CN103941307A - 一种清洁机器人及用于控制其避开障碍物的方法 - Google Patents
一种清洁机器人及用于控制其避开障碍物的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103941307A CN103941307A CN201410184884.0A CN201410184884A CN103941307A CN 103941307 A CN103941307 A CN 103941307A CN 201410184884 A CN201410184884 A CN 201410184884A CN 103941307 A CN103941307 A CN 103941307A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light
- reflected light
- transmitting set
- optical receiver
- axial line
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 title claims abstract description 91
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 34
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 170
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 12
- 230000008859 change Effects 0.000 description 8
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 235000004443 Ricinus communis Nutrition 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 210000000746 body region Anatomy 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000011514 reflex Effects 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0231—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
- G05D1/0238—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using obstacle or wall sensors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
本发明涉及一种清洁机器人，包括至少一组光发射接收组件，各组光发射接收组件包括具有两个光发射器的光发射单元和具有一个光接收器的光接收单元，两个光发射器能发出具有一大一小不同光束角的光束，两个光发射器所对应的光发射区域分别与光接收器所对应的光接收区域有部分区域相重叠。通过在各组光发射接收组件中设置能发出具有不同光束角光束的第一光发射器和第二光发射器，使得光接收器在接收自障碍物反射的两股反射光时接收效率更高，而且机器人在判断机器人主体是否已经靠近障碍物时，不受障碍物表面材质和形状的影响，使得清洁机器人在进行清洁工作时能，即使在障碍物的周边区域也能实现很好的清扫。
Description
技术领域
本发明涉及一种清洁机器人及其控制方法。
背景技术
清洁机器人是一种全智能清洁装置，该装置在不受用户控制的情况下通过在被清洁的清洁区域上自主移动进行清洁其余的清洁工作。由于清洁机器人是自动移动的，因此在移动过程中难免会遇到墙壁、家具等障碍物。而且一旦机器人与障碍物发生碰撞后，机器人的移动方向将会发生改变，而且这种改变很难控制，因此，现有技术中清洁机器人上均设置有障碍物感测模块，通过设置障碍物感测模块能够使得清洁机器人尽量少的与障碍物发生碰撞。
目前，清洁机器人上的障碍物感测模块的工作原理为通过传感器发射光、超声波等，并以检测信号的形式检测在被障碍物反射之后返回的光或超声波。基于检测信号之间的时差、相位差或强度差，障碍物传感器辨别是否存在障碍物以及从传感器到障碍物的距离。障碍物传感器可基于被反射的光或超声波的反射角度来辨别从传感器到障碍物的距离。利用发射光来检测障碍物的感测模块存在的弊端为：当障碍物表面不是平整表面或光吸收率不同的障碍物表面时，障碍物感测模块能够检测到的时间会不同，这样就会导致机器人在执行避开障碍物指令时距离障碍物的距离有远有近，从而使得机器人不能完成统一的清洁标准。利用超声波来检测障碍物的感测模块存在的弊端为：声波发射需要一定的扫描时间，基于该原因，可能会导致机器人直接与障碍物发生碰撞。
发明内容
针对上述存在的技术不足，本发明的第一目的是提供一种障碍物感测效率高的清洁机器人。
本发明的第二目的是提供一种高效的、用于控制清洁机器人避开障碍物的控制方法。
为了达到上述的第一目的，本发明采用如下技术方案：
一种清洁机器人，包括机器人主体、驱动所述的机器人主体在待清洁区域内移动与/或转动的驱动模块、设置在所述的机器人主体上并被用来检测清洁区域内是否存在障碍物的障碍物感测模块、控制所述的驱动模块工作的主控模块，所述的障碍物感测模块包括至少一组光发射接收组件，各组所述的光发射接收组件包括：
