CN113413091B - 清洁机器人及其避障方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种清洁机器人及其避障方法。清洁机器人包括主机以及设置在主机面板上的空间感测模块和避障感测模块，空间感测模块可识别工作环境中当前场景的空间大小，以判断主机是否能在此空间内行进，避障感测模块可提供第一视角感测范围和第二视角感测范围，并探测是否存在障碍物，消除第一视角感测范围的视野盲区，让主机能够无死角无障碍的执行清洁任务，从而消除任务执行时的不确定性，满足用户需求。

Description

清洁机器人及其避障方法

技术领域

本申请涉及自移动机器人领域，尤其涉及一种清洁机器人及其避障方法。

背景技术

随着科技的进步以及生活水平的不断提高，智能清洁工具越来越普遍。例如具有自移动巡航功能的扫地机、洗地机或擦地机等清洁机器人。在一些环境较复杂、空间范围较大的工作场景下，例如不同的住家、公寓等家用室内场景或商超区域、商品楼电梯间等商用环境的开放区域，清洁机器人必须在这些繁杂场景中实现自动清理能力。然而现有的清洁机器人对工作环境中的障碍物的识别或感测方式单一，往往在其清洁任务是否能够确实执行上存在很多的不确定性。

发明内容

本申请的多个方面提供一种清洁机器人及其避障方法，通过清洁机器人上所配置的多个传感器模块，让清洁机器人可以在不同感测范围中识别障碍物的存在，以及识别或探测障碍物的形态，以维持或修正清理程序的巡航路径，从而消除任务执行上的不确定性。

本申请实施例提供一种清洁机器人，包括：主机，适于在工作环境的工作面上行走；空间感测模块，设置于所述主机的面板上，用以识别所述工作环境中与所述主机的前进路径对应的当前场景的空间大小；以及避障感测模块，设置于所述面板上，用以探测所述前进路径是否存在障碍物，所述避障感测模块包括第一感测模块和第二感测模块，所述第一感测模块具有所述当前场景的第一视角感测范围，所述第二感测模块具有所述当前场景的第二视角感测范围，其中所述第二视角感测范围包括所述第一视角感测范围和所述工作面之间的视野盲区，并且与所述第一感测范围互补。

优选地，所述第一感测模块和所述第二感测模块分别沿所述面板的垂直方向设置在所述侧面的上方和下方。

优选地，所述第二感测模块还用以探测所述第二视角感测范围内的障碍物的三维数据。

优选地，所述第一感测模块为距离传感器，所述第二感测模块为结构光模块、双目结构光模块或飞行时间传感器。

优选地，所述清洁机器人还包括环境感测模块，设置于所述主机的顶部，用以环景识别所述工作环境的空间场景。

优选地，所述环境感测模块包括激光传感器，所述空间感测模块包括摄像头模块。

优选地，所述清洁机器人还包括前视缓冲模块，其包括镜片、缓冲板以及传感器组，所述缓冲板设置在所述面板下方，所述传感器组设置在所述缓冲板上，所述镜片覆盖在所述缓冲板远离所述主机的一侧。

优选地，所述前视缓冲模块还包括防撞板，活动设置在所述面板下方，并且可相对所述主机的本体往复位移，其中所述缓冲板设置在所述防撞板上，所述传感器组介于所述缓冲板和所述镜片之间。

优选地，所述防撞板包括板体、触发机构以及缓冲机构，板体活动设置在所述面板下方，并且具有朝向所述本体靠拢的第一行程和第二行程；触发机构被配置为在所述板体受外力作用而产生所述第一行程的位移时，触发停止运动信号；缓冲机构被配置为在所述板体产生所述第二行程的位移时，对所述板体进行弹力缓冲。

