CN114938927A - 自动清洁设备、控制方法及存储介质 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种自动清洁设备、控制方法及存储介质，清洁设备包括：移动平台；清洁模组，设置于移动平台底部，用于对自动清洁设备行进路径上的操作面进行清洁；光发射组件，设置于移动平台底面，配置为向操作面方向预设角度范围内发射光信号；光接收组件，包括光谱采集单元，配置为接收从操作面反射的光信号并生成基于操作面的光谱信息；控制系统，设置于移动平台内部，配置为至少基于光谱信息判断操作面材质和/或操作面污渍类别，基于操作面材质和/或操作面污渍类别控制清洁模组对操作面进行清洁。本公开通过在自动清洁设备底部设置光谱仪和/或影像成像组件，获得操作面的操作面材质和/或操作面污渍类别。

Description

自动清洁设备、控制方法及存储介质

技术领域

本公开涉及机器人技术领域，具体而言，涉及一种自动清洁设备、控制方法及存储介质。

背景技术

随着技术的发展，服务机器人越来越遍及生活中方方面面，尤其是清洁机器人普及率越来越高，但由于家庭环境复杂，经常同时含有地毯，磁砖，地板等多种材质，清洁机器人无法精准识别各类地面材质，例如，由于清洁机器人扫拖过程无法精准识别地毯，将地毯打湿，容易将名贵地毯损坏甚至发霉。

此外，厨房地面油污，果汁，咖啡，宠物尿液等顽固污渍需要机器人重点清扫，但目前清洁机器人无法准确识别顽固污渍区域，仅能通过手动选择精密清洁模式盲目将所有区域重点清洁以实现高清洁能力，从而降低了清洁效率。

发明内容

本公开的目的在于提供一种自动清洁设备、控制方法及存储介质，以解决地面材质或重点区域精准识别的技术问题，具体如下。

本公开实施例提供一种自动清洁设备，包括：

移动平台及驱动组件；

清洁模组，设置于所述移动平台底部，用于对所述自动清洁设备行进路径上的操作面进行清洁；

光发射组件，设置于所述移动平台底面，配置为在预设角度范围内向所述操作面方向发射光信号；

光接收组件，包括光谱采集单元，配置为接收从所述操作面反射的光信号并生成基于所述操作面的光谱信息；

控制系统，设置于所述移动平台内部，配置为至少基于所述光谱信息判断所述操作面材质和/或操作面污渍类别，基于所述操作面材质和/或操作面污渍类别控制所述清洁模组对所述操作面进行清洁。

在一些实施例中，所述光发射组件包括不可见光发射单元和/或可见光发射单元，所述不可见光发射单元和/或可见光发射单元分别在所述预设角度范围内向所述操作面方向相应的发射不可见光信号和/或可见光信号。

在一些实施例中，所述光发射组件包括驱动单元，所述控制系统进一步配置为，基于已生成的光谱信息调整所述驱动单元中的驱动电流或电压，以调整所述光发射组件发射光信号的强度和/或预设角度。

在一些实施例中，所述光接收组件还包括图像采集单元，配置为接收从所述操作面反射的光信号并生成基于所述操作面的影像图像。

在一些实施例中，所述控制系统配置为基于所述光谱信息和所述影像图像判断所述操作面材质和/或操作面污渍类别，基于所述操作面材质和/或操作面污渍类别控制所述清洁模组对所述操作面进行清洁。

在一些实施例中，所述自动清洁设备还包括：

存储装置，配置为预存有基于所述操作面材质和/或操作面污渍类别的历史光谱信息和/或历史影像图像。

在一些实施例中，所述控制系统进一步配置为：

比较通过所述光接收组件形成的当前光谱信息和存储装置存储的历史光谱信息，当所述当前光谱信息和所述历史光谱信息的匹配度大于等于预设第一阈值时，则判定当前所述操作面材质和/或操作面污渍类别为所述历史光谱信息所对应的操作面材质和/或操作面污渍类别。

在一些实施例中，所述控制系统进一步配置为：

当所述当前光谱信息和所述历史光谱信息的匹配度小于预设第一阈值而大于等于预设第二阈值时，比较通过所述光接收组件形成的当前影像图像和所述存储装置存储的历史影像图像；

当所述当前影像图像和所述历史影像图像的匹配度大于等于预设第三阈值时，则判定当前所述操作面材质和/或操作面污渍类别为所述历史影像图像所对应的操作面材质和/或操作面污渍类别。

在一些实施例中，所述自动清洁设备还包括：

存储装置，配置为预存有基于所述操作面材质和/或操作面污渍类别的光谱信息的学习模型和/或影像图像的学习模型；

所述控制进一步配置为：利用所述存储装置保存的基于所述操作面材质和/或操作面污渍类别的光谱信息的学习模型和/或影像图像的学习模型，对所述光接收组件接收到的光谱信息和/或影像图像进行识别，确定出操作面材质和/或操作面污渍类别。

