CN116184201A - 回充预留电量的调节方法及机器人 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种回充预留电量的调节方法及机器人，方法包括：当机器人在工作场所的目标分区，确定第一剩余电量达到目标分区对应的回充预留电量时，返回充电装置；根据第一剩余电量和到达充电装置时的第二剩余电量，确定本次需求电量；依据本次需求电量和若干次历史需求电量，更新目标分区对应的回充预留电量。本申请方案，为工作场所各个分区设置回充预留电量，并在回充过程中对其进行调整，使得回充预留电量可以自适应各个分区的工作环境，在不同分区更精准地在合适的时机开始回充，降低了回充频率，提高了机器人工作效率。

Description

回充预留电量的调节方法及机器人

技术领域

本申请涉及机器人控制技术领域，特别涉及一种回充预留电量的调节方法及装置、机器人、计算机可读存储介质。

背景技术

自动行动机器人如扫地机器人、行业咨询机器人，可以依据惯性导航、视觉导航、激光导航等技术实现自动定位，并借助自动定位寻找充电座，从而实现自动回充。充电座在自动回充过程中通过红外、超声波等信号引导机器人，而机器人需要大量的运算资源来进行导航操作。因此，在定位导航过程中对电池的消耗比较大。受机器人本身大小和重量的限制，机器人的电池容量有限，因此，设置合适的回充预留电量可以保证机器人有足够的电量返回充电座完成回充，又不会因为频繁回充导致工作效率低下。

在相关技术中，扫地机器人被预设电量阈值，当检测到剩余电量小于电量阈值时，扫地机器人可以通知充电站发出引导信号，并返回充电站进行回充。这种方案中，若电量阈值设置过高，会导致扫地机器人频繁回充，降低了工作效率；若电量阈值设置过低，扫地机器人在返回充电座之前已经耗尽电量，导致无法完成回充。此外，在设置电量阈值后，如果更换工作场所，或者更换工作场所的结构，会导致电量阈值不适用。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种回充预留电量的调节方法及装置、机器人、计算机可读存储介质，用于动态调节回充预留电量。

一方面，本申请提供了一种回充预留电量的调节方法，应用于机器人，包括：

当所述机器人在工作场所的目标分区，确定第一剩余电量达到所述目标分区对应的回充预留电量时，返回充电装置；

根据所述第一剩余电量和到达所述充电装置时的第二剩余电量，确定本次需求电量；

依据所述本次需求电量和若干次历史需求电量，更新所述目标分区对应的回充预留电量。

在一实施例中，在所述当所述机器人在工作场所的目标分区确定第一剩余电量达到回充预留电量时，返回充电装置之前，所述方法还包括：

获取所述工作场所的环境信息，并依据所述环境信息对所述工作场所进行分区。

在一实施例中，所述根据所述第一剩余电量和到达所述充电装置时的第二剩余电量，确定本次需求电量，包括：

按照所述目标分区对应的放大公式，对所述第一剩余电量与所述第二剩余电量的差值进行放大，得到所述本次需求电量。

在一实施例中，在所述确定本次需求电量之前，所述方法还包括：

根据所述目标分区的分区面积，确定所述目标分区对应放大公式的调整程度；所述调整程度与所述分区面积正相关。

在一实施例中，所述依据所述本次需求电量和若干次历史需求电量，更新所述目标分区对应的回充预留电量，包括：

从所述本次需求电量和若干次历史需求电量中选择最大值，作为所述目标分区对应的回充预留电量。

在一实施例中，所述历史需求电量通过如下方式确定：

从所述目标分区此前记录的多次需求电量中，选择最近的指定数量需求电量，作为所述历史需求电量；或者，

从所述目标分区此前记录的多次需求电量中，按照预设筛选策略选择指定数量的需求电量，作为所述历史需求电量。

在一实施例中，在首次更新所述回充预留电量之前，所述方法还包括：

基于所述机器人的电池容量额度和指定比例，为所述目标分区确定回充预留电量的初始值。

另一方面，本申请还提供了一种回充预留电量的调节装置，应用于机器人，包括：

检测模块，用于当所述机器人在工作场所的目标分区，确定第一剩余电量达到所述目标分区对应的回充预留电量时，返回充电装置；

确定模块，用于根据所述第一剩余电量和到达所述充电装置时的第二剩余电量，确定本次需求电量；

更新模块，用于依据所述本次需求电量和若干次历史需求电量，更新所述目标分区对应的回充预留电量。

进一步的，本申请还提供了一种机器人，所述机器人包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为执行上述回充预留电量的调节方法。

