CN114403755B - 清洁机器人运动控制方法、装置、清洁机器人及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明属于智能家居技术领域，公开了一种清洁机器人运动控制方法、装置、清洁机器人及存储介质。该方法包括：在所述清洁机器人工作时，获取所述清洁机器人的目标速度信息以及当前速度信息；在接收到控制指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息确定压力控制组件的输出参数；根据所述输出参数控制第二滚刷组的对地压力，以完成所述清洁机器人的运动。通过上述方式，实现了清洁机器人的清洁组件和运动组件结合，本方案对清洁组件合理控制，使得清洁组件在进行清洁的同时完成了运动组件的功能，在不需要运动组件的同时也可以完成清洁机器人的运动功能，降低了清洁机器人生产的复杂程度，节约了清洁机器人的生产制造成本。

Description

清洁机器人运动控制方法、装置、清洁机器人及存储介质

技术领域

本发明涉及智能家居技术领域，尤其涉及一种清洁机器人运动控制方法、装置、清洁机器人及存储介质。

背景技术

目前市场上清洁机器人结构包括扫地组件、控制组件、人机交互组件和运动组件，其中人机交互组件采集外界的指令，通过控制组件对清洁机器人进行控制，扫地组件对地面进行清洁，运动组件使清洁机器人运动到目标位置，可见目前的清洁机器人结构需要多个工作组件协同工作，各个组件复用性低、结构复杂无形中提高了成本生产成本。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种清洁机器人运动控制方法、装置、清洁机器人及存储介质，旨在解决现有技术中清洁机器人各个组件复用性低且结构复杂的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种清洁机器人运动控制方法，所述方法包括以下步骤:

在所述清洁机器人工作时，获取所述清洁机器人的目标速度信息以及当前速度信息；

在接收到控制指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息确定压力控制组件的输出参数；

根据所述输出参数控制第二滚刷组的对地压力，以完成所述清洁机器人的运动。

可选的，所述根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息确定压力控制组件的输出参数，包括：

在所述控制指令为静止指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息生成第一输出参数，所述第一输出参数用于控制第二滚刷组的对地压力等于第一滚刷组的对地压力；

在所述控制指令为第一方向移动指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息生成第二输出参数，所述第二输出参数用于控制第二滚刷组的对地压力大于第一滚刷组的对地压力；

在所述控制指令为第二方向移动指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息生成第三输出参数，所述第三输出参数用于控制第二滚刷组的对地压力小于第一滚刷组的对地压力。

可选的，所述根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息确定压力控制组件的输出参数，包括：

在所述控制指令为直线行驶指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息生成第四输出参数，所述第四输出参数用于控制第一滚刷的对地压力等于第二滚刷的对地压力；

在所述控制指令为向第一旋转方向旋转指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息生成第五输出参数，所述第五输出参数用于控制第一滚刷的对地压力大于第二滚刷的对地压力；

在所述控制指令为向第二旋转方向旋转指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息生成第六输出参数，所述第六输出参数用于控制第一滚刷的对地压力小于第二滚刷的对地压力。

可选的，所述根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息确定压力控制组件的输出参数，包括：

根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息确定丝杆组件的基础旋转速度；

根据所述基础旋转速度确定压力控制组件的输出参数。

可选的，所述根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息确定丝杆组件的基础旋转速度之后，还包括：

在所述控制指令中包括向第一旋转方向旋转指令或向第二旋转方向旋转指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息确定当前旋转角速度以及目标旋转角速度；

根据所述当前旋转角速度、所述目标旋转角速度和所述基础旋转速度确定第一丝杆的第一旋转速度和第二丝杆的第二旋转速度；

所述根据所述基础旋转速度确定压力控制组件的输出参数，包括：

根据所述第一旋转速度和所述第二丝杆的第二旋转速度确定压力控制组件的输出参数。

可选的，所述根据所述当前旋转角速度、所述目标旋转角速度和所述基础旋转速度确定第一丝杆的第一旋转速度和第二丝杆的第二旋转速度，包括：

根据所述当前旋转角速度、目标旋转角速度确定第一旋转角速度差值和第二旋转角速度差值，所述第一旋转角速度差值和所述第二旋转角速度差值互为相反数；

根据所述基础旋转速度和所述第一旋转角速度差值确定第一旋转速度；

根据所述基础旋转速度和所述第二旋转角速度差值确定第二旋转速度。

可选的，所述根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息确定丝杆组件的基础旋转速度，包括：

根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息确定所述清洁机器人的当前行驶速度和所述目标行驶速度；

