CN116942017A - 自动清洁设备、控制方法及存储介质 - Google Patents

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杨广振
张伟
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Abstract

本公开实施例提供一种自动清洁设备、控制方法及存储介质，自动清洁设备包括机器主体；驱动组件，驱动组件部分设置于机器主体内；第一检测组件，设置于机器主体的朝向自动清洁设备的前进方向的侧面，用于生成第一检测信号；第二检测组件，与第一检测组件间隔地设置于机器主体的侧面，用于生成第二检测信号；控制组件，接收第一检测信号，当障碍物与自动清洁设备的距离位于预定阈值范围之内时，控制自动清洁设备躲避障碍物，接收第二检测信号，与第一检测信号相结合构建自动清洁设备所处环境的地图。

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，尤其涉及一种自动清洁设备、控制方法及存储介质。
背景技术
随着机器人技术的发展，家用自动清洁设备作为室内机器人的标志性应用已趋于普遍。自动清洁设备通常通过摄像头、深度成像设备、激光测距仪(LDS)、里程计、IMU等一种或者多种传感器实现环境感知。对于非随机碰撞的自动清洁设备，设备基于传感器数据，进行SLAM、深度估计、障碍物检测等操作，从而获得导航所需要的位置地图、障碍物信息，从而实现清扫、避障等功能。
发明内容
有鉴于此，本公开实施例提供一种自动清洁设备，用以使机器人能够克服在地图构建、障碍物探测时存在的技术问题。
本公开实施例提供一种自动清洁设备，包括：
机器主体；
驱动组件，所述驱动组件部分设置于所述机器主体内，用于驱动所述自动清洁设备在工作平面上运行；
第一检测组件，设置于所述机器主体的朝向所述自动清洁设备的前进方向的侧面，用于向障碍物发射脉冲激光、接收从所述障碍物反射的脉冲激光并生成第一检测信号；
第二检测组件，与所述第一检测组件间隔地设置于所述机器主体的侧面，用于向障碍物发射脉冲激光、接收从所述障碍物反射的脉冲激光并生成第二检测信号；
控制组件，配置为：
接收所述第一检测信号，当所述第一检测信号表示所述障碍物与所述自动清洁设备的距离位于预定阈值范围之内时，控制所述驱动组件驱动所述自动清洁设备躲避所述障碍物，
接收所述第二检测信号，与所述第一检测信号相结合构建所述自动清洁设备所处环境的地图，并根据所构建地图规划所述自动清洁设备的行走路径。
可选的，所述第二检测组件设置于所述机器主体的侧后方。
可选的，所述第一检测组件为TOF检测组件，所述TOF检测组件具有在水平方向和垂直方向的视场角。
可选的，所述TOF检测组件的发射单元在所述垂直方向的视场角范围为10°至20°。
可选的，所述TOF检测组件的发射单元为面阵激光发射器。
可选的，所述控制组件，被配置为：
获取所述第一检测信号包括的3D点云信息，滤除地面点云信息和杂点后，判断所述预定阈值范围之内是否存在3D点云信息，如果存在，确定所述预定阈值范围之内存在障碍物，控制所述驱动组件驱动所述自动清洁设备躲避所述障碍物。
可选的，所述控制组件，被配置为：
接收所述第一检测信号包括的3D点云信息，将所述3D点云信息转换为所述自动清洁设备所在的世界坐标系的第一2D点云数据；
接收所述第二检测信号包括的点云信息，将所述点云信息转换为所述自动清洁设备所在的所述世界坐标系的第二2D点云数据；
拼接所述第一2D点云数据和所述第二2D点云数据，以构建所述自动清洁设备所处环境的地图。
本公开实施例提供一种自动清洁设备控制方法，包括：
基于第一检测组件向障碍物发射脉冲激光且接收从所述障碍物反射的脉冲激光并生成第一检测信号，其中，所述第一检测组件设置于机器主体的朝向所述自动清洁设备的前进方向的侧面；
基于第二检测组件向障碍物发射脉冲激光且接收从所述障碍物反射的脉冲激光并生成第二检测信号，其中，所述第二检测组件与所述第一检测组件间隔地设置于所述机器主体的侧面；
基于控制组件接收所述第一检测信号，当所述第一检测信号表示所述障碍物与所述自动清洁设备的距离位于预定阈值范围之内时，控制驱动组件驱动所述自动清洁设备躲避所述障碍物，
基于控制组件接收所述第二检测信号，与所述第一检测信号相结合构建所述自动清洁设备所处环境的地图，并根据所构建地图规划所述自动清洁设备的行走路径。
