TW202110378A

TW202110378A - 一種清潔機器人及其控制方法

Info

Publication number: TW202110378A
Application number: TW109130110A
Authority: TW
Inventors: 肖福建; 謝濠鍵; 吳奇
Original assignee: 大陸商北京石頭世紀科技股份有限公司
Priority date: 2019-09-05
Filing date: 2020-09-02
Publication date: 2021-03-16
Also published as: US20220338700A1; TWI789625B; WO2021043080A1; CN110623606B; EP4014827A1; EP4014827A4; CN110623606A

Abstract

本公開實施例提供一種清潔機器人及其控制方法，包括：底盤；驅動系統；能量存儲單元，由所述底盤支撐並且包括至少一個充電接觸片，所述充電接觸片略伸出於所述底盤平面，其中，所述能量存儲單元配置為在所述機器人定位在充電站時按照預定量充電；控制系統，設置於清潔機器人內部電路主板上，包括非暫時性記憶體以及處理器，其中，所述控制系統配置為根據待清掃面積和總耗電因子來控制所述能量存儲單元按照所述預定量充電。本公開能夠根據歷史清掃地圖記錄，自動計算本次剩餘待清掃面積，根據該清掃面積計算回充所需要充到的電量。能夠大幅度提高綜合清掃效率，提升用戶體驗。

Description

一種清潔機器人及其控制方法

本公開涉及控制技術領域，尤其涉及一種清潔機器人及其控制方法。

自主機器人設備包括在充電座或對接站處再充電的機載電源單元（通常是電池）。機器人在尋找或與它們對接時使用的充電站類型和方法（例如，無線電信號，航位推算，超音波束，與無線電信號耦合的紅外波束等）在效果和應用方面都有很大差異。隨機碰撞型自動清潔設備依靠碰撞傳感器和超音波傳感器、紅外傳感器等判斷接近的障礙物並躲避，當機器電量不足需要返回充電樁時，充電樁發射紅外信號，自動清潔設備隨機行走直至“看到”充電樁，並被充電樁信號引導上樁，進行充電。充電樁發射的紅外信號形成的多個輻射區域，自動清潔設備可以根據來自不同輻射區域的紅外信號判斷自身的位置信息，從而進行定位，並根據定位信息判斷行進方向，以使得自動清潔機器人朝向充電樁行進並上樁充電。

目前家用掃地機器人，在電量降低到設定值後，會自動到充電樁進行充電。目前普遍的電量管理策略是：如果掃地機電量降低到最低閾值例如5%，則會回到充電樁慢慢充到設定閾值例如80%，如果此時房間還有未清掃區域，則要等待充電到該閾值後方可再次啟動清掃。這種方式不夠智慧，而且也不方便快捷，綜合清掃效率較為低下。

有鑑於此，本公開實施例提供一種清潔機器人及其充電控制方法，用以使機器人能夠按照智慧充電方式進行充電。

根據本公開的具體實施方式，第一方面，本公開實施例提供一種清潔機器人，包括：

底盤；

驅動系統，包括偏置下落式懸掛系統，所述懸掛系統以可移動方式緊固到所述底盤，且接收向下及遠離所述底盤的彈簧偏置，所述彈簧偏置使得驅動輪以一定的著地力維持與地面的接觸；

能量存儲單元，由所述底盤支撐並且包括至少一個充電接觸片，所述充電接觸片略伸出於所述底盤平面，其中，所述能量存儲單元配置為在所述機器人定位在充電站時按照預定量充電；

控制系統，設置於清潔機器人內部電路主板上，包括非暫時性記憶體以及處理器，其中，所述控制系統配置為根據待清掃面積和總耗電因子來控制所述能量存儲單元按照所述預定量充電。