另外，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序可由处理器执行以完成上述回充预留电量的调节方法。

本申请方案，机器人在工作场所的目标分区，确定第一剩余电量达到目标分区对应的回充预留电量时，可以返回充电装置，并依据第一剩余电量和返回充电装置时的第二剩余电量，确定本次需求电量，进而依据本次需求电量和若干次历史需求电量，更新目标分区对应的回充预留电量；

为工作场所各个分区设置回充预留电量，并在回充过程中对其进行调整，使得回充预留电量可以自适应各个分区的工作环境，在不同分区更精准地在合适的实际开始回充，降低了回充频率，提高了机器人工作效率；此外，通过在使用过程中动态调整各个分区的回充预留电量，可以保证在电池老化的情况下，以回充预留电量可以正常完成回充。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本申请一实施例提供的电子设备的结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的回充预留电量的调节方法的流程示意图；

图3为本申请一实施例提供的工作场所的示意图；

图4为本申请一实施例提供的工作场所的分区示意图；

图5为本申请一实施例提供的回充预留电量的调节装置的框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，本实施例提供一种电子设备1，包括：至少一个处理器11和存储器12，图1中以一个处理器11为例。处理器11和存储器12通过总线10连接，存储器12存储有可被处理器11执行的指令，指令被处理器11执行，以使电子设备1可执行下述的实施例中方法的全部或部分流程。在一实施例中，电子设备1可以是上述机器人，用于执行回充预留电量的调节方法。

存储器12可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Red-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

本申请还提供了一种计算机可读存储介质，存储介质存储有计算机程序，计算机程序可由处理器11执行以完成本申请提供的回充预留电量的调节方法。

参见图2，为本申请一实施例提供的回充预留电量的调节方法的流程示意图，如图2所示，该方法可以包括以下步骤210-步骤230。

步骤210：当机器人在工作场所的目标分区，确定第一剩余电量达到目标分区对应的回充预留电量时，返回充电装置。

其中，目标分区为机器人所在的分区；工作场所可被预先划分为多个分区，机器人可以逐个分区执行任务。示例性的，机器人为扫地机器人，工作场所为住宅，住宅的各个房间分别为一个分区，机器人可以分别在每个房间执行清洁工作。每一分区具有对应的回充预留电量，该回充预留电量为机器人返回充电装置所需的电量。充电装置用于为机器人提供电源，可以是充电座。第一剩余电量为机器人在目标分区时的剩余电量。

机器人在目标分区工作过程中，第一剩余电量逐渐降低，机器人可以实时比对第一剩余电量与目标分区对应的回充预留电量。当第一剩余电量达到回充预留电量时，机器人可以返回充电装置。

步骤220：根据第一剩余电量和到达充电装置时的第二剩余电量，确定本次需求电量。

其中，第二剩余电量为机器人达到充电装置，且尚未开始充电时的剩余电量。

机器人可以根据第一剩余电量和第二剩余电量，确定本次从目标分区返回充电装置所消耗的电量，作为本次需求电量。

步骤230：依据本次需求电量和若干次历史需求电量，更新目标分区对应的回充预留电量。

其中，历史需求电量为此前从目标分区返回充电装置，机器人所消耗的电量。机器人可以保留此前确定的指定数量的历史需求电量。这里，指定数量可以是预配置的经验值，示例性的，指定数量可以为3。

机器人在确定本次需求电量之后，可以依据本次需求电量和已保存的指定数量的历史需求电量，确定需求电量的平均数或中位数，并以此更新目标分区对应的回充预留电量。此外，若已保存的历史需求电量少于指定数量，则机器人可以依据已保存的所有历史需求电量和本次需求电量，更新回充预留电量。

