CN114762579B - 一种清洁机器人返回基站控制方法及系统 - Google Patents

一种清洁机器人返回基站控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种清洁机器人返回基站控制方法，其特征在于：在基站的中部、左侧、右侧分别设置三个红外发射器，在清洁机器人的中部左侧、右侧分别设置三个红外接收器，所述清洁机器人通过如下步骤返回基站：步骤一：判断清洁机器人所在区域：步骤二、如果识别到清洁机器人处于第一区域，清洁机器人直接转向基站方向，至第一红外接收器接收到第一红外发射器发射的红外信号，然后朝向基站方向直行；如果识别到清洁机器人处于第二区域或第三区域，清洁机器人先向第一区域移动再朝向基站方向移动。与现有技术相比，本发明的优点在于：能在较大范围内引导清洁机器人返回基站，且控制方式更合理，避免较多返回失败的情况。

Description

一种清洁机器人返回基站控制方法及系统
技术领域
本发明涉及一种清洁机器人返回基站控制方法及系统。
背景技术
清洁机器人在返回基站回充的过程中，通常采用红外、激光等传感器来定位基站的位置，随着清洁机器人的功能不断丰富，在清扫的基础上添加了拖地的功能，而基站也由之前的小型基站变为可以清洗拖布的带有两侧挡板的基站，这类基站由于两侧挡板的遮挡，为清洁机器人接收基站发出的信号增加了难度。原有的小型基站，仅设置一个红外发射装置，通过缩小红外发射装置的红外信号范围来对准基站位置，对于体积较大的基站，或者两侧设有挡板的U型基站，红外发射装置的红外信号会被侧面挡板遮挡，如果红外发射装置放在两侧，则中间区域会出现大范围的空挡，导致清洁机器人无法返回基站。
发明内容
本发明所要解决的首要技术问题是针对上述现有技术提供一种能在较大范围内引导清洁机器人返回基站的清洁机器人返回基站控制方法。
本发明进一步所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种能在较大范围内引导清洁机器人返回基站的清洁机器人返回基站控制系统。
本发明解决上述首要技术问题所采用的技术方案为：一种清洁机器人返回基站控制方法，其特征在于：在基站的中部设置第一红外发射器，在基站的左侧设置第二红外发射器，在基站的右侧设置第三红外发射器，在清洁机器人的中部设置第一红外接收器，在清洁机器人的左侧设置第二红外接收器，清洁机器人的右侧设置第三红外接收器，第一红外发射器的红外信号覆盖区域为第一区域，第二红外发射器的红外信号覆盖区域为第二区域，第三红外发射器的红外信号覆盖区域为第三区域，第一区域、第二区域和第三区域布满基站前侧，所述清洁机器人通过如下步骤返回基站：
步骤一：判断清洁机器人所在区域：
当清洁机器人接收到红外信号时，开始原地旋转，分别记录三个红外接收器收到的三个不同红外发射器发出的红外信号，如果收到第一红外发射器发出的红外信号的数量最多，则判断清洁机器人位于第一区域，如果收到第二红外发射器发出的红外信号的数量最多，则判断清洁机器人位于第二区域，如果收到第三红外发射器发出的红外信号的数量最多，则判断清洁机器人位于第三区域；
步骤二、如果识别到清洁机器人处于第一区域，清洁机器人直接转向基站方向，直至第一红外接收器接收到第一红外发射器发射的红外信号，然后朝向基站方向直行；
如果识别到清洁机器人处于第二区域，清洁机器人原地向右旋转，当第二红外接收器接收到第二红外发射器发射的红外信号后，清洁机器人开始直行，直行过程中如果第二红外接收器收到第一红外发射器发出的红外信号，则停止直行，表明清洁机器人已经到达第一区域，此时清洁机器人向左旋转转向基站方向，直至第一红外接收器接收到第一红外发射器发射的红外信号，然后清洁机器人向基站直行；
如果识别到清洁机器人处于第三区域，清洁机器人原地向左旋转，当第三红外接收器接收到第三红外发射器发射的红外信号后，清洁机器人开始直行，直行过程中如果第三红外接收器收到第一红外发射器发出的红外信号，则停止直行，表明清洁机器人已经到达第一区域，此时清洁机器人向右旋转转向基站方向，直至第一红外接收器接收到第一红外发射器发射的红外信号，然后向清洁机器人基站直行。