可選的，所述總耗電因子按照以下方式獲得：

總耗電因子=最近N次完整清掃的總面積的總耗電/最近N次完整清掃的總面積， N≥1。

可選的，還包括：

導航裝置，用於即時監測已清掃面積，並將所述已清掃面積上報至所述控制系統，所述控制系統根據所述已清掃面積計算獲得所述待清掃面積，包括：

光接收器，設置於機器主體外側面，用於接收充電樁發出的光信號；

鐳射測距傳感器，設置於機器主體頂面，用於繪製地圖和避障。

可選的，所述控制系統配置為根據總面積與已清掃面積之差計算待清掃區域面積，其中，所述總面積按以下方式之一計算：

對於全域清掃模式，所述總面積等於歷史全域清掃中自主清掃完成的最大面積；

對於選區清掃模式，所述總面積等於所有選區大小之和；

對於劃區清掃模式，所述總面積等於所有劃區大小之和。

根據本公開的具體實施方式，第二方面，本公開實施例提供一種清潔機器人充電控制方法，包括：

通過導航裝置即時監測已清掃面積，並將所述已清掃面積上報至控制系統，所述控制系統根據所述已清掃面積計算獲得待清掃面積；

所述控制系統根據所述待清掃面積和總耗電因子計算預定充電量並控制所述能量存儲單元按照所述預定充電量充電。

可選的，所述總耗電因子按照以下方式獲得：

可選的，根據總面積與已清掃面積之差計算待清掃區域面積，其中，所述總面積按以下方式之一計算：

對於選區清掃模式，所述總面積等於所有選區大小之和；

對於劃區清掃模式，所述總面積等於所有劃區大小之和。

可選的，所述控制系統根據所述待清掃面積和總耗電因子計算預定充電量，包括：

預定充電量=待清掃面積*總耗電因子*M，其中，M為緩存因子，取值範圍為1-1.5。

可選的，還包括：

控制系統即時監測能量存儲單元的剩餘電量，當所述剩餘電量達到指定閾值時，改變機器人的行進特性，以將所述機器人引導至充電樁進行充電。

可選的，還包括：

當計算出所述預定充電量大於上限值或小於下限值，則按照所述上限值或下限值充電。

可選的，還包括：當無法獲取所述總耗電因子時，所述預定充電量為80%。

可選的，還包括：當判斷充電次數大於預定次數時，所述預定充電量為80%。相對於現有技術，本公開至少具有以下技術效果：

本發明的目的是通過讓掃地機在電量較低的情況下，根據歷史清掃地圖記錄，自動計算本次剩餘待清掃面積，根據該清掃面積計算回充所需要充到的電量。回充至待充電量後，繼續回到斷點位置進行清掃，這樣能夠大幅度提高綜合清掃效率，提升用戶體驗。

為使本公開實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本公開實施例中的附圖，對本公開實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本公開一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本公開中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本公開保護的範圍。

應當理解，儘管在本公開實施例中可能採用術語第一、第二、第三等來描述……，但這些……不應限於這些術語。這些術語僅用來將……彼此區分開。例如，在不脫離本公開實施例範圍的情況下，第一……也可以被稱為第二……，類似地，第二……也可以被稱為第一……。

為了更加清楚地描述機器人的行為，進行如下方向定義：

如圖1所示為本公開應用場景圖，自動清潔設備100在指定區域內進行清潔工作，當清掃任務完成後或電量不足時，自動清潔設備100會自動搜尋充電樁200的位置，確定到充電樁200的位置後，自動清潔設備100自動行進到充電樁200的位置進行充電。

如圖2所示，自動清潔設備100可通過相對於由主體110界定的以下三個相互垂直軸的移動的各種組合在地面上行進：前後軸X、橫向軸Y及中心垂直軸Z。沿著前後軸X的前向驅動方向標示為“前向”，且沿著前後軸X的向後驅動方向標示為“後向”。橫向軸Y的方向實質上是沿著由驅動輪模塊141的中心點界定的軸心在機器人的右輪與左輪之間延伸的方向。

自動清潔設備100可以繞Y軸轉動。當自動清潔設備100的前向部分向上傾斜，向後向部分向下傾斜時為“上仰”，且當自動清潔設備100的前向部分向下傾斜，向後向部分向上傾斜時為“下俯”。另外，機器人100可以繞Z軸轉動。在自動清潔設備100的前向方向上，當自動清潔設備100向X軸的右側傾斜為“右轉”，當自動清潔設備100向X軸的左側傾斜為“左轉”。

如圖3所示，自動清潔設備100包含機器主體110、感知系統120、控制系統130、驅動系統140、清潔系統150、能源系統160和人機互動系統170。

機器主體110包括前向部分111、後向部分112以及底盤部分113，具有近似圓形形狀（前後都為圓形），也可具有其他形狀，包括但不限於前方後圓的近似D形形狀。

如圖3所示，感知系統120包括位於機器主體110上方的位置確定裝置121、位於機器主體110的前向部分111的緩衝器122、懸崖傳感器123和超音波傳感器、紅外傳感器、磁力計、加速度計、陀螺儀、里程計等傳感裝置，向控制系統130提供機器的各種位置信息和運動狀態信息。位置確定裝置121包括但不限於攝影機、鐳射測距裝置（LDS）。下面以三角測距法的鐳射測距裝置為例說明如何進行位置確定。三角測距法的基本原理基於相似三角形的等比關係，在此不做贅述。