所述控制系统进一步配置为：

将所述光接收组件形成的当前光谱信息展平构成一维特征向量；

计算所述当前光谱信息的一维特征向量和存储装置存储的历史光谱信息的一维特征向量的欧氏距离；

当所述欧氏距离满足预设距离阈值时，则认为所述当前光谱信息和所述历史光谱信息相匹配，判定当前所述操作面材质和/或操作面污渍类别为所述历史光谱信息所对应的操作面材质和/或操作面污渍类别。

在一些实施例中，所述光发射组件的波长范围为380～1100nm。

在一些实施例中，所述预设角度范围为30°～90°。

在一些实施例中，所述光接收组件分辨率为1nm。

本公开实施例提供一种自动清洁设备的控制方法，包括：

通过设置于自动清洁设备的移动平台底面的光发射组件在预设角度范围内向操作面方向发射光信号；

通过光接收组件接收从所述操作面反射的光信号并生成基于所述操作面的光谱信息；

通过控制系统，基于所述光谱信息判断所述操作面材质和/或操作面污渍类别，基于所述操作面材质和/或操作面污渍类别控制清洁模组对所述操作面进行清洁。

在一些实施例中，所述光发射组件包括不可见光发射单元和/或可见光发射单元，所述不可见光发射单元和、或可见光发射单元分别在所述预设角度范围内向所述操作面方向相应的发射不可见光信号和/或可见光信号。

在一些实施例中，所述光发射组件还包括驱动单元，所述方法还包括：

基于已生成的光谱信息调整所述驱动单元中的驱动电流或电压，以调整所述光发射组件发射光信号的强度和/或预设角度。

在一些实施例中，所述光接收组件还包括图像采集单元，所述方法还包括：

接收从所述操作面反射的光信号并生成基于所述操作面的影像图像。

在一些实施例中，所述方法还包括：

基于所述光谱信息和所述影像图像判断所述操作面材质和/或操作面污渍类别，基于所述操作面材质和/或操作面污渍类别控制所述清洁模组对所述操作面进行清洁。

在一些实施例中，所述方法还包括：

预存基于所述操作面材质和/或操作面污渍类别的历史光谱信息和/或历史影像图像。

在一些实施例中，所述方法还包括：

比较通过所述光接收组件形成的当前光谱信息和存储装置存储的历史光谱信息，当所述当前光谱信息和所述历史光谱信息的匹配度大于等于预设第一阈值时，则判定当前所述操作面材质和/或操作面污渍类别为所述历史光谱信息所对应的操作面材质和/或操作面污渍类别。

在一些实施例中，所述方法还包括：

当所述当前光谱信息和所述历史光谱信息的匹配度小于预设第一阈值而大于等于预设第二阈值时，比较通过所述光接收组件形成的当前影像图像和存储装置存储的历史影像图像；

当所述当前影像图像和所述历史影像图像的匹配度大于等于预设第三阈值时，则判定当前所述操作面材质和/或操作面污渍类别为所述历史影像图像所对应的操作面材质和/或操作面污渍类别。

在一些实施例中，所述方法还包括：所述自动清洁设备利用预存的基于所述操作面材质和/或操作面污渍类别的光谱信息的学习模型和/或影像图像的学习模型，对接收到的光谱信息和/或影像图像进行识别，确定出操作面材质和/或操作面污渍类别。

在一些实施例中，所述方法还包括：

将所述光接收组件形成的当前光谱信息展平构成一维特征向量；

计算所述当前光谱信息的一维特征向量和存储装置存储的历史光谱信息的一维特征向量的欧氏距离；

当所述欧氏距离满足预设距离阈值时，则认为所述当前光谱信息和所述历史光谱信息相匹配，判定当前所述操作面材质和/或操作面污渍类别为所述历史光谱信息所对应的操作面材质和/或操作面污渍类别。

在一些实施例中，所述基于所述操作面材质和/或操作面污渍类别控制清洁模组对所述操作面进行清洁，包括以下至少之一：

当所述操作面材质为硬质地面材质时，采用预设功率清扫和/或预设水量拖地；

当所述操作面材质为短纹地毯时，对所述短纹地毯进行清扫和/或停止拖地工作；

当所述操作面材质为长纹地毯时，控制驱动系统实施绕行；

当所述操作面上有水时，控制干式清洁模组停止工作和/或减少自动清洁设备拖地时的出水量；

当所述操作面上有重污渍时，执行以下操作至少之一：增加清洁设备供水量、提高清洁剂浓度、增加湿式清洁模组的拖地力度或震动频率。

本公开实施例提供一种自动清洁设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机程序指令，所述处理器执行所述计算机程序指令时，实现如上任一所述的方法步骤。

本公开实施例提供一种非瞬时性计算机可读存储介质，存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器调用和执行时实现如上任一所述的方法步骤。

