CN114343487B - 自动清洁设备、自动清洁的系统及其充电的方法 - Google Patents

自动清洁设备、自动清洁的系统及其充电的方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了一种自动清洁设备、自动清洁的系统及其充电的方法。自动清洁设备包括接收装置，接收装置包括顶部接收装置和底部接收装置，顶部接收装置用于确定自动清洁设备相对于充电桩的位置信息，底部接收装置用于确定自动清洁设备相对于充电桩的偏离量。充电方法包括：检测接收装置所接收到的充电桩的光信号；响应于接收到的充电桩的光信号，确定自动清洁设备相对于充电桩的位置信息和偏离量；基于位置信息和偏离量引导自动清洁设备移动至充电桩的中心线，直至接收装置接收到的光信号满足预设条件；控制自动清洁设备沿着中心线朝靠近充电桩的方向移动，以使得自动清洁设备与充电桩对接并充电。

Description

自动清洁设备、自动清洁的系统及其充电的方法
本申请是申请日为2017年9月25日、申请号为201710876022.8、名称为“自动清洁设备及其充电的方法”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，更具体地涉及一种自动清洁设备及其充电的方法。
背景技术
自动清洁设备也称为自动清洁机器人等，其能够自动在房间内移动从而完成地板清理工作。并且自动清洁设备可以依靠碰撞传感器、超声传感器、红外传感器等判断所接近的障碍物并进行躲避，从而防止与障碍物之间的碰撞。
当自动清洁设备的电量不足时，需要返回充电桩进行充电。此时，自动清洁设备需要通过随机行走方式寻找充电桩，这导致寻找充电桩的过程耗时长。
发明内容
考虑到上述问题而提出了本发明。本发明提供了一种自动清洁设备及其充电的方法，能够实现与充电桩之间的快速对准，保证上桩的效率。
第一方面，提供了一种自动清洁设备进行充电的方法，所述自动清洁设备包括接收装置，所述接收装置包括顶部接收装置和底部接收装置，所述顶部接收装置用于确定所述自动清洁设备相对于充电桩的位置信息，所述底部接收装置用于确定所述自动清洁设备相对于所述充电桩的偏离量；
所述方法包括：
检测所述接收装置所接收到的充电桩的光信号；
响应于接收到的所述充电桩的光信号，确定所述自动清洁设备相对于所述充电桩的位置信息和偏离量；
基于所述位置信息和所述偏离量引导所述自动清洁设备移动至所述充电桩的中心线，直至所述接收装置接收到的光信号满足预设条件；
控制所述自动清洁设备沿着所述中心线朝靠近所述充电桩的方向移动，以使得所述自动清洁设备与所述充电桩对接并充电。
示例性地，所述底部接收装置还包括第一底部接收装置和第二底部接收装置，所述充电桩包括相对于所述充电桩的中心线对称设置的第一发射装置和第二发射装置，且所述第一发射装置的第一中心线与所述充电桩的中心线平行，所述第二发射装置的第二中心线与所述充电桩的中心线平行。
示例性地，当所述第一底部接收装置检测到所述第一发射装置的光信号，且所述第二底部接收装置检测到所述第二发射装置的光信号即为满足所述预设条件。
示例性地，所述充电桩还包括相对于所述充电桩的中心线对称设置的第三发射装置和第四发射装置，
所述响应于接收到的所述充电桩的光信号，确定所述自动清洁设备相对于所述充电桩的位置信息和偏离量，包括：
在所述第一底部接收装置检测到所述第二发射装置的光信号且所述第二底部接收装置检测到所述第四发射装置的光信号的情况下，或者，在所述第一底部接收装置检测到所述第四发射装置的光信号的情况下，确定所述偏离量为第一偏离量。
示例性地，所述基于所述位置信息和所述偏离量引导所述自动清洁设备移动至所述充电桩的中心线，直至所述接收装置接收到的光信号满足预设条件，包括：
基于所述第一偏离量确定第一旋转角度，引导所述自动清洁设备逆时针旋转所述第一旋转角度，并朝所述充电桩的中心线方向前进直至所述接收装置检测到切场光信号，则控制所述自动清洁设备顺时针旋转直至满足所述预设条件，其中，所述接收装置检测到切场光信号是指所述接收装置检测到的光信号从所述第二发射装置的光信号切换为所述第一发射装置的光信号。
示例性地，所述方法还包括：
当所述接收装置检测到所述切场光信号后，控制所述自动清洁设备继续前进预设距离，再控制所述自动清洁设备顺时针旋转直至满足所述预设条件。
示例性地，所述充电桩还包括相对于所述充电桩的中心线对称设置的第三发射装置和第四发射装置，
所述根据所述光信号确定所述自动清洁设备相对于所述充电桩的位置信息和偏离量，包括：
在所述第一底部接收装置检测到所述第三发射装置的光信号且所述第二底部接收装置检测到所述第一发射装置的光信号的情况下，或者，在所述第二底部接收装置检测到所述第三发射装置的光信号的情况下，确定所述偏离量为第二偏离量。
示例性地，所述基于所述位置信息和所述偏离量引导所述自动清洁设备移动至所述充电桩的中心线，直至所述接收装置接收到的光信号满足预设条件，包括：
基于所述第二偏离量确定第二旋转角度，引导所述自动清洁设备顺时针旋转所述第二旋转角度，并朝所述充电桩的中心线方向前进直至所述顶部接收装置检测到切场光信号，则控制所述自动清洁设备逆时针旋转直至满足所述预设条件，其中，所述顶部接收装置检测到切场光信号是指所述接收装置检测到的光信号从所述第一发射装置的光信号切换为所述第二发射装置的光信号。
示例性地，所述方法还包括：
当所述接收装置检测到所述切场光信号后，控制所述自动清洁设备继续前进预设距离，再控制所述自动清洁设备逆时针旋转直至满足所述预设条件。
示例性地，所述根据所述光信号确定所述自动清洁设备相对于所述充电桩的位置信息和偏离量，包括：
在确定所述位置信息为远场时，控制所述自动清洁设备朝向所述第一底部接收装置和/或所述第二底部接收装置检测到的光信号的方向移动，直到所述接收装置检测到所述充电桩的光信号。
示例性地，所述根据所述光信号确定所述自动清洁设备相对于所述充电桩的位置信息和偏离量，包括：