可选的，所述第二检测组件设置于所述机器主体的侧后方。
可选的，所述第一检测组件为TOF检测组件，所述TOF检测组件具有在水平方向和垂直方向的视场角。
可选的，所述TOF检测组件的发射单元在所述垂直方向的视场角范围为10°至20°。
可选的，所述TOF检测组件的发射单元为面阵激光发射器。
可选的，所述基于控制组件接收所述第一检测信号，当所述第一检测信号表示所述障碍物与所述自动清洁设备的距离位于预定阈值范围之内时，控制驱动组件驱动所述自动清洁设备躲避所述障碍物，包括：
基于控制组件获取所述第一检测信号包括的3D点云信息，滤除地面点云信息和杂点后，判断所述预定阈值范围之内是否存在3D点云信息，如果存在，确定所述预定阈值范围之内存在障碍物，控制驱动组件驱动所述自动清洁设备躲避所述障碍物。
可选的，所述基于控制组件接收所述第二检测信号，与所述第一检测信号相结合构建所述自动清洁设备所处环境的地图，并根据所构建地图规划所述自动清洁设备的行走路径，包括：
基于控制组件接收所述第一检测信号包括的3D点云信息，将所述3D点云信息转换为所述自动清洁设备所在的世界坐标系的第一2D点云数据；
基于控制组件接收所述第二检测信号包括的点云信息，将所述点云信息转换为所述自动清洁设备所在的所述世界坐标系的第二2D点云数据；
拼接所述第一2D点云数据和所述第二2D点云数据，以构建所述自动清洁设备所处环境的地图。
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。
本公开实施例提供一种自动清洁设备及其控制方法，该自动清洁设备将第一检测组件和第二检测组件设置于机器主体侧面，由于不需要在机器主体顶面设置激光测距仪，降低了自动清洁设备的高度，提高了自动清洁设备的可通过性，另外，设置于机器主体前方的第一检测组件所反馈数据可用于自动清洁设备周围环境地图的绘制和障碍物识别。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。
图1为本公开实施例提供的自动清洁设备结构立体图；
图2为本公开实施例提供的自动清洁设备结构俯视图；
图3为本公开实施例提供的自动清洁设备探测器组装结构立体图；
图4为本公开实施例提供的自动清洁设备TOF光发射面示意图；
图5为本公开实施例提供的自动清洁设备TOF组件结构示意图；
图6为本公开另一实施例提供的自动清洁设备TOF组件结构示意图；
图7为本公开实施例提供的自动清洁设备地图构建方法的流程示意图；
图8为本公开另一实施例提供的自动清洁设备地图构建方法的流程示意图；
图9为本公开实施例提供的自动清洁设备的电子结构示意图。
具体实施方式
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的保护范围。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。
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。
在本公开实施例中，如图1和图2所示，自动清洁设备10可以包括机器主体100、感知系统120、控制系统130、驱动系统140、清洁系统150、能源系统和人机交互系统170。
如图1所示，机器主体100包括前向部分111和后向部分110，具有近似圆形形状(前后都为圆形)，也可具有其他形状，包括但不限于前方后圆、前圆后方的近似D形形状、及前方后方的矩形或正方形形状。
如图1所示，感知系统120包括位于机器主体100上的位置确定装置121、设置于机器主体100的前向部分111的缓冲器122上的碰撞传感器、近距离传感器，设置于机器主体100下部的悬崖传感器，以及设置于机器主体100内部的磁力计、加速度计、陀螺仪、里程计等传感装置，用于向控制系统130提供机器的各种位置信息和运动状态信息。
在本公开实施例中，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地实现目的功能。例如，通过悬崖传感器123和超声波传感器对待清洁表面进行识别，以确定待清洁表面的物体特性，包括表面材质、清洁程度等，并可以结合摄像头、位置确定装置121等进行其他识别。例如，可以通过超声波传感器对待清洁表面是否为地毯进行判断，也可以通过摄像头或摄像头和超声波传感器相结合对待清洁表面是否为地毯进行判断，并根据判断结果控制自动清洁设备10的清洁模式或运动模式等。