根据所述当前行驶速度和所述目标行驶速度确定丝杆组件的基础旋转速度。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种清洁机器人运动控制装置，所述清洁机器人包括第一滚刷组、第二滚刷组以及压力控制组件，所述第一滚刷组和所述第二滚刷组的转动方向相反，所述第一滚刷组的转速和所述第二滚刷组的转速相同，所述压力控制组件用于控制所述第二滚刷组的对地压力，所述清洁机器人运动控制装置包括：

获取模块，用于在所述清洁机器人工作时，获取所述清洁机器人的目标速度信息以及当前速度信息；

处理模块，用于在接收到控制指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息确定压力控制组件的输出参数；

控制模块，用于根据所述输出参数控制第二滚刷组的对地压力，以完成所述清洁机器人的运动。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种清洁机器人，所述清洁机器人包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的清洁机器人运动控制程序，所述清洁机器人运动控制程序配置为实现如上文所述的清洁机器人运动控制方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有清洁机器人运动控制程序，所述清洁机器人运动控制程序被处理器执行时实现如上文所述的清洁机器人运动控制方法的步骤。

本发明在所述清洁机器人工作时，获取所述清洁机器人的目标速度信息以及当前速度信息；在接收到控制指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息确定压力控制组件的输出参数；根据所述输出参数控制第二滚刷组的对地压力，以完成所述清洁机器人的运动。通过上述方式，实现了清洁机器人的清洁组件和运动组件结合，本方案对清洁组件合理控制，使得清洁组件在进行清洁的同时完成了运动组件的功能，在不需要运动组件的同时也可以完成清洁机器人的运动功能，降低了清洁机器人生产的复杂程度，节约了清洁机器人的生产制造成本。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的清洁机器人的结构示意图；

图2为本发明清洁机器人运动控制方法第一实施例的流程示意图；

图3为本发明清洁机器人运动控制方法一实施例的第一结构示意图；

图4为本发明清洁机器人运动控制方法一实施例的第二结构示意图；

图5为本发明清洁机器人运动控制方法第二实施例的流程示意图；

图6为本发明清洁机器人运动控制装置第一实施例的结构框图。

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用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的清洁机器人结构示意图。

如图1所示，该清洁机器人可以包括：处理器1001，例如中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真(Wireless-Fidelity，Wi-Fi)接口)。存储器1005可以是高速的随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)存储器，也可以是稳定的非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对清洁机器人的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及清洁机器人运动控制程序。

在图1所示的清洁机器人中，网络接口1004主要用于与网络服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本发明清洁机器人中的处理器1001、存储器1005可以设置在清洁机器人中，所述清洁机器人通过处理器1001调用存储器1005中存储的清洁机器人运动控制程序，并执行本发明实施例提供的清洁机器人运动控制方法。

本发明实施例提供了一种清洁机器人运动控制方法，参照图2，图2为本发明一种清洁机器人运动控制方法第一实施例的流程示意图。

本实施例中，所述清洁机器人运动控制方法包括以下步骤：

步骤S10：在所述清洁机器人工作时，获取所述清洁机器人的目标速度信息以及当前速度信息。

需要说明的是，本实施例的执行主体为清洁机器人的运动控制系统，所述清洁机器人可以为自动洗地机、自动拖地机、自动扫地机等，还可以为其他与清洁机器人功能相同或者相似的其他清洁设备，本实施例对此不加以限定。

可以理解的是，本实施例应用于家庭清洁过程中，清洁机器人往往需要在待清洁的区域中自动移动同时进行清洁工作，因此必须具备移动能力和清洁能力，本方案通过将对清洁组件进行合理的控制让清洁机器人仅仅依赖清洁组件就可以进行移动而不需要再增加运动组件，精简了清洁机器人结构的同时保留了清洁机器人的可移动属性，如图3所示清洁机器人包括第一滚刷组、第二滚刷组以及压力控制组件，所述第一滚刷组和所述第二滚刷组的转动方向相反，所述第一滚刷组的转速和所述第二滚刷组的转速相同，所述压力控制组件用于控制所述第二滚刷组的对地压力。

应当说明的是，压力控制组件用于控制所述第二滚刷组的对地压力，其设置于第二滚刷组与清洁机器人车体之间，压力控制组件的实现方式可以有多种，例如：如图4所示，对第二滚刷组中的各滚刷采用类似汽车的独立悬挂设计，上面分别带有弹簧和丝杆，丝杆可控，控制系统通过控制丝杆的转动，改变弹簧的压缩长度，从而独立控制各滚刷的对地压力，通过丝杆与弹簧连接通过旋转丝杆上端改变丝杆长度，进而改变弹簧的压缩量以增加或者减少第二滚刷组对地面的压力。也可以将丝杆换成气泵、液泵或者其他控制行程的装置。