鐳射測距裝置包括發光單元和受光單元。發光單元可以包括發射光的光源，光源可以包括發光元件，例如發射紅外光線或可見光線的紅外或可見光線發光二極體（LED）。或者，光源可以是發射鐳射束的發光元件。在本實施例中，將鐳射二極體（LD）作為光源的例子。具體地，由於鐳射束的單色、定向和準直特性，使用鐳射束的光源可以使得測量相比於其它光更為準確。鐳射二極體（LD）可以是點鐳射，測量出障礙物的二維位置信息，也可以是線鐳射，測量出障礙物一定範圍內的三維位置信息。

受光單元可以包括圖像傳感器，在該圖像傳感器上形成由障礙物反射或散射的光點。圖像傳感器可以是單排或者多排的多個單位像素的集合。這些受光元件可以將光信號轉換為電信號。圖像傳感器可以為互補金屬氧化物半導體（CMOS）傳感器或者電荷耦合元件（CCD）傳感器，由於成本上的優勢優選是互補金屬氧化物半導體（CMOS）傳感器。而且，受光單元可以包括受光透鏡組件。由障礙物反射或散射的光可以經由受光透鏡組件行進以在圖像傳感器上形成圖像。受光透鏡組件可以包括單個或者多個透鏡。基部可以支撐發光單元和受光單元，發光單元和受光單元設置在基部上且彼此間隔一特定距離。為了測量機器人周圍360度方向上的障礙物情況，可以使基部可旋轉地設置在主體110上，也可以基部本身不旋轉而通過設置旋轉元件而使發射光、接收光發生旋轉。旋轉元件的旋轉角速度可以通過設置光耦元件和碼盤獲得，光耦元件感應碼盤上的齒缺，通過齒缺間距的滑過時間和齒缺間距離值相除可得到瞬時角速度。碼盤上齒缺的密度越大，測量的準確率和精度也就相應越高，但在結構上就更加精密，計算量也越高；反之，齒缺的密度越小，測量的準確率和精度相應也就越低，但在結構上可以相對簡單，計算量也越小，可以降低一些成本。

與受光單元連接的數據處理裝置，如DSP，將相對於機器人0度角方向上的所有角度處的障礙物距離值記錄並傳送給控制系統130中的數據處理單元，如包含CPU的應用處理器（AP），CPU運行基於粒子濾波的定位算法獲得機器人的當前位置，並根據此位置製圖，供導航使用。定位算法優選使用即時定位與地圖構建（SLAM）。

基於三角測距法的鐳射測距裝置雖然在原理上可以測量一定距離以外的無限遠距離處的距離值，但實際上遠距離測量，例如6米以上，的實現是很有難度的，主要因為受光單元的傳感器上像素單元的尺寸限制，同時也受傳感器的光電轉換速度、傳感器與連接的DSP之間的數據傳輸速度、DSP的計算速度影響。鐳射測距裝置受溫度影響得到的測量值也會發生系統無法容忍的變化，主要是因為發光單元與受光單元之間的結構發生的熱膨脹變形導致入射光和出射光之間的角度變化，發光單元和受光單元自身也會存在溫漂問題。鐳射測距裝置長期使用後，由於溫度變化、振動等多方面因素累積而造成的形變也會嚴重影響測量結果。測量結果的準確性直接決定了繪製地圖的準確性，是機器人進一步進行策略實行的基礎，尤為重要。

如圖3所示，機器主體110的前向部分111可承載緩衝器122，在清潔過程中驅動輪模塊141推進機器人在地面行走時，緩衝器122經由傳感器系統，例如紅外傳感器，檢測自動清潔設備100的行駛路徑中的一或多個事件，自動清潔設備100可通過由緩衝器122檢測到的事件，例如障礙物、牆壁，而控制驅動輪模塊141使自動清潔設備100來對所述事件做出回應，例如遠離障礙物。

控制系統130設置在機器主體110內的電路主板上，包括非暫時性記憶體，例如硬碟、快閃記憶體、隨機存取記憶體，通信的計算處理器，例如中央處理單元、應用處理器，應用處理器根據鐳射測距裝置反饋的障礙物信息利用定位算法，例如SLAM，繪製機器人所在環境中的即時地圖。並且結合緩衝器122、懸崖傳感器123和超音波傳感器、紅外傳感器、磁力計、加速度計、陀螺儀、里程計等傳感裝置反饋的距離信息、速度信息綜合判斷掃地機當前處於何種工作狀態，如過門檻，上地毯，位於懸崖處，上方或者下方被卡住，塵盒滿，被拿起等等，還會針對不同情況給出具體的下一步動作策略，使得機器人的工作更加符合主人的要求，有更好的用戶體驗。進一步地，控制系統130能基於SLAM繪製的即使地圖信息規劃最為高效合理的清掃路徑和清掃方式，大大提高機器人的清掃效率。