在本公开实施例中，位置确定装置121包括不限于LDS(Laser distance Sensor，测距传感器)组件、摄像头组件等。其中，LDS组件可以采用三角测距方案，也可以采用TOF(Time Of Flight，飞行时间)等方案。另外，位置确定装置121还可以采用点激光、线激光、面激光等光源实现距离测量。
如图3所示，机器主体100的前向部分111可承载缓冲器122，在清洁过程中驱动轮模块141推进自动清洁设备10在地面行走时，缓冲器122经由设置在其上的传感器系统，例如红外传感器，检测自动清洁设备10的行驶路径中的一个或多个事件，自动清洁设备10可通过由缓冲器122检测到的事件，例如障碍物、墙壁，而控制驱动轮模块141使自动清洁设备10来对事件做出响应，例如远离障碍物。
控制系统130设置在机器主体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，应用处理器根据激光测距装置反馈的障碍物信息利用定位算法，例如SLAM(SimultaneousLocalization And Mapping，即时定位与地图构建)，绘制自动清洁设备所在环境中的即时地图。并且结合缓冲器122上所设置传感器、悬崖传感器、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、速度信息综合判断自动清洁设备当前处于何种工作状态、位于何位置，以及自动清洁设备当前位姿等，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，使得自动清洁设备有更好的清扫性能和用户体验。
如图2所示，驱动系统140可基于具有距离和角度信息(例如x、y及θ分量)的驱动命令而操纵机器主体100跨越地面行驶。驱动系统140包含驱动轮模块141，驱动轮模块141可以同时控制左轮和右轮，为了更为精确地控制机器的运动，驱动轮模块141可以分别包括左驱动轮模块和右驱动轮模块。左、右驱动轮模块沿着由机器主体100界定的横向轴设置。为了自动清洁设备能够在地面上更为稳定地运动或者更强的运动能力，自动清洁设备可以包括一个或者多个从动轮142，从动轮包括但不限于万向轮。驱动轮模块包括行走轮和驱动马达以及控制驱动马达的控制电路，驱动轮模块还可以连接测量驱动电流的电路和里程计。驱动轮模块141可以可拆卸地连接到机器主体100上，方便拆装和维修。驱动轮可具有偏置下落式悬挂系统，以可移动方式紧固，例如以可旋转方式附接，到机器主体100，且接收向下及远离机器主体100偏置的弹簧偏置。弹簧偏置允许驱动轮以一定的着地力维持与地面的接触及牵引，同时自动清洁设备的清洁元件也以一定的压力接触地面。
能源系统包括充电电池，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包括主机面板上的按键，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机器所处状态或者功能选择项；还可以包括手机客户端程序。对于路径导航型自动清洁设备，在手机客户端可以向用户展示设备所在环境的地图，以及机器所处位置，可以向用户提供更为丰富和人性化的功能项。
在本公开实施例中，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(Dustpickup 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清洁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要求，也就是说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清洁模组150的滚刷区域中。
本公开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目标面基本上往复运动的，所述目标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与待清洁表面的接触面表面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还可以包括活动区域412和固定区域411，活动区域412可以设置于清洁头410大致中央位置。在本公开其他实施例中，清洁头410还可以包括其他形式，例如，清洁头410可以包括多个活动区域，当清洁头包括两个平行设置的活动区域时，该两个活动区域可以进行方向相反的往复运动。