可以理解的是，第一滚刷组和第二滚刷组中分别至少存在1个滚刷，第一滚刷组和第二滚刷组中的滚刷的旋转速率可以相同，在旋转速率相同时，第一滚刷组和第二滚刷组的旋转方向相反，由于旋转速率相同清洁机器人的各滚刷可以共同使用同一个电机进行驱动，使用一个电机，通过简单的传动装置控制第一滚刷组和第二滚刷组，使得所有滚刷的转动速度保持同步，并且不需要复杂的传动装置实现，例如：变速器或者差速齿轮，这是因为本方案可以通过改变第一滚刷组和第二滚刷组中不同滚刷的对地压力实现驱动力差异化分配，实现清洁机器人的前进、后退、转向甚至是原地旋转。进一步的为清洁机器人内部组件配置的优化奠定了基础，用更少的组件实现了清洁和移动功能，精简了内部结构。

需要说明的是，通过控制滚刷实现清洁机器人的运动控制的逻辑在于，第一滚刷组与第二滚刷组的旋转方向相反，两个滚刷组所提供的驱动力所驱动的方向也相反，在所述第二滚刷组的对地压力等于第一滚刷组的对地压力时，第一滚刷组和第二滚刷组的驱动方向相反，但驱动力大小相等，因此所述清洁机器人静止，在所述第二滚刷组的对地压力大于第一滚刷组的对地压力时，所述清洁机器人中第二滚刷组的驱动力大于第一滚刷组的驱动力，因此清洁机器人的总驱动方向与第二滚刷组的驱动方向一致，清洁机器人向第二滚刷组的驱动方向前进，在所述第二滚刷组的对地压力小于第一滚刷组的对地压力时，所述清洁机器人中第二滚刷组的驱动力小于第一滚刷组的驱动力，因此清洁机器人的总驱动方向与第一滚刷组的驱动方向一致，清洁机器人向第一滚刷组的驱动方向前进。如图4所示通过安装在第二滚刷组上的压力控制组件增加或者减少第二滚刷组中滚刷的对地压力，从而改变各滚刷对地压力的分配，滚刷对地压力越大其驱动力就越强，当第二滚刷组驱动力强于第一滚刷组驱动力时，清洁机器人就会往第二滚刷组所驱动的方向前进，同时第一滚刷组相对地面运动的幅度更大，拥有更好的清洁能力。

需要说明的是，目标速度信息即为清洁机器人运动控制系统所期望达到的目标速度对应的信息，目标速度信息包括了目标行驶速度以及目标转向速度，而当前速度信息包括了当前行驶速度以及当前转向速度，其中，当前速度信息可以通过清洁机器人上所设置的传感器获取，例如：可以在清洁机器人面向地面的方向上设置光流传感器检测清洁机器人的行驶速度，再通过清洁机器人上所设置的陀螺仪传感器检测转向速度(清洁机器人旋转的角速度)，本实施例对传感器的种类不加以限定。

应当说明的是，清洁机器人工作时，即为清洁机器人处于工作状态时，工作状态可以为清洁、行驶、回充、静止以及旋转等状态，本实施例对此不加以限定。

步骤S20：在接收到控制指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息确定压力控制组件的输出参数。

需要说明的是，所述控制指令即为清洁机器人根据任务计划所发出的运动控制指令，例如：前进、后退、旋转、转向或者静止，其中，多个运动控制指令可以同时存在，即前进的同时转向，静止(不进行位移)的同时旋转等。

应当说明的是，在接收到控制指令后还需要对运动过程进行动态控制，这是因为当前的运动状态到清洁机器人所期望的运动状态有一个过程或者需要进行维持，因此需要根据期望的目标速度信息和当前速度信息调整压力控制组件的输出参数，所述压力控制组件的输出参数即为对压力控制组件进行运动控制，例如：压力控制组件为丝杆和弹簧时，需要对控制丝杆的电机的旋转速率和方向进行控制，那么这些控制参数的集合即为输出参数。

在本实施例中，在所述控制指令为静止指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息生成第一输出参数，所述第一输出参数用于控制第二滚刷组的对地压力等于第一滚刷组的对地压力；在所述控制指令为第一方向移动指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息生成第二输出参数，所述第二输出参数用于控制第二滚刷组的对地压力大于第一滚刷组的对地压力；在所述控制指令为第二方向移动指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息生成第三输出参数，所述第三输出参数用于控制第二滚刷组的对地压力小于第一滚刷组的对地压力。

