CN112641390A - 扫地机器人的脱困方法 - Google Patents

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陈宝文
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Abstract

本发明公开了一种扫地机器人的脱困方法，包括以下步骤：步骤S10，当与第一障碍物发生触碰后，输出倒退信号，控制移动机构进行倒退以返回预设位置；步骤S20，启动沿边测距传感器，以预设位置为自转中心进行自转，以确认最大的缺口位置；步骤S30，控制移动机构进行移动，以使得扫地机器人从最大的缺口位置中脱困。本发明的扫地机器人的脱困方法，适用于家居环境中的多种清洁机器人，有益效果如下：通过沿边测距传感器，结合扫地机器人的自转360度，以快速确定出最大缺口位置，大大提高家用的扫地机器人实现脱困的稳定性、准确性。

Description

扫地机器人的脱困方法
技术领域
本发明属于家用机器人技术领域，尤其涉及一种扫地机器人的脱困方法。
背景技术
目前，居家环境中，多利用自动化机器人进行吸尘、扫地等工作，但由于每户的居家环境总有一些狭窄区域，容易将机器人困住，而目前的脱困方法是机器人碰撞后，进行反向移动以脱困，这种脱困方式效率低，且稳定性低。
因此，现有技术有待于改善。
发明内容
本发明的主要目的在于提出一种扫地机器人的脱困方法，以解决背景技术中所提及的技术问题。
本发明的一种扫地机器人的脱困方法，包括以下步骤：
步骤S10，当与第一障碍物发生触碰后，输出倒退信号，控制移动机构进行倒退以返回预设位置；
步骤S20，启动沿边测距传感器，以预设位置为中心点进行自转，以确认最大的缺口位置；
步骤S30，控制移动机构进行移动，以使得扫地机器人从最大的缺口位置中脱困。
优选地，步骤S20具体包括：
步骤S21，启动沿边测距传感器，以预设位置为自转中心进行自转；
步骤S22，在自转过程中，每隔预设时间段进行一次测距，并将每一次测距后所获得的机器方向和距离值进行分析，并存储起来；
步骤S23，当检测到空旷区域时，获得上一次测距时机器的第一方向以及第一距离值；
步骤S24，执行完步骤S23后机器人继续自转，当检测到第二障碍物后，获得此时机器的第二方向以及第二距离值；
步骤S25，根据第一方向、第二方向、第一距离值和第二距离值计算出空旷区域的宽度；
步骤S26，当扫地机器人自转360度后，根据所计算出的空旷区域的宽度，确认宽度最大的空旷区域。
优选地，步骤S30具体包括：
步骤S31，根据所确定的宽度最大的空旷区域计算转动角度，转动机构根据转动角度进行转动；
步骤S32，控制移动机构进行移动，以脱离。
优选地，扫地机器人包括控制模块、移动机构、用于控制移动机构转动的转动机构、计算模块和存储模块，移动机构、转动机构、计算模块和存储模块均与控制模块连接。
本发明的扫地机器人的脱困方法，适用于家居环境中的多种清洁机器人，有益效果如下：
通过沿边测距传感器，结合扫地机器人的自转360度，以确定出最大缺口位置，大大提高脱困方法的稳定性、准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明扫地机器人的脱困方法第一实施例的流程示意图；
图2为本发明第一实施例中步骤S20的细化流程示意图；
图3为本发明第一实施例中步骤S30的细化流程示意图；
图4为扫地机器人在实际应用场景时进行自转的原理示意图；
图5为扫地机器人的原理框图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要注意的是，相关术语如“第一”、“第二”等可以用于描述各种组件，但是这些术语并不限制该组件。这些术语仅用于区分一个组件和另一组件。例如，不脱离本发明的范围，第一组件可以被称为第二组件，并且第二组件类似地也可以被称为第一组件。术语“和/或”是指相关项和描述项的任何一个或多个的组合。
如图1所示，图1为本发明扫地机器人的脱困方法第一实施例的流程示意图；本发明的一种扫地机器人的脱困方法，包括以下步骤：
步骤S10，当与第一障碍物21发生触碰后，输出倒退信号，控制移动机构进行倒退以返回预设位置Z；
在步骤S10中，如图4所示，扫地机器人10与第一障碍物21发生碰撞后，即扫地机器人内的压力传感器感应到碰撞后，控制模块接收碰撞信号并输出倒退信号至移动机构，控制移动机构倒退第一倒退距离OZ以返回预设位置Z；其中，第一倒退距离OZ为5-10mm。
步骤S20，启动沿边测距传感器，以预设位置Z为自转中心进行自转，以确认最大的缺口位置；
如图2所示，步骤S20具体包括：
步骤S21，当扫地机器人倒退至预设位置Z时，以此刻扫地机器人的顶端M的指向为初始指向；此时扫地机器人的顶端M指向第一倒退距离OZ的Z点；启动沿边测距传感器，以预设位置为自转中心进行自转（如图4所示，顺时针方向转动）；
步骤S22，在自转过程中，每隔预设时间段进行一次测距，并将每一次测距后所获得的机器方向和距离值进行分析，并存储起来；
在步骤S22中，自转的速度为0.1转/秒；扫地机器人每隔预设时间段进行一次测距，预设时间段可以为0.1秒；预设时间段、自转速度不局限于上述，可根据实际居家环境的大小进行调整。