作为改进，在所述步骤二中，在所述步骤二中，如果清洁机器人在向基站直行直行过程中，如果出现第一红外接收器接收不到第一红外发射器发射的红外信号的情况，此时，清洁机器人向右前侧行走或向左前侧行走，直至第一红外接收器再次接收到第一红外发射器发射的红外信号后再次向清洁机器人基站直行。
再改进，在所述步骤二中，如果清洁机器人在向基站直行直行过程中，如果出现第一红外接收器再次接收收到第二红外发射器发射的红外信号，此时让清洁机器人在直行的过程中向右前方转动预设角度行走，向第一区域靠拢，以调整自身位置，直至第一红外接收器不能接收收到第二红外发射器发射的红外信号，仅能接收收到第一红外发射器发射的红外信号；同理，如果出现第一红外接收器再次接收收到第三红外发射器发射的红外信号，此时让清洁机器人在直行的过程中向左前方转动预设角度行走，向第一区域靠拢，调整自身位置，直至第一红外接收器不能接收收到第三红外发射器发射的红外信号，仅能接收收到第一红外发射器发射的红外信号，所述预设角度为5～15度。
再改进，在清洁机器人的左前侧和右前侧分别安装碰撞传感器，当左侧碰撞传感器收到信号后，控制清洁机器人后退8cm～15cm至第一区域，然后向左前方行走并进入基站；当右侧碰撞传感器收到信号后，控制清洁机器人后退8cm～15cm至第一区域，然后向右前方行走并进入基站。
再改进，所述第一区域左侧边缘和第二区域的右侧边缘部分重合；所述第一区域右侧边缘和第三区域的左侧边缘部分重合。
再改进，所述基站包括机座，机座内形成有能容量清洁机器人进入的容腔，机座上设有位于容腔左侧的左挡板，机座上设有位于容腔右侧的右挡板；所述第一红外发射器设置在容腔前侧中部的机座上，第二红外发射器设置在左挡板外侧，第三红外发射器设置在右挡板外侧。
再改进，清洁机器人上三个红外接收器外围均设有环形遮挡板。
一种清洁机器人返回基站控制系统，包括清洁机器人和基站，其特征在于：基站的中部设置有第一红外发射器，基站的左侧设置有第二红外发射器，基站的右侧设置第三红外发射器，清洁机器人的中部设置有第一红外接收器，清洁机器人的左侧设置有第二红外接收器，清洁机器人的右侧设置有第三红外接收器，第一红外发射器的红外信号覆盖区域为第一区域，第二红外发射器的红外信号覆盖区域为第二区域，第三红外发射器的红外信号覆盖区域为第三区域，第一区域、第二区域和第三区域布满基站前侧，所述清洁机器人采用上述控制方法返回基站
与现有技术相比，本发明的优点在于：能在较大范围内引导清洁机器人返回基站，且控制方式更合理，避免较多返回失败的情况。
附图说明
图1为本发明实施例中基站中三个红外发射器的红外信号覆盖区域示意图。
图2为本发明实施例中清洁机器人中三个红外接收器的安装位置示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
本实施例提供了一种清洁机器人返回基站控制方法，需要在基站1的中部设置第一红外发射器2，在基站1的左侧设置第二红外发射器3，在基站1的右侧设置第三红外发射器4，参加图1所示；在清洁机器人5的中部设置第一红外接收器6，在清洁机器人5的左侧设置第二红外接收器7，清洁机器人5的右侧设置第三红外接收器8，第一红外发射器2的红外信号覆盖区域为第一区域A，第二红外发射器2的红外信号覆盖区域为第二区域B，第三红外发射器3的红外信号覆盖区域为第三区域C，第一区域A、第二区域B和第三区域C布满基站前侧,第一区域A、第二区域B和第三区域C的边缘可以不重合，也可以重合一部分，本实施例中，第一区域A左侧边缘和第二区域B的右侧边缘部分重合；所述第一区域A右侧边缘和第三区域C的左侧边缘部分重合。基站1包括机座11，机座内形成有能容量清洁机器人进入的容腔12，机座11上设有位于容腔左侧的左挡板13，机座上设有位于容腔右侧的右挡板14；所述第一红外发射器2设置在容腔前侧中部的机座11上，第二红外发射器3设置在左挡板13外侧，第三红外发射器4设置在右挡板14外侧。清洁机器人5上三个红外接收器外围均设有环形遮挡板，以保证接收范围尽量小。另外，清洁机器人5的左前侧和右前侧分别安装碰撞传感器9、10。