需要说明的是，如图4所示假定第一方向移动指令为前进指令，向图4左侧移动为前进的方向，第二方向移动指令为后退指令，向图4右侧移动为后退的方向，所述第一输出参数用于控制第二滚刷组的对地压力等于第一滚刷组的对地压力，即根据第一输出参数可以将第一滚刷组和第二滚刷组的对地压力调整为一致的输出参数，由于清洁机器人需要静止完成原地的任务，最终第一滚刷组和第二滚刷组的对地压力需要相同；所述第二输出参数用于控制第二滚刷组的对地压力大于第一滚刷组的对地压力，那么此时第二滚刷组的驱动方向就是向左，图4中的第二滚刷组旋转方向即为逆时针旋转，其对地压力大于第一滚刷组的对地压力，因此第二滚刷组的驱动力大于第一滚刷组驱动力，清洁机器人驱动力的总和向左，清洁机器人向左运动，即根据第二输出参数可以将第一滚刷组和第二滚刷组的对地压力调整为有差异的输出参数，促使清洁机器人前进；所述第三输出参数用于控制第二滚刷组的对地压力小于第一滚刷组的对地压力，即根据第三输出参数可以将第一滚刷组和第二滚刷组的对地压力调整为不一致的输出参数，由于清洁需要后退，因此第二滚刷组的压力需要小于第一滚刷组的压力，让清洁机器人往第一滚刷组驱动的方向前进，那么此时第二滚刷组的驱动方向就是向右，图4中的第二滚刷组旋转方向即为逆时针旋转，其对地压力小于第一滚刷组的对地压力，因此第二滚刷组的驱动力小于第一滚刷组驱动力，第一滚刷组的旋转方向与第二滚刷组相反，为顺时针转动，第一滚刷组驱动力向右，清洁机器人驱动力的总和向右，清洁机器人向右运动。

本实施例提出一种第二滚刷组设置的优选方案，例如：如图3和图4所示所述压力控制组件包括第一压力控制组件和第二压力控制组件，所述第一压力控制组件和所述第二压力控制组件对称分布在第二滚刷组两侧，所述第二滚刷组包括第一滚刷和第二滚刷，所述第一压力控制组件用于控制第一滚刷的对地压力，所述第二压力控制组件用于控制第二滚刷的对地压力，在所述第一滚刷的对地压力等于第二滚刷的对地压力时，所述清洁机器人旋转角速度为预设值，在所述第一滚刷的对地压力大于第二滚刷的对地压力时，所述清洁机器人向第一旋转方向旋转，在所述第一滚刷的对地压力小于第二滚刷的对地压力时，所述清洁机器人向第二旋转方向旋转。

需要说明的是，本实施例并不用于限定第二滚刷组为两个滚刷，第二滚刷组可以只包含1个滚刷，那么此时第一滚刷和第二滚刷指代这一滚刷的左右两端，在左右两端上个设置有第一压力控制组件和第二压力控制组件，每个压力控制组件均设置有一套完整的丝杆与弹簧组合而成的压力控制组件用于分别控制第一滚刷和第二滚刷的对地压力。

应当说明的是，当第一滚刷对地压力大于第二滚刷的对地压力时，第一滚刷的驱动力会更强，那么此时清洁机器人会向第一旋转方向旋转；当第一滚刷对地压力小于第二滚刷的对地压力时，第二滚刷的驱动力会更强，那么此时清洁机器人会向第二旋转方向旋转。此处第一旋转方向和第二旋转方向指的是顺时针或者逆时针，例如：在第一滚刷设置在清洁机器人下方左侧时，第一旋转方向为顺时针。此处的旋转方向即为清洁机器人以自身为参照系的旋转方向，若此时清洁机器人为前进状态时，那么顺时针旋转则意味着清洁机器人向右转向。

在本实施例中，在所述控制指令为直线行驶指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息生成第四输出参数，所述第四输出参数用于控制第一滚刷的对地压力等于第二滚刷的对地压力；在所述控制指令为向第一旋转方向旋转指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息生成第五输出参数，所述第五输出参数用于控制第一滚刷的对地压力大于第二滚刷的对地压力；在所述控制指令为向第二旋转方向旋转指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息生成第六输出参数，所述第六输出参数用于控制第一滚刷的对地压力小于第二滚刷的对地压力。

需要说明的是，在所述控制指令为直线行驶指令时，说明此时清洁机器人没有转向或者转体的需求，因此需要平衡第一滚刷和第二滚刷的对地压力，让清洁机器人保持纵向行驶，第四输出参数用于控制第一滚刷的对地压力等于第二滚刷的对地压力。而第五输出参数和第六输出参数则用于控制清洁机器人转体或者转向。

步骤S30：根据所述输出参数控制第二滚刷组的对地压力，以完成所述清洁机器人的运动。

应当说明的是，根据上述第一输出参数、第二输出参数、第三输出参数、第四输出参数、第五输出参数或者第六输出参数中的至少一项作为输出参数对第二滚刷进行控制，可以完成清洁机器人的各种行驶要求。

