到高度检测信号后，控制器解析高度检测信号，从中提取出信号检测器的安装高度。于是，控制器便可以搜索覆盖信号检测器的安装高度的高度区间，并将所述高度区间作为目标高度区间。
当高度检测信号为红外检测信号时，虚拟墙设备的目标信号接收器接收到，于是，控制器便可以选择目标信号接收器的高度区间作为目标高度区间。举例而言，控制器扫描出电平信号出现变化的目标信号接收器，目标信号接收器为若干信号接收器中任一信号接收器，选择目标信号接收器的高度区间作为目标高度区间。
举例而言，虚拟墙设备设置三个信号接收器，分别为第一信号接收器、第二信号接收器及第三信号接收器，第一信号接收器对应的高度区间为3-6厘米，第二信号接收器对应的高度区间为6-9厘米，第三信号接收器对应的高度区间为9-12厘米。当高度检测信号被第一信号接收器接收到时，控制器扫描到第一信号接收器的端口电平信号由低电平变化为高电平，或者高电平变化为低电平，于是，控制器便将高度区间3-6厘米作为目标高度区间。同理可得，当高度检测信号被第三信号接收器接收到时，控制器扫描到第三信号接收器的端口电平信号由低电平变化为高电平，于是，控制器便将高度区间9-12厘米作为目标高度区间。
在机器人中，信号检测器与第二信号发射器两者的安装高度可以相同，亦可以不同。相同时，虚拟墙设备从高度检测信号提取出的安装高度为信号检测器的安装高度。不同时，由于信号检测器与第二信号发射器两者的安装高度的差值是固定和已知的，虚拟墙设备在从高度检测信号提取出的安装高度的基础上，相加或相减所述差值，即可得到信号检测器的安装高度。
可以理解的是，为了降低数据计算量，虚拟墙设备可以不用计算信号检测器的安装高度，后期调节虚拟墙信号，只需要根据第二信号发射器发射的高度检测信号落在虚拟墙设备其中一个信号接收器的目标高度区间进行调节虚拟墙信号即可，无需计算出信号检测器的安装高度，但是在设计过程中，信号检测器的安装高度与高度检测信号是关联的，亦即，信号检测器的安装高度与高度检测信号所在的目标高度区间也是关联的。
对于机器人和虚拟墙设备而言，当高度检测信号为红外检测信号时，机器人的第二信号发射器的安装高度与虚拟墙设备中其中一个信号接收器的安装高度相同。虚拟墙设备中的第一信号发射器的安装高度可以与全部信号接收器中其中一个信号接收器的安装高度相同，亦可以不同。
S73、根据目标高度区间，调节虚拟墙信号，以使信号检测器检测到调节后的虚拟墙信号。
在本实施例中，调节虚拟墙信号包括调节虚拟墙信号的发射位置或调节虚拟墙信号的信号强度。
在一些实施例中，虚拟墙设备可以根据目标高度区间，调节虚拟墙信号的发射位置，以使信号检测器检测到调节后的虚拟墙信号。举例而言，第一信号接收器的第一高度区间为3-6厘米，第二信号接收器的第二高度区间为6-9厘米，第三信号接收器的第三高度区间为9-12厘米，第一信号发射器的安装高度为7厘米，当高度检测信号落在第一高度区间时，由于作为目标高度区间的第一高度区间为3-6厘米，于是，虚拟墙设备通过传动组件控制第一信号发射器向下移动1至4厘米范围内的任意高度，使得移动后的第一信号发射器位于3-6厘米之间，从而保证调节发射位置后的虚拟墙信号能够被机器人的信号检测器检测到。
同理可得，当高度检测信号落在第二高度区间时，由于作为目标高度区间的第二高度区间为6-9厘米，于是，虚拟墙设备保持第一信号发射器的当前高度。
同理可得，当高度检测信号落在第三高度区间时，由于作为目标高度区间的第三高度区间为9-12厘米，于是，虚拟墙设备通过传动组件控制第一信号发射器向上移动2-5厘米范围内的任意高度，使得移动后的第一信号发射器位于9-12厘米之间，从而保证调节发射位置后的虚拟墙信号能够被机器人的信号检测器检测到。