优选地，所述清洁机器人还包括测距模块，设置于所述主机的侧面，用以探测所述侧面与所述工作环境中与其相对应的一侧之间的距离。

优选地，所述清洁机器人包括多个所述测距模块，其中之一设置于侧面上相邻于所述顶部的一侧，用以探测所述距离内是否存在所述障碍物。

优选地，多个所述测距模块的另一设置于所述主机上远离所述面板一侧的背板上，用以探测所述工作环境中与所述背板相对应的一侧与所述背板之间的距离。

优选地，所述清洁机器人还包括设置于所述背板上的充电定位模块，用以探测所述主机与相配合的充电座结合时的相对位置。

本申请还提供一种清洁机器人，包括：主机，适于在工作环境的工作面上行走；以及避障感测模块，设置于所述主机的面板上，用以探测所述主机的前进路径是否受障碍物阻挡，其中避障感测模块具有所述工作环境中与所述前进路径对应的当前场景的第一视角感测范围，所述第二感测模块具有所述当前场景的第二视角感测范围，其中所述第二视角感测范围包括所述第一视角感测范围和所述工作面之间的视野盲区，并且与所述第一感测范围互补。

优选地，所述第一感测模块和所述第二感测模块分别沿所述面板的垂直方向设置在所述侧面的上方和下方，且所述第二感测模块还用以探测所述第二视角感测范围内的障碍物的三维数据。

优选地，所述清洁机器人还包括空间感测模块和环境感测模块，分别设置于所述面板上，所述空间感测模块用以识别所述当前场景的空间大小，所述环境感测模块用以环景识别所述工作环境的空间场景。

本申请同时提供一种清洁机器人的避障方法，包括：通过第一感测模块在当前场景中的第一视角感测范围内探测主机的前进路径是否存在障碍物，若是，所述主机偏离所述前进路径闪避所述障碍物；以及通过第二感测模块在所述当前场景中位于所述第一视角感测范围下方的第二视角感测范围内探测所述前进路径是否存在所述障碍物，若是，所述第二感测模块探测所述障碍物的三维数据，并传送至所述主机的控制模块；以及通过控制模块根据所述三维数据建立所述障碍物的三维模型，并判断所述主机是否可以通过所述障碍物，若否，所述主机偏离所述前进路径闪避所述障碍物，其中所述第二视角感测范围包括所述第一视角感测范围与所述主机的工作面之间的视野盲区。

优选地，所述避障方法还包括：通过空间感测模块识别所述当前场景的空间大小；通过空间感测模块识别所述当前场景是否存在所述障碍物，若是，通过所述控制模块测算所述空间大小与所述障碍物之间的空隙大小；以及通过所述控制模块比对所述主机的尺寸和所述空隙大小，若所述尺寸大于所述空隙大小，所述控制模块修改所述前进路径或停止所述主机移动。

优选地，所述避障方法还包括：通过测距模块探测所述主机的侧面与工作环境中与其相对应的一侧之间的距离；通过所述控制模块根据所述距离控制所述主机朝向所述相对应的一侧靠近或远离，使所述主机在所述侧面的清洁范围与所述距离相匹配；以及通过超声波感测模块探测所述距离内是否受所述障碍物阻挡，若是，所述控制模块修改所述前进路径。

在本申请实施例中，空间感测模块用以识别工作环境中当前场景的空间大小，提供主机判断是否能在此空间内行进，避障感测模块用以在当前场景的第一视角感测范围和第二视角感测范围内探测是否存在障碍物，其中第二视角感测范围包括第一视角感测范围的视野盲区，从而与第一感测范围形成互补，能更加广泛的探测障碍物的存在，让主机可以修改前进路径以闪避障碍物，从而消除清洁任务执行时的不确定性。此外，在配置有环境感测模块的实施例中，通过环境感测模块环景识别工作环境的空间场景，实现清洁机器人的自主建图和障碍物避让，从而提升清洁机器人的清洁效能，满足客户需求。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例的清洁机器人的立体图。