需要说明的是，本实施例提出一种清洁机器人的优选方案，例如：如图3所示，前方有一个长滚刷(第一滚刷组)，后方左右各有一个短滚刷(第一滚刷和第二滚刷)。同时有一个光流传感器(融合陀螺仪数据)用于感知机器人的行驶速度和旋转速度。左右后滚刷采用类似汽车的独立悬挂设计，上面分别带有弹簧和丝杆，丝杆可控，控制系统通过控制丝杆的转动，改变弹簧的压缩长度，从而独立控制左右后滚刷的对地压力。前滚刷和左右后滚刷对向高速旋转，旋转速度根据清洁力要求进行设置，可以为600rpm或者2000rpm左右。两者旋转速度由控制系统控制保持一致。后部的左右滚刷可以做成一个滚刷，左右端分别按上述方案使用控制弹簧伸缩的丝杆控制。

本实施例在所述清洁机器人工作时，获取所述清洁机器人的目标速度信息以及当前速度信息；在接收到控制指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息确定压力控制组件的输出参数；根据所述输出参数控制第二滚刷组的对地压力，以完成所述清洁机器人的运动。通过上述方式，实现了清洁机器人的清洁组件和运动组件结合，本方案对清洁组件合理控制，使得清洁组件在进行清洁的同时完成了运动组件的功能，在不需要运动组件的同时也可以完成清洁机器人的运动功能，降低了清洁机器人生产的复杂程度，节约了清洁机器人的生产制造成本。

参考图5，图5为本发明一种清洁机器人运动控制方法第二实施例的流程示意图。

基于上述第一实施例，本实施例清洁机器人运动控制方法在所述步骤S20，具体包括：

步骤S21：根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息确定丝杆组件的基础旋转速度。

需要说明的是，本实施例中的压力控制组件由丝杆和弹簧结构组成，清洁机器人的运动控制过程是一个动态控制的过程，需要根据实时的目标速度和当前速度去改变各滚刷对地面的压力分布，压力分布的调节方法即为控制丝杆转动，从而控制弹簧的压缩量，其中，基础旋转速度为在控制清洁机器人行驶速度时丝杆的转动速率和方向，在当前行驶速度与目标行驶速度差距越大，丝杆的转动速率越快。例如：在当前行驶速度小于目标行驶速度时，根据基础旋转速度控制丝杆旋转以伸长丝杆，增大第二滚刷组对地压力，以增强第二滚刷组的驱动力。如图4所示压力控制组件包括丝杆组件和弹簧组件，所述丝杆组件的一端与清洁机器人车体连接，另一端与弹簧组件连接，所述弹簧组件的一端与丝杆组件连接，另一端与所述第二滚刷组连接，在所述丝杆组件伸长时，第二滚刷对地面的压力增大，在所述丝杆组件缩短时，第二滚刷对地面的压力减小。

在本实施例中，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息确定所述清洁机器人的当前行驶速度和所述目标行驶速度；根据所述当前行驶速度和所述目标行驶速度确定丝杆组件的基础旋转速度，基础旋转速度的获取方式可以为根据预设先定好的当前行驶速度和所述目标行驶速度的速度差值与丝杆转速的对应关系表获取，也可以通过当前行驶速度和所述目标行驶速度进行计算得到，本实施例对此不加以限定。

需要说明的是，当前速度信息根据光流传感器和陀螺仪传感器获取，两者分别用于检测清洁机器人的线速度(行驶速度)和清洁机器人的角速度(旋转速度)。

本实施例提出一种基础旋转速度的反馈控制过程，如下：光流传感器和陀螺仪进行融合，给出当前清洁机器人的实际线速度vm；反馈控制单元将实际线速度和目标线速度v^o进行比较，得出二者差值；再根据差值和预先设定好的控制系数进行计算得到基础旋转速度，此时基础旋转速度为没有任何转向需求时控制直线行驶速度的丝杆旋转速度，反馈控制单元的一阶形式的计算方式如下：r_M＝k₁×(v^o-v^m)，其中，k₁为线速度的一阶系数，其中，反馈控制单元可以采用二阶或者更高阶形式，本实施例对此不加以限定。

在本实施例中，在所述控制指令中包括向第一旋转方向旋转指令或向第二旋转方向旋转指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息确定当前旋转角速度以及目标旋转角速度；根据所述当前旋转角速度、所述目标旋转角速度和所述基础旋转速度确定第一丝杆的第一旋转速度和第二丝杆的第二旋转速度；根据所述第一旋转速度和所述第二丝杆的第二旋转速度确定压力控制组件的输出参数。