请结合图8，虚拟墙设备产生虚拟墙信号，所述虚拟墙信号呈近似椭球体状。如图8所示，在两条虚线81之内的信号区域的信号强度比较强，其能够被机器人信号检测器检测到，两条虚线81之内的信号区域近似圆柱状。在两条虚线81之外的信号区域的信号强度比较弱，可能低于信号检测器最低程度且能够识别虚拟墙信号的最小信号强度，此处的虚拟墙信号相当于无效信号。当机器人的信号检测器的安装高度较低时，信号检测器的前部与虚拟墙信号区域相切，信号检测器无法检测到虚拟墙信号，容易导致机器人出现冲撞红外虚拟墙的情况，因此，在一些实施例中，其可以通过调节虚拟墙信号的信号强度来克服上述问题。
在本实施例中，可以理解的是，本文所涉及的高度区间可以理解为是区域范围，亦可以理解为是数值点，理论上，若虚拟墙设备安装足够数量的信号接收器，其能够足够精确地识别高度检测信号对应的具体高度值。
在一些实施例中，不同高度区间对应不同信号强度区间，目标高度区间为不同高度区间中的一个。调节虚拟墙信号的信号强度时，虚拟墙设备根据目标高度区间对应的信号强度区间，调节虚拟墙信号的信号强度。
举例而言，第一信号接收器的第一高度区间为3-6厘米，其对应信号强度区间为S1。第二信号接收器的第二高度区间为6-9厘米，其对应信号强度区间为S2。第三信号接收器的第三高度区间为9-12厘米，其对应信号强度区间为S3。
当高度检测信号落在第一高度区间时，虚拟墙设备选择信号强度区间S1来调节虚拟墙信号的信号强度。
同理可得，当高度检测信号落在第二高度区间时，虚拟墙设备选择信号强度区间S2来调节虚拟墙信号的信号强度。当高度检测信号落在第三高度区间时，虚拟墙设备选择信号强度区间S3来调节虚拟墙信号的信号强度。
采用此种方式，其充分考虑到高度的差别，其能够可靠地保证调节信号强度后的虚拟墙信号被机器人的信号检测器检测到。
总体而言，虚拟墙设备能够根据信号检测器的安装高度，调节虚拟墙信号，保证不同机器人不容易冲撞入虚拟墙区域，从而能够兼容信号检测器的安装高度不同的机器人，从而达到一个虚拟墙设备兼容多种机器人的效果，并且，虚拟墙设备能够动态调整虚拟墙信号，尽可能适应于机器人对虚拟墙的信号强度要求，并且最大程度的减小虚拟墙设备的功耗，提高虚拟墙设备的续航能力。
在一些实施例中，可以理解的是，本文的信号强度区间可以为具体信号强度值，亦可以为信号强度范围。
在一些实施例中，每个所述信号强度区间包括强度依序变大的若干个{1,2,……N}信号强度，N为正整数，请参阅图9，虚拟墙设备根据目标高度区间对应的信号强度区间，调节虚拟墙信号的信号强度的步骤包括：
步骤S91、当第j次获取到高度检测信号时，按照第i信号强度调节虚拟墙信号的信号强度，并记录每个Kj,其中，Kj为第j次的信号强度，当j＝1时，i＝N，i和j为正整数；
步骤S92、判断j是否大于2，若是，跳转至步骤S93，若否，跳转至步骤S95；
步骤S93、若大于2，判断Kj是否等于Kj-2或者Kj是否等于Kj-1，若是，跳转至步骤S94，若否，跳转至步骤S95；
步骤S94、当获取到高度检测信号时，赋值j＝j+1,i＝Kj-1，返回步骤S91；
步骤S95、判断机器人是否冲撞入虚拟墙，若是，跳转至步骤S96，若否，跳转至步骤S97；
步骤S96、当获取到高度检测信号时，赋值j＝j+1，i＝i+1，返回步骤S91；
步骤S97、判断i是否为1，若是，跳转至步骤S98，若否，跳转至步骤S99；
步骤S98、按照第一信号强度，调节所述虚拟墙信号的信号强度；
步骤S99、当获取到高度检测信号，赋值i＝i-1，赋值j＝j+1，返回步骤S91。
举例而言，第一高度区间对应信号强度区间S1，第二高度区间对应信号强度区间S2，第三高度区间对应信号强度区间S3，其中，信号强度区间S1包括第1信号强度、第2信号强度、第3信号强度第、第4类信号强度及第5信号强度，信号强度依次变大，此处N＝5。