具体的，本公开实施例之一提供一种自动清洁设备，如图3所示，自动清洁设备包括：机器主体100、部分设置于机器主体内的驱动组件，用于驱动所述自动清洁设备在工作平面上运行；第一检测组件1211、第二检测组件1212。第一检测组件设置于所述机器主体的朝向所述自动清洁设备的前进方向的侧面，用于向障碍物发射脉冲激光、接收从所述障碍物反射的脉冲激光并生成第一检测信号；第二检测组件与所述第一检测组件间隔地设置于所述机器主体的侧面，用于向障碍物发射脉冲激光、接收从所述障碍物反射的脉冲激光并生成第二检测信号；控制组件，设置于控制系统130，配置为接收所述第一检测信号，当所述第一检测信号表示所述障碍物与所述自动清洁设备的距离位于预定阈值范围之内时，控制所述驱动组件驱动所述自动清洁设备躲避所述障碍物，接收所述第二检测信号，与所述第一检测信号相结合构建所述自动清洁设备所处环境的地图，并根据所构建地图规划所述自动清洁设备的行走路径。
在本公开实施例中，第一检测组件1211设置于所述机器主体的朝向所述自动清洁设备的前进方向的侧面，用于向障碍物发射脉冲激光、接收从所述障碍物反射的脉冲激光并生成第一检测信号。在该设置方式下，第一检测组件1211可以检测到低于机器主机100上表面的障碍物；另外，与将第一检测组件1211设置于机器主体100顶部相比较，将第一检测组件1211设置于机器主体100的侧面，可以降低自动清洁设备的整体高度，提升了自动清洁设备的可通过性，例如，当自动清洁设备行进至沙发、床等具有较低高度的空间边缘时，可以容易进入沙发下面、床下面进行清洁作业，而不容易被卡住。
第一检测组件1211设置于机器主体100的朝向自动清洁设备的前进方向的前侧面，第一检测组件1211获得第一检测信号并将其发送至控制组件，当第一检测信号表示障碍物与所述自动清洁设备的距离位于预定阈值范围之内时，控制组件控制驱动组件驱动所述自动清洁设备躲避所述障碍物。
在本公开实施例中，第一检测组件1211可以包括光发射单元和光接收单元，其中，发光单元可以是线激光发射器或面激光发射器等。其中，如果发射单元是线激光发射器，为实现发射单元在水平方向和竖直方向均有视场角，需要发射单元在一定角度内高频转动。在本公开实施例中，以发射单元是面激光发射器为例对具体技术方案进行描述。另外，在本公开实施例中，第一检测组件可采用TOF方案实现对障碍物距离的测量。即第一检测组件1211可以是TOF组件。TOF组件通过测量光在某介质中行进一段距离所需的时间，进而确定物体的距离。TOF组件的光发射单元发射脉冲光到达物体并反射回光接收单元，根据发射单元发射脉冲光和接收单元接收脉冲光的时间差即可确定物体到TOF组件的距离。
在本公开实施例中，可以采用可发射面激光的VCSEL(Vertical Cavity SurfaceEmitting Laser)作为光源。面阵TOF检测组件具有在水平方向和垂直方向的视场角，当采用面激光作为发射激光时，无需移动TOF组件即可对水平方向和垂直方向指定角度内的障碍物进行测量。
在本公开实施例中，TOF组件的接收单元接收到障碍物所返回的脉冲后，可以获取障碍物的深度信息，自动清洁设备的控制系统可以根据该深度信息控制清洁机器人的避障行为。例如，当障碍物位于自动清洁设备周围预定范围之内时，自动清洁设备执行避障行为，在本公开实施例中，可将上述预定范围之内的障碍物称为近场障碍物。由于自动清洁设备的机身高度一定，因此，为实现在较小发射功率的情况下TOF组件的发射单元在垂直方向的视场角可以覆盖近场障碍物，可以根据自自动清洁设备机身高度以及所设定的近场距离确定TOF组件的发射单元在垂直方向的视场角，例如，TOF组件的发射单元在垂直方向的视场角的预设范围为10°-20°。
在本公开实施例中，由于TOF组件的发射单元是面激光发射组件，如图4所示，其视场范围内照到障碍物上的有效区域范围是一个矩形区域，为了兼顾尽可能远的测量距离和尽可能宽的垂直探测范围，可选的，所述TOF组件获得的障碍物图像的长宽比大于16:9，可选的，所述TOF组件获得的障碍物图像的长宽比小于3。