上述清洁机器人通过如下步骤返回基站：
步骤一：判断清洁机器人5所在区域：
当清洁机器人接收到红外信号时，开始原地旋转，分别记录三个红外接收器6、7、8收到的三个不同红外发射器2、3、4发出的红外信号，如果收到第一红外发射器发出的红外信号的数量最多，则判断清洁机器人位于第一区域，如果收到第二红外发射器发出的红外信号的数量最多，则判断清洁机器人位于第二区域，如果收到第三红外发射器发出的红外信号的数量最多，则判断清洁机器人位于第三区域；
步骤二、如果识别到清洁机器人处于第一区域，清洁机器人直接转向基站方向，至第一红外接收器接收到第一红外发射器发射的红外信号，然后朝向基站方向直行；
如果识别到清洁机器人处于第二区域，清洁机器人原地向右旋转，当第二红外接收器接收到第二红外发射器发射的红外信号后，清洁机器人开始直行，直行过程中如果第二红外接收器收到第一红外发射器发出的红外信号，则停止直行，表明清洁机器人已经到达第一区域，此时清洁机器人向左旋转转向基站方向，直至第一红外接收器接收到第一红外发射器发射的红外信号，然后清洁机器人向基站直行；
如果识别到清洁机器人处于第三区域，清洁机器人原地向左旋转，当第三红外接收器接收到第三红外发射器发射的红外信号后，清洁机器人开始直行，直行过程中如果第三红外接收器收到第一红外发射器发出的红外信号，则停止直行，表明清洁机器人已经到达第一区域，此时清洁机器人向右旋转转向基站方向，直至第一红外接收器接收到第一红外发射器发射的红外信号，然后向清洁机器人基站直行。
在所述步骤二中，如果清洁机器人在向基站直行直行过程中，在所述步骤二中，如果清洁机器人在向基站直行直行过程中，如果出现第一红外接收器接收不到第一红外发射器发射的红外信号的情况，此时，清洁机器人向右前侧行走或向左前侧行走，直至第一红外接收器再次接收到第一红外发射器发射的红外信号后再次向清洁机器人基站直行。
在所述步骤二中，如果清洁机器人在向基站直行直行过程中，如果出现第一红外接收器再次接收收到第二红外发射器发射的红外信号，此时让清洁机器人在直行的过程中向右前方转动预设角度行走，向第一区域靠拢，以调整自身位置，直至第一红外接收器不能接收收到第二红外发射器发射的红外信号，仅能接收收到第一红外发射器发射的红外信号；同理，如果出现第一红外接收器再次接收收到第三红外发射器发射的红外信号，此时让清洁机器人在直行的过程中向左前方转动预设角度行走，向第一区域靠拢，调整自身位置，直至第一红外接收器不能接收收到第三红外发射器发射的红外信号，仅能接收收到第一红外发射器发射的红外信号，所述预设角度为5～15度。
清洁机器人靠近基站时，如果正面没有正对基站，会出现左侧或右侧与基站碰撞的情况出现，当左侧碰撞传感器收到信号后，控制清洁机器人后退8cm～15cm至第一区域，然后向左前方行走并进入基站；当右侧碰撞传感器收到信号后，控制清洁机器人后退8cm～15cm至第一区域，然后向右前方行走并进入基站。
本实施例进一步提供了一种清洁机器人返回基站控制系统，包括清洁机器人和基站，该所述清洁机器人采用上述控制方法返回基站。

Claims (7)

1.一种清洁机器人返回基站控制方法，其特征在于：在基站的中部设置第一红外发射器，在基站的左侧设置第二红外发射器，在基站的右侧设置第三红外发射器，在清洁机器人的中部设置第一红外接收器，在清洁机器人的左侧设置第二红外接收器，清洁机器人的右侧设置第三红外接收器，第一红外发射器的红外信号覆盖区域为第一区域，第二红外发射器的红外信号覆盖区域为第二区域，第三红外发射器的红外信号覆盖区域为第三区域，第一区域、第二区域和第三区域布满基站前侧，所述清洁机器人通过如下步骤返回基站：
步骤一：判断清洁机器人所在区域：