当虚拟墙设备第1次获取到高度检测信号，且高度检测信号落在第一高度区间，亦即，j＝1，i＝N＝5，K1＝5，虚拟墙设备按照第5信号强度调节虚拟墙信号的信号强度。一般而言，当机器人的高度检测信号落在第一高度区间时，亦即虚拟墙设备第1次获取到高度检测信号，由于虚拟墙设备选择的是信号强度最大的第5信号强度以调节虚拟墙信号的信号强度，因此，其可以保证机器人可靠地检测到虚拟墙信号。
在S92中，由于j＝1不大于2，跳转至S95。如前所述，虚拟墙设备第1次检测到高度检测信号时，选择最大信号强度来调节虚拟墙信号的信号强度，机器人会检测到虚拟墙信号而不会冲撞入虚拟墙，于是，跳转至S97。在S97中，i＝5，因此，i不为1，跳转至S99。当获取到高度检测信号，赋值i＝i-1＝5-1＝4，赋值j＝j+1＝1+1＝2，返回S91，此时，j＝2，i＝4，K2＝4。
虚拟墙设备第2次获取到高度检测信号。在S91中，当虚拟墙设备第2次获取到高度检测信号时，按照第4信号强度，调节虚拟墙信号的信号强度。在S92中，j＝2，因此j不大于2，跳转至S95。
在S95中，此处作第一假设：机器人冲撞入虚拟墙，于是跳转至S96，当获取到高度检测信号时，赋值j＝j+1＝2+1＝3，i＝i+1＝4+1＝5，返回S91。在S91中，当第3次获取到高度检测信号时，按照第5信号强度，调节虚拟墙信号的信号强度，此时，j＝3，i＝5，K3＝5。虚拟墙设备第3次获取到高度检测信号，在S92中，j＝3，因此j大于2，跳转至S93。在S93中，K3＝5等于K1＝5，于是跳转至S94，当获取到高度检测信号时，赋值j＝j+1＝3+1＝4,i＝K3＝5，返回S91。虚拟墙设备第4次获取到高度检测信号，在S91中，按照第5信号强度调节虚拟墙信号的信号强度，此时j＝4，i＝5，K4＝5。在S92中，j大于2，跳转至S93。在S93中，K4＝5不等于K2＝4，但是另一个判断条件中，K4＝5等于K3＝5，所以，又跳转至S94，周而复始地循环下去。
由此可见，当虚拟墙设备调低当前信号强度后，发现机器人在当前信号强度下回冲撞入虚拟墙，下次检测到高度检测信号时，虚拟墙设备调回之前机器人未出现冲撞入虚拟墙对应的上一次信号强度，并且以后就一直产生上一次信号强度，不会再往下试探地继续调低信号强度，一方面，其能够可靠保证机器人不会出现冲撞入虚拟墙，另一方面，由于为了试探地得到最低最合适信号强度而需要机器人冒险冲撞入虚拟墙，采用本方法，当虚拟墙设备调回之前机器人未出现冲撞入虚拟墙对应的上一次信号强度后，虚拟墙设备就不会再次让机器人冒险冲撞入虚拟墙。
接着，在S95中，此处作第二假设：机器人未冲撞入虚拟墙，于是跳转至S97，此时，j＝2，i＝4，K2＝4。在S97中，i不等于1，跳转至S99，当获取到高度检测信号，赋值i＝i-1＝4-1＝3，赋值j＝j+1＝2+1＝3，返回S91，以此类推，在此不赘述。
采用本方法，一方面，其能够保证调节信号强度后的虚拟墙信号能够被机器人的信号检测器检测到。另一方面，其能够在保证机器人不冲撞虚拟墙的前提下，逐步寻找最低信号强度，从而降低虚拟墙设备的功耗，提高虚拟墙设备的续航能力。
在一些实施例中，虚拟墙设备未获取到机器人发送的高度检测信号时，发射最小信号强度的虚拟墙信号，采用此种方式，一方面，其能够尽可能地避免机器人冲撞入虚拟墙，另一方面，其能够降低虚拟墙设备的功耗，提高虚拟墙新设备的巡航能力。
一般的，清洁机器人的高度通常在10厘米左右，在一些实施例中，虚拟墙设备能够检测的最高高度可以设置为15厘米，其可以在13.5厘米处安装一个信号接收器，可以接收12-15厘米的信号，用于满足现在市面上所有款式清洁机器人的高度检测信号的接收。