当所述第一底部接收装置和所述第二底部接收装置无法检测到所述充电桩的光信号时，控制所述自动清洁设备进行随机移动，直到所述接收装置检测到所述第一发射装置或所述第二发射装置的光信号；
确定所述偏离量。
示例性地，所述预设条件为：所述顶部接收装置检测到切场光信号，所述基于所述位置信息和所述偏离量引导控制所述自动清洁设备移动至所述充电桩的中心线，直至所述接收装置接收到的光信号满足预设条件，包括：
根据所述偏离量设定预定路线，并引导所述自动清洁设备沿着所述预定路线进行移动直至满足所述预设条件，
其中，所述接收装置检测到切场光信号是指所述接收装置检测到的光信号从所述第一发射装置的光信号切换为所述第二发射装置的光信号，或者，所述接收装置检测到的光信号从所述第二发射装置的光信号切换为所述第一发射装置的光信号。
示例性地，所述预定路线为沿着预先设定的形状的边行进的路线。
示例性地，所述检测所述接收装置所接收到的充电桩的光信号，包括：
在所述接收装置无法检测到所述充电桩的光信号的情况下，控制所述自清洁设备进行随机移动，直到所述接收装置检测到所述充电桩的光信号。
第二方面，提供了一种自动清洁设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上且在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现第一方面及各个示例所述方法的步骤。
第三方面，提供了一种自动清洁的系统，其包括：
充电桩；以及
第二方面所述的自动清洁设备。
本发明实施例中，自动清洁设备根据检测到的充电桩的光信号，控制该自动清洁设备移动至充电桩的中心线附近，再完成与充电桩的对准以进行充电，能够保证该过程的准确度，且能够实现快速上桩。
附图说明
以下将结合附图对本发明实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来对本发明实施例进行进一步的解释，该附图构成说明书的一部分，且与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中，相同的附图标记通常代表相同或相似的部件或步骤。
图1是本发明实施例的充电桩的一个侧面剖视图；
图2是图1中所示的充电桩的发光窗口的一个侧视图；
图3是图1中所示的充电桩的发光窗口的一个俯视图；
图4是包括四个发射装置的光信号形成的辐射区域的示意图；
图5是本发明实施例中的自动清洁设备的一个侧面剖视图；
图6是图5中所示的自动清洁设备的一个俯视图；
图7是图5中所示的区域D的局部放大图；
图8是本发明实施例的自动清洁设备与充电桩进行对接并充电的方法的一个示意性流程图；
图9是本发明实施例的自动清洁设备与充电桩进行对接并充电的方法的另一个示意性流程图；
图10是本发明实施例的自动清洁设备与充电桩进行对接并充电的方法的再一个示意性流程图；
图11是自动清洁设备与充电桩进行对接的方法中进行移动的一个示意图；
图12是本发明实施例的自动清洁设备的一个示意性框图；
图13是本发明实施例的自动清洁的系统的一个示意性框图。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明中描述的本发明实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。
图1所示为本发明实施例中的充电桩的一个侧面剖视图。图1所示的充电桩10包括发光窗口110和充电头120。当自动清洁设备在充电头120处与该充电桩10进行对接时，该充电桩10能够为自动清洁设备进行充电。其中，发光窗口110可以为红外发光窗口。
示例性地，发光窗口110中可以包括多个发射装置，例如可以为发光二极管(LightEmitting Diode，LED)灯，以发射光信号。其中，多个发射装置可以是位于同一水平线上，且可以相对于充电桩10的中心线对称设置。应注意，本发明实施例对多个发射装置的数量不做限定，该数量可以为大于或等于2的任意数，例如可以为2个至7个中的任一值。本发明后续实施例以4个发射装置为例进行阐述，本领域技术人员可以在此基础上得到其他数量的发射装置的情形，这里不再一一罗列。
如图2和图3分别所示为包括4个发射装置的发光窗口110的侧视图和俯视图。其中，该充电桩10的中心线表示为AA，该中心线AA也称为对称轴。图2和图3中的包括4个发射装置：第一发射装置111、第二发射装置112、第三发射装置113和第四发射装置114，请结合参阅图4，第一发射装置111、第二发射装置112、第三发射装置113和第四发射装置114可以分别表示为L2s、R2s、L1s和R1s，且L1s与R1s，L2s与R2s相对于AA对称设置。示例性地，L2s的中心线、R2s的中心线均与AA平行，L1s的中心线与AA之间具有第一夹角，R1s的中心线与AA之间具有第二夹角。充电桩10中还可以设置有遮光板118，该遮光板118设置在第一发射装置111和第二发射装置112之间。
其中，第一发射装置111(即L2s)发射的光信号具有第一中心线，且该第一中心线与对称轴AA平行，第二发射装置112(即R2s)发射的光信号具有第二中心线，且该第二中心线与对称轴AA平行。第三发射装置113(即L1s)发射的光信号具有第三中心线，且该第三中心线与对称轴AA之间具有第一夹角，第四发射装置114(即R1s)发射的光信号具有第四中心线，且该第四中心线与对称轴AA之间具有第二夹角。示例性地，第一夹角和第二夹角可以为小于90°的任一值，例如，第一夹角可以等于45°或30°，第二夹角可以等于45°或60°，其中，第一夹角和第二夹角可以相等或不相等，本发明对此不限定。示例性地，第三发射装置发射的光信号与第四发射装置发射的光信号无交叠，即没有重叠区域。应注意，为了描述的方便，本发明后续的实施例中假设第一夹角等于第二夹角，且第三中心线与第四中心线之间的夹角等于第一夹角乘以2。