图2为本申请实施例的避障感测模块的感测范围示意图。

图3为本申请实施例清洁机器人的避障方法流程图。

图4为本申请另一实施例的清洁机器人的立体图。

图5为本申请另一实施例清洁机器人的避障方法流程图。

图6为本申请其他实施例的清洁机器人的方块图。

图7为本申请其他实施例的清洁机器人的立体图。

图8为本申请其他实施例的清洁机器人的局部分解图。

图9为本申请其他实施例的清洁机器人的避障方法流程图。

图10为本申请其他实施例的清洁机器人另一视角的立体图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本申请实施例所揭示的清洁机器人为带有自动巡航功能的自移动机器人，例如扫地机、洗地机、擦地机或多功能复合机等，其可以是适用于住家或公寓环境执行清洁任务的家用清洁机器人，也可以是适用于商超区域、商品楼电梯间等商用环境执行清洁任务的商用清洁机器人。这种形式的清洁设备一般搭配有基站(充电座)，供清洁机器人的主机停靠，并通过相配合的充电装置与基站对接充电。为了方便说明，在以下本申请的实施例中，是以清洁机器人为扫地机作示例性说明，并非用以限制本申请的技术范畴。

请参阅图1和图2，本申请实施例的清洁机器人1包括主机10以及避障感测模块20。主机10具有相对的顶部110和底部120、朝向主机10前进方向的面板130以及朝向主机10后撤方向的背板140，其中前进方向和后撤方向相反。主机10的底部120设置有驱动轮，电性连接于主机10内部的控制模块，并且受控制模块驱动，带动主机10于工作环境的工作面上行走，例如在公寓室内的空间场景中于地面上、桌面或台面上行走，或者是通过吸附模块吸附在墙面或玻璃面上行走。此外，在主机10的底部120相邻于面板130一侧设置有作为清洁工具的滚刷和边刷121。边刷121靠近主机侧面150的边缘，并且在运作时部分的伸出至侧面150外一段距离，提供主机侧向的清洁范围。

避障感测模块20设置在主机10的面板130上，其包括第一感测模块210 和第二感测模块220。第一感测模块210和第二感测模块220可以是沿面板130 的水平方向排列设置，或者是沿面板130的垂直方向设置。在本实施例中，是以第一感测模块210和第二感测模块220沿面板130的垂直方向上下排列的设置方式作为举例说明，但不以此为限。第一感测模块210包括距离传感器，例如超声波传感器、光电传感器、位移传感器、雷达传感器或光达((Light Detection and Ranging,LiDAR)传感器等，用以在空间场景中与主机10的前进路径相对应的当前场景中是否存在障碍物。第二感测模块220可以是结构光模块、双目结构光模块或飞行时间传感器等，除了可用以探测当前场景是否存在障碍物外，还可以探测障碍物的三维数据，提供控制模块建立障碍物的三维形态，并判断障碍物的具体类型，例如根据三维数据可以判断障碍物为拖鞋、玩具或箱子等。

如图1和图2所示，第一感测模块210设置在面板130上靠近顶部110的一侧，并且具有当前场景的第一视角感测范围211，例如7°～120°的感测范围。第二感测模块220设置在第一感测模块210下方靠近底部120的一侧，并且具有当前场景的第二视角感测范围221，例如30°～60°的感测范围。其中，第二视角感测范围221和第一视角感测范围211互补，例如第二视角感测范围221和第一视角感测范围211部分重迭，或者是第一视角感测范围211和工作面之间相隔一段距离，形成第一视角感测范围211的视野盲区，第二视角感测范围221 即包含了此视野盲区。如此一来，可以降低或免除第一感测模块210在当前场景中探测时，受到工作面或贴近工作面的对象的回波干扰，而造成误判的情形发生。因此，视野盲区可视为容易造成第一感测模块210误判的感测误区。通过第二感测模块220的辅助，可以更精确的探测到此区域中是否确实存在障碍物，以及障碍物的类型。让控制模块可以根据探测和判断结果，控制主机10在当前场景下持续的朝原先规划的前进路径行走，或者是修改前进路径绕道而行，以避开障碍物的阻挡。

以下结合应用场景对本实施例的清洁机器人的应用及其在遭遇到障碍物时的避障方法做进一步说明。

请参阅图1至图3，清洁机器人1的主机10适于在公寓室内的地面上行走，在此空间场景下，主机10在前进方向上行进前和/或行进中可以通过第一感测模块210在当前场景中的第一视角感测范围211内探测主机10的前进路径是否存在障碍物(S110)。在上述步骤中，第一感测模块210可以探测放置在地面上高度较高的物体(例如桌椅、置物柜等)，并且将相关数据传送至主机10内的控制模块，以通过控制模块判断此物体是否出现在主机10的前进路径上成为障碍物。若否，主机10维持原始路径持续的执行清洁任务(S111)；若是，通过控制模块修改主机10的前进路径，使主机10偏离前进路径闪避障碍物(S113)，并且在绕过障碍物后再返回前进路径上执行清洁任务，或者是沿修改后的前进路径执行清洁任务。