如圖4所示，驅動系統140可基於具有距離和角度信息，例如x、y及θ分量，的驅動命令而操縱機器人100跨越地面行駛。驅動系統140包含驅動輪模塊141，驅動輪模塊141可以同時控制左輪和右輪，為了更為精確地控制機器的運動，優選驅動輪模塊141分別包括左驅動輪模塊和右驅動輪模塊。左、右驅動輪模塊沿著由主體110界定的橫向軸對置。為了機器人能夠在地面上更為穩定地運動或者更強的運動能力，機器人可以包括一個或者多個從動輪142，從動輪包括但不限於萬向輪。驅動輪模塊包括行走輪和驅動馬達以及控制驅動馬達的控制電路，驅動輪模塊還可以連接測量驅動電流的電路和里程計。驅動輪模塊141可以可拆卸地連接到主體110上，方便拆裝和維修。驅動輪可具有偏置下落式懸掛系統，以可移動方式緊固，例如以可旋轉方式附接到機器人主體110，且接收向下及遠離機器人主體110偏置的彈簧偏置。彈簧偏置允許驅動輪以一定的著地力維持與地面的接觸及牽引，同時自動清潔設備100的清潔元件也以一定的壓力接觸地面10。

清潔系統可為乾式清潔系統150和/或濕式清潔系統153。作為乾式清潔系統，主要的清潔功能源於滾刷、塵盒、風機、出風口以及四者之間的連接部件所構成的清掃系統151。與地面具有一定干涉的滾刷將地面上的垃圾掃起並卷帶到滾刷與塵盒之間的吸塵口前方，然後被風機產生並經過塵盒的有吸力的氣體吸入塵盒。掃地機的除塵能力可用垃圾的清掃效率進行表徵，清掃效率受滾刷結構和材料影響，受吸塵口、塵盒、風機、出風口以及四者之間的連接部件所構成的風道的風力利用率影響，受風機的類型和功率影響。相比於普通的插電吸塵器，除塵能力的提高對於能源有限的清潔機器人來說意義更大。因為除塵能力的提高直接有效降低了對於能源要求，也就是說原來充一次電可以清掃80平方公尺地面的機器，可以進化為充一次電清掃100平方公尺甚至更多。並且減少充電次數的電池的使用壽命也會大大增加，使得用戶更換電池的頻率也會增加。更為直觀和重要的是，除塵能力的提高是最為明顯和重要的用戶體驗，用戶會直接得出掃得是否乾淨/擦得是否乾淨的結論。乾式清潔系統還可包含具有旋轉軸的邊刷152，旋轉軸相對於地面成一定角度，以用於將碎屑移動到清潔系統的滾刷區域中。

濕式清潔系統153主要包括可拆卸的設置於底盤後端位置的水箱（未圖示），水箱通過卡扣結構或多個固定螺絲固定於底盤底端，水箱底層包括可拆卸的拖布（未圖示），拖布通過粘貼的方式連接於水箱底層。

能源系統160包括充電電池，例如鎳氫電池和鋰電池。充電電池可以連接有充電控制電路、電池組充電溫度檢測電路和電池欠壓監測電路，充電控制電路、電池組充電溫度檢測電路、電池欠壓監測電路再與單片機控制電路相連。主機通過設置在機身側方或者底盤下方的充電電極（可以設置為第一充電接觸片161和第二充電接觸片162）與充電樁連接進行充電。

人機互動系統170包括主機面板上的按鍵，按鍵供用戶進行功能選擇；還可以包括螢幕和/或指示燈和/或喇叭，螢幕、指示燈和喇叭向用戶展示當前機器所處狀態或者功能選擇項；還可以包括手機客戶端程式。對於路徑導航型自動清潔設備，在手機客戶端可以向用戶展示設備所在環境的地圖，以及機器所處位置，可以向用戶提供更為豐富和人性化的功能項。

圖5是根據本發明實施例的所提供的自動清潔設備的電連接方框圖。

根據當前實施例的自動清潔設備可以包括：用於識別用戶的語音的麥克風陣列單元、用於與遠程控制設備或其他設備通信的通信單元、用於驅動主體的移動單元、清潔單元、以及用於存儲信息的記憶體單元。輸入單元（掃地機器人的按鍵等）、物體檢測傳感器、充電單元、麥克風陣列單元、方向檢測單元、位置檢測單元、通信單元、驅動單元以及記憶體單元可以連接到控制單元，以將預定信息傳送到控制單元或從控制單元接收預定信息。

麥克風陣列單元可以將通過接收單元輸入的語音與存儲在記憶體單元中的信息比較，以確定輸入語音是否對應於特定的命令。如果確定所輸入的語音對應於特定的命令，則將對應的命令傳送到控制單元。如果無法將檢測到的語音與存儲在記憶體單元中的信息相比較，則所檢測到的語音可被視為噪音以忽略所檢測到的語音。