本发明实施例中，发射装置可以为红外光源，相应地，发射装置所发射的光信号可以为红外光。其中，由于第一发射装置111与第二发射装置112发射的光信号相互平行，本发明实施例中通过设置遮光板118，能够防止第一发射装置111(即L2s)发射的光信号与第二发射装置112(即R2s)发射的光信号两者之间的相互干扰。
充电桩10的多个发射装置所发射的光信号能够形成一个辐射区域，如图4所示，该辐射区域表示为W区域。其中，可以根据对应的自动清洁设备的使用场景来设定发射装置以保证W区域的大小。例如，对于一般家用的自动清洁设备，该充电桩10的发射装置所发射的光信号的最远距离可以为6米(m)。这样能够保证发射装置的效用，且避免浪费。
另外，由于第一夹角和第二夹角小于90°，因此，该辐射区域(即W区域)的范围是有限的，会存在光信号无法到达的无效区域，如图4所示的V区域。基于图1所示的充电桩10的示意图，根据充电头120的位置可知，一般地V区域靠近墙壁且位于V区域的自动清洁设备是无法找到充电头120的，因此本发明实施例通过第一夹角和第二夹角的设置，保证位于W区域的自动清洁设备的寻桩操作，避免位于V区域的自动清洁设备的无效操作。即当自动清洁设备进入V区域后，其接收装置无法收到充电桩10发射的光信号，此时，自动清洁设备依靠其自身的传感器，例如缓冲器、距离传感器等感知墙壁位置，并朝远离墙壁的方向以类似弧形的行走路径行进至辐射区域W区。
多个发射装置(111-114)可以交替发射近场光信号和远场光信号，其交替发射周期较小，可以是以自动清洁设备无感知的周期交替发射。示例性地，近场光信号的辐射区域可以为第一辐射区域，远场光信号的辐射区域可以为第二辐射区域。举例来说，假设近场光信号的最远距离为3m，则第一辐射区域可以为3m内范围。假设远场光信号的最远距离为6m，则第二辐射区域可以为3m-6m范围。参照图4，多个发射装置发射的光信号产生的辐射区域W可以包括第一辐射区域和第二辐射区域。
示例性地，在第一辐射区域内(如在3m内范围)，多个发射装置发射的光信号可以形成多个象限(或者称为子区域)。例如，由第一发射装置111、第二发射装置112、第三发射装置113和第四发射装置114所发射的光信号可以形成1、2、4、8四个象限。
图5所示为本发明实施例中的自动清洁设备的一个侧面剖视图，图6是该自动清洁设备的俯视图。自动清洁设备20包括接收装置。该接收装置可以包括顶部接收装置210、第一底部接收装置220和第二底部接收装置230。示例性地，可以将顶部接收装置210称为顶灯，将第一底部接收装置220和第二底部接收装置230称为底灯。
图7为图5中的区域D的局部放大图，第一底部接收装置220和第二底部接收装置230可以相对于该自动清洁设备20的中心线对称设置。其中，顶部接收装置210可以为全角度接收器，表示为M；第一底部接收装置220和第二底部接收装置230可以为精确对准光接收器，分别表示为Lr和Rr。
示例性地，该自动清洁设备20还可以包括距离传感器，例如可以是超声传感器或红外传感器，用于探测与周围物体之间的距离，防止自动清洁设备与其他物体之间的碰撞。
本发明实施例提出了一种自动清洁设备自动地与充电桩进行对接并充电的方法，如图8所示，该方法包括：
S101，检测所述接收装置所接收到的充电桩的光信号。
S102，基于所述光信号控制所述自动清洁设备移动至所述充电桩的中心线，直至所述接收装置接收到的光信号满足预设条件；
S103，控制所述自动清洁设备沿着所述中心线朝靠近所述充电桩的方向移动，以使得所述自动清洁设备与所述充电桩对接并充电。
示例性地，在S101之前，可以包括：可以控制自动清洁设备进行随机移动，直到自动清洁设备的接收装置检测到光信号。
示例性地，在S101之前，可以包括：确定自动清洁设备需要充电，且该自动清洁设备所处的位置能够检测到光信号。如图9所示，自动清洁设备在地板清洁过程中，可以判断其是否需要充电。作为一种实现方式，可以周期性地或定时地检测剩余电量，如果剩余电量等于或低于预设电量阈值(例如10％或15％)，则确定自动清洁设备需要充电；如果剩余电量高于预设电量阈值，则确定自动清洁设备无需充电，其继续执行清扫任务。如果确定该自动清洁设备需要充电，进一步可以判断顶部接收装置210(即M)能否检测到光信号。如果顶部接收装置210能够检测到光信号，则执行S102和S103(后续描述)；如果顶部接收装置210无法检测到光信号，则控制该自动清洁设备移动至第一辐射区域。
顶部接收装置210(即M)为全角度接收器，只有自动清洁设备位于第一辐射区域时，M才能接收到发射装置发射的光信号，也就是说，M为近场接收装置，在自动清洁设备位于第一辐射区域之外(如第二辐射区域，V区域等)时，M无法接收到发射装置发射的光信号。
作为一例，在M无法接收到发射装置发射的光信号的情况下，若第一底部接收装置220和第二底部接收装置230也均无法接收到发射装置发射的光信号，则可以通过随机行走的方式移动该自动清洁设备，直到顶部接收装置210、第一底部接收装置220和第二底部接收装置230中的至少一个检测到光信号。可理解，若顶部接收装置210、第一底部接收装置220和第二底部接收装置230都无法检测到光信号，说明该自动清洁设备位于辐射区域之外，例如位于V区域。
作为另一例，在M无法接收到发射装置发射的光信号的情况下，若第一底部接收装置220和/或第二底部接收装置230能够检测到发射装置发射的光信号，则可以控制自动清洁设备朝向第一底部接收装置220和/或第二底部接收装置230检测到的光信号增强的方向移动(即朝向第一辐射区域移动)，直到顶部接收装置210检测到光信号。可理解，第一底部接收装置220和/或第二底部接收装置230检测到的光信号增强的方向即为靠近充电桩的方向。