光发射单元，包括设有第一光源的第一光发射器和设有第二光源的第二光发射器，所述的第一光发射器具有第一轴心线且能够发出具有第一光束角的第一光束，所述的第一光发射器对应具有第一光发射区域，所述的第二光发射器具有第二轴心线且能够发出具有第二光束角的第二光束或能够发出细平行光束，所述的第二光发射器对应具有第二光发射区域，所述的第一光束角的角度大于所述的第二光束角的角度，所述的第一光发射器和第二光发射器先后交替发射相应的光束；
光接收单元，包括设有光敏元件的光接收器，所述的光接收器能够接收所述的第一光束遇到障碍物表面后的第一反射光以及接收所述的第二光束遇到障碍物表面后的第二反射光，所述的光接收器与所述的主控模块相信号连接，所述的光接收器具有第三轴心线且能够接收具有第三光束角的光束，所述的光接收器对应具有光接收区域，所述的第三光束角的角度大于所述的第二光束角的角度；
所述的第一光发射区域与所述的光接收区域有部分区域相重叠，所述的第二光发射区域与所述的光接收区域有部分区域相重叠，所述的第二轴心线与所述的第三轴心线相交形成第一相交点，所述的第一相交点位于所述的第一光发射区域与所述的光接收区域相重叠的区域内。上述技术方案中，优选的，所述的第一轴心线与所述的第三轴心线相交形成第二相交点，所述的第一相交点至所述的机器人主体的距离大于所述的第二相交点至所述的机器人主体的距离。
上述技术方案中，优选的，所述的第一光束角为大于等于50°的角。
上述技术方案中，优选的，所述的第三光束角为大于等于50°的角。
上述技术方案中，优选的，所述的第二光束角大于0°小于等于15°的角。
上述技术方案中，优选的，所述的第一光发射器和第二光发射器相邻设置，所述的第一轴心线与所述的第二轴心线大致相平行。
上述技术方案中，优选的，所述的第一轴心线与所述的第三轴心线以该组光发射接收组件的中心线为对称轴左右对称。
上述技术方案中，优选的，所述的第一光发射器包括用于安装第一光源的第一支架，所述的第二光发射器包括用于安装第二光源的第二支架，所述的光接收器包括用于安装光敏元件的第三支架，所述的第一支架、第二支架、第三支架一体设置。
为了达到上述的第二发明目的，本发明提供一种用于控制上述清洁机器人避开障碍物的方法，该方法包括如下步骤：
所述的光接收器不断检测能否接收到第一反射光信号或第二反射光信号，如能接收到第一反射光信号或第二反射光信号，则将其接收到的第一反射光或第二反射光信号实时传送给所述的主控模块；
当所述的主控模块在设定时间内既能接收到由所述的光接收器传送的第一反射光信号又能接收到由所述的光接收器传送的第二反射光信号时，所述的主控模块开始判断每次接收到由所述的光接收器传送的第二反射光强度的大小关系，如本次接收到的第二反射光强度小于上一次接收到的第二反射光强度，则所述的主控模块控制驱动模块执行避开障碍物的指令。
上述技术方案中，优选地，所述的主控模块内设置有一光强度阀值，当所述的主控模块接收到由所述的光接收器传送的第一反射光强度大于等于所述的光强度阀值时，所述的主控模块控制所述的驱动模块在不改变当前机器人主体前进方向的情况下降低机器人主体的前进速度。
本发明的有益效果在于：通过设置能发出具有不同光束角的光束的第一光发射器和第二光发射器，使得光接收器能够接收两种不同的反射光，用这两种反射光的强度来判断机器人主体是否已经靠近障碍物时，从而使得清洁机器人在进行清洁工作时能不受障碍物表面材质和形状的影响，准确避开障碍物。
附图说明
附图1为本发明的清洁机器人的示意图；
附图2为本发明的光发射接收组件的结构示意图；
附图3为本发明的光发射接收组件的原理图；
附图4为本发明的光接收器在工作时接收到的第一反射光强度与障碍物和机器人本体之间的距离关系；
附图5为本发明的光接收器在工作时接收到的第二反射光强度与障碍物和机器人本体之间的距离关系；
附图6为本发明的另一实施例的光发射接收组件的原理图；
其中：1、机器人主体；2、输入/输出模块；3、光发射接收组件；4、光发射单元；5、光接收单元；41、第一光发射器；42、第二光发射器；411、第一光源；412、第一支架；421、第二光源；422、第二支架；413、第一轴心线；423、第二轴心线；51、光接收器；511、光敏元件；512、第三支架；513、第三轴心线。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本实用新型作以下详细描述：
如图1 中所示的清洁机器人，该清洁机器人是一种用于地面吸尘的清洁机器人，其在不需要用户实时控制的情况下，在待清洁区域行进同时通过从清洁区域的地面吸入杂质（例如，灰尘）来自动清洁待清洁区域的装置。该清洁机器人包括机器人主体1、充电座（图中未示出）、遥控器（图中未示出）等。
机器人主体1上设有用于清洁待清洁空间的清洁模块（未示出），用于使机器人主体1移动与/或转动的驱动模块（未示出），接收用于清洁机器人的操作命令并显示关于清洁机器人操作信息的输入/输出模块2，用于感测位于清洁空间障碍物的障碍物感测模块，用于储存各种数据的数据储存模块（未示出），用于向机器人主体供电的电源模块（未示出），用于控制机器人主体的主控模块（未示出）。其中，障碍物感测模块安装到机器人主体1的前侧（当沿着清洁机器人的行进方向观看时），输入/输出模块2安装在机器人主体1的顶部。
清洁模块通常包括：主刷单元，清扫存在于地面上的灰尘，以将清扫的灰尘引导到吸入口；侧刷单元，清洁靠近墙壁的区域和角落区域。主刷单元可安装在形成于机器人主体下底部的开口（即吸尘口）处，以清洁积聚在机器人主体所处位置的地面上的灰尘。开口一般设置在机器人主体下底部的前半部分上。开口可用作吸入灰尘的灰尘入口。清洁模块还包括设置在机器人主体内的真空源单元，以产生吸力。真空源单元用于使被引入到灰尘入口的灰尘运动到机器人主体内部的集尘盒内。