例如，檢測到的語音對應詞語“過來、來這裡、到這裡、到這兒”，並且存在與存儲在記憶體單元的信息中的詞語相對應的文字控制命令（come here）。在這種情況下，可以將對應的命令傳送到控制單元中。

方向檢測單元可以通過使用輸入到多個接收單元的語音的時間差或水平來檢測語音的方向。方向檢測單元將檢測到的語音的方向傳送到控制單元。控制單元可以通過使用由方向檢測單元檢測到的語音方向來確定移動路徑。

位置檢測單元可以檢測主體在預定地圖信息內的坐標。在一個實施例中，由攝影機檢測到的信息與存儲在記憶體單元中的地圖信息可以相互比較以檢測主體的當前位置。除了攝影機之外，位置檢測單元還可以使用全球定位系統（GPS）。

從廣義上說，位置檢測單元可以檢測主體是否設置在特定的位置上。例如，位置檢測單元可以包括用於檢測主體是否設置在充電樁上的單元。

例如，在用於檢測主體是否設置在充電樁上的方法中，可以根據電力是否輸入到充電單元中來檢測主體是否設置在充電位置處。又例如，可以通過設置在主體或充電樁上的充電位置檢測單元來檢測主體是否設置在充電位置處。

通信單元可以將預定信息傳送到/接收自遠程控制設備或者其他設備。通信單元可以更新掃地機器人的地圖信息。

驅動單元可以操作移動單元和清潔單元。驅動單元可以沿由控制單元確定的移動路徑移動所述移動單元。

記憶體單元中存儲與掃地機器人的操作有關的預定信息。例如，掃地機器人所設置的區域的地圖信息、與麥克風陣列單元所識別的語音相對應的控制命令信息、由方向檢測單元檢測到的方向角信息、由位置檢測單元檢測到的位置信息以及由物體檢測傳感器檢測到的障礙物信息可以存儲在記憶體單元中。

控制單元可以接收由接收單元、攝影機以及物體檢測傳感器檢測到的信息。控制單元可以基於所傳送的信息識別用戶的語音、檢測語音發生的方向、以及檢測自動清潔設備的位置。此外，控制單元還可以操作移動單元和清潔單元。

根據本公開的具體實施方式，本公開實施例提供一種清潔機器人，包括：

底盤，位於清潔機器人底部；驅動系統，包括偏置下落式懸掛系統，所述懸掛系統以可移動方式緊固到所述底盤，且接收向下及遠離所述底盤的彈簧偏置，所述彈簧偏置使得驅動輪以一定的著地力維持與地面的接觸；能量存儲單元，由所述底盤支撐並且包括至少一個充電接觸片，所述充電接觸片略伸出於所述底盤平面，其中，所述能量存儲單元配置為在所述機器人定位在充電站時按照預定量充電；控制系統，設置於清潔機器人內部電路主板上，包括非暫時性記憶體以及處理器，其中，所述控制系統配置為根據待清掃面積和總耗電因子來控制所述能量存儲單元按照所述預定量充電。

可選的，所述總耗電因子按照以下方式獲得：

總耗電因子=最近N次完整清掃的總面積的總耗電/最近N次完整清掃的總面積， N≥1，例如N=5。

可選的，還包括：導航裝置，用於即時監測已清掃面積，並將所述已清掃面積上報至所述控制系統，所述控制系統根據所述已清掃面積計算獲得所述待清掃面積，其中，導航裝置包括：光接收器，設置於機器主體外側面，用於接收充電樁發出的光信號；鐳射測距傳感器，設置於機器主體頂面，用於繪製地圖和避障。

對於選區清掃模式，所述總面積等於所有選區大小之和；

對於劃區清掃模式，所述總面積等於所有劃區大小之和。

可以通過手機APP或清掃機器人設置界面選擇一種指定的清掃模式，清掃模式包括全域清掃模式、選區清掃模式或劃區清掃模式。其中，全域清掃模式是指，通過清掃機器人的導航裝置所繪製的地圖中的全部區域，例如地圖繪製的全部區域分成四個子區域，區域一（臥室1）、區域二（臥室2）、區域三（廚房）、區域四（客廳），如圖6所示，此時，如果選擇全域清掃模式，則清掃機器人負責清掃的區域包括整個房間的四個區域，清掃面積為四個區域面積之和。選區清掃模式是指，用戶可以選擇區域一（臥室1）、區域二（臥室2）、區域三（廚房）、區域四（客廳）中的一個或多個區域進行清掃，例如選擇區域一進行清掃，則清掃機器人就在區域一範圍內清掃，清掃面積為區域一的面積。劃區清掃模式是指，用戶可以在區域一（臥室1）、區域二（臥室2）、區域三（廚房）、區域四（客廳）的任何一個或多個中劃定一個範圍進行清掃（例如圖6中的虛線區域），清掃機器人後續則只在對應的虛線區域內清掃，清掃面積為圖6中兩處虛線區域面積之和。