其中，如果顶部接收装置210检测到光信号，则说明自动清洁设备位于第一辐射区域内。此时，若第一底部接收装置220和/或第二底部接收装置230检测到光信号，则可以基于所检测到的光信号与充电桩进行对接并充电。此时，若第一底部接收装置220和第二底部接收装置230均无法检测到光信号，说明自动清洁设备的机头方向为背离充电桩的方向，可以将自动清洁设备旋转一定角度(例如180°)，直到第一底部接收装置220和第二底部接收装置230中的至少一个检测到光信号。
示例性地，在S101前，自动清洁设备在清扫过程中通过各种传感器创建地图以规划清扫路线，当其在清扫过程中会创建地图，并在地图中标记充电桩的位置，以便在该自动清洁设备需要充电时，协助其快速确定充电桩的位置，缩短寻找充电桩位置的时间，以便协助快速充电。
示例性地，如图10所示，S102可以包括S1021和S1022。
S1021，根据所述光信号确定所述自动清洁设备相对于所述充电桩的位置信息和偏离量。
S1022，基于所述位置信息和所述偏离量引导所述自动清洁设备移动至所述充电桩的中心线，直至所述接收装置接收到的光信号满足预设条件。
具体地，可以根据顶部接收装置210、第一底部接收装置220和/或第二底部接收装置230检测到的光信号，确定自动清洁设备的当前位置；进一步地可以基于该当前位置进行移动，以使得接收到的光信号满足预设条件。其中，当前位置可以包括与充电桩的相对位置(即位置信息)，以及与充电桩相偏离的位置(即偏离量)。例如，可以确定位于第一辐射区域，还可以确定位于1、2、4和8象限中的哪一个。
示例性地，在S1021中，响应于顶部接收装置M检测到充电桩的光信号，确定该位置信息为近场；响应于顶部接收装置M无法检测到充电桩的光信号，确定该位置信息为远场，控制该自动清洁设备移动直到顶部接收装置M检测到光信号以确定位置信息为近场。
可理解，位置信息可以表示自动清洁设备与充电桩的中心之间的距离，若所确定的距离小于或等于预设定值(如3m)，则确定位置信息为近场，即图4所示的第一辐射区域；若所确定的距离大于预设定值，则确定位置信息为远场，即图4所示的第二辐射区域。
具体地，响应于所述顶部接收装置无法检测到所述充电桩的光信号，确定所述位置信息为远场，控制所述自动清洁设备朝向所述第一底部接收装置和/或所述第二底部接收装置检测到的光信号的方向移动，直到所述顶部接收装置检测到所述充电桩的光信号。
示例性地，在S1021中，如果第一底部接收装置和/或第二底部接收装置能够检测到光信号，则根据第一底部接收装置和/或第二底部接收装置所检测到的光信号来确定偏离量。如果第一底部接收装置和第二底部接收装置均无法检测到光信号，则根据顶部接收装置所检测到的光信号来确定偏离量。
可理解，偏离量可以表示为自动清洁设备与充电桩的中心线AA之间的距离以及该自动清洁设备的机头方向与中心线AA之间的夹角，例如可以确定其位于如图4所示的1、2、4、8象限中的一个以及确定自动清洁设备的机头方向。
下面将针对不同的情形分别进行讨论：
示例性地，所述预设条件为：所述第一底部接收装置检测到所述第一发射装置的光信号，且所述第二底部接收装置检测到所述第二发射装置。此时，S103中自动清洁设备与充电桩对接并充电的过程可以如下述的情形一所示：
情形一：在满足预设条件时(即在所述第一底部接收装置220检测到所述第一发射装置111的光信号，且所述第二底部接收装置230检测到所述第二发射装置112的光信号的情况下)，控制所述自动清洁设备20沿着所述对称轴AA进行移动，以使得所述自动清洁设备20与所述充电桩10对接并充电。
需要说明的是，由于L1s和R1s具有第一夹角(例如45°)，因此L1s和R1s所发射的光信号会发生反射折射等现象，从而使得L1s和R1s的信号强度弱于L2s和R2s的信号强度。也就是说，L2s和R2s的光信号的优先级高于L1s和R1s的光信号的优先级。
其中，Lr检测到L2s的光信号，包括：Lr只检测到L2s的光信号；或者，Lr检测到多个发射装置的光信号，但是其中检测到的L2s的光信号最强。例如，Lr同时检测到L1s和L2s的光信号，但是由于L2s的光信号的优先级高于L1s的光信号的优先级，因此，可以确定Lr检测到L2s的光信号。类似地，Rr检测到R2s的光信号，包括：Rr只检测到R2s的光信号；或者，Rr检测到多个发射装置的光信号，但是其中检测到的R2s的光信号最强。例如，Rr同时检测到R1s和R2s的光信号，但是由于R2s的光信号的优先级高于R1s的光信号的优先级，因此，可以确定Rr检测到R2s的光信号。
参照图4，若Lr检测到L2s的光信号且Rr检测到R2s的光信号，此时，自动清洁设备的Lr与充电桩的L2s基本对准，自动清洁设备的Rr与充电桩的R2s基本对准，也就是说，自动清洁设备基本位于1与2象限形成的辐射区域内，且自动清洁设备的机头朝向充电桩，机体中心基本位于AA中心线上。此时控制自动清洁设备继续前进，直到与充电桩的充电头进行对接，随后便可以对该自动清洁设备进行充电。
示例性地，S102还可以包括以下的情形：
情形二：S1021包括：响应于所述顶部接收装置检测到所述充电桩的光信号，确定所述位置信息为近场；在所述第一底部接收装置220检测到所述第二发射装置112的光信号，且所述第二底部接收装置230检测到所述第四发射装置114的光信号的情况下，或者，在所述第一底部接收装置220检测到所述第四发射装置114的光信号的情况下，确定所述偏离量为第一偏离量。S1022包括：在所述位置信息为近场时，基于所述第一偏离量确定第一旋转角度，引导所述自动清洁设备20逆时针旋转第一旋转角度，控制所述自动清洁设备20前进直至顶部接收装置210检测到切场光信号，并控制自动清洁设备20顺时针旋转直至满足所述预设条件。其中，顶部接收装置210检测到切场光信号可以是指：顶部接收装置210检测到的光信号从所述第二发射装置112的光信号切换为所述第一发射装置111的光信号。