通常在地上面可能存在一些高度相对较低的物体，例如拖鞋、书本或玩具等，这些物体可能落入第一感测模块210的视野盲区，并且在主机10的前进路径上成为障碍物。此时，在主机10持续的沿前进路径执行清洁任务的过程中，通过第二感测模块220在当前场景中位于第一视角感测范围211下方的第二视角感测范围221内探测前进路径是否存在障碍物(S130)。若否，主机10维持原始路径持续的执行清洁任务(S131)；若是，通过第二感测模块220探测障碍物的三维数据，并传送至主机10的控制模块(S133)；以及通过控制模块根据三维数据建立障碍物的三维模型，并判断主机10是否可以通过障碍物(S135)。若否，通过控制模块修改主机10的前进路径，使主机10偏离前进路径闪避障碍物 (S137)，并且在绕过障碍物后再返回前进路径上执行清洁任务，或者是沿修改后的前进路径执行清洁任务。若是，主机10沿着原始路径持续前进并跨越障碍物 (S139)。

因此，本申请实施例所提供的清洁机器人在执行清洁任务时，通过第一感测模块和第二感测模块在主机的前进路径上对不同体积大小的物体进行感测，以及覆盖视野盲区的地毯式感测方式，让控制模块对于路径上是否存在障碍物做出更好的判断，从而让清洁机器人可以针对空间场景中不同区域的清洁任务更加确实的执行。

如图4和图5所示，本申请另一实施例所提供的清洁机器人和上述实施例的清洁机器人大致相同，两者间的差异在于本实施例的清洁机器人1除了避障感测模块外20，还包括了空间感测模块30，设置在主机10的面板130上。空间感测模块30至少包括摄像头，设置面板130上相邻于顶部110的一侧，其可以是介于顶部110和第一感测模块210之间，或者是相邻于第一感测模块210 下缘的位置处。

空间感测模块30用以识别主机10的工作环境中与主机10的前进路径对应的当前场景的空间大小，以判断主机10的尺寸大小是否足够在当前场景的空间中沿着前进路径顺畅通行，而不受上方或左右两侧的障碍物阻挡，此障碍物可能是主机10在执行任务时会遭遇到的门缝旁的门板、门框或墙面、桌脚或是椅脚等。其中，当前场景的空间大小可能是在前进路径上不存在障碍物时的空间大小，也可以是在前进路径上存在障碍物时的空间大小。在存在障碍物的场景下，空间感测模块30可以探测阻碍在主机10前进方向的障碍物的尺寸大小，然后通过控制模块测算当前场景的空间扣除障碍物的尺寸后所剩余的空间大小，并且跟主机10的尺寸大小进行比对，以判断主机10是否能顺利通过。

请参阅图4至图5，因此，在本实施例的清洁机器人1执行清洁任务时，除了如前述实施例可以通过第一感测模块210在当前场景中的第一视角感测范围内探测主机10的前进路径是否存在障碍物，以及通过第二感测模块220在当前场景中的第二视角感测范围内探测前进路径是否存在障碍物以及障碍物的三维数据外，其避障方法还包括通过空间感测模块30识别当前场景的空间大小 (S210)，然后通过空间感测模块30识别当前场景是否存在障碍物(S230)，若是，通过控制模块测算空间大小与障碍物之间的空隙大小(S231)；以及通过控制模块比对主机的尺寸和空隙大小(S233)，若主机10的尺寸大于空隙大小，控制模块修改前进路径或停止所述主机移动(S235)。反之，若主机10的尺寸小于空隙大小，主机10延原前进路径执行清洁任务(S232)，使同一路径上的清洁任务不中断。