可以理解的是，在所述控制指令中包括向第一旋转方向旋转指令或向第二旋转方向旋转指令时，说明控制指令中包含了转向或者旋转的意图，因此需要对第一滚刷对应的第一丝杆和第二滚刷对应的第二丝杆分别进行控制，以使两侧的滚刷产生的驱动力相异，从而生成旋转的动力。因此需要两个不同的丝杆旋转速度：第一旋转速度和第二旋转速度。

在本实施例中，根据所述当前旋转角速度、目标旋转角速度确定第一旋转角速度差值和第二旋转角速度差值，所述第一旋转角速度差值和所述第二旋转角速度差值互为相反数；根据所述基础旋转速度和所述第一旋转角速度差值确定第一旋转速度；根据所述基础旋转速度和所述第二旋转角速度差值确定第二旋转速度。

在具体实现中，本实施例提出一种清洁机器人运动的反馈控制过程，如下：光流传感器和陀螺仪进行融合，给出当前机器人的当前行驶速度vm和当前旋转角速度ω^m，控制系统将实际行驶速度v^o和实际旋转角速度ω^o与前两者进行比较，得出二者差值；控制系统将该差值通过一个反馈滤波环路，得出控制参数，即第一滚刷和第二滚刷所对应的丝杆的转速(速度和方向)；用该参数控制两个丝杆，从而调整机器人的实时运动速度；上述反馈流程在运动过程中保持运行，反馈时间为控制系统内部设置，环路参数可根据反馈时间进行调整。反馈控制单元的一阶形式的计算方式如下：

r_M＝k₁×(v^o-v^m)

r_L＝r_M+k₂×(ω^o-ω^m)

r_R＝r_M-k₂×(ω^o-ω^m)

其中，r_M为基础旋转速度r_L和r_R分别为第一滚刷和第二滚刷上部的丝杆转速，可以直接对应到控制丝杆转动电机的PWM波占空比。k₁和k₂分别为线速度和角速度的一阶系数。进一步的，反馈控制单元可以采用二阶或者更高阶形式。

步骤S22：根据所述基础旋转速度确定压力控制组件的输出参数。

需要说明的是，在存在转向需求时，需要根据所述基础旋转速度分别计算出第一滚刷对应的第一丝杆的转速和第二滚刷对应的第二丝杆转速作为控制量，确定压力控制组件中的第一压力控制组件和第二压力控制组件的输出参数，进而调整压力控制组件的压力输出量实现各滚刷对地压力分布的控制。

本实施例根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息确定丝杆组件的基础旋转速度；根据所述基础旋转速度确定压力控制组件的输出参数。通过上述方式，实现了对第二滚刷组的反馈控制，通过精确控制各个压力控制组件中，丝杆的转动实现对各个滚刷或者滚刷各侧对地面的压力控制，提高了清洁机器人运动控制的精确性和稳定性。

此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有清洁机器人运动控制程序，所述清洁机器人运动控制程序被处理器执行时实现如上文所述的清洁机器人运动控制方法的步骤。

参照图6，图6为本发明清洁机器人运动控制装置第一实施例的结构框图。

如图6所示，本发明实施例提出的清洁机器人运动控制装置包括：

获取模块10，用于在所述清洁机器人工作时，获取所述清洁机器人的目标速度信息以及当前速度信息。

处理模块20，用于在接收到控制指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息确定压力控制组件的输出参数。

控制模块30，用于根据所述输出参数控制第二滚刷组的对地压力，以完成所述清洁机器人的运动。

应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本发明对此不做限制。

本发明获取模块10在所述清洁机器人工作时，获取所述清洁机器人的目标速度信息以及当前速度信息；处理模块20在接收到控制指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息确定压力控制组件的输出参数；控制模块30根据所述输出参数控制第二滚刷组的对地压力，以完成所述清洁机器人的运动。通过上述方式，实现了清洁机器人的清洁组件和运动组件结合，本方案对清洁组件合理控制，使得清洁组件在进行清洁的同时完成了运动组件的功能，在不需要运动组件的同时也可以完成清洁机器人的运动功能，降低了清洁机器人生产的复杂程度，节约了清洁机器人的生产制造成本。

在一实施例中，所述处理模块20，还用于在所述控制指令为静止指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息生成第一输出参数，所述第一输出参数用于控制第二滚刷组的对地压力等于第一滚刷组的对地压力；

在所述控制指令为第一方向移动指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息生成第二输出参数，所述第二输出参数用于控制第二滚刷组的对地压力大于第一滚刷组的对地压力；

在所述控制指令为第二方向移动指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息生成第三输出参数，所述第三输出参数用于控制第二滚刷组的对地压力小于第一滚刷组的对地压力。

在一实施例中，所述处理模块20，还用于在所述控制指令为直线行驶指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息生成第四输出参数，所述第四输出参数用于控制第一滚刷的对地压力等于第二滚刷的对地压力；