通常的，机器人的高度检测信号经过光缝后，形成平面检测信号射入虚拟墙设备的信号接收器时，平面检测信号会受到各类因素的干扰，例如，周围环境、第一信号发射器的发射功率、光缝大小等因素。为了兼容更多误差和提高全方位检测能力，在一些实施例中，相邻两个高度区间的两个最小端点的差值范围为3厘米至6厘米，和/或，相邻两个高度区间的两个最大端点的差值范围为3厘米至6厘米，例如，第一信号接收器的高度区间为3-6厘米，第二信号接收器的高度区间为6-9厘米。再例如，第一信号接收器的高度区间为0-5厘米，第二信号接收器的高度区间为5-10厘米。
需要说明的是，在上述各个实施方式中，上述各步骤之间并不必然存在一定的先后顺序，本领域普通技术人员，根据本发明实施方式的描述可以理解，不同实施方式中，上述各步骤可以有不同的执行顺序，亦即，可以并行执行，亦可以交换执行等等。
本发明实施例还提供了一种非易失性计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，可使得上述一个或多个处理器可执行上述任意方法实施例中的虚拟墙信号调节方法。
本发明实施例还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被虚拟墙设备执行时，使所述虚拟墙设备执行任一项所述的虚拟墙信号调节。
以上所描述的装置或设备实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块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模块单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (15)

1.一种虚拟墙信号调节方法，应用于虚拟墙设备，其特征在于，所述方法包括：
获取机器人发送的高度检测信号，所述机器人包括用于检测所述虚拟墙信号的信号检测器，所述高度检测信号用于指示所述信号检测器在所述机器人上的安装高度；
确定所述高度检测信号对应的目标高度区间；
根据所述目标高度区间，调节所述虚拟墙信号，以使所述信号检测器检测到调节后的虚拟墙信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，不同高度区间对应不同信号强度区间，所述目标高度区间为所述不同高度区间中的一个，所述根据所述目标高度区间，调节所述虚拟墙信号包括：
根据所述目标高度区间对应的信号强度区间，调节所述虚拟墙信号的信号强度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，每个所述信号强度区间包括强度依序变大的若干个{1,2,……N}信号强度，N为正整数，所述根据所述目标高度区间对应的信号强度区间，调节所述虚拟墙信号的信号强度包括：
步骤S91、当第j次获取到高度检测信号时，按照第i信号强度调节虚拟墙信号的信号强度，并记录每个Kj,其中，Kj为第j次的信号强度，当j＝1时，i＝N，i和j为正整数；
步骤S92、判断j是否大于2，若是，跳转至步骤S93，若否，跳转至步骤S95；
步骤S93、若大于2，判断Kj是否等于Kj-2或者Kj是否等于Kj-1，若是，跳转至步骤S94，若否，跳转至步骤S95；
步骤S94、当获取到高度检测信号时，赋值j＝j+1,i＝Kj-1，返回步骤S91；
步骤S95、判断机器人是否冲撞入虚拟墙，若是，跳转至步骤S96，若否，跳转至步骤S97；
步骤S96、当获取到高度检测信号时，赋值j＝j+1，i＝i+1，返回步骤S91；
步骤S97、判断i是否为1，若是，跳转至步骤S98，若否，跳转至步骤S99；