本公开实施例具有如下技术效果：

本公开实施例，通过在自动清洁设备底部设置光谱仪和/或影像成像组件，获得操作面的操作面材质和/或材质面污渍类别，基于所述操作面材质和/或材质面污渍类别控制所述清洁模组对所述操作面进行清洁，实现地毯、地板以及污渍种类识别及有针对性的清洁。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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。在附图中：

图1为本公开的一些实施例的自动清洁设备整体结构示意图。

图2为本公开的一些实施例的自动清洁设备仰视结构示意图。

图3为本公开的一些实施例的自动清洁设备光发射和接收模组结构示意图。

图4为本公开的一些实施例的基于操作面材质的光谱示意图。

图5为本公开的一些实施例的基于操作面材质污渍的光谱示意图。

图6为本公开的一些实施例的自动清洁设备控制方法流程示意图。

图7为本公开的一些实施例的电子设备结构示意图。

具体实施方式

为了使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，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它实施例，都属于本公开保护的范围。

在本公开实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应当理解，尽管在本公开实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述，但这些不应限于这些术语。这些术语仅用来将区分开。例如，在不脱离本公开实施例范围的情况下，第一也可以被称为第二，类似地，第二也可以被称为第一。

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商品或者装置不仅包括那些要素，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商品或者装置所固有的要素。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商品或者装置中还存在另外的相同要素。

下面结合附图详细说明本公开的可选实施例。

图1-图2是根据一示例性实施例示出的一种自动清洁设备的结构示意图，如图1-图2所示，自动清洁设备可以是真空吸尘机器人、也可以是扫地/拖地/刷地/扫拖地机器人等等，该自动清洁设备可以包含移动平台100、感知系统120、控制系统130、驱动系统140、清洁模组150、能源系统160和人机交互系统170。其中：

移动平台100可以被配置为在操作面上自动沿着目标方向移动。所述操作面可以为自动清洁设备待清洁的表面。在一些实施例中，自动清洁设备可以为拖地机器人、扫地机器人、扫拖机器人等自移动机器人，则自动清洁设备在地面上工作，所述地面也可以为任何的操作面，例如桌面、屋顶、平台等；自动清洁设备也可以是擦窗机器人，则自动清洁设备在建筑的玻璃外表面工作，所述玻璃为所述操作面；自动清洁设备也可以是管道自移动机器人，则自动清洁设备在管道的内表面工作，所述管道内表面为所述操作面。纯粹是为了展示的需要，本申请中下面的描述以拖地机器人为例进行说明。

在一些实施例中，移动平台100可以是自主移动平台，也可以是非自主移动平台。所述自主移动平台是指移动平台100本身可以根据预料之外的环境输入自动地及适应性地做出操作决策；所述非自主移动平台本身不能根据预料之外的环境输入适应性地做出操作决策，但可以执行既定的程序或者按照一定的逻辑运行。相应地，当移动平台100为自主移动平台时，所述目标方向可以是自动清洁设备自主决定的；当移动平台100为非自主移动平台时，所述目标方向可以是系统或人工设置的。当所述移动平台100是自主移动平台时，所述移动平台100包括前向部分111和后向部分110。

感知系统120包括位于移动平台100上的位姿确定装置121、位于移动平台100的前向部分111的缓冲器122、位于移动平台底部的悬崖传感器123、光接收组件190以及超声传感器、红外传感器、磁力计、加速度计、陀螺仪、里程计等传感装置，向控制系统130提供机器的各种位置信息和运动状态信息。

为了更加清楚地描述自动清洁设备的行为，进行如下方向定义：自动清洁设备可通过相对于由移动平台100界定的如下三个相互垂直轴的移动的各种组合在地面上行进：横向轴x、前后轴y及中心垂直轴z。沿着前后轴y的前向驱动方向标示为“前向”，且沿着前后轴y的后向驱动方向标示为“后向”。横向轴x实质上是沿着由驱动系统140中的驱动轮组件141的中心点界定的轴心在自动清洁设备的右轮与左轮之间延伸。其中，自动清洁设备可以绕x轴转动。当自动清洁设备的前向部分向上倾斜，后向部分向下倾斜时为“上仰”，且当自动清洁设备的前向部分向下倾斜，后向部分向上倾斜时为“下俯”。另外，自动清洁设备可以绕z轴转动。在自动清洁设备的前向方向上，当自动清洁设备向y轴的右侧倾斜为“右转”，当自动清洁设备向y轴的左侧倾斜为“左转”。

如图2所示，在移动平台100底部上并且在驱动轮组件141的前方和后方设置有悬崖传感器123，该悬崖传感器用于防止在自动清洁设备前进或后退时发生跌落，从而能够避免自动清洁设备受到损坏。前述的“前方”是指相对于自动清洁设备行进方向相同的一侧，前述的“后方”是指相对于自动清洁设备行进方向相反的一侧。