在所述控制指令为向第一旋转方向旋转指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息生成第五输出参数，所述第五输出参数用于控制第一滚刷的对地压力大于第二滚刷的对地压力；

在所述控制指令为向第二旋转方向旋转指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息生成第六输出参数，所述第六输出参数用于控制第一滚刷的对地压力小于第二滚刷的对地压力。

在一实施例中，所述处理模块20，还用于根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息确定丝杆组件的基础旋转速度；

根据所述基础旋转速度确定压力控制组件的输出参数。

在一实施例中，所述处理模块20，还用于在所述控制指令中包括向第一旋转方向旋转指令或向第二旋转方向旋转指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息确定当前旋转角速度以及目标旋转角速度；

根据所述当前旋转角速度、所述目标旋转角速度和所述基础旋转速度确定第一丝杆的第一旋转速度和第二丝杆的第二旋转速度；

所述根据所述基础旋转速度确定压力控制组件的输出参数，包括：

根据所述第一旋转速度和所述第二丝杆的第二旋转速度确定压力控制组件的输出参数。

在一实施例中，所述处理模块20，还用于根据所述当前旋转角速度、目标旋转角速度确定第一旋转角速度差值和第二旋转角速度差值，所述第一旋转角速度差值和所述第二旋转角速度差值互为相反数；

根据所述基础旋转速度和所述第一旋转角速度差值确定第一旋转速度；

根据所述基础旋转速度和所述第二旋转角速度差值确定第二旋转速度。

在一实施例中，所述处理模块20，还用于根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息确定所述清洁机器人的当前行驶速度和所述目标行驶速度；

根据所述当前行驶速度和所述目标行驶速度确定丝杆组件的基础旋转速度。

需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本发明的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。

另外，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的清洁机器人运动控制方法，此处不再赘述。

此外，需要说明的是，在本文中，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、物品或者系统不仅包括那些要素，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、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

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上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器(Read Only Memory，ROM)/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

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 (9)

1.一种清洁机器人运动控制方法，其特征在于，所述清洁机器人包括第一滚刷组、第二滚刷组以及压力控制组件，所述第一滚刷组和所述第二滚刷组的转动方向相反，所述第一滚刷组的转速和所述第二滚刷组的转速相同，所述压力控制组件用于控制所述第二滚刷组的对地压力，所述方法包括：

在所述清洁机器人工作时，获取所述清洁机器人的目标速度信息以及当前速度信息；

在接收到控制指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息确定压力控制组件的输出参数；

根据所述输出参数控制第二滚刷组的对地压力，以完成所述清洁机器人的运动；

所述在所述第二滚刷组的对地压力等于第一滚刷组的对地压力时，所述清洁机器人静止，在所述第二滚刷组的对地压力大于第一滚刷组的对地压力时，所述清洁机器人向所述第二滚刷组所驱动的方向移动，在所述第二滚刷组的对地压力小于第一滚刷组的对地压力时，所述清洁机器人向所述第一滚刷组所驱动的方向移动；

所述根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息确定压力控制组件的输出参数，包括：

在所述控制指令为静止指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息生成第一输出参数，所述第一输出参数用于控制第二滚刷组的对地压力等于第一滚刷组的对地压力；

在所述控制指令为第一方向移动指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息生成第二输出参数，所述第二输出参数用于控制第二滚刷组的对地压力大于第一滚刷组的对地压力；

在所述控制指令为第二方向移动指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息生成第三输出参数，所述第三输出参数用于控制第二滚刷组的对地压力小于第一滚刷组的对地压力。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压力控制组件包括第一压力控制组件和第二压力控制组件，所述第一压力控制组件和所述第二压力控制组件对称分布在第二滚刷组两侧，所述第二滚刷组包括第一滚刷和第二滚刷，所述第一压力控制组件用于控制第一滚刷的对地压力，所述第二压力控制组件用于控制第二滚刷的对地压力，在所述第一滚刷的对地压力等于第二滚刷的对地压力时，所述清洁机器人旋转角速度为预设值，在所述第一滚刷的对地压力大于第二滚刷的对地压力时，所述清洁机器人向第一旋转方向旋转，在所述第一滚刷的对地压力小于第二滚刷的对地压力时，所述清洁机器人向第二旋转方向旋转；

所述根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息确定压力控制组件的输出参数，包括：

在所述控制指令为直线行驶指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息生成第四输出参数，所述第四输出参数用于控制第一滚刷的对地压力等于第二滚刷的对地压力；

在所述控制指令为向第一旋转方向旋转指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息生成第五输出参数，所述第五输出参数用于控制第一滚刷的对地压力大于第二滚刷的对地压力；