通过上述措施，为工作场所的各个分区设置了对应的回充预留电量，且回充预留电量可根据从分区返回充电装置的需求电量进行调整，从而自适应工作场所各个分区的工作环境，以应对工作场所的障碍物发生变化、地面材质变化等因素造成的需求电量偏差。这种情况下，回充预留电量可以使得机器人在回充频率最小的情况下，完成回充。此外，机器人电池使用寿命的各个阶段，蓄电能力可能存在差异，通过在使用过程中动态调整各个分区的回充预留电量，可以保证在电池老化的情况下，以回充预留电量可以正常完成回充。

在一实施例中，机器人在执行步骤210之前，可以获取工作场所的环境信息，并依据环境信息对工作场所进行分区。

机器人可以在工作场所中进行运动，并通过自身搭载的传感器(比如：激光雷达传感器)，检测周边的环境信息，并通过SLAM(Simultaneous Localization And Mapping，即时导航和地图构建)算法，构建工作场所的地图，在地图的基础上，对工作场所进行分区。

示例性的，工作场所为住宅，住宅的各个房间分别为一个分区；或者，工作场所为住宅，住宅的每一房间分别被划分为多个分区。

参见图3，为本申请一实施例提供的工作场所的示意图，如图3所示，工作场所包含3个房间，机器人可以直接将每一房间作为一个分区。参见图4，为本申请一实施例提供的工作场所的分区示意图，如图4所示，图3中工作场所被划分出多个分区，每一分区以虚线边界、虚线边界及墙体边界所限定。

对于工作场所进行分区后，分区的面积越小，为每一分区确定的回充预留电量越精准。

在更换工作场所，或者，工作场所的布局结构发生变化后，机器人可以重新对工作场所进行分区，使得本方案可以更合理地为各个分区预留回充所需的电量。

在一实施例中，机器人在执行步骤220时，可以根据目标分区对应的放大公式，对第一剩余电量与第二剩余电量的差值进行放大，从而得到本次需求电量。这里，放大公式可以将差值加上大于0的调整常数，从而得到本次需求电量；或者，放大公式可以将差值乘以大于一的调整系数，从而得到本次需求电量。

一种情况下，各个分区对应的放大公式可以相同。另一种情况下，各个分区对应的放大公式不同，此时，各分区的放大公式中的调整常数或调整系数可以不同。

对于同一分区，机器人每次开始执行回充任务的位置是变更的，而在距离充电装置近的位置所需求的电量，与在距离充电装置远的位置所需求的电量不同。通过放大公式对差值进行调整，以获得更合理的本次需求电量。使得后续以本次需求电量更新分区对应的回充预留电量之后，机器人在第一剩余电量达到回充预留电量时，不至于无法返回充电装置。

在一实施例中，如果放大公式对差值进行放大以确定本次需求电量之前，机器人可以根据目标分区的分区面积，确定目标分区对应放大公式的调整程度。这里，调整程度与分区面积正相关。调整程度可以以放大公式中的调整常数或调整系数来体现。

机器人可以根据预设换算模型对分区面积进行计算，从而得到对应的调整常数或调整系数，以调整分区对应放大公式的调整程度。其中，换算模型使因变量与自变量呈正相关关系。

当分区面积较大时，通过较大的调整常数对第一剩余电量与第二剩余电量的差值进行放大，从而得到较大的本次需求电量。这种情况下，后续通过本次需求电量更新回充预留电量，更易于适应目标分区。使得机器人在目标分区的各个位置，均可以依据回充预留电量成功返回充电装置。

在一实施例中，机器人在执行步骤230时，可以从本次需求电量和若干次历史需求电量中选择最大值，作为目标分区对应的回充预留电量。

以多次需求电量的最大值作为回充预留电量，可以避免一次回充过程中的计算误差，保证机器人在目标分区剩余回充预留电量时，可以顺利返回充电装置。通过该措施，机器人在目标分区中距离回充装置最远时，依据回充预留电量可以完成回充。

在一实施例中，机器人在目标分区返回充电装置的多次回充过程中，可以记录目标分区对应的多次需求电量。

一种情况下，机器人可以从目标分区此前记录的多次需求电量中，选择最近的指定数量需求电量，作为历史需求电量。示例性的，指定数量为3，机器人在目标分区开始了5次回充，目标分区对应记录有5个需求电量。机器人可以从中选择最近的3次需求电量，作为历史需求电量。