位姿确定装置121包括但不限于摄像头、激光测距装置(LDS)、线结构光装置、ODO传感器等能够确定自动清洁设备位置或姿态的装置，位姿确定装置121也不限于位于自动清洁设备的顶部，例如，摄像头和线结构光装置可以根据需要设置于自动清洁设备的前面或侧面的任意位置；ODO传感器可以设置于自动清洁设备的内部。

感知系统120中的各个组件，既可以独立运作，也可以共同运作以更准确的实现目的功能。通过光接收组件190对待清洁表面进行识别，以确定待清洁表面的物理特性，包括表面材质、污渍类别等等。

例如，可以通过光谱采集单元191对待清洁表面是否为地毯进行判断，若光谱采集单元191判断待清洁表面为地毯材质，则控制系统130控制自动清洁设备进行地毯模式清洁。

移动平台100的前向部分111设置有缓冲器122，在清洁过程中驱动轮组件141推进自动清洁设备在地面行走时，缓冲器122经由传感器系统，例如红外传感器，检测自动清洁设备的行驶路径中的一或多个事件(或对象)，自动清洁设备可通过由缓冲器122检测到的事件(或对象)，例如障碍物、墙壁，而控制驱动轮组件141使自动清洁设备来对所述事件(或对象)做出响应，例如远离障碍物。

控制系统130设置在移动平台100内的电路主板上，包括与非暂时性存储器，例如硬盘、快闪存储器、随机存取存储器，通信的计算处理器，例如中央处理单元、应用处理器，应用处理器被配置为接收感知系统120传来的所述多个传感器的感受到的环境信息，根据激光测距装置反馈的障碍物信息等利用定位算法，例如SLAM，绘制自动清洁设备所在环境中的即时地图，并根据所述环境信息和环境地图自主决定行驶路径，然后根据所述自主决定的行驶路径控制驱动系统140进行前进、后退和/或转向等操作。进一步地，控制系统130还可以根据所述环境信息和环境地图决定是否启动清洁模组150进行清洁操作。

具体地，控制系统130可以结合缓冲器122、悬崖传感器123和超声传感器、红外传感器、磁力计、加速度计、陀螺仪、里程计等传感装置反馈的距离信息、速度信息综合判断扫地机当前处于何种工作状态，如过门槛，上地毯，位于悬崖处，上方或者下方被卡住，尘盒满，被拿起等等，还会针对不同情况给出具体的下一步动作策略，使得自动清洁设备的工作更加符合主人的要求，有更好的用户体验。进一步地，控制系统能基于SLAM绘制的即时地图信息规划最为高效合理的清扫路径和清扫方式，大大提高自动清洁设备的清扫效率。

驱动系统140可基于具体的距离和角度信息，例如x、y及θ分量，执行驱动命令而操纵自动清洁设备跨越地面行驶。驱动系统140包含驱动轮组件141，驱动系统140可以同时控制左轮和右轮。为了自动清洁设备能够在地面上更为稳定地运动或者具有更强的运动能力，自动清洁设备可以包括一个或者多个转向组件142，转向组件142可为从动轮，也可为驱动轮，其结构形式包括但不限于万向轮，转向组件142可以位于驱动轮组件141的前方。

能源系统160包括充电电池，例如镍氢电池和锂电池。充电电池可以连接有充电控制电路、电池组充电温度检测电路和电池欠压监测电路，充电控制电路、电池组充电温度检测电路、电池欠压监测电路再与单片机控制电路相连。自动清洁设备通过设置在机身侧方或者下方的充电电极与充电桩连接进行充电。

人机交互系统170包括设置在自动清洁设备面板上的按键，按键供用户进行功能选择；还可以包括显示屏和/或指示灯和/或喇叭，显示屏、指示灯和喇叭向用户展示当前自动清洁设备所处状态或者功能选择项；还可以包括手机客户端程序。对于路径导航型的自动清洁设备，在手机客户端可以向用户展示自动清洁设备所在环境的地图，以及自动清洁设备所处位置，可以向用户提供更为丰富和人性化的功能项，用户可以通过手机客户端对自动清洁设备的清洁参数进行配置。

清洁模组150可包括干式清洁模组151和/或湿式清洁模组400。如图2所示，干式清洁模组151包括滚刷、尘盒、风机、出风口。与地面具有一定干涉的滚刷将地面上的垃圾扫起并卷带到滚刷与尘盒之间的吸尘口前方，然后被风机产生并经过尘盒的有吸力的气体吸入尘盒。自动清洁设备的除尘能力可用垃圾的清扫效率DPU(Dust pickup efficiency)进行表征，清扫效率DPU受滚刷结构和材料影响，受吸尘口、尘盒、风机、出风口以及四者之间的连接部件所构成的风道的风力利用率影响，受风机的类型和功率影响，是个复杂的系统设计问题。相比于普通的插电吸尘器，除尘能力的提高对于能源有限的自动清洁设备来说意义更大。因为除尘能力的提高直接有效降低了对于能源的要求，也就是说对于原来充一次电可以清扫80平米地面的机器，可以进化为充一次电清扫180平米甚至更多。并且减少充电次数的电池的使用寿命也会大大增加，使得用户更换电池的频率也会相应减少。更为直观和重要的是，除尘能力的提高是最为明显和重要的用户体验，用户会直接得出扫得是否干净/擦得是否干净的结论。干式清洁模组还可包含具有旋转轴的边刷152，旋转轴相对于地面成一定角度，以用于将碎屑移动到干式清洁模组151的滚刷区域中。