在所述控制指令为向第二旋转方向旋转指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息生成第六输出参数，所述第六输出参数用于控制第一滚刷的对地压力小于第二滚刷的对地压力。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述压力控制组件包括丝杆组件和弹簧组件，所述丝杆组件的一端与清洁机器人车体连接，另一端与弹簧组件连接，所述弹簧组件的一端与丝杆组件连接，另一端与所述第二滚刷组连接，在所述丝杆组件伸长时，第二滚刷对地面的压力增大，在所述丝杆组件缩短时，第二滚刷对地面的压力减小；

所述根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息确定压力控制组件的输出参数，包括：

根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息确定丝杆组件的基础旋转速度；

根据所述基础旋转速度确定压力控制组件的输出参数。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二滚刷组包括第一滚刷和第二滚刷，所述第一压力控制组件用于控制第一滚刷的对地压力，所述第二压力控制组件用于控制第二滚刷的对地压力，所述丝杆组件包括第一丝杆和第二丝杆，所述弹簧组件包括第一弹簧和第二弹簧，在所述第一丝杆伸长时，第一滚刷对地面的压力增大，在所述第一丝杆刷缩短时，第一滚刷对地面的压力减小，在所述第二丝杆伸长时，第二滚刷对地面的压力增大，在所述第二丝杆缩短时，第二滚刷对地面的压力减小；

所述根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息确定丝杆组件的基础旋转速度之后，还包括：

在所述控制指令中包括向第一旋转方向旋转指令或向第二旋转方向旋转指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息确定当前旋转角速度以及目标旋转角速度；

根据所述当前旋转角速度、所述目标旋转角速度和所述基础旋转速度确定第一丝杆的第一旋转速度和第二丝杆的第二旋转速度；

所述根据所述基础旋转速度确定压力控制组件的输出参数，包括：

根据所述第一旋转速度和所述第二丝杆的第二旋转速度确定压力控制组件的输出参数。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前旋转角速度、所述目标旋转角速度和所述基础旋转速度确定第一丝杆的第一旋转速度和第二丝杆的第二旋转速度，包括：

根据所述当前旋转角速度、目标旋转角速度确定第一旋转角速度差值和第二旋转角速度差值，所述第一旋转角速度差值和所述第二旋转角速度差值互为相反数；

根据所述基础旋转速度和所述第一旋转角速度差值确定第一旋转速度；

根据所述基础旋转速度和所述第二旋转角速度差值确定第二旋转速度。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息确定丝杆组件的基础旋转速度，包括：

根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息确定所述清洁机器人的当前行驶速度和目标行驶速度；

根据所述当前行驶速度和所述目标行驶速度确定丝杆组件的基础旋转速度。

7.一种清洁机器人运动控制装置，其特征在于，所述清洁机器人包括第一滚刷组、第二滚刷组以及压力控制组件，所述第一滚刷组和所述第二滚刷组的转动方向相反，所述第一滚刷组的转速和所述第二滚刷组的转速相同，所述压力控制组件用于控制所述第二滚刷组的对地压力，所述清洁机器人运动控制装置包括：

获取模块，用于在所述清洁机器人工作时，获取所述清洁机器人的目标速度信息以及当前速度信息；

处理模块，用于在接收到控制指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息确定压力控制组件的输出参数；

控制模块，用于根据所述输出参数控制第二滚刷组的对地压力，以完成所述清洁机器人的运动；

所述在所述第二滚刷组的对地压力等于第一滚刷组的对地压力时，所述清洁机器人静止，在所述第二滚刷组的对地压力大于第一滚刷组的对地压力时，所述清洁机器人向所述第二滚刷组所驱动的方向移动，在所述第二滚刷组的对地压力小于第一滚刷组的对地压力时，所述清洁机器人向所述第一滚刷组所驱动的方向移动；

所述根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息确定压力控制组件的输出参数，包括：

在所述控制指令为静止指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息生成第一输出参数，所述第一输出参数用于控制第二滚刷组的对地压力等于第一滚刷组的对地压力；

在所述控制指令为第一方向移动指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息生成第二输出参数，所述第二输出参数用于控制第二滚刷组的对地压力大于第一滚刷组的对地压力；

在所述控制指令为第二方向移动指令时，根据所述当前速度信息以及所述目标速度信息生成第三输出参数，所述第三输出参数用于控制第二滚刷组的对地压力小于第一滚刷组的对地压力。

8.一种清洁机器人，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序在所述处理器上运行时执行权利要求1至6任一项所述的清洁机器人运动控制方法。

9.一种存储介质，其特征在于，其存储有计算机程序，所述计算机程序在处理器上运行时执行权利要求1至6任一项所述的清洁机器人运动控制方法。

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