根據本公開的具體實施方式，本公開實施例提供一種清潔機器人充電控制方法，包括以下方法步驟，如圖7所示：

S702：通過導航裝置即時監測已清掃面積，並將所述已清掃面積上報至控制系統，所述控制系統根據所述已清掃面積計算獲得待清掃面積。

對於選區清掃模式，所述總面積等於所有選區大小之和；

對於劃區清掃模式，所述總面積等於所有劃區大小之和。

三種模式說明，如上所述，此處不再贅述。

其中，所述任何一種總面積，都可以通過導航裝置通過多次的清掃，對清掃區域掃描後計算獲得的整個區域的面積和，該清掃面積或地圖存儲於清掃機器人存儲設備中，並可以通過用戶APP顯示到終端，用戶可以在APP界面對清掃過程進行設置。

S704：所述控制系統根據所述待清掃面積和總耗電因子計算預定充電量並控制所述能量存儲單元按照所述預定充電量充電。

可選的，所述總耗電因子按照以下方式獲得：

可選的，預定充電量按照以下方式計算，預定充電量=待清掃面積*總耗電因子*M，其中，M為緩存因子，取值範圍為1-1.5。M做為緩存因子目的是防止來回行走的行程耗電，多充一點，留夠餘量。

可選的，還包括以下步驟：控制系統即時監測能量存儲單元的剩餘電量，當所述剩餘電量達到指定閾值時，改變機器人的行進特性，以將所述機器人引導至充電樁進行充電。

可選的，還包括：當計算出所述預定充電量大於上限值或小於下限值，則按照所述上限值或下限值充電。可選的，還包括：當無法獲取所述總耗電因子時，所述預定充電量為80%。可選的，還包括：當判斷充電次數大於預定次數時，所述預定充電量為80%。

例如，如果電量低於20%時，就需要強制回充，此時計算剩餘面積清掃需要的電量，如果無法獲取總耗電因子（由於第一次清掃，無法計算總耗電因子），採用默認的80%電量續掃。如果計算出來需要的電量大於95%，則在95%時出來續掃。如果計算出來電量小於30%，按30%出來續掃。續掃最多支持2-3次，即一次清掃過程中，最多出現兩次斷點清掃。否則，影響清掃效率。

一種實施例可以描述為，當待清掃面積清掃完畢時，控制系統獲取能量存儲單元的剩餘電量，當剩餘電量處於可充電範圍內時（例如15%-25%），控制系統控制清潔設備的驅動系統，搜尋充電樁的位置，當獲取到充電樁的位置時，行進到充電樁的充電接口進行自動充電。

另一種實施例可以描述為，當待清掃面積清掃接近完畢範圍時（例如清掃完剩餘面積的90%以上），控制系統獲取能量存儲單元的剩餘電量，當剩餘電量達到需充電的閾值時（例如25%），控制系統控制清潔設備的驅動系統，搜尋充電樁的位置，當獲取到充電樁的位置時，行進到充電樁的充電接口進行自動充電。若未達到充電閾值，則將待清掃面積剩餘面積清掃完畢後進行充電。

本公開實施例提供一種清潔機器人，包括處理器和記憶體，所述記憶體存儲有能夠被所述處理器執行的計算機程式指令，所述處理器執行所述計算機程式指令時，實現前述任一實施例的方法步驟。

本公開實施例提供一種非暫時性計算機可讀存儲媒介，存儲有計算機程式指令，所述計算機程式指令在被處理器調用和執行時實現前述任一實施例的方法步驟。

如圖8所示，機器人可以包括處理裝置（例如中央處理器、圖形處理器等）801，其可以根據存儲在唯讀記憶體（ROM）802中的程式或者從存儲裝置808加載到隨機存取記憶體（RAM）803中的程式而執行各種適當的動作和處理。在RAM 803中，還存儲有電子機器人操作所需的各種程式和數據。處理裝置801、ROM 802以及RAM 803通過總線804彼此相連。輸入/輸出（I/O）介面805也連接至匯流排804。