本实施例提供的湿式清洁模组400，被配置为采用湿式清洁方式清洁所述操作面的至少一部分；其中，所述湿式清洁模组400包括清洁头410和驱动单元，其中，清洁头410用于清洁所述操作面的至少一部分，驱动单元用于驱动所述清洁头沿着待清洁表面进行往复运动，所述待清洁表面为所述操作面的一部分。所述清洁头410沿待清洁表面做往复运动，清洁头410在与待清洁表面的接触面上设有清洁布或清洁板，通过往复运动与待清洁表面产生高频摩擦，从而去除待清洁表面上的污渍。所述清洁头410包括活动区域412和固定区域411，活动区域412设置于清洁头410大致中央位置。

本公开实施例具体提供一种自动清洁设备，如图2所示，包括移动平台100；清洁模组150，设置于所述移动平台100底部，用于对所述自动清洁设备行进路径上的操作面进行清洁；本公开实施例自动清洁设备还包括光发射组件180，设置于所述移动平台100底面，配置为在预设角度范围内向所述操作面方向发射光信号；光接收组件190，包括光谱采集单元191，配置为接收从所述操作面反射的光信号并生成基于所述操作面的光谱信息；控制系统130，设置于所述移动平台100内部，配置为至少基于所述光谱信息判断所述操作面材质和/或操作面污渍类别，基于所述操作面材质和/或操作面污渍类别控制所述清洁模组150对所述操作面进行清洁。

在一些实施例中，如图2所示，光发射组件180应当设置于自动清洁设备底部靠前边缘位置附近，以使其尽可能早的探测出操作面材质或污渍情况，其中，所述光发射组件180包括不可见光发射单元181和可见光发射单元182，所述不可见光发射单元181和可见光发射单182元分别以预设角度发射不可见光光信号和可见光信号，其中，不可见光发射单元181例如为红外发射单元。

如图3所示，光发射组件180包含驱动单元183，用于提供合适的驱动电压和驱动电流到不可见光发射单元181和可见光发射单182进行光电转换，不可见光发射单元181和可见光发射单元182的发光强度和驱动电流呈线性关系，因此通过控制驱动电流可以有效控制光发射组件180的光强大小和照射范围。

光发射组件180包括不可见光发射单元181和可见光发射单元182，光发射组件180的波长范围例如可以为380～1100nm。不可见光发射单元181和可见光发射单元182的发光强度会影响感应距离，因此应当控制适当的电流使得光发射组件180照射到操作面后仍然有足够的能量反射回光接收组件；光发射组件180的发散角度影响光辐射范围，例如采用发散角范围为30°～90°，可以照射到自动清洁设备前方的操作面，以使其在执行清洁操作过程中就可以预先判断出前方区域的材质或污渍类别。根据自动清洁设备的实际需要感应范围，本实施例用一颗波长范围为380～780nm的白光LED和一颗波长范围为780～1100nm红外LED叠加实现宽光谱补光，可以覆盖底部30°范围内的照射区域。光发射组件180外形尺寸主要影响结构设计，本实施例可采用3535封装SMD(Surface Mounted Devices，表面贴装器件)贴片器件。

在一些实施例中，光接收组件190包括光谱采集单元191，配置为接收从所述操作面反射的光信号并生成基于所述操作面的光谱信息；其中，基于所述操作面的光谱信息包括基于操作面材质的光谱信息或者基于操作面污渍类别的光谱信息，例如，如图4和图5所示光谱信息，横轴表示光谱波长、纵轴表示光强，光谱信息分别为：地板光谱信息、短纹地毯光谱信息、长纹地毯光谱信息、门槛线光谱信息、水渍光谱信息、蜂蜜光谱信息、花生酱光谱信息、油光谱信息、番茄酱光谱信息。

在一些实施例中，光接收组件190还包括图像采集单元192，配置为接收从所述操作面反射的光信号并生成基于所述操作面的影像图像。其中，基于所述操作面的影像图像包括基于操作面材质的影像图像或者基于操作面污渍类别的影像图像，影像图像例如是一种直接拍摄获取的操作面材质的照片或者基于操作面污渍类别的照片，例如，影像图像包括以下至少之一：地板影像图像、短纹地毯影像图像、长纹地毯影像图像、门槛线影像图像、水渍影像图像、蜂蜜影像图像、花生酱影像图像、油影像图像、番茄酱影像图像。