基于上述，在一种应用场景下，主机10沿前进路径执行清洁任务时，可以先通过空间感测模块30探测当前场景的空间大小以及是否存在障碍物。当遭遇障碍物时，空间感测模块30探测前方障碍物的具体轮廓，然后测算出扣除障碍物大小后的剩余空间大小，以判断主机10是否可以顺利通过。或者是，在障碍感测模块20的第一感测模块210对当前场景进行第一感测范围的探测，并探测到有障碍物后，接着再通过空间感测模块30探测障碍物的尺寸大小，以及后续的测算剩余空间大小的程序。若剩余的空间大小还适合主机10通过时，主机10 持续延前进路径执行清洁任务。例如，清洁机器人1的空间感测模块30或第一感测模块210在主机10的前进路径上探测到矮凳的存在。此时，空间感测模块 30探测矮凳的椅面和椅脚的具体轮廓，从而测算出椅面、椅脚和地面之间所围绕的空间大小，因此可以判断出主机10的尺寸是否小于此空间大小，若是，主机10沿原前进路径通过；若否，修改前进路径，避开障碍物后继续执行清洁任务。

此外，在上述实施例或本申请的一些实施例中，主机10的顶部110还设置有环境感测模块40，其可以是但不限于激光传感器或光达传感器等。并且，环境感测模块40可以是在主机10的顶部110上环绕设置或者是可相对主机10旋转的设置方式，用以360°全角度的识别整个工作环境的空间场景，包括四周边界与各种对象相对于主机10的距离，让控制模块可以依据这些数据建立工作地图以及规划自动巡航路径。因此，在这种实施例中，主机10在通过空间感测模块30探测当前场景前，先通过环境感测模块40环景识别工作环境的空间场景，并且在工作地图建立后获得主机10的当前位置以及默认的清洁路径。接着，通过空间感测模块30识别主机前进方向的当前场景后，再通过空间感测模块30 和避障感测模块20执行如前述实施例中的相应程序。

请参阅图6至图10，相类似的，本申请另一实施例所提供的清洁机器人1 包括主机10；设置于主机面板上的空间感测模块20和避障感测模块30；以及设置于主机10顶部的环境感测模块40。其中，主机10内部设置有控制模块160，其包括处理器和存储器等，用以进行电源控制、电机控制、信号采集、数据运算等一系列的控制程序。因此，各个模块除了分别以硬件的方式设置于主机10 上，还分别电性连接至主机10的控制模块160。至主机10的控制模块160分别电性连接于控制模块160，以通过相互之间的协同作用，完成建立工作地图、规划清洁路径、识别空间大小、识别障碍物、控制主机10行走方向等与主机10 执行自动巡航与避障相对应的应用程序。此外，主机10上还可以选择性的设置前视缓冲模块50、一个或多个测距模块60以及充电定位模块70的其中之一或者上述模块的组合。

其中，前视缓冲模块50可以配置在主机10的面板130下方相邻于第二感测模块220的一侧，并且可以是但不限于和面板130下方的防撞板131整合为一整体。其中，防撞板131包括板体、触发机构以及缓冲机构，板体活动设置在主机10的面板130下方，并且具有朝向主机10的本体靠拢的第一行程和第二行程；触发机构被配置为在板体受外力作用而相对主机的本体产生震动或第一行程的位移时，触发停止运动信号；缓冲机构包含压缩弹簧或弹片等弹性件，被配置为在板体产生第二行程位移的情况下，对板体进行弹力缓冲或弹性回复起始位置。因此防撞板131为面板130底侧在遭遇外力撞击时，可以通过第一行程和第二行程相对主机10的本体溃缩，以及在外力消失时通过缓冲机构作用而主动归位的带有缓冲功能的装置。其中，在板体受外力作用时，触发机构触发停止运动信号，让主机10减速、停止前进，以避免主机10受挤压而损坏。

前视缓冲模块50包括镜片510、缓冲板520以及传感器组530。缓冲板520 设置于防撞板131上，并且介于防撞板131和镜片510之间。传感器组530包括一个或多个传感器，其可以是但不限于红外传感器、激光传感器、超声波传感器和飞行时间传感器其中之一或上述传感器的组合。传感器组530设置在缓冲板520上，其发射器和接收器电性连接于控制模块160。镜片510覆盖于缓冲板520上，用以对传感器组530起到滤光、防尘及保护等作用，并作为传感器组530所发射光线(例如红外光)的传递介质，扩大探测范围。