通常，以下裝置可以連接至I/O介面805：包括例如觸控螢幕、觸控板、鍵盤、滑鼠、攝影機、麥克風、加速度計、陀螺儀等的輸入裝置806；包括例如液晶顯示器（LCD）、揚聲器、振動器等的輸出裝置807；包括例如磁帶、硬碟等的存儲裝置808；以及通信裝置809。通信裝置809可以允許電子機器人與其他機器人進行無線或有線通信以交換數據。雖然圖8顯示了具有各種裝置的電子機器人，但是應理解的是，並不要求實施或具備所有顯示的裝置。可以替代地實施或具備更多或更少的裝置。

特別地，根據本公開的實施例，上文參考流程圖描述的過程可以被實現為計算機軟體程式。例如，本公開的實施例包括一種計算機程式產品，其包括承載在計算機可讀媒介上的計算機程式，該計算機程式包含用於執行流程圖所示的方法的程式代碼。在這樣的實施例中，該計算機程式可以通過通信裝置809從網絡上被下載和安裝，或者從存儲裝置808被安裝，或者從ROM 802被安裝。在該計算機程式被處理裝置801執行時，執行本公開實施例的方法中限定的上述功能。

需要說明的是，本公開上述的計算機可讀媒介可以是計算機可讀信號媒介或者計算機可讀存儲媒介或者是上述兩者的任意組合。計算機可讀存儲媒介例如可以是——但不限於——電、磁、光、電磁、紅外線、或半導體的系統、裝置或器件，或者任意以上的組合。計算機可讀存儲媒介的更具體的例子可以包括但不限於：具有一個或多個導線的電連接、便攜式計算機磁碟、硬碟、隨機存取記憶體（RAM）、唯讀記憶體（ROM）、可擦式可編程唯讀記憶體（EPROM或快閃記憶體）、光纖、便攜式光碟唯讀記憶體（CD-ROM）、光記憶體件、磁記憶體件、或者上述的任意合適的組合。在本公開中，計算機可讀存儲媒介可以是任何包含或存儲程式的有形媒介，該程式可以被指令執行系統、裝置或者器件使用或者與其結合使用。而在本公開中，計算機可讀信號媒介可以包括在基帶中或者作為載波一部分傳播的數據信號，其中承載了計算機可讀的程式代碼。這種傳播的數據信號可以採用多種形式，包括但不限於電磁信號、光信號或上述的任意合適的組合。計算機可讀信號媒介還可以是計算機可讀存儲媒介以外的任何計算機可讀媒介，該計算機可讀信號媒介可以發送、傳播或者傳輸用於由指令執行系統、裝置或者器件使用或者與其結合使用的程式。計算機可讀媒介上包含的程式代碼可以用任何適當的媒介傳輸，包括但不限於：電線、光纜、RF（射頻）等等，或者上述的任意合適的組合。

上述計算機可讀媒介可以是上述機器人中所包含的；也可以是單獨存在，而未裝配入該機器人中。

可以以一種或多種程式設計語言或其組合來編寫用於執行本公開的步驟的計算機程式代碼，上述程式設計語言包括物件導向的程式設計語言—諸如Java、Smalltalk、C++，還包括常規的過程式程式設計語言—諸如“C”語言或類似的程式設計語言。程式代碼可以完全地在用戶計算機上執行、部分地在用戶計算機上執行、作為一個獨立的軟體包執行、部分在用戶計算機上部分在遠端計算機上執行、或者完全在遠端計算機或服務器上執行。在涉及遠程計算機的情形中，遠程計算機可以通過任意種類的網絡——包括局域網路(LAN)或廣域網路(WAN)—連接到用戶計算機，或者，可以連接到外部計算機（例如利用網際網路服務提供商來通過網際網路連接）。

附圖中的流程圖和框圖，圖示了按照本公開各種實施例的系統、方法和計算機程式產品的可能實現的體系架構、功能和操作。在這點上，流程圖或框圖中的每個方框可以代表一個模塊、程式段、或代碼的一部分，該模塊、程式段、或代碼的一部分包含一個或多個用於實現規定的邏輯功能的可執行指令。也應當注意，在有些作為替換的實現中，方框中所標注的功能也可以以不同於附圖中所標注的順序發生。例如，兩個接連地表示的方框實際上可以基本並行地執行，它們有時也可以按相反的順序執行，這依所涉及的功能而定。也要注意的是，框圖和/或流程圖中的每個方框、以及框圖和/或流程圖中的方框的組合，可以用執行規定的功能或操作的專用的基於硬體的系統來實現，或者可以用專用硬體與計算機指令的組合來實現。

描述於本公開實施例中所涉及到的單元可以通過軟體的方式實現，也可以通過硬體的方式來實現。其中，單元的名稱在某種情況下並不構成對該單元本身的限定。

以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位於一個地方，或者也可以分佈到多個網絡單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現本實施例方案的目的。本領域普通技術人員在不付出創造性的勞動的情況下，即可以理解並實施。