另一种情况下，机器人可以从目标分区此前记录的多次需求电量中，案子预设筛选策略选择指定数量的需求电量，作为历史需求电量。示例性的，机器人可以从最近记录的需求电量中，每隔1个需求电量，选择1个需求电量，总共选择3个需求电量，作为历史需求电量。或者，机器人可以从目标分区已记录的多次需求电量中，选择最大的3个需求电量，作为历史需求电量。

在一实施例中，机器人在首次更新回充预留电量之前，可以基于机器人的电池容量额度和指定比例，为目标分区确定回充预留电量的初始值。这里，指定比例可以是预配置的经验值。示例性的，指定比例为20％，机器人可以以20％的电池容量额度的电量，作为目标分区的回充预留电量。

此外，以指定比例确定的回充预留电量初始值，需满足目标分区中最远距离的回充需求。

在确定初始值之后，机器人在目标分区进行工作时，当第一剩余电量小于该初始值时，即可返回充电装置进行回充，进而确定本次需求电量，并更新回充预留电量。

图5是本发明一实施例的一种回充预留电量的调节装置的框图，如图5所示，该装置可以包括：

检测模块510，用于当所述机器人在工作场所的目标分区，确定第一剩余电量达到所述目标分区对应的回充预留电量时，返回充电装置；

确定模块520，用于根据所述第一剩余电量和到达所述充电装置时的第二剩余电量，确定本次需求电量；

更新模块530，用于依据所述本次需求电量和若干次历史需求电量，更新所述目标分区对应的回充预留电量。

上述装置中各个模块的功能和作用的实现过程具体详见上述回充预留电量的调节方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、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，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。在有些作为替换的实现方式中，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，两个连续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动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。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案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中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (10)

1.一种回充预留电量的调节方法，应用于机器人，其特征在于，包括：

当所述机器人在工作场所的目标分区，确定第一剩余电量达到所述目标分区对应的回充预留电量时，返回充电装置；

根据所述第一剩余电量和到达所述充电装置时的第二剩余电量，确定本次需求电量；

依据所述本次需求电量和若干次历史需求电量，更新所述目标分区对应的回充预留电量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述当所述机器人在工作场所的目标分区确定第一剩余电量达到回充预留电量时，返回充电装置之前，所述方法还包括：

获取所述工作场所的环境信息，并依据所述环境信息对所述工作场所进行分区。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一剩余电量和到达所述充电装置时的第二剩余电量，确定本次需求电量，包括：

按照所述目标分区对应的放大公式，对所述第一剩余电量与所述第二剩余电量的差值进行放大，得到所述本次需求电量。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述确定本次需求电量之前，所述方法还包括：

根据所述目标分区的分区面积，确定所述目标分区对应放大公式的调整程度；所述调整程度与所述分区面积正相关。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述本次需求电量和若干次历史需求电量，更新所述目标分区对应的回充预留电量，包括：

从所述本次需求电量和若干次历史需求电量中选择最大值，作为所述目标分区对应的回充预留电量。

6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述历史需求电量通过如下方式确定：

从所述目标分区此前记录的多次需求电量中，选择最近的指定数量需求电量，作为所述历史需求电量；或者，

从所述目标分区此前记录的多次需求电量中，按照预设筛选策略选择指定数量的需求电量，作为所述历史需求电量。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在首次更新所述回充预留电量之前，所述方法还包括：

基于所述机器人的电池容量额度和指定比例，为所述目标分区确定回充预留电量的初始值。

8.一种回充预留电量的调节装置，应用于机器人，其特征在于，包括：

检测模块，用于当所述机器人在工作场所的目标分区，确定第一剩余电量达到所述目标分区对应的回充预留电量时，返回充电装置；

确定模块，用于根据所述第一剩余电量和到达所述充电装置时的第二剩余电量，确定本次需求电量；

更新模块，用于依据所述本次需求电量和若干次历史需求电量，更新所述目标分区对应的回充预留电量。

9.一种机器人，其特征在于，所述机器人包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为执行权利要求1-7任意一项所述的回充预留电量的调节方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序可由处理器执行以完成权利要求1-7任意一项所述的回充预留电量的调节方法。

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