驱动模块通常包括一对行进轮和脚轮，根据行进控制信号使机器人主体 运动；脚轮能在机器人主体为改变前进方向而发生旋转同时保持稳定的姿态。一对行进轮可按照对称的方式居中地分别布置在机器人主体的底部的两侧处。一对行进轮可在清洁机器人的主控模块的控制下执行包括移动和旋转的运动操作。脚轮可安装在机器人主体下底部的前边缘部分处。
输入/ 输出模块2设置在机器人主体的顶部。输入/ 输出模块2包括：多个操作按钮，通过用户输入用于清洁机器人的操作命令；显示面板，显示关于清洁机器人的操作的信息，例如，关于清洁机器人是否运转的信息、关于行进模式的信息等。
障碍物感测模块包括多组光发射接收组件3，这些光发射接收组件3均匀分布安装在机器人主体1的前半部分的外周壁面上（此处的前、后位置是以清洁机器人的行进方向来区分的，机器人主体在清洁区域内移动时，始终自后向前移动，下面提及的前、后同方向与此相同），各组光发射接收组件3均具有一个包含障碍物探测方向以及探测距离的探测区域。光发射接收组件3的探测方向有些是朝向机器人主体1的正前方、有些是朝向机器人主体的左前方或左侧，有些是朝向机器人主体1的右前方或右侧，探测距离为光发射接收组件所能探测的远近距离。在安装多组光发射接收组件3时，要保证这些光发射接收组件3的障碍物探测区域能至少覆盖机器人主体1的前半部分所对应的区域。光发射接收组件3能在各自的障碍物探测区域内发现是否有障碍物存在，从而为主控模块控制机器人主体1执行避开障碍物指令提供依据。下述将详细描述各组光发射接收组件3的具体结构。
如图2所示的一组光发射接收组件3，它由光发射单元4和光接收单元5两部分构成。光发射单元4具有第一光发射器41和第二光发射器42，第一光发射器41和第二光发射器42相邻设置，第一光发射器41包括第一光源411、用于安装第一光源411的第一支架412，第二光发射器包括第二光源421、用于安装光源421的第二支架422。第一光源411和第二光源421可以选用发光二极管（LED）等发光器件,从第一光源411和第二光源421发出的光可以为不可见红外线光、可见光等。光接收器5包括一个光接收器51，光接收器51能够接收第一光束遇到障碍物表面后的第一反射光以及第二光束遇到障碍物表面后的第二反射光。光接收器51包括光敏元件511、用于安装光敏元件511的第三支架512。该实施例中，为了减少零部件的数量，第一支架412、第二支架422、第三支架512一体设置。
如图3所示，第一光发射器41具有第一轴心线413并能够发出具有第一光束角α的第一光束，第一光束角α为大于等于50°的角。此处的第一轴心线413为光学***的轴心线，即为第一光发射器41发出的光束的光轴或中心线，第一光发射器41发出的光束绕此第一轴心线413转动，没有任何光学特性的变化（下述提及的第二轴心线、第三轴心线与此处的第一轴心线意义相同）。第一光发射器41对应第一轴心线413和第一光束角α具有第一光发射区域S1，此区域S1为一宽发射区域。第二光发射器42具有第二轴心线423并能够发出具有第二光束角β的第二光束，第二光束角β为大于0小于等于15°的角，第二光发射器42对应第二轴心线423和第二光束角β具有第二光发射区域S2，此区域S2为一窄发射区域。为了使得下述的光接收器5能够不受干扰的接收第一光束和第二光束遇到障碍物表面发射后的两股反射光，第一光发射器41和第二光发射器42设置成先后交替发射相应的光束。第一光发射器41的第一轴心线413与第二光发射器42的第二轴心线423相平行。光接收器51具有第三轴心线513且能够接收具有第三光束角γ的光束，第三光束角γ为大于等于50°的角，光接收器51对应第三轴心线513以及第三光束角γ具有光接收区域S3，此区域S3也为一宽接收区域。由于第一光束和第二光束为先后交替发射，因此当第一反射光和第二反射光均能进入光接收区域内时，光接收器51也是先后交替接收到第一反射光和第二反射光的。该实施例中，第一轴心线413与第三轴心线513以该组光发射接收组件的中心线P1为对称轴左右对称设置。第一光发射器41的第一光发射区域S1与光接收器51的光接收区域S3有部分区域相重叠，第二光发射器42的第二光发射区域S2与光接收器51的光接收区域S3有部分区域相重叠。第一光发射器41的第一轴心线413与光接收器51的第三轴心线513在相交形成第二相交点O2，第二轴心线423和第三轴心线513相交形成第一相交点O1，第一相交点O1位于第一光发射区域S1与光接收区域S1相重叠的区域内，并且第一相交点O1至机器人主体1的距离大于第二相交点O2至机器人主体1的距离。
下面阐述一下各组光发射接收组件3的工作过程：机器人主体1在清洁区域内向前移动进行清洁工作，第一光发射器41和第二光发射单元42先后交替发射具有宽光束角的第一光束和具有窄光束角的第二光束。当在第一光发射器41和第二光发射器42在该光发射接收组件3相应的探测区域内出现障碍物时，第一光束和第二光束会在照射到障碍物表面后发生反射（或漫反射）分别形成第一反射光和第二反射光。由于第一光发射器41发出的第一光束较第二光发射器42发出的第二光束具有更大的光束角，因此在遇到障碍物后，光接收器51将首先接收到第一反射光的信号，并且随着机器人主体1向障碍物越近，光接收器51接收到的第一反射光的强度将越来越强。于此同时，在随着机器人主体1靠近障碍物的过程中，第二反射光会逐渐进入光接收区域S3内并被光接收器51接收到，由于第二光发射区域S2为一窄接收区域，这样光接收器51在开始时接收到的第二反射光的强度较低，随着机器人主体1越来越靠近障碍物，光接收器51接收到的第二反射光的强度开始增强，当障碍物相对于机器人主体1的位置为达到第一相交点O1处时，此时光接收器51接收到的第二反射光的强度达到最强，而后随着机器人主体1越来越靠近障碍物，光接收器51接收的第二反射光强度开始减弱。