具体的，基于TOF组件确定近场障碍物图像的具体实现方法如下：通过TOF组件获取视场范围内图像的3D点云信息，其中，所述3D点云信息包括远场障碍物3D点云信息、地面3D点云信息，近场障碍物3D点云信息；滤除远场障碍物3D点云信息、滤除地面3D点云信息，保留近场障碍物3D点云信息。在本公开实施例中，当预定的近场范围为1米时，自动清洁设备保留1米范围之内的点云信息，并在滤除该范围之内的地面点云信息后，获取近场障碍物的点云信息，自动清洁设备根据该信息执行避障操作，例如，自动清洁设备可根据该信息执行减速、掉头、后退等操作。
在本公开实施例中，根据TOF组件所反馈的障碍物3D点云，还可进行自动清洁设备所处环境的地图绘制。在进行地图绘制过程中，自动清洁设备将TOF组件所获取的全部3D点云信息投影至地面平面，或者，自动清洁设备可将位于特定高度范围之内的3D点云信息投影至地面平面，以形成2D数据，自动清洁设备根据所形成的2D数据绘制所处环境的地图。
在本公开实施例中，TOF组件所获取的3D点云位于TOF坐标系内，在创建2D地图过程中，需要对其进行坐标转换，将其转换至自动清洁设备所处的世界坐标系内。在进行坐标转换时，可按照公式Probot＝R*PToF+T进行。其中，Probot表示自动清洁设备坐标系统，PTOF表示TOF坐标系，R表示两个坐标系之间的变换关系矩阵，T表示偏移矩阵。
在本公开实施例中，自动清洁设备还包括至少一个第二检测组件1212，与第一检测组件间隔地设置于机器主体的侧面。例如，当自动清洁设备包括一个第二检测组件1212时，可将该第二检测组件设置于机器主体的后侧面，如图5所示。当自动清洁设备包括两个第二检测组件1212时，可将该第二检测组件1212对称设置于机器主体的后侧面，如图6所示。在本公开其他实施例中，第二检测组件1212还可以有其他设置方式，此处不做赘述。在本公开实施例中，第二检测组件1212用于与第一检测组件1211相结合绘制自动清洁设备所处环境的地图。在本公开实施例中，自动清洁设备设置有一个第二检测组件1212，且该第二检测组件1212设置于自动清洁设备的左侧后方，另外，该第二检测组件1212可以是与第一检测组件1211相同设置的TOF组件，也可以是其他组件，例如，第二检测组件1212的发射单元可以是线激光或点激光光源。当第二检测组件1212与第一检测组件1211相同设置时，可采用同如前所述转换方式将第二检测组件1212所获取的3D点云转换为2D数据。当发射单元是线激光或点激光光源时第二检测组件1212还可以通过设置可以高速旋转的转镜实现第二检测组件1212在水平方向具有一定的视场角。将第二检测组件1212所获取的点云信息经过坐标转换，从第二检测组件坐标同样转换至世界坐标，也就是说，将第一检测组件1211和第二检测组件1212所获取的点云数据转换至同一坐标系下。由于第一检测组件1211和第二检测组件1212水平方向视场角一定且安装位置固定，可将第一检测组件1211和第二检测组件1212所获取的2D点云数据进行拼接。
在本公开实施例中，当第一检测组件1211和第二检测组件1212在水平方向的视场无法覆盖自动清洁设备周围360度时，可以通过自动清洁设备的旋转实现第一检测组件1211和第二检测组件1212对自动清洁设备周围360的扫描，并以此获取自动清洁设备周围环境地图的绘制。
在本公开其他实施例中，除了配合第一检测组件1211绘制地图外，第二检测组件1212还可具备近场障碍物识别功能，该功能的实现可以通过与上述第一检测组件1211对近场障碍物识别相同的方式识别，也可以通过其他方式识别，例如，通过结构光等方式进行识别。
上述第一检测组件和第二检测组件获取的障碍物距离信息会发送到控制系统130，控制系统130通过数据处理器、存储单元等接收感知系统120传来的所述多个传感器的感受到的环境信息，根据位置确定装置121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。
作为可选的实施方式之一，控制系统130包括控制组件，控制组件配置为基于第一检测组件构建所述自动清洁设备的2D清洁地图。具体包括如下方法步骤，如图7所示：
步骤S702：获取所述第一检测组件相对于地面的位姿信息，所述位姿信息包括俯仰角、横向角和高度值。第一检测组件相对于地面的位姿信息在安装到清洁设备上后便可以确定。