参照图4，若Lr检测到R2s的光信号且Rr检测到R1s的光信号，此时，自动清洁设备的机身位于2、8象限内，自动清洁设备的机头方向朝向充电桩且与AA具有一定的角度(如图4所示的X1方向)。则可以控制自动清洁设备逆时针旋转第一预设角度，从而使得自动清洁设备的机头方向基本朝向AA，即自动清洁设备的前进方向是朝向AA的。其中，第一预设角度可以是20°至90°之间的任一值，该值可以根据实际需要经试验测试进行调整，例如，第一预设角度等于45°。随后控制自动清洁设备前进，直到顶部接收装置210检测到切场光信号，即直到顶部接收装置M检测到的信号由R2s的光信号切换为L2s的光信号，此时说明自动清洁设备已经位于AA附近，控制自动清洁设备顺时针旋转第二预设角度，以使得自动清洁设备的机头朝向充电桩。其中，第二预设角度可以是60°至120°之间的任一值，该值可以根据实际需要经试验测试进行调整，例如，第二预设角度等于90°。随后通过微调整角度与位置以达到预设条件，即Lr检测到L2s的光信号且Rr检测到R2s的光信号。在此之后，便可以根据上述的情形一实现与充电桩的对接并充电。
参照图4，若Lr检测到R1s的光信号且Rr无法检测到光信号，此时，自动清洁设备的机身位于2、8象限内，自动清洁设备的机头方向为背离充电桩的方向且与AA具有一定的角度(如图4所示的X2方向)。则可以控制自动清洁设备逆时针旋转第一预设角度，从而使得自动清洁设备的机头方向基本朝向AA，即自动清洁设备的前进方向是朝向AA的。其中，第一预设角度可以是90°至180°之间的任一值，该值可以根据实际需要经试验测试进行调整，例如，第一预设角度等于135°。随后控制自动清洁设备前进，直到顶部接收装置210检测到切场光信号，即直到顶部接收装置M检测到的信号由R2s的光信号切换为L2s的光信号，此时说明自动清洁设备已经位于AA附近，控制自动清洁设备顺时针旋转第二预设角度，以使得自动清洁设备的机头朝向充电桩。其中，第二预设角度可以是60°至120°之间的任一值，该值可以根据实际需要经试验测试进行调整，例如，第二预设角度等于90°。随后通过微调整角度与位置以达到预设条件，即Lr检测到L2s的光信号且Rr检测到R2s的光信号。在此之后，便可以根据上述的情形一实现与充电桩的对接并充电。
作为一种实现方式，在情形二中，在顶部接收装置210检测到切场光信号后，控制所述自动清洁设备继续前进预设距离，再控制所述自动清洁设备顺时针旋转直至满足预设条件，其中，所述预设距离是根据所述自动清洁设备的尺寸所设定的。
由于自动清洁设备的机身尺寸，而且M设置在机身边缘(如图6所示)，自动清洁设备一般是绕其中心旋转的，因此可以在顶部接收装置210检测到切场光信号后，再前进预设距离，然后再进行顺时针旋转。这样能够保证逆时针旋转之后M位于AA沿线上。其中，预设距离可以等于自动清洁设备的中心点与M之间的距离，例如可以为10cm。
情形三：S1021包括：响应于所述顶部接收装置检测到所述充电桩的光信号，确定所述位置信息为近场；在所述第一底部接收装置220检测到所述第三发射装置113的光信号，且所述第二底部接收装置230检测到所述第一发射装置111的光信号的情况下，或者，在所述第二底部接收装置230检测到所述第三发射装置113的光信号的情况下，确定所述偏离量为第二偏离量。S1022包括：在所述位置信息为近场时，基于所述第二偏离量确定第二旋转角度，引导所述自动清洁设备20顺时针旋转第二旋转角度，控制所述自动清洁设备20前进直至顶部接收装置210检测到切场光信号，并控制自动清洁设备20逆时针旋转直至满足所述预设条件。其中，顶部接收装置210检测到切场光信号可以是指：顶部接收装置210检测到的光信号从所述第一发射装置111的光信号切换为所述第二发射装置112的光信号。
参照图4，若Lr检测到L1s的光信号且Rr检测到L2s的光信号，此时，自动清洁设备的机身位于4、1象限内，自动清洁设备的机头方向朝向充电桩且与AA具有一定的角度(如图4所示的X3方向)。则可以控制自动清洁设备顺时针旋转第一预设角度，从而使得自动清洁设备的机头方向基本朝向AA，即自动清洁设备的前进方向是朝向AA的。其中，第一预设角度可以是20°至90°之间的任一值，该值可以根据实际需要经试验测试进行调整，例如，第一预设角度等于45°。随后控制自动清洁设备前进，直到顶部接收装置210检测到切场光信号，即直到顶部接收装置M检测到的信号由L2s的光信号切换为R2s的光信号，此时说明自动清洁设备已经位于AA附近，控制自动清洁设备逆时针旋转第二预设角度，以使得自动清洁设备的机头朝向充电桩。其中，第二预设角度可以是60°至120°之间的任一值，该值可以根据实际需要经试验测试进行调整，例如，第二预设角度等于90°。随后通过微调整角度与位置以达到预设条件，即Lr检测到L2s的光信号且Rr检测到R2s的光信号。在此之后，便可以根据上述的情形一实现与充电桩的对接并充电。
参照图4，若Lr无法检测到光信号且Rr检测到L1s的光信号，此时，自动清洁设备的机身位于4、1象限内，自动清洁设备的机头方向为背离充电桩的方向且与AA具有一定的角度(如图4所示的X4方向)。则可以控制自动清洁设备顺时针旋转第一预设角度，从而使得自动清洁设备的机头方向基本朝向AA，即自动清洁设备的前进方向是朝向AA的。其中，第一预设角度可以是90°至180°之间的任一值，该值可以根据实际需要经试验测试进行调整，例如，第一预设角度等于135°。随后控制自动清洁设备前进，直到顶部接收装置210检测到切场光信号，即直到顶部接收装置M检测到的信号由L2s的光信号切换为R2s的光信号，此时说明自动清洁设备已经位于AA附近，控制自动清洁设备逆时针旋转第二预设角度，以使得自动清洁设备的机头朝向充电桩。其中，第二预设角度可以是60°至120°之间的任一值，该值可以根据实际需要经试验测试进行调整，例如，第二预设角度等于90°。随后通过微调整角度与位置以达到预设条件，即Lr检测到L2s的光信号且Rr检测到R2s的光信号。在此之后，便可以根据上述的情形一实现与充电桩的对接并充电。
作为一种实现方式，在情形三中，在顶部接收装置210检测到切场光信号后，控制所述自动清洁设备继续前进预设距离，再控制所述自动清洁设备逆时针旋转直至满足预设条件，其中，所述预设距离是根据所述自动清洁设备的尺寸所设定的。