如图4、5所示的光接收器51接收到的第一反射光和第二反射光强度随机器人主体距离障碍物远近而变化的关系。图中示出了三种不同外表面颜色的障碍物在遇到第一光束和第二光束后，光接收器所能接收到的第一反射光强度和第二反射光强度。由于黑色表面对光的吸收率较高，灰色次之，白色最低，因此三种情况下光接收器51接收到第一反射光强度和第二反射光强度均不相同，但是透过图中的变化曲线可以看出其总的变化规律是大致相同的。图4所示的光接收器51接收到第一光发射器41所对应的第一反射光强度随机器人主体距离障碍物远近不同而产生的变化关系，在机器人主体1与障碍物的距离越来越小的过程中，光接收器51能接收到的第一反射光强度首先持续增强，当障碍物相对于机器人主体1的位置为到达上述提到的第二相交点处O2时，光接收器51接收的第一反射光强度达到最强，而后随着机器人主体1距离障碍物越近，第一反射光强度又将逐渐减弱。图5示出的是光接收器51接收到的第二光发射器42所对应的第二反射光强度变化曲线，其与附图4中的光接收器在同一个工作环境下工作，在机器人主体1与障碍物的距离越来越小的过程中，光接收器51能接收到的第二反射光强度在一开始是持续增强的，当障碍物相对于机器人主体1的位置为到达上述提到的第一相交点处O1时，光接收器51接收的第二反射光强度达到最大，而后随着机器人主体1距离障碍物越近，第二反射光强度又逐渐减弱。
基于上述分析，机器人主体1在向靠近障碍物的移动过程中，光接收器51接收的第一反射光强度和第二反射光强度均是先增加而后减小的，对于光接收器51来说，接收到的第二反射光强度的变化较第一反射光强度的变化更为灵敏，因此可以将主控模块中的控制障碍物过程或原理设计成如下思想，即光接收器51是否接收到第一光发射器41所对应的第一反射光为判断机器人主体1的清洁区域内是否真实存在障碍物的基础，将光接收器51接收到的第二光发射器42所对应的第二反射光的强度从增大到减小的转折点作为判断机器人主体1需要开始执行障碍物避开指令的关键条件。
在机器人主体1朝向靠近障碍物进行的过程中，由于第一光发射器41发射的第一光束的光束角大于第二光发射器42发射的第二光束的光束角，因此光接收器51接收到第一反射光的时间点比接收到第二反射光的时间点更早。另外，由于第二相交点O2比第一相交点O1距离机器人主体1更近，因而在机器人主体1靠近障碍物的过程中，光接收器51接收的第二反射光强度首先出现峰值和减弱（即强度变化更为灵敏），而且该峰值和减弱所对应的机器人主体1与障碍物的相对距离不会随着障碍物表面的材质变化而变化，是较为固定的位置。也因此，将障碍物相对于机器人主体1的位置为已经达到“第一相交点O1”处设置成机器人主体需要执行避开障碍物的指令的条件，以使得机器人主体1能向远离障碍物的方向行进。即在机器人主体1靠近障碍物的移动过程中，当光接收器52接收到的第二反射光强度开始减弱时（即越过“第一相交点O1”），机器人主体1即开始执行避开障碍物的指令。
判断反射光强度是否开始减弱是通过不断比对光接收器接收到的第二反射光强度的大小来实现的，当本次获得的第二反射光强度（此处的第二反射光强度通常为一定时间段内第二反射光强度的平均值，下同）比上一次测得第二反射光强度低时，则认为开始减弱。本实施例的机器人主体1在避开障碍物时不受障碍物表面材质的影响，只要通过设定“第一相交点O1”的相对位置，即可准确的控制机器人主体在距离障碍物周围多远的区域进行清扫。
下面阐述一下用于控制本实施例的清洁机器人避开障碍物的方法，该方法用于机器人在作业过程中避开障碍物，在该方法中，障碍物感测模块中各组光发射接收组件3同时工作，任意一组发射接收组件3都可以为主控模块提供执行避开障碍物指令的依据。下面结合其中的一组发射接收组件3和主控模块的相互配合来阐述用于控制清洁机器人避开障碍物的方法，该方法具体如下：
在机器人主体1的移动过程中，第一光发射器41和第二光发射器42先后交替的发出第一光束和第二光束，光接收器51始终处于工作状态并将接收到的第一反射光信号与/或第二反射光信号实时传送给主控模块。当主控模块接收到由光接收器51传送的第一反射光信号时，即可判断出机器人主体1在位于该发射接收组件3的检测区域内存在障碍物，此时主控模块在能接收到由光接收器51传送的第一反射光信号的基础下继续监测其能否接收到由光接收器51传送的第二反射光信号，如主控模块在设定时间内（此设定时间是主控模块内设的时间，只有经过此设定时间的考验，才能表明主控模块能持续、稳定接收到光接收器发送的第一、二反射光强度信号）既能接收到由光接收器51传送的第一反射光信号又能接收到由光接收器51传送的第二反射光信号时，则主控模块开始判断每次到由光接收器51传送的第二反射光强度的大小关系，如本次接收到由光接收器51传送的第二反射光强度小于上一次接收到由光接收器51传送的第二反射光强度（即障碍物相当于机器人本体1的位置为已经越过“第一相交点”的位置），则主控模块向驱动模块发出执行避开障碍物的指令，驱动模块控制机器人主体1向远离障碍物的方向移动。
上述主控模块确定能否接收到由光接收器51传送的第一反射光信号是判断机器人主体1在当前该光发射接受组件3的探测区域内是否有障碍物存在的基础，如能接收到由光接收器51传送的第一反射光信号，则表明机器人主体1在相应的探测区域内一定存在障碍物，只有经过此步骤，才能避免机器人主体1在行进过程中误操作避开障碍物指令。在主控模块能接收到由光接收器51传送的第一反射光信号的情况下，再开始判断每次接收到由光接收器51传送的第二反射光强度的大小关系，如本次接收到由光接收器51传送的第二反射光强度小于上一次接收到由光接收器51传送的第二反射光强度，即接收到由光接收器51接收到的第二反射光强度开始减弱，则表明障碍物相对于机器人主体1的位置为已经越过第一相交点O1的位置，此时机器人相主体1必须立即执行避开障碍物的指令，即改变当前移动方向以防止机器人主体1与障碍物相碰撞。