因此，前视缓冲模块50可以在主机10的前方和下方扩大感测范围，更好的识别障碍物的存在、其类型以及具体轮廓，弥补其他模块中传感器的盲区，例如可以检测较低的障碍物，从而使主机10能避让低矮的物体。此外，主机10 的侧向方向障碍物的感知也可以通过防撞板及侧向传感器进行识别，反馈给控制模块160进行计算避让。

一个或多个测距模块60、61、62分别带有红外测距传感器、超声波传感器或其他适于感测距离的传感器的其中之一或其组合。在本实施例中，可以依据不同的使用需求，选择性的在主机10的不同位置分别设置包括不同传感器的测距模块60、61、62，其中当传感器的位置是设置在主机10的侧面150时，此传感器即作为侧向传感器使用。例如，将具有延边点测距功能的传感器(如红外传感器)的测距模块60，设置于主机10的侧面150上相邻于底部120和面板130 的一侧，用以探测侧面150与工作环境中与主机10的侧面150相对应的一侧之间的距离。这种场景通常发生在主机10沿着前进路径行进至墙面与地面的边界，而必须转向并适当的贴近墙面行走而靠右或靠左偏移，以进行清洁任务时时。此时，主机10可以通过测距模块60有效识别侧面150和墙面之间的贴边距离，能让主机10更有效的贴边(也就是更有效的靠近墙面与地面的边界)，以清理工作环境中容易累积脏污的边界区域。

在上述贴边清理的应用场景中，由于主机10在贴边清理的前进路径上，在某些情形下会遭遇到突出于墙面或从沙发或矮柜等家具伸出的障碍物。因此，还可以选择性的在主机10的侧面150上设置带有超声波传感器的测距模块61，在主机10靠右清理时可以识别出右侧是否有障碍物(尤其是透明障碍物)，让主机10进行避让。在此场景下，清洁机器人1的避让方法包括：通过测距模块60 探测主机10的侧面130与工作环境中与其相对应的一侧之间的距离(S310)，例如探测主机10的侧面130和墙面之间的距离。接着，通过控制模块160根据此距离控制主机10朝向相对应的一侧靠近或远离(S330)，使主机10在侧面方向的清洁范围与此距离相匹配。在某些情形下，主机10的侧面150可能会过于靠近墙面而造成碰撞，或者是离墙面太远而超出边刷121的清洁范围。因此，在测算出主机10的侧面150与墙面之间的距离后，控制主机10偏移以进一步将距离调整至边刷121的清洁范围内。之后，在主机10贴边行走时，通过测距模块 61探测上述距离内是否受障碍物阻挡(S350)，若否，主机10贴边行走以执行清洁任务(S351)。若是，控制模块160修改前进路径(S353)，让主机10进行避让。

另外，在主机10的背板140上可以设置带有红外传感器的测距模块62，用以让主机10在狭小空间内或是结束任务返航时，必须后撤以改变前进路径时，可以测量主机10的后方空间距离，防止主机10在后退过程中碰撞墙面或其他障碍物。并且在返回基站(充电座)时，若主机10的背板140上设置有充电定位模块，可用以通过充电定位模块70探测主机10与相配合的充电座结合时的相对位置，以进行定位充电。其中，充电定位模块可以是设置在背板140上相邻于测距模块62的位置，或者是与测距模块62组合为一整体。

虽然上述实施例的应用场景是以公寓室内的空间场景作为举例说明，但本申请实施例所提供的清洁机器人对于空间更加广阔、环境更加复杂的商用环境，也能更好的执行清洁任务。下面结合商业应用场景，对本申请实施例提供的技术方案进行简单的描述。

本申请实施例所提供的清洁机器人作为商用清洁机器人使用时，可以是应用在展场、商场(例如商超区域、商品楼电梯间)、银行、医院、写字楼、地铁站、酒店等等的开放区域或公共区域的地面执行清洁任务。