由于自动清洁设备的机身尺寸，而且M设置在机身边缘(如图6所示)，自动清洁设备一般是绕其中心旋转的，因此可以在顶部接收装置210检测到切场光信号后，再前进预设距离，然后再进行逆时针旋转。这样能够保证逆时针旋转之后M位于AA沿线上。其中，预设距离可以等于自动清洁设备的中心点与M之间的距离，例如可以为10cm。
基于上述的描述可知，本发明实施例中，可以根据自动清洁设备所检测到的光信号，控制自动清洁设备进行移动(前进和/或旋转)，以使得自动清洁设备检测到的光信号满足上述的情形一(即预设条件)，随后便可以实现与充电桩之间的对接，并对自动清洁设备进行充电。本发明实施例中，自动清洁设备通过顶部接收装置与两个底部接收装置检测的光信号实现与充电桩的对接，能够保证该过程的准确度，且能够实现快速上桩。
示例性地，若自动清洁设备仅具有顶部接收装置210(即不包括第一底部接收装置220和第二底部接收装置230)，或者，虽然自动清洁设备包括顶部接收装置210、第一底部接收装置220和第二底部接收装置230，但是第一底部接收装置220和第二底部接收装置230均失效，无法检测到光信号。例如，由于第一底部接收装置220和第二底部接收装置230位于自动清洁设备的底部，它们容易由于清扫过程中的灰尘进入而被脏污遮盖，而造成失效。此时，可以基于顶部接收装置210检测到的光信号实现与充电桩之间的对接。在此种情形下，预设条件可以为：所述顶部接收装置检测到切场光信号。其中，顶部接收装置检测到切场光信号是指：所述顶部接收装置210检测到的光信号从所述第一发射装置111的光信号切换为所述第二发射装置112的光信号，或者所述顶部接收装置210检测到的光信号从所述第二发射装置112的光信号切换为所述第一发射装置111的光信号。
相应地，S102可以包括：控制所述自动清洁设备20进行随机移动，直到所述顶部接收装置210检测到所述第一发射装置111或所述第二发射装置112的光信号；控制所述自动清洁设备20沿着预定路线进行移动直到满足所述预设条件。
具体地，S1021包括：当所述第一底部接收装置和所述第二底部接收装置无法检测到所述充电桩的光信号时，控制所述自动清洁设备进行随机移动，直到所述顶部接收装置检测到所述第一发射装置或所述第二发射装置的光信号；响应于所述顶部接收装置检测到所述充电桩的光信号，确定所述位置信息为近场并确定所述偏离量。S1022包括：在所述位置信息为近场时，根据所述偏离量设定预定路线，并引导所述自动清洁设备沿着所述预定路线进行移动直至满足所述预设条件。
如果顶部接收装置210无法检测到光信号，可以采用如图9所示的方法，将该自动清洁设备20移动至第一辐射区域中，即顶部接收装置210能够检测到光信号。若顶部接收装置210检测到L1s或R1s的光信号，说明自动清洁设备20位于4象限或8象限，此时可以控制自动清洁设备20移动至1象限或2象限，即M检测到L2s或R2s的光信号。
作为一种实现方式，预定路线可以为：沿着预先设定的形状的边行进的路线。例如，可以为沿着预先设定的形状的边顺时针或逆时针行进的路线，其中预先设定的形状可以为多边形(如矩形、菱形)、圆形、椭圆形等，本发明对此不限定。
示例性地，控制所述自动清洁设备20沿着预定路线进行移动直到满足所述预设条件可以包括：在自动清洁设备20的当前位置周围确定预先设定的形状，将自动清洁设备20移动至该形状的边上的任意一点作为起点，随后控制自动清洁设备20沿着该形状的边顺时针或逆时针行进，直至满足预设条件(即M检测到切场光信号)。
下面举例说明，假设预定路线为沿着预先设定的矩形区域的边顺时针行进的路线。当自动清洁设备20位于第1象限或第2象限内后，假设将该自动清洁设备20的当前位置作为定点O，那么可以在该定点O附近设定矩形区域。参照图11，可以在定点O周围选定四个点F1、F2、F3和F4，并且这四个点与定点O之间的距离为预设距离范围(例如40cm-50cm)中的任一值；或者，可以以该定点O为中心确定一个正方形，该正方形的边长为预设值(例如40cm或50cm)。随后，自动清洁设备可以移动至四个点F1、F2、F3和F4中的任意一点，并沿着这四个点所形成的矩形区域的边的顺时针方向进行移动。
作为一例，若移动的起点为F4或F1，则自动清洁设备进行移动直到顶部接收装置M检测到的光信号由L2s的光信号切换为R2s的光信号。若移动的起点为F3或F2，则自动清洁设备进行移动直到顶部接收装置M检测到的光信号由R2s的光信号切换为L2s的光信号。可理解，若自动清洁设备在沿着预定路线移动一周(例如从F1→F2→F3→F4→F1)后，均没有检测到光信号切换，则重新确定该预定路线。例如，可以重新确定四个点F1、F2、F3和F4，并且这四个点与定点O之间的距离是大于之前的预设距离范围中的任一值，例如可以比之前的预设距离范围大20cm，即60cm-70cm。或者，可以重新确定具有四个顶点的正方形，且该正方形的边长大于之前的预设值，例如比之前的预设值大20cm，即60cm或70cm。
在M检测到的光信号由L2s的光信号切换为R2s的光信号，或者M检测到的光信号由R2s的光信号切换为L2s的光信号时，说明自动清洁设备位于对称轴AA附近。进一步地可以控制该自动清洁设备沿着对称轴的方向(如图11中的F5方向)移动，并实现与充电桩的对接。示例性地，自动清洁设备沿着所述对称轴进行移动的方向为：顶部接收装置210接收到的光信号增强的方向，即朝向充电桩的方向。
其中，可以在M检测到的光信号由L2s的光信号切换为R2s的光信号后，继续前进预设距离(例如10cm，其与机身尺寸有关)，再控制自动清洁设备逆时针旋转(例如90°)直至机头朝向F5方向。可以M检测到的光信号由R2s的光信号切换为L2s的光信号后，继续前进预设距离(例如10cm，其与机身尺寸有关)，再控制自动清洁设备顺时针旋转(例如90°)直至机头朝向F5方向。