该实施例中的清洁机器人障碍物感测模块中，由于每一组光发射接收组件3中均采用了两个光发射器能发出具有不同光束角的光束，这样在使用时，无论障碍物的表面材质以及形状是何等不同，光发射接收组件3均能准确感测的障碍物，而且由于最后执行避开障碍物的指令是基于检测到反射光强度是否呈减弱趋势，而不是具体的反射光强度值，因此，该清洁机器人在遇到具有不同材质的障碍物表面时，其执行避开障碍物指令时其与障碍物的距离基本相同，从而使得该清洁机器人能在靠近障碍物很近的位置内执行清洁工作而不会与障碍物相碰撞。
另外，为了使得机器人主体1能在具有足够的时间执行避开障碍物的指令，主控模块内设置有一光强度阀值，当主控模块接收到由光接收器51传送的第一反射光强度大于等于此光强度阀值时，主控模块控制驱动模块在不改变当前前进方向的情况下降低机器人主体1的前进速度。此步骤可以避免机器人由于惯性作用而来不及完成即将到来的执行避开障碍物指令。由于该光强度阀值为一具体数值，因此机器人主体1遇到表面材质不同（主要是光吸收率不同）的障碍物时，在执行降速指令时其距离障碍物的远近也不同。
上述实施例中，也可以将第二光发射器42选用为能够发出细平行光束的光发射器来替代，如附图6所示，为本发明的另一实施例的光发射接收组件的原理图；此实施例中选用的第二光发射器42’为能够发出细平行光束的光发射器，形成较窄的第二光发射区域S2’,这样第二光发射器42’达到的效果与上述实施例中的第二光发射器42的效果基本相同，在此不再赘述。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种清洁机器人，包括机器人主体、驱动所述的机器人主体在待清洁区域内移动与/或转动的驱动模块、设置在所述的机器人主体上并被用来检测清洁区域内是否存在障碍物的障碍物感测模块、控制所述的驱动模块工作的主控模块，其特征在于：所述的障碍物感测模块包括至少一组光发射接收组件，各组所述的光发射接收组件包括：
光发射单元，包括设有第一光源的第一光发射器和设有第二光源的第二光发射器，所述的第一光发射器具有第一轴心线且能够发出具有第一光束角的第一光束，所述的第一光发射器对应具有第一光发射区域，所述的第二光发射器具有第二轴心线且能够发出具有第二光束角的第二光束或能够发出细平行光束，所述的第二光发射器对应具有第二光发射区域，所述的第一光束角的角度大于所述的第二光束角的角度，所述的第一光发射器和第二光发射器先后交替发射相应的光束；
光接收单元，包括设有光敏元件的光接收器，所述的光接收器能够接收所述的第一光束遇到障碍物表面后的第一反射光以及接收所述的第二光束遇到障碍物表面后的第二反射光，所述的光接收器与所述的主控模块相信号连接，所述的光接收器具有第三轴心线且能够接收具有第三光束角的光束，所述的光接收器对应具有光接收区域，所述的第三光束角的角度大于所述的第二光束角的角度；
所述的第一光发射区域与所述的光接收区域有部分区域相重叠，所述的第二光发射区域与所述的光接收区域有部分区域相重叠，所述的第二轴心线与所述的第三轴心线相交形成第一相交点，所述的第一相交点位于所述的第一光发射区域与所述的光接收区域相重叠的区域内。
2.根据权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于：所述的第一轴心线与所述的第三轴心线相交形成第二相交点，所述的第一相交点至所述的机器人主体的距离大于所述的第二相交点至所述的机器人主体的距离。
3.根据权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于：所述的第一光束角为大于等于50°的角。
4.根据权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于：所述的第三光束角为大于等于50°的角。
5.根据权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于：所述的第二光束角大于0°小于等于15°的角。
6.根据权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于：所述的第一轴心线与所述的第三轴心线以该组光发射接收组件的中心线为对称轴左右对称。
7.根据权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于：所述的第一光发射器和第二光发射器相邻设置，所述的第一轴心线与所述的第二轴心线大致相平行。
8.根据权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于：所述的第一光发射器包括用于安装第一光源的第一支架，所述的第二光发射器包括用于安装第二光源的第二支架，所述的光接收器包括用于安装光敏元件的第三支架，所述的第一支架、第二支架、第三支架一体设置。
9.一种用于控制如权利要求1至8中的任意一项所述的清洁机器人避开障碍物的方法，该方法包括如下步骤：
所述的光接收器不断检测能否接收到第一反射光信号或第二反射光信号，如能接收到第一反射光信号或第二反射光信号，则将其接收到的第一反射光或第二反射光信号实时传送给所述的主控模块；
当所述的主控模块在设定时间内既能接收到由所述的光接收器传送的第一反射光信号又能接收到由所述的光接收器传送的第二反射光信号时，所述的主控模块开始判断每次接收到由所述的光接收器传送的第二反射光强度的大小关系，如本次接收到的第二反射光强度小于上一次接收到的第二反射光强度，则所述的主控模块控制驱动模块执行避开障碍物的指令。