比如，一台扫拖一体清洁机器人在商场中工作，对商场地面进行清洁。商场保洁部门的工作人员只要触摸清洁机器人的开机控键，便能启动清洁机器人。启动后，清洁机器人通过环境感测模块对工作环境的空间场景进行360°环景识别，然后通过主机内的控制模块对所识别的数据建立工作地图，并判断数据库中是否有相同的工作地图。若是，控制模块控制主机依据相对应的清洁路径执行清洁任务，若否，控制模块依据环境识别结果规划当前空间场景的清洁路径。接着，控制主机执行自动巡航与避障等相对应的应用程序。此时清洁机器人便能按照清洁路径行进，并在行进过程中对地面进行清扫、拖擦等清洁程序，工作人员无需跟随。

相较于家用清洁机器人，商用清洁机器人的体积会大一些，无形中增加了主机避让障碍物的难度。因此在商用场景下，清洁机器人通过各个模块的协同作用，提供更全面的避障方式。例如，避障感测模块可以消除主机前方的探测盲点，空间感测模块可以识别障碍物的尺寸大小，让使控制模块据此判断主机是否可以在原清洁路径上自由通行。前视缓冲模块可以弥补其他模块中传感器的探测盲区，并且对地面上较低矮的物体等。因此，本申请实施例所提供的清洁机器人在环境复杂的大型空间内，同样可以确实的执行清洁任务，其所带来的使用便利性与清洁效果是非常显着的。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (20)

1.一种清洁机器人，其特征在于，包括：

主机，适于在工作环境的工作面上行走；

空间感测模块，设置于所述主机的面板上，用以识别所述工作环境中与所述主机的前进路径对应的当前场景的空间大小；

避障感测模块，设置于所述面板上，用以探测所述前进路径是否存在障碍物，所述避障感测模块包括第一感测模块和第二感测模块，所述第一感测模块具有所述当前场景的第一视角感测范围，所述第二感测模块具有所述当前场景的第二视角感测范围，其中所述第二视角感测范围包括所述第一视角感测范围和所述工作面之间的视野盲区，并且与所述第一视角感测范围互补；以及

前视缓冲模块，包括防撞板，活动设置在所述面板下方，并且可相对所述主机的本体往复位移，其中所述防撞板包括板体、触发机构以及缓冲机构，所述板体活动设置在所述面板下方，并且具有朝向所述本体靠拢的第一行程和第二行程；所述触发机构被配置为在所述板体受外力作用而产生所述第一行程的位移时，触发停止运动信号；所述缓冲机构被配置为在所述板体产生所述第二行程的位移时，对所述板体进行弹力缓冲。

2.如权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于，所述第一感测模块和所述第二感测模块分别沿所述面板的垂直方向设置在所述面板的上方和下方。

3.如权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于，所述第二感测模块还用以探测所述第二视角感测范围内的障碍物的三维数据。

4.如权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于，所述第一感测模块为距离传感器，所述第二感测模块为结构光模块、双目结构光模块或飞行时间传感器。

5.如权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于，还包括环境感测模块，设置于所述主机的顶部，用以环景识别所述工作环境的空间场景。

6.如权利要求5所述的清洁机器人，其特征在于，所述环境感测模块包括激光传感器，所述空间感测模块包括摄像头。

7.如权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于，所述前视缓冲模块还包括镜片、缓冲板以及传感器组，所述缓冲板设置在所述面板下方，所述传感器组设置在所述缓冲板上，所述镜片覆盖在所述缓冲板远离所述主机的一侧。

8.如权利要求7所述的清洁机器人，其特征在于，所述缓冲板设置在所述防撞板上，所述传感器组介于所述缓冲板和所述镜片之间。

9.如权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于，还包括测距模块，设置于所述主机的侧面，用以探测所述侧面与所述工作环境中与其相对应的一侧之间的距离。