可理解，自动清洁设备沿着F5方向前进的过程中，M检测到的光信号的强度逐渐增强，即自动清洁设备离充电桩越来越近，则可以在到达充电头之后与其对接，并对自动清洁设备进行充电。然而，如果自动清洁设备发生计算错误或控制指令错误等情况时，自动清洁设备可能沿着与F5相反的F6方向前进。示例性地，在自动清洁设备沿着对称轴移动的过程中，可以确定M检测到的光信号的数量和/或强度，若M检测到的光信号强度减弱，或者，若M检测到的(单位时间内的)光信号的数量减少，或者，若在移动一段距离后M无法检测到光信号，则可以确定自动清洁设备距离充电桩越来越远，可以控制自动清洁设备旋转180°之后再沿着F5方向前进。其中，可以检测M在1s内接收到的光信号的数量以确定M检测到的(单位时间内的)光信号的数量是否减少。其中，由于顶部接收装置M检测光信号的距离限制，以及L2s与R2s发射的光信号的第1象限和第2象限中间会形成一定区域的盲区，因此当自动清洁设备沿着F6前进时，其将进入到该盲区，从而使得M无法检测到光信号。
由此可见，在第一底部接收装置和第二底部接收装置失效的情况下，也可以依据顶部接收装置检测到的光信号，实现自动清洁设备与充电桩之间的对接，从而保证了上桩充电过程的完整性，提高了用户体验。
图12是本发明实施例的自动清洁设备的一个示意性框图。图12所示的自动清洁设备20可以包括检测模块201和控制模块202。
检测模块201可以用于检测所接收到的充电桩的光信号；
控制模块202可以用于基于检测模块201检测到的所述光信号控制所述自动清洁设备移动至所述充电桩的中心线，直至所述接收装置接收到的光信号满足预设条件；并控制所述自动清洁设备沿着所述中心线朝靠近所述充电桩的方向移动，以使得所述自动清洁设备与所述充电桩对接并充电。
具体地，控制模块202可以用于：根据检测模块201检测到的所述光信号确定所述自动清洁设备相对于所述充电桩的位置信息和偏离量；基于所述位置信息和所述偏离量引导所述自动清洁设备移动至所述充电桩的中心线，直至所述接收装置接收到的光信号满足预设条件；并控制所述自动清洁设备沿着所述中心线朝靠近所述充电桩的方向移动，以使得所述自动清洁设备与所述充电桩对接并充电。
图12所示的自动清洁设备20能够实现前述图8至图10所示的方法，为避免重复，这里不再赘述。
另外，本发明实施例还提供了另一种自动清洁设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上且在所述处理器上运行的计算机程序，处理器执行所述程序时实现前述图8至图10中由自动清洁设备执行的方法的步骤。
另外，本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序。当所述计算机程序由处理器执行时，可以实现前述图8至图10中由自动清洁设备执行的方法的步骤。例如，该计算机存储介质为计算机可读存储介质。
图13是本发明实施例的自动清洁的系统的一个示意性框图。图13所示的系统100包括如前述实施例所描述的充电桩10和自动清洁设备20。
其中，该充电桩10包括多个发射装置，该自动清洁设备20包括接收装置(如顶部接收装置、第一底部接收装置和第二底部接收装置)，该自动清洁设备可以根据接收装置检测到的多个发射装置发射的光信号，实现与充电桩之间的对接，并对自动清洁设备进行充电。
示例性地，多个发射装置可以发射同样的信号波形，从而叠加形成类似扇形的防撞区域，如图4中所示的Y区域，该防撞区域的基本形状与辐射区域的基本形状一致或类似。其中，该防撞区域的范围可以根据产品的实际尺寸进行设定，例如可以处于4cm-50cm范围内。该防撞区域能够避免自动清洁设备太靠近充电桩发生碰撞风险。
尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本发明的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本发明的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本发明的范围之内。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (17)

1.一种自动清洁设备进行充电的方法，其特征在于，所述自动清洁设备包括接收装置，所述接收装置包括顶部接收装置和底部接收装置，所述顶部接收装置为全角度接收器，用于确定所述自动清洁设备相对于充电桩的位置信息；所述底部接收装置为对准光接收器，用于确定所述自动清洁设备相对于所述充电桩的偏离量；
所述方法包括：
检测所述接收装置所接收到的充电桩的光信号；
响应于接收到的所述充电桩的光信号，所述顶部接收装置确定所述自动清洁设备相对于充电桩的位置信息，所述底部接收装置确定所述自动清洁设备相对于所述充电桩的偏离量；
基于所述位置信息和所述偏离量引导所述自动清洁设备移动至所述充电桩的中心线，直至所述接收装置接收到的光信号满足预设条件；
控制所述自动清洁设备沿着所述充电桩的中心线朝靠近所述充电桩的方向移动，以使得所述自动清洁设备与所述充电桩对接并充电；
所述方法还包括：
响应于所述顶部接收装置检测到所述光信号、且所述底部接收装置未检测到所述光信号，控制所述自动清洁设备旋转一定角度，直到所述底部接收装置检测到光信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述底部接收装置还包括第一底部接收装置和第二底部接收装置，所述充电桩包括相对于所述充电桩的中心线对称设置的第一发射装置和第二发射装置，且所述第一发射装置的第一中心线与所述充电桩的中心线平行，所述第二发射装置的第二中心线与所述充电桩的中心线平行。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述第一底部接收装置检测到所述第一发射装置的光信号，且所述第二底部接收装置检测到所述第二发射装置的光信号即为满足所述预设条件。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述充电桩还包括相对于所述充电桩的中心线对称设置的第三发射装置和第四发射装置，