10.根据权利要求9所述的用于控制清洁机器人避开障碍物的方法，其特征在于：所述的主控模块内设置有一光强度阀值，当所述的主控模块接收到由所述的光接收器传送的第一反射光强度大于等于所述的光强度阀值时，所述的主控模块控制所述的驱动模块在不改变当前机器人主体前进方向的情况下降低机器人主体的前进速度。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410184884.0A CN103941307B (zh) | 2014-01-13 | 2014-05-05 | 一种清洁机器人及用于控制其避开障碍物的方法 |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410014085 | 2014-01-13 | ||
| CN201410014085.9 | 2014-01-13 | ||
| CN2014100140859 | 2014-01-13 | ||
| CN201410184884.0A CN103941307B (zh) | 2014-01-13 | 2014-05-05 | 一种清洁机器人及用于控制其避开障碍物的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103941307A true CN103941307A (zh) | 2014-07-23 |
| CN103941307B CN103941307B (zh) | 2018-02-16 |
Family
ID=51189049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410184884.0A Active CN103941307B (zh) | 2014-01-13 | 2014-05-05 | 一种清洁机器人及用于控制其避开障碍物的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103941307B (zh) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104765363A (zh) * | 2014-12-10 | 2015-07-08 | 深圳市银星智能科技股份有限公司 | 智能扫地机器人及其控制方法 |
| CN105559695A (zh) * | 2014-10-10 | 2016-05-11 | 莱克电气股份有限公司 | 机器人吸尘器 |
| CN107024928A (zh) * | 2016-02-01 | 2017-08-08 | 松下家电研究开发（杭州）有限公司 | 一种智能扫地机器人及智能扫地机器人控制方法 |
| CN107045352A (zh) * | 2017-05-31 | 2017-08-15 | 珠海市微半导体有限公司 | 基于多红外的机器人避障装置、其控制方法及机器人沿边控制方法 |
| CN107638128A (zh) * | 2016-07-21 | 2018-01-30 | 苏州宝时得电动工具有限公司 | 吸尘*** |
| CN108490957A (zh) * | 2018-05-16 | 2018-09-04 | 深圳市银星智能科技股份有限公司 | 移动机器人 |
| CN108519355A (zh) * | 2018-02-10 | 2018-09-11 | 广东雷洋智能科技股份有限公司 | 清洁机器人障碍物反射材质强弱判断方法 |
| CN109471127A (zh) * | 2017-09-08 | 2019-03-15 | 智棋科技股份有限公司 | 自动装置的检测*** |
| CN111240336A (zh) * | 2020-01-21 | 2020-06-05 | 追创科技(苏州)有限公司 | 自移动设备及其测距方法 |
| CN112815945A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-18 | 无锡太机脑智能科技有限公司 | 增大角落清洁面积的无人洗地机路径规划方法及*** |
| CN112835347A (zh) * | 2019-11-04 | 2021-05-25 | 美智纵横科技有限责任公司 | 规避障碍物的方法、装置及扫地机器人 |
| CN114794976A (zh) * | 2021-01-29 | 2022-07-29 | 尚科宁家(中国)科技有限公司 | 清洁机器人及其沿墙方法 |
| CN115153347A (zh) * | 2019-01-28 | 2022-10-11 | 原相科技股份有限公司 | 消除检测死角的机器人 |
| RU2799857C1 (ru) * | 2020-01-21 | 2023-07-12 | Дриме Инновэйшн Текнолоджи (Сучжоу) Ко., Лтд. | Самодвижущееся устройство |
| CN111919401B (zh) * | 2018-03-22 | 2023-11-10 | 索尤若驱动有限及两合公司 | 用于运行具有至少一个第一移动装置和第二移动装置的***的方法和*** |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102048364B1 (ko) * | 2018-04-13 | 2019-11-25 | 엘지전자 주식회사 | 로봇 청소기 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04145506A (ja) * | 1990-10-05 | 1992-05-19 | Mitsubishi Electric Corp | 光学誘導式無人搬送車の誘導装置 |