如图3所示，光接收组件190包含透镜单元193、光谱采集单元191、图像采集单元192和信号处理单元194。其中透镜单元193用于收集光发射组件180发射至地面后的反射光，将即使微弱的反射光也能被收集到光谱采集单元191和图像采集单元192的光学感应区域，提升器件灵敏度，本实施例采用水平DFOV＝30°的高分辨率镜头组合。光谱采集单元191、图像采集单元192分别用于收集光谱数据和图像数据，响应波长范围380～1100nm，分辨率为1nm。

信号处理单元194，用于将光谱采集单元191、图像采集单元192的光电信号转换成数字信号，发送给自动清洁设备的控制系统，例如CPU，进行AI智能比对。发送帧率应当尽可能的高，例如发送帧率≥15fps，以便快速响应材质识别，让自动清洁设备快速调整清扫策略。

在一些实施例中，所述自动清洁设备还包括存储装置，配置为预存有基于所述操作面材质和/或操作面污渍类别的历史光谱信息和/或历史影像图像。具体的，所述操作面材质可以包括：硬质地面材质和软质地面材质；其中硬质地面材质还可以进一步包括：地板、地砖等；软质地面材质包括：短纹地毯、长纹地毯等。如图4和图5所示，历史光谱信息包括以下至少之一：地板光谱信息、短纹地毯光谱信息、长纹地毯光谱信息、门槛线光谱信息、水渍光谱信息、蜂蜜光谱信息、花生酱光谱信息、油光谱信息、番茄酱光谱信息；历史影像图像包括以下至少之一：地板影像图像、短纹地毯影像图像、长纹地毯影像图像、门槛线影像图像、水渍影像图像、蜂蜜影像图像、花生酱影像图像、油影像图像、番茄酱影像图像。自动清洁设备可以通过数据采集或者预编译的方式，将上述各种具体的历史光谱信息和/或历史影像图像存储到存储装置中，以备后续调用。当然，上述各种具体的历史光谱信息和/或历史影像图像也可以存储到云端或服务器中，供自动清洁设备调用。

在一些实施例中，所述自动清洁设备还包括存储装置，配置为预存有基于所述操作面材质和/或操作面污渍类别的光谱信息的学习模型和/或影像图像的学习模型；所述控制进一步配置为：利用所述存储装置保存的基于所述操作面材质和/或操作面污渍类别的光谱信息的学习模型和/或影像图像的学习模型，对所述光接收组件接收到的光谱信息和/或影像图像进行识别，确定出操作面材质和/或操作面污渍类别。通过预存学习模型，能够快速的识别出操作面材质和/或操作面污渍类别。

在一些实施例中，控制系统130，例如CPU，配置为基于所述光谱信息判断所述操作面材质和/或操作面污渍类别。由于光谱范围为380～1100nm，涵盖了可见光和红外的波长范围，且光谱仪通常具有较高的灵敏度，因此，即使反射光较微弱也可以获得相应的波形图像，因此，获得的光谱信息通常比较完整，如图4-5所示，对于不同材质或不同污渍类别获得不同反射率，从而能够形成稳定的光谱轮廓线，因此，能够较准确的获得当前操作面拍摄区域的光谱情况，对于当前区域操作面材质和/或操作面污渍类别能够较准确的判断。

在一些实施例中，所述控制系统进一步的判断过程为：比较通过所述光接收组件形成的当前光谱信息和存储装置存储的历史光谱信息，当所述当前光谱信息和所述历史光谱信息的匹配度大于等于预设第一阈值时，则判定当前所述操作面材质和/或操作面污渍类别为所述历史光谱信息所对应的操作面材质和/或操作面污渍类别。

比较通过所述光接收组件形成的当前光谱信息和存储装置存储的历史光谱信息，根据轮廓线进行匹配度比对，例如可以比对对应波长下的峰值值或低谷值，也可以比对对应波长范围内的峰值值或低谷值，当满足预设阈值时，例如80％-90％匹配，则认为当前光谱信息和历史光谱信息相匹配，则判定当前所述操作面材质和/或操作面污渍类别为所述历史光谱信息所对应的操作面材质和/或操作面污渍类别。

在一些实施例中，比较通过所述光接收组件形成的当前光谱信息和存储装置存储的历史光谱信息，还可以将光谱信息展平构成一维特征向量，计算当前光谱信息的一维特征向量和存储装置存储的历史光谱信息的一维特征向量的欧氏距离，查找存储装置中与当前光谱信息的一维特征向量欧氏距离最小的一维特征向量对应的历史光谱信息，且满足预设阈值时，则认为当前光谱信息和历史光谱信息相匹配，则判定当前所述操作面材质和/或操作面污渍类别为所述历史光谱信息所对应的操作面材质和/或操作面污渍类别。

进一步的，在一些实施例中，所述控制系统配置为基于光接收组件得到所述光谱信息和所述影像图像判断所述操作面材质和/或操作面污渍类别。具体的，在一些实施例中，当所述当前光谱信息和所述历史光谱信息的匹配度小于预设第一阈值而大于等于预设第二阈值时，比较通过所述光接收组件形成的当前影像图像和存储装置存储的历史影像图像；