在步骤S22中，每一次测距的机器方向和距离值，机器方向表示扫地机器人的顶端M与初始指向之间角度差的指向；在步骤S22中，将所获得的距离值与预设距离值进行大小对比，如果大于预设距离值，说明与该距离值所对应的机器方向的指向范围为空旷区域（扫地机器人的顶端M指向了空旷区域）；如果小于预设距离值，说明与该距离值所对应的机器方向的指向范围为障碍物（扫地机器人的顶端M指向了障碍物）。
步骤S23，当检测到空旷区域时，获得上一次测距时机器的第一方向以及第一距离值；
在步骤S23中，经过步骤S22分析，当检测到空旷区域时，获得上一次测距时机器的第一方向以及第一距离值；如图4所示，当机器人首先与第一障碍物21碰撞，后再顺时针转动，第一次检测到是第一空旷区域，则获得上一次测距时机器的第一方向以及第一距离值L11，第一方向为ZC指向（机器人顶端M的指向）；当确定第一方向为ZC指向后，由于扫地机器人的转速、预设时间段是具体数值，因此ZC指向与初始指向之间夹角∠B是可以计算出来的。
步骤S24，执行完步骤S23后机器人继续自转，当检测到第二障碍物22后，获得此时机器的第二方向以及第二距离值L12；第二方向为ZD指向；
步骤S25，根据第一方向ZC、第二方向ZD、第一距离值L11和第二距离值L12计算出空旷区域的宽度；即计算出第一空旷区域的宽度W1；
步骤S26，当扫地机器人自转360度后，根据所计算出的空旷区域的宽度，确认宽度最大的空旷区域。
在步骤S26中，假设机器人是遇到图4所示的困境，则总共计算出三个空旷区域的所对应的三个宽度；即第一空旷区域的宽度W1、第二空旷区域的宽度W2和第三空旷区域的宽度W3；通过比较宽度大小，则可以确定宽度最大的空旷区域。如图4所示，显然第一空旷区域的宽度最大；所确定的宽度最大的空旷区域表示最大的缺口位置。
步骤S30，控制移动机构进行移动，以使得扫地机器人从最大的缺口位置中脱困。
本发明的扫地机器人的脱困方法，适用于家居环境中的多种清洁机器人，有益效果如下：通过沿边测距传感器，结合扫地机器人的自转360度，以确定出最大缺口位置，大大提高脱困方法的稳定性、准确性。
如图3所示，步骤S30具体包括：
步骤S31，根据所确定的宽度最大的空旷区域计算转动角度，根据转动角度进行转动；以使得扫地机器人的顶端M指向空旷区域的中心N；
在步骤S31中，假设确定的宽度最大的空旷区域为第一空旷区域，则转动角度为∠B+∠A的一半；
步骤S32，控制移动机构进行移动，以脱离。
本发明的扫地机器人的脱困方法，还具有以下有益效果为：
（1）使用沿边测距传感器，实现对于低于激光雷达的障碍物和脱困方向的检测；
（2）使用机身原地旋转（自转），实现对机器一周的脱困方向检测；
（3）脱困动作不依赖地图信息，障碍物信息不需要更新到地图中。
沿边传感器可以固定安装，也可以安装在一个小型舵机上，这时不需要转动机身，而是通过传感器的转动，实现对侧面可脱困缺口的检测，也属于本发明的保护要点。
本发明的扫地机器人，包括控制模块、移动机构、用于控制移动机构转动的转动机构、计算模块、角度传感器和存储模块，移动机构、转动机构、计算模块和存储模块均与控制模块连接。本发明不仅针对扫地机器人，其余的拖地机器人、吸尘机器人以及具备清洁功能的家居机器人也应当属于本实施例的保护范围。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种扫地机器人的脱困方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S10，当与第一障碍物发生触碰后，输出倒退信号，控制移动机构进行倒退以返回预设位置；
步骤S20，启动沿边测距传感器，以预设位置为自转中心进行自转，以确认最大的缺口位置；
步骤S30，控制移动机构进行移动，以使得扫地机器人从最大的缺口位置中脱困。
2.如权利要求1所述扫地机器人的脱困方法，其特征在于，步骤S20具体包括：
步骤S21，启动沿边测距传感器，以预设位置为自转中心进行自转；
步骤S22，在自转过程中，每隔预设时间段进行一次测距，并将每一次测距后所获得的机器方向和距离值进行分析，并存储起来；
步骤S23，当检测到空旷区域时，获得上一次测距时机器的第一方向以及第一距离值；
步骤S24，执行完步骤S23后机器人继续自转，当检测到第二障碍物后，获得此时机器的第二方向以及第二距离值；
步骤S25，根据第一方向、第二方向、第一距离值和第二距离值计算出空旷区域的宽度；
步骤S26，当扫地机器人自转360度后，根据所计算出的空旷区域的宽度，确认宽度最大的空旷区域。
3.如权利要求2所述扫地机器人的脱困方法，其特征在于，步骤S30具体包括：
步骤S31，根据所确定的宽度最大的空旷区域计算转动角度，转动机构根据转动角度进行转动；
步骤S32，控制移动机构进行移动，以脱离。
4.如权利要求1所述扫地机器人的脱困方法，其特征在于，扫地机器人包括控制模块、移动机构、用于控制移动机构转动的转动机构、计算模块和存储模块，移动机构、转动机构、计算模块和存储模块均与控制模块连接。
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