所述响应于接收到的所述充电桩的光信号，确定所述自动清洁设备相对于所述充电桩的位置信息和偏离量，包括：
在所述第一底部接收装置检测到所述第二发射装置的光信号且所述第二底部接收装置检测到所述第四发射装置的光信号的情况下，或者，在所述第一底部接收装置检测到所述第四发射装置的光信号的情况下，确定所述偏离量为第一偏离量。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述位置信息和所述偏离量引导所述自动清洁设备移动至所述充电桩的中心线，直至所述接收装置接收到的光信号满足预设条件，包括：
基于所述第一偏离量确定第一旋转角度，引导所述自动清洁设备逆时针旋转所述第一旋转角度，并朝所述充电桩的中心线方向前进直至所述接收装置检测到切场光信号，则控制所述自动清洁设备顺时针旋转直至满足所述预设条件，其中，所述接收装置检测到切场光信号是指所述接收装置检测到的光信号从所述第二发射装置的光信号切换为所述第一发射装置的光信号。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述接收装置检测到所述切场光信号后，控制所述自动清洁设备继续前进预设距离，再控制所述自动清洁设备顺时针旋转直至满足所述预设条件。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述充电桩还包括相对于所述充电桩的中心线对称设置的第三发射装置和第四发射装置，
所述根据所述光信号确定所述自动清洁设备相对于所述充电桩的位置信息和偏离量，包括：
在所述第一底部接收装置检测到所述第三发射装置的光信号且所述第二底部接收装置检测到所述第一发射装置的光信号的情况下，或者，在所述第二底部接收装置检测到所述第三发射装置的光信号的情况下，确定所述偏离量为第二偏离量。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于所述位置信息和所述偏离量引导所述自动清洁设备移动至所述充电桩的中心线，直至所述接收装置接收到的光信号满足预设条件，包括：
基于所述第二偏离量确定第二旋转角度，引导所述自动清洁设备顺时针旋转所述第二旋转角度，并朝所述充电桩的中心线方向前进直至所述顶部接收装置检测到切场光信号，则控制所述自动清洁设备逆时针旋转直至满足所述预设条件，其中，所述顶部接收装置检测到切场光信号是指所述接收装置检测到的光信号从所述第一发射装置的光信号切换为所述第二发射装置的光信号。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述接收装置检测到所述切场光信号后，控制所述自动清洁设备继续前进预设距离，再控制所述自动清洁设备逆时针旋转直至满足所述预设条件。
10.根据权利要求4至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述光信号确定所述自动清洁设备相对于所述充电桩的位置信息和偏离量，包括：
在确定所述位置信息为远场时，控制所述自动清洁设备朝向所述第一底部接收装置和/或所述第二底部接收装置检测到的光信号的方向移动，直到所述顶部接收装置检测到所述充电桩的光信号。
11.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述光信号确定所述自动清洁设备相对于所述充电桩的位置信息和偏离量，包括：
当所述第一底部接收装置和所述第二底部接收装置无法检测到所述充电桩的光信号时，控制所述自动清洁设备进行随机移动，直到所述接收装置检测到所述第一发射装置或所述第二发射装置的光信号；
确定所述偏离量。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述预设条件为：所述顶部接收装置检测到切场光信号，所述基于所述位置信息和所述偏离量引导控制所述自动清洁设备移动至所述充电桩的中心线，直至所述接收装置接收到的光信号满足预设条件，包括：
根据所述偏离量设定预定路线，并引导所述自动清洁设备沿着所述预定路线进行移动直至满足所述预设条件，
其中，所述接收装置检测到切场光信号是指所述接收装置检测到的光信号从所述第一发射装置的光信号切换为所述第二发射装置的光信号，或者，所述接收装置检测到的光信号从所述第二发射装置的光信号切换为所述第一发射装置的光信号。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述预定路线为沿着预先设定的形状的边行进的路线。
14.根据权利要求1至9和11至13中任一项所述的方法，其特征在于，所述检测所述接收装置所接收到的充电桩的光信号，包括：
在所述接收装置无法检测到所述充电桩的光信号的情况下，控制所述自动清洁设备进行随机移动，直到所述接收装置检测到所述充电桩的光信号。
15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述检测所述接收装置所接收到的充电桩的光信号，包括：
在所述接收装置无法检测到所述充电桩的光信号的情况下，控制所述自动清洁设备进行随机移动，直到所述接收装置检测到所述充电桩的光信号。
16.一种自动清洁设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上且在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至15中任一项所述方法的步骤。
17.一种自动清洁的系统，其特征在于，包括：
充电桩；以及
如权利要求16所述的自动清洁设备。
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