当清洁机器人接收到红外信号时，开始原地旋转，分别记录三个红外接收器收到的三个不同红外发射器发出的红外信号，如果收到第一红外发射器发出的红外信号的数量最多，则判断清洁机器人位于第一区域，如果收到第二红外发射器发出的红外信号的数量最多，则判断清洁机器人位于第二区域；如果收到第三红外发射器发出的红外信号的数量最多，则判断清洁机器人位于第三区域；
步骤二、如果识别到清洁机器人处于第一区域，清洁机器人直接转向基站方向，直至第一红外接收器接收到第一红外发射器发射的红外信号，然后朝向基站方向直行；
如果识别到清洁机器人处于第二区域，清洁机器人原地向右旋转，当第二红外接收器接收到第二红外发射器发射的红外信号后，清洁机器人开始直行，直行过程中如果第二红外接收器收到第一红外发射器发出的红外信号，则停止直行，表明清洁机器人已经到达第一区域，此时清洁机器人向左旋转转向基站方向，直至第一红外接收器接收到第一红外发射器发射的红外信号，然后清洁机器人向基站直行；
如果识别到清洁机器人处于第三区域，清洁机器人原地向左旋转，当第三红外接收器接收到第三红外发射器发射的红外信号后，清洁机器人开始直行，直行过程中如果第三红外接收器收到第一红外发射器发出的红外信号，则停止直行，表明清洁机器人已经到达第一区域，此时清洁机器人向右旋转转向基站方向，直至第一红外接收器接收到第一红外发射器发射的红外信号，然后向清洁机器人基站直行；
清洁机器人在向基站直行过程中，如果出现第一红外接收器再次接收到第二红外发射器发射的红外信号，此时让清洁机器人在直行的过程中向右前方转动预设角度行走，向第一区域靠拢，以调整自身位置，直至第一红外接收器不能接收到第二红外发射器发射的红外信号，仅能接收到第一红外发射器发射的红外信号；同理，如果出现第一红外接收器再次接收到第三红外发射器发射的红外信号，此时让清洁机器人在直行的过程中向左前方转动预设角度行走，向第一区域靠拢，调整自身位置，直至第一红外接收器不能接收到第三红外发射器发射的红外信号，仅能接收到第一红外发射器发射的红外信号，所述预设角度为5～15度。
2.根据权利要求1所述的清洁机器人返回基站控制方法，其特征在于：在所述步骤二中，如果清洁机器人在向基站直行过程中，如果出现第一红外接收器接收不到第一红外发射器发射的红外信号的情况，此时，清洁机器人向右前侧行走或向左侧前行走，直至第一红外接收器再次接收到第一红外发射器发射的红外信号后再次向清洁机器人基站直行。
3.根据权利要求1所述的清洁机器人返回基站控制方法，其特征在于：在清洁机器人的左前侧和右前侧分别安装碰撞传感器，当左侧碰撞传感器收到信号后，控制清洁机器人后退8cm～15cm至第一区域，然后向左前方行走并进入基站；当右侧碰撞传感器收到信号后，控制清洁机器人后退8cm～15cm至第一区域，然后向右前方行走并进入基站。
4.根据权利要求1所述的清洁机器人返回基站控制方法，其特征在于：所述第一区域左侧边缘和第二区域的右侧边缘部分重合；所述第一区域右侧边缘和第三区域的左侧边缘部分重合。
5.根据权利要求1所述的清洁机器人返回基站控制方法，其特征在于：所述基站包括机座，机座内形成有能容量清洁机器人进入的容腔，机座上设有位于容腔左侧的左挡板，机座上设有位于容腔右侧的右挡板；所述第一红外发射器设置在容腔前侧中部的机座上，第二红外发射器设置在左挡板外侧，第三红外发射器设置在右挡板外侧。
6.根据权利要求1所述的清洁机器人返回基站控制方法，其特征在于：清洁机器人上三个红外接收器外围均设有环形遮挡板。
7.一种清洁机器人返回基站控制系统，包括清洁机器人和基站，其特征在于：基站的中部设置有第一红外发射器，基站的左侧设置有第二红外发射器，基站的右侧设置第三红外发射器，清洁机器人的中部设置有第一红外接收器，清洁机器人的左侧设置有第二红外接收器，清洁机器人的右侧设置有第三红外接收器，第一红外发射器的红外信号覆盖区域为第一区域，第二红外发射器的红外信号覆盖区域为第二区域，第三红外发射器的红外信号覆盖区域为第三区域，第一区域、第二区域和第三区域布满基站前侧，所述清洁机器人采用如权利要求1所述控制方法返回基站。
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