最後應說明的是：以上實施例僅用以說明本公開的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本公開進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本公開各實施例技術方案的精神和範圍。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

S702:步驟 S704:步驟 100:自動清潔設備 110:機器主體 111:前向部分 112:後向部分 120:感知系統 121:位置確定裝置 122:緩衝器 130:控制系統 140:驅動系統 141:驅動輪模塊 142:從動輪 150:乾式清潔系統 151:清掃系統 152:邊刷 153:溼式清潔系統 160:能源系統 161:第一充電接觸片 162:第二充電接觸片 170:人機互動系統 200:充電樁 801:處理裝置 802:唯讀記憶體 803:隨機存取記憶體 804:匯流排 805:I/O介面 806:輸入裝置 807:輸出裝置 808:存儲裝置 809:通信裝置

為了更清楚地說明本公開實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本公開的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本公開實施例提供的一應用場景示意圖；圖2為本公開實施例提供的機器人結構立體圖；圖3為本公開實施例提供的機器人結構俯視圖；圖4為本公開實施例提供的機器人結構仰視圖；圖5為本公開實施例提供的機器人結構框圖；圖6為本公開實施例提供的機器人清掃區域結構示意圖；圖7為本公開一實施例提供的機器人控制方法的流程示意圖；圖8為本公開實施例提供的機器人的電子結構示意圖。

S702:步驟

S704:步驟

Claims

一種清潔機器人，其包括：底盤；驅動系統，包括偏置下落式懸掛系統，該懸掛系統以可移動方式緊固到所述底盤，且接收向下及遠離所述底盤的彈簧偏置，該彈簧偏置使得驅動輪以一定的著地力維持與地面的接觸；能量存儲單元，由該底盤支撐並且包括至少一個充電接觸片，該充電接觸片略伸出於該底盤平面，其中，該能量存儲單元配置為在該機器人定位在充電站時按照預定量充電；及控制系統，設置於清潔機器人內部電路主板上，包括非暫時性記憶體以及處理器，其中，該控制系統配置為根據待清掃面積和總耗電因子來控制該能量存儲單元按照該預定量充電。
如請求項1的清潔機器人，其中該總耗電因子按照以下方式獲得：總耗電因子=最近N次完整清掃的總面積的總耗電/最近N次完整清掃的總面積，N≥1。
如請求項1的清潔機器人，還包括：導航裝置，用於即時監測已清掃面積，並將該已清掃面積上報至該控制系統，該控制系統根據該已清掃面積計算獲得該待清掃面積，包括：光接收器，設置於機器主體外側面，用於接收充電樁發出的光信號；及鐳射測距傳感器，設置於機器主體頂面，用於繪製地圖和避障。
如請求項3的清潔機器人，其中該控制系統配置為根據總面積與已清掃面積之差計算待清掃區域面積，其中，該總面積按以下方式之一計算：對於全域清掃模式，該總面積等於歷史全域清掃中自主清掃完成的最大面積；對於選區清掃模式，該總面積等於所有選區大小之和；及對於劃區清掃模式，該總面積等於所有劃區大小之和。
一種清潔機器人充電控制方法，其包括：通過導航裝置即時監測已清掃面積，並將該已清掃面積上報至控制系統，該控制系統根據該已清掃面積計算獲得待清掃面積；及該控制系統根據該待清掃面積和總耗電因子計算預定充電量並控制該能量存儲單元按照該預定充電量充電。
如請求項5的方法，其中該總耗電因子按照以下方式獲得：總耗電因子=最近N次完整清掃的總面積的總耗電/最近N次完整清掃的總面積，N≥1。
如請求項6的方法，其中根據總面積與已清掃面積之差計算待清掃區域面積，其中，該總面積按以下方式之一計算：對於全域清掃模式，該總面積等於歷史全域清掃中自主清掃完成的最大面積；對於選區清掃模式，該總面積等於所有選區大小之和；及對於劃區清掃模式，該總面積等於所有劃區大小之和。
如請求項7的方法，其中該控制系統根據該待清掃面積和總耗電因子計算預定充電量包括：預定充電量=待清掃面積*總耗電因子*M，其中，M為緩存因子，取值範圍為1-1.5。
如請求項8的方法，還包括：控制系統即時監測能量存儲單元的剩餘電量，當該剩餘電量達到指定閾值時，改變機器人的行進特性，以將該機器人引導至充電樁進行充電。
如請求項6-9中任一項的方法，還包括：當計算出該預定充電量大於上限值或小於下限值，則按照該上限值或下限值充電。
如請求項6的方法，還包括：當無法獲取該總耗電因子時，該預定充電量為80%。
如請求項10的方法，其中當判斷充電次數大於預定次數時，該預定充電量為80%。