| US5170350A (en) * | 1990-06-27 | 1992-12-08 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Steering control system for moving vehicle |
| GB2394795A (en) * | 2002-10-31 | 2004-05-05 | Samsung Kwangju Electronics Co | Robot cleaner |
| CN1768683A (zh) * | 2004-10-27 | 2006-05-10 | 三星光州电子株式会社 | 机器人清洁器***和返回外部充电装置的方法 |
| CN103054519A (zh) * | 2011-10-18 | 2013-04-24 | 三星电子株式会社 | 机器人吸尘器以及用于控制该机器人吸尘器的方法 |
| CN103479307A (zh) * | 2012-06-07 | 2014-01-01 | 三星电子株式会社 | 障碍物感测模块和包括该障碍物感测模块的清洁机器人 |
-
2014
- 2014-05-05 CN CN201410184884.0A patent/CN103941307B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5170350A (en) * | 1990-06-27 | 1992-12-08 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Steering control system for moving vehicle |
| JPH04145506A (ja) * | 1990-10-05 | 1992-05-19 | Mitsubishi Electric Corp | 光学誘導式無人搬送車の誘導装置 |
| GB2394795A (en) * | 2002-10-31 | 2004-05-05 | Samsung Kwangju Electronics Co | Robot cleaner |
| CN1768683A (zh) * | 2004-10-27 | 2006-05-10 | 三星光州电子株式会社 | 机器人清洁器***和返回外部充电装置的方法 |
| CN103054519A (zh) * | 2011-10-18 | 2013-04-24 | 三星电子株式会社 | 机器人吸尘器以及用于控制该机器人吸尘器的方法 |
| CN103479307A (zh) * | 2012-06-07 | 2014-01-01 | 三星电子株式会社 | 障碍物感测模块和包括该障碍物感测模块的清洁机器人 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 谭定忠 等: ""清洁机器人研究发展现状"", 《机械工程师》, 30 June 2004 (2004-06-30) * |
| 赵晓东 等: ""清洁机器人路径规划算法研究综述"", 《机电工程》, vol. 30, no. 11, 30 November 2013 (2013-11-30) * |
Cited By (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105559695A (zh) * | 2014-10-10 | 2016-05-11 | 莱克电气股份有限公司 | 机器人吸尘器 |
| CN104765363A (zh) * | 2014-12-10 | 2015-07-08 | 深圳市银星智能科技股份有限公司 | 智能扫地机器人及其控制方法 |
| CN104765363B (zh) * | 2014-12-10 | 2018-04-24 | 深圳市银星智能科技股份有限公司 | 智能扫地机器人及其控制方法 |
| CN107024928A (zh) * | 2016-02-01 | 2017-08-08 | 松下家电研究开发（杭州）有限公司 | 一种智能扫地机器人及智能扫地机器人控制方法 |
| CN107024928B (zh) * | 2016-02-01 | 2020-04-28 | 松下家电研究开发（杭州）有限公司 | 一种智能扫地机器人及智能扫地机器人控制方法 |
| CN107638128A (zh) * | 2016-07-21 | 2018-01-30 | 苏州宝时得电动工具有限公司 | 吸尘*** |
| CN107638128B (zh) * | 2016-07-21 | 2024-02-20 | 苏州宝时得电动工具有限公司 | 吸尘*** |
| CN107045352A (zh) * | 2017-05-31 | 2017-08-15 | 珠海市微半导体有限公司 | 基于多红外的机器人避障装置、其控制方法及机器人沿边控制方法 |
| CN109471127A (zh) * | 2017-09-08 | 2019-03-15 | 智棋科技股份有限公司 | 自动装置的检测*** |
| CN108519355A (zh) * | 2018-02-10 | 2018-09-11 | 广东雷洋智能科技股份有限公司 | 清洁机器人障碍物反射材质强弱判断方法 |