步骤S704：基于所述位姿信息构造所述第一检测组件相对于机器人坐标系之间的变换关系：P_robot＝R*P_ToF+T，其中，R为旋转矩阵，T为偏移矩阵，P_robot为机器人的位置参数，P_ToF为TOF测距组件的位置参数。
步骤S706：基于所述变换关系，将第一检测组件获得的障碍物3D点云信息转换为相对于机器人坐标系的2D点云信息；
其中，将所述第一检测组件获得的障碍物3D点云信息转换为相对于机器人坐标系的2D点云信息，可以首先将所述第一检测组件获得的障碍物3D点云信息通过变换关系转换为相对于机器人坐标系的3D点云信息，进而获得相对于地面的点云信息，合成相对于地面的点云信息后获得2D点云信息。
步骤S708：基于所述2D点云信息构建所述自动清洁设备的2D清洁地图。此时，若仅通过机器主体前侧的TOF组件获得的距离信息构建的2D清洁地图，则只能获得清洁设备前进方向范围内的清洁地图，通过机器人的多个角度的旋转，即可获得360度范围内的清洁地图。
作为可选的实施方式之一，控制组件配置为基于第一检测组件和第二检测组件构建所述自动清洁设备的2D清洁地图，包括如下方法步骤，如图8所示：
步骤S802：分别获取第一检测组件和所述第二检测组件的位姿信息，所述位姿信息包括俯仰角、横向角和高度值；第一检测组件和所述第二检测组件相对于地面的位姿信息在安装到自动清洁设备后就可以确定。
步骤S804：基于所述位姿信息构造所述第一检测组件和所述第二检测组件相对于机器人坐标系之间的变换关系：P_robot＝R*P_ToF+T，其中，R为旋转矩阵，T为偏移矩阵；
步骤S806：基于所述变换关系，将第一检测组件和所述第二检测组件获得的障碍物3D点云信息转换为相对于机器人坐标系的2D点云信息；
如上所述，首先将第一检测组件和所述第二检测组件获得的障碍物3D点云信息通过变换关系转换为相对于机器人坐标系的3D点云信息，进而获得相对于地面的点云信息，合成相对于地面的点云信息后获得2D点云信息。
步骤S808：拼接所述第一检测组件和所述第二检测组件获得的2D点云信息；由于第一检测组件和所述第二检测组件视场有重叠，需要对重叠的2D点云信息位置重新采样扫描后重新确定。
步骤S809：基于拼接后的2D点云信息构建所述自动清洁设备的2D清洁地图。
作为可选的实施方式之一，控制组件配置为基于控制组件接收所述第一检测信号，当所述第一检测信号表示所述障碍物与所述自动清洁设备的距离位于预定阈值范围之内时，控制驱动组件驱动所述自动清洁设备躲避所述障碍物，包括如下方法步骤：
基于控制组件获取所述第一检测信号包括的3D点云信息，所述3D点云信息包括障碍物点云信息、地面点云信息和杂点；
滤除地面点云信息和杂点后，判断所述预定阈值范围之内是否存在3D点云信息，如果存在，确定所述预定阈值范围之内存在障碍物；
控制驱动组件驱动所述自动清洁设备躲避所述障碍物。
作为可选的实施方式之一，控制组件配置为基于控制组件接收所述第二检测信号，与所述第一检测信号相结合构建所述自动清洁设备所处环境的地图，并根据所构建地图规划所述自动清洁设备的行走路径，包括如下方法步骤：
基于控制组件接收所述第一检测信号包括的3D点云信息，将所述3D点云信息转换为所述自动清洁设备所在的世界坐标系的第一2D点云数据；
基于控制组件接收所述第二检测信号包括的点云信息，将所述点云信息转换为所述自动清洁设备所在的所述世界坐标系的第二2D点云数据；
拼接所述第一2D点云数据和所述第二2D点云数据，以构建所述自动清洁设备所处环境的地图。
本公开实施例提供一种自动清洁设备及其控制方法，该自动清洁设备将第一检测组件和第二检测组件设置于机器主体侧面，由于不需要在机器主体顶面设置激光测距仪，降低了自动清洁设备的高度，提高了自动清洁设备的可通过性，同时，通过控制第一检测组件垂直发射角在预设范围内，增加了第一检测组件的探测距离，使得第一检测组件既可以实现近场避障，又可以与一个或多个第二检测组件配合实现地图构建。
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9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)901，其可以根据存储在只读存储器(ROM)902中的程序或者从存储装置908加载到随机访问存储器(RAM)903中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 903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901、ROM 902以及RAM 903通过总线904彼此相连。输入/输出(I/O)接口905也连接至总线904。