10.如权利要求9所述的清洁机器人，其特征在于，包括多个所述测距模块，其中之一设置于所述侧面上相邻于所述主机的顶部一侧，用以探测所述距离内是否存在所述障碍物。

11.如权利要求10所述的清洁机器人，其特征在于，多个所述测距模块中的另一设置于所述主机上远离所述面板一侧的背板上，用以探测所述工作环境中与所述背板相对应的一侧与所述背板之间的距离。

12.如权利要求11所述的清洁机器人，其特征在于，还包括设置于所述背板上的充电定位模块，用以探测所述主机与相配合的充电座结合时的相对位置。

13.一种清洁机器人，其特征在于，包括：

主机，适于在工作环境的工作面上行走；

避障感测模块，设置于所述主机的面板上，用以探测所述主机的前进路径是否受障碍物阻挡，其中避障感测模块具有所述工作环境中与所述前进路径对应的当前场景的第一视角感测范围和第二视角感测范围，其中所述第二视角感测范围包括所述第一视角感测范围和所述工作面之间的视野盲区，并且与所述第一视角感测范围互补；以及

前视缓冲模块，包括防撞板，活动设置在所述面板下方，并且可相对所述主机的本体往复位移，其中所述防撞板包括板体、触发机构以及缓冲机构，所述板体活动设置在所述面板下方，并且具有朝向所述本体靠拢的第一行程和第二行程；所述触发机构被配置为在所述板体受外力作用而产生所述第一行程的位移时，触发停止运动信号；所述缓冲机构被配置为在所述板体产生所述第二行程的位移时，对所述板体进行缓冲。

14.如权利要求13所述的清洁机器人，其特征在于，所述避障感测模块的第一感测模块和第二感测模块分别沿所述面板的垂直方向设置在所述面板的上方和下方，且所述第二感测模块还用以探测所述第二视角感测范围内的障碍物的三维数据。

15.如权利要求13所述的清洁机器人，其特征在于，还包括空间感测模块和环境感测模块，分别设置于所述面板上，所述空间感测模块用以识别所述当前场景的空间大小，所述环境感测模块用以环景识别所述工作环境的空间场景。

16.如权利要求13所述的清洁机器人，其特征在于，所述前视缓冲模块还包括镜片、缓冲板以及传感器组，所述缓冲板设置在所述面板下方，所述传感器组设置在所述缓冲板上，所述镜片覆盖在所述缓冲板远离所述主机的一侧。

17.如权利要求16所述的清洁机器人，其特征在于，所述缓冲板设置在所述防撞板上，所述传感器组介于所述缓冲板和所述镜片之间。

18.一种清洁机器人的避障方法，其特征在于，包括：

通过第一感测模块在当前场景中的第一视角感测范围内探测主机的前进路径是否存在障碍物，若是，所述主机偏离所述前进路径闪避所述障碍物；以及

通过第二感测模块在所述当前场景中位于所述第一视角感测范围下方的第二视角感测范围内探测所述前进路径是否存在所述障碍物，若是，所述第二感测模块探测所述障碍物的三维数据，并传送至所述主机的控制模块；以及通过控制模块根据所述三维数据建立所述障碍物的三维模型，并判断所述主机是否可以通过所述障碍物，若否，所述主机偏离所述前进路径闪避所述障碍物，其中所述第二视角感测范围包括所述第一视角感测范围与所述主机的工作面之间的视野盲区。

19.如权利要求18所述的避障方法，其特征在于，还包括：

通过空间感测模块识别所述当前场景的空间大小；

通过空间感测模块识别所述当前场景是否存在所述障碍物，若是，通过所述控制模块测算所述空间大小与所述障碍物之间的空隙大小；以及通过所述控制模块比对所述主机的尺寸和所述空隙大小，若所述尺寸大于所述空隙大小，所述控制模块修改所述前进路径或停止所述主机移动。

20.如权利要求19所述的避障方法，其特征在于，还包括：

通过测距模块探测所述主机的侧面与工作环境中与其相对应的一侧之间的距离；

通过所述控制模块根据所述距离控制所述主机朝向所述相对应的一侧靠近或远离，使所述主机在所述侧面的清洁范围与所述距离相匹配；以及

通过测距模块探测所述距离内是否受所述障碍物阻挡，若是，所述控制模块修改所述前进路径。

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