如上所述，首先比较当前光谱信息和历史光谱信息，当匹配度大于等于第一阈值，例如大于等于80％，则直接通过历史光谱信息确定当前操作面的操作面材质和/或操作面污渍类别。当匹配度小于第一阈值却大于等于足第二阈值时，例如，匹配度为70％，大于等于第二阈值60％，则进一步通过历史影像图像确定当前操作面的操作面材质和/或操作面污渍类别，当所述当前影像图像和所述历史影像图像的匹配度大于等于预设第三阈值时，例如影像图像匹配度大于等于第三阈值80％，则判定当前所述操作面材质和/或操作面污渍类别为所述历史影像图像所对应的操作面材质和/或操作面污渍类别。通过该方法能够在光谱信息不能完全判断出操作面材质和/或操作面污渍类别的情况下，进一步通过影像图像辅助判断操作面材质和/或操作面污渍类别，以进一步提升了操作面材质和/或操作面污渍类别的判断精准度。

控制系统在判断出操作面材质和/或操作面污渍类别后，基于所述操作面材质和/或操作面污渍类别采用对应的清洁策略控制所述清洁模组对所述操作面进行清洁。具体的，清洁策略包括但不局限于如下举例：

当识别操作面材质为硬质地面材质时，采用常规清洁策略，例如正常功率的清扫、正常水量的拖地。

当识别操作面材质为短纹地毯时，仅实施清扫，而不实施拖地功能，避免将地毯打湿。

当识别操作面材质为长纹地毯时，不对该区域进行清洁，控制系统控制驱动系统实施绕行，避免长纹地毯对自动清洁设备的卡困。

当识别为台阶式地面结构，例如为门槛线时，暂停对门槛线区域的清洁。

当识别操作面上有水时，控制干式清洁模组停止工作和/或减少自动清洁设备拖地时的出水量，避免向地面遗漏更多的水渍。

当识别为操作面上有油、番茄酱或花生酱等重污渍时，拖地时增加清洁设备供水量且提高清洁剂浓度，另外，可以增加湿式清洁模组的拖地力度或震动频率，以尽可能干净的去除污渍。

本公开实施例，通过在自动清洁设备底部设置光谱仪和/或影像成像组件，获得操作面的操作面材质和/或操作面污渍类别，基于所述操作面材质和/或操作面污渍类别控制所述清洁模组对所述操作面进行清洁，实现软质地面、硬质地面以及污渍种类识别及有针对性的清洁。

本公开实施例还提供一种自动清洁设备的控制方法，应用于如上实施例所述的自动清洁设备，相同的特征具有相同的技术效果，在此不做赘述，如图6所示，具体包括如下步骤：

步骤S602：通过设置于自动清洁设备的移动平台底面的光发射组件在预设角度范围内向操作面方向发射光信号；

步骤S604：通过光接收组件的光谱采集单元接收从所述操作面反射的光信号并生成基于所述操作面的光谱信息；

步骤S606：通过控制系统，基于所述光谱信息判断所述操作面材质和/或操作面污渍类别，基于所述操作面材质和/或操作面污渍类别控制所述清洁模组对所述操作面进行清洁。

在一些实施例中，所述光发射组件包括不可见光发射单元和可见光发射单元，所述不可见光发射单元和可见光发射单元分别以预设角度发射不可见光光信号和可见光信号。

在一些实施例中，所述光发射组件还包括驱动单元，所述方法还包括：基于所述光谱信息调整所述驱动单元中的驱动电流或电压，以调整所述不可见光发射单元和可见光发射单元发射光信号的强度和/或预设角度。

在一些实施例中，所述光接收组件还包括图像采集单元，所述方法还包括：接收从所述操作面反射的光信号并生成基于所述操作面的影像图像。

在一些实施例中，所述方法还包括：基于所述光谱信息和所述影像图像判断所述操作面材质和/或材质面污渍类别，基于所述操作面材质和/或材质面污渍类别控制所述清洁模组对所述操作面进行清洁。

在一些实施例中，所述方法还包括：预存基于所述操作面材质和/或材质面污渍类别的历史光谱信息和历史影像图像。

在一些实施例中，所述方法还包括：比较通过所述光接收组件形成的当前光谱信息和存储装置存储的历史光谱信息，当所述当前光谱信息和所述历史光谱信息的匹配度大于等于预设第一阈值时，则判定当前所述操作面材质和/或材质面污渍类别为所述历史光谱信息所对应的操作面材质和/或材质面污渍类别。

在一些实施例中，所述方法还包括：当所述当前光谱信息和所述历史光谱信息的匹配度小于预设第一阈值而大于等于第二阈值时，比较通过所述光接收组件形成的当前影像图像和存储装置存储的历史影像图像；

当所述当前影像图像和所述历史影像图像的匹配度满足预设第三阈值时，则判定当前所述操作面材质和/或材质面污渍类别为所述历史影像图像所对应的操作面材质和/或材质面污渍类别。