通常，以下装置可以连接至I/O接口905：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906；包括例如液晶显示器(LCD)、扬声器、振动器等的输出装置907；包括例如硬盘等的存储装置908；以及通信装置909。通信装置909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9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。
本公开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：
机器主体；
驱动组件，所述驱动组件部分设置于所述机器主体内，用于驱动所述自动清洁设备在工作平面上运行；
第一检测组件，设置于所述机器主体的朝向所述自动清洁设备的前进方向的侧面，用于向障碍物发射脉冲激光、接收从所述障碍物反射的脉冲激光并生成第一检测信号；
第二检测组件，与所述第一检测组件间隔地设置于所述机器主体的侧面，用于向障碍物发射脉冲激光、接收从所述障碍物反射的脉冲激光并生成第二检测信号；
控制组件，配置为：
接收所述第一检测信号，当所述第一检测信号表示所述障碍物与所述自动清洁设备的距离位于预定阈值范围之内时，控制所述驱动组件驱动所述自动清洁设备躲避所述障碍物，
接收所述第二检测信号，与所述第一检测信号相结合构建所述自动清洁设备所处环境的地图，并根据所构建地图规划所述自动清洁设备的行走路径。
2.根据权利要求1所述的自动清洁设备，其特征在于，所述第二检测组件设置于所述机器主体的侧后方。
3.根据权利要求1或2所述的自动清洁设备，其特征在于，所述第一检测组件为TOF检测组件，所述TOF检测组件具有在水平方向和垂直方向的视场角。
4.根据权利要求3所述的自动清洁设备，其特征在于，所述TOF检测组件的发射单元在所述垂直方向的视场角范围为10°至20°。
5.根据权利要求4所述的自动清洁设备，其特征在于，所述TOF检测组件的发射单元为面阵激光发射器。
6.根据权利要求1或2所述的自动清洁设备，其特征在于，所述控制组件，被配置为：
获取所述第一检测信号包括的3D点云信息，滤除地面点云信息和杂点后，判断所述预定阈值范围之内是否存在3D点云信息，如果存在，确定所述预定阈值范围之内存在障碍物，控制所述驱动组件驱动所述自动清洁设备躲避所述障碍物。
7.根据权利要求所述1或2所述的自动清洁设备，其特征在于，所述控制组件，被配置为：
接收所述第一检测信号包括的3D点云信息，将所述3D点云信息转换为所述自动清洁设备所在的世界坐标系的第一2D点云数据；
接收所述第二检测信号包括的点云信息，将所述点云信息转换为所述自动清洁设备所在的所述世界坐标系的第二2D点云数据；
拼接所述第一2D点云数据和所述第二2D点云数据，以构建所述自动清洁设备所处环境的地图。
8.一种自动清洁设备控制方法，其特征在于，包括：
基于第一检测组件向障碍物发射脉冲激光且接收从所述障碍物反射的脉冲激光并生成第一检测信号，其中，所述第一检测组件设置于机器主体的朝向所述自动清洁设备的前进方向的侧面；
基于第二检测组件向障碍物发射脉冲激光且接收从所述障碍物反射的脉冲激光并生成第二检测信号，其中，所述第二检测组件与所述第一检测组件间隔地设置于所述机器主体的侧面；
基于控制组件接收所述第一检测信号，当所述第一检测信号表示所述障碍物与所述自动清洁设备的距离位于预定阈值范围之内时，控制驱动组件驱动所述自动清洁设备躲避所述障碍物，
基于控制组件接收所述第二检测信号，与所述第一检测信号相结合构建所述自动清洁设备所处环境的地图，并根据所构建地图规划所述自动清洁设备的行走路径。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述第二检测组件设置于所述机器主体的侧后方。
10.根据权利要求8或9所述的控制方法，其特征在于，所述第一检测组件为TOF检测组件，所述TOF检测组件具有在水平方向和垂直方向的视场角。
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