步骤S98、按照第一信号强度，调节所述虚拟墙信号的信号强度；
步骤S99、当获取到高度检测信号，赋值i＝i-1，赋值j＝j+1，返回步骤S91。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述虚拟墙设备包括用于接收所述高度检测信号的若干信号接收器，不同所述信号接收器对应不同所述高度区间，所述确定所述高度检测信号对应的目标高度区间包括：
扫描出电平信号出现变化的目标信号接收器，所述目标信号接收器为所述若干信号接收器中的其中一个信号接收器；
选择所述目标信号接收器的高度区间作为所述目标高度区间。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
未获取到所述机器人发送的高度检测信号时，发射最小信号强度的虚拟墙信号。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机器人包括用于发射所述高度检测信号的信号发射器，所述信号发射器与所述信号检测器在所述机器人上的安装高度相同。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
相邻两个所述高度区间的两个最小端点的差值范围为3厘米至6厘米，和/或，相邻两个所述高度区间的两个最大端点的差值范围为3厘米至6厘米。
8.根据权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，所述高度检测信号为红外检测信号或无线检测信号。
9.根据权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，所述高度检测信号为平面检测信号。
10.一种虚拟墙设备，其特征在于，包括：
壳体；
若干信号接收器，所述若干信号接收器沿竖直方向安装于所述壳体，用于接收高度检测信号；
第一信号发射器，所述第一信号发射器安装于所述壳体，用于发射呈近似椭球体的虚拟墙信号；以及
控制器，所述控制器分别与每个所述信号接收器和所述第一信号发射器电连接，其中，所述控制器包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至9任一项所述的虚拟墙信号调节方法。
11.根据权利要求10所述的虚拟墙设备，其特征在于，每个所述信号接收器包括：
检测部，所述检测部设有检测通道，所述高度检测信号可射入所述检测通道；
玻璃罩，所述玻璃罩设有折射入口与折射出口，所述折射入口与所述检测通道连通；
信号接收芯片，所述信号接收芯片安装于所述折射出口，用于接收经过所述玻璃罩折射后的高度检测信号，所述信号接收芯片与所述控制器电连接。
12.根据权利要求11所述的虚拟墙设备，其特征在于，所述检测通道的入口为具有3厘米竖向长度的矩形的入口或为直径3厘米的圆形的入口。
13.一种机器人，其特征在于，包括：
外壳；
第二信号发射器，所述第二信号发射器安装于所述外壳，用于发射高度检测信号；
信号检测器，所述信号检测器安装于所述外壳，用于检测调节后的虚拟墙信号；以及，
微控制器，所述微控制器分别与所述第二信号发射器和所述信号检测器电连接，用于根据所述调节后的虚拟墙信号，控制所述机器人躲避虚拟墙。
14.根据权利要求13所述的机器人，其特征在于，所述外壳设有与所述第二信号发射器相对的光缝，所述高度检测信号经过所述光缝后，形成平面检测信号。
15.一种机器人导航系统，其特征在于，包括：
如权利要求10至12任一项所述的虚拟墙设备；
如权利要求13或14所述的机器人，所述机器人与所述虚拟墙设备互传信号。
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