在一些实施例中，所述历史光谱信息包括以下至少之一：地板光谱信息、短纹地毯光谱信息、长纹地毯光谱信息、门槛线光谱信息、水渍地板光谱信息、蜂蜜地板光谱信息、花生酱地板光谱信息、油地板光谱信息、番茄酱地板光谱信息；

所述历史影像图像包括以下至少之一：地板影像图像、短纹地毯影像图像、长纹地毯影像图像、门槛线影像图像、水渍地板影像图像、蜂蜜地板影像图像、花生酱地板影像图像、油地板影像图像、番茄酱地板影像图像。

本公开实施例提供一种非瞬时性计算机可读存储介质，存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器调用和执行时实现如上任一所述的方法步骤。

本公开实施例提供一种自动清洁设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机程序指令，所述处理器执行所述计算机程序指令时，实现前述任一实施例的方法步骤。

如图7所示，自动清洁设备可以包括处理装置(例如中央处理器、图形处理器等)701，其可以根据存储在只读存储器(ROM)702中的程序或者从存储装置708加载到随机访问存储器(RAM)703中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 703中，还存储有自动清洁设备操作所需的各种程序和数据。处理装置701、ROM 702以及RAM 703通过总线704彼此相连。输入/输出(I/O)接口705也连接至总线704。

通常，以下装置可以连接至I/O接口705：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、摄像头、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置706；包括例如液晶显示器(LCD)、扬声器、振动器等的输出装置707；包括例如硬盘等的存储装置708；以及通信装置709。通信装置709可以允许电子设备与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图7示出了具有各种装置的电子设备，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施或具备更多或更少的装置。

附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

最后应说明的是：本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统或装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

以上实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种自动清洁设备，其特征在于，包括：

移动平台及驱动组件；

清洁模组，设置于所述移动平台底部，用于对所述自动清洁设备行进路径上的操作面进行清洁；

光发射组件，设置于所述移动平台底面，配置为在预设角度范围内向所述操作面方向发射光信号；

光接收组件，包括光谱采集单元，配置为接收从所述操作面反射的光信号并生成基于所述操作面的光谱信息；

控制系统，设置于所述移动平台内部，配置为至少基于所述光谱信息判断所述操作面材质和/或操作面污渍类别，基于所述操作面材质和/或操作面污渍类别控制所述清洁模组对所述操作面进行清洁。

2.根据权利要求1所述的自动清洁设备，其特征在于，所述光发射组件包括不可见光发射单元和/或可见光发射单元，所述不可见光发射单元和/或可见光发射单元分别在所述预设角度范围内向所述操作面方向相应的发射不可见光信号和/或可见光信号。

3.根据权利要求1所述的自动清洁设备，其特征在于，所述光发射组件包括驱动单元，所述控制系统进一步配置为，基于已生成的光谱信息调整所述驱动单元中的驱动电流或电压，以调整所述光发射组件发射光信号的强度和/或预设角度。

4.根据权利要求1所述的自动清洁设备，其特征在于，所述光接收组件还包括图像采集单元，配置为接收从所述操作面反射的光信号并生成基于所述操作面的影像图像。

5.根据权利要求4所述的自动清洁设备，其特征在于，所述控制系统配置为基于所述光谱信息和所述影像图像判断所述操作面材质和/或操作面污渍类别，基于所述操作面材质和/或操作面污渍类别控制所述清洁模组对所述操作面进行清洁。

6.根据权利要求5所述的自动清洁设备，其特征在于，所述自动清洁设备还包括：

存储装置，配置为预存有基于所述操作面材质和/或操作面污渍类别的历史光谱信息和/或历史影像图像。

7.根据权利要求6所述的自动清洁设备，其特征在于，所述控制系统进一步配置为：

比较通过所述光接收组件形成的当前光谱信息和存储装置存储的历史光谱信息，当所述当前光谱信息和所述历史光谱信息的匹配度大于等于预设第一阈值时，则判定当前所述操作面材质和/或操作面污渍类别为所述历史光谱信息所对应的操作面材质和/或操作面污渍类别。

8.一种自动清洁设备的控制方法，其特征在于，包括：

通过设置于自动清洁设备的移动平台底面的光发射组件在预设角度范围内向操作面方向发射光信号；

通过光接收组件接收从所述操作面反射的光信号并生成基于所述操作面的光谱信息；

通过控制系统，基于所述光谱信息判断所述操作面材质和/或操作面污渍类别，基于所述操作面材质和/或操作面污渍类别控制清洁模组对所述操作面进行清洁。

9.一种自动清洁设备，包括处理器和存储器，其特征在于，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机程序指令，所述处理器执行所述计算机程序指令时，实现如权利要求9所述的方法步骤。

10.一种非瞬时性计算机可读存储介质，其特征在于，存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器调用和执行时实现如权利要求9所述的方法步骤。

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