| CN111919401B (zh) * | 2018-03-22 | 2023-11-10 | 索尤若驱动有限及两合公司 | 用于运行具有至少一个第一移动装置和第二移动装置的***的方法和*** |
| CN108490957A (zh) * | 2018-05-16 | 2018-09-04 | 深圳市银星智能科技股份有限公司 | 移动机器人 |
| CN115153347A (zh) * | 2019-01-28 | 2022-10-11 | 原相科技股份有限公司 | 消除检测死角的机器人 |
| CN115153347B (zh) * | 2019-01-28 | 2023-12-26 | 原相科技股份有限公司 | 消除检测死角的机器人 |
| CN112835347A (zh) * | 2019-11-04 | 2021-05-25 | 美智纵横科技有限责任公司 | 规避障碍物的方法、装置及扫地机器人 |
| CN112835347B (zh) * | 2019-11-04 | 2022-04-08 | 美智纵横科技有限责任公司 | 规避障碍物的方法、装置及扫地机器人 |
| JP2023502151A (ja) * | 2020-01-21 | 2023-01-20 | 追▲べき▼創新科技（蘇州）有限公司 | 自己移動機器及びその測距方法 |
| CN114415660A (zh) * | 2020-01-21 | 2022-04-29 | 追觅创新科技(苏州)有限公司 | 自移动设备及其测距方法 |
| WO2021147511A1 (zh) * | 2020-01-21 | 2021-07-29 | 追创科技(苏州)有限公司 | 自移动设备及其测距方法 |
| JP7274053B2 (ja) | 2020-01-21 | 2023-05-15 | 追▲べき▼創新科技（蘇州）有限公司 | 自己移動機器及びその測距方法 |
| RU2799857C1 (ru) * | 2020-01-21 | 2023-07-12 | Дриме Инновэйшн Текнолоджи (Сучжоу) Ко., Лтд. | Самодвижущееся устройство |
| CN114415660B (zh) * | 2020-01-21 | 2023-08-08 | 追觅创新科技(苏州)有限公司 | 自移动设备及其测距方法 |
| CN111240336B (zh) * | 2020-01-21 | 2021-12-28 | 追觅创新科技(苏州)有限公司 | 自移动设备及其测距方法 |
| CN111240336A (zh) * | 2020-01-21 | 2020-06-05 | 追创科技(苏州)有限公司 | 自移动设备及其测距方法 |
| CN112815945A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-18 | 无锡太机脑智能科技有限公司 | 增大角落清洁面积的无人洗地机路径规划方法及*** |
| CN114794976A (zh) * | 2021-01-29 | 2022-07-29 | 尚科宁家(中国)科技有限公司 | 清洁机器人及其沿墙方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103941307B (zh) | 2018-02-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103941307A (zh) | 一种清洁机器人及用于控制其避开障碍物的方法 | |
| CN103941735A (zh) | 地面清洁机器人及用于控制其避开障碍物的方法 | |
| CN103941306A (zh) | 清洁机器人及用于控制其避开障碍物的方法 | |
| CN110269546B (zh) | 自主机器人 | |
| CN102048499B (zh) | 移动机器人***以及控制移动机器人***的方法 | |
| CN108852184B (zh) | 一种基于深度学习算法的无盲区扫地机器人及其清扫控制方法 | |
| CN1241080C (zh) | 用于机器人的定位和制约的方法及*** | |
| EP2581797B1 (en) | Beacon collision avoidance method for a mobile robot system | |
| US20170075353A1 (en) | Local obstacle avoidance walking method of self-moving robot | |
| KR102388448B1 (ko) | 이동 로봇 및 그 제어 방법 | |
| CN101088720B (zh) | 避障与防掉落***及其方法 | |
| CN105223951A (zh) | 自移动机器人 | |
| CN105361817A (zh) | 一种机器人的自动对接*** | |
| CN103948353A (zh) | 用于机器人清洁器的对接站和向机器人清洁器发射对接导向信号的方法 | |
| CN102981148B (zh) | 定位***及其方法 | |
| CN109758038B (zh) | 清洁机器人及其控制方法 | |
| CN110393477A (zh) | 自移动机器人及其行走控制方法、清扫方法、可读介质 | |
| CN108567380A (zh) | 自走式清洁装置及其建立室内地图的方法 | |
| KR102637851B1 (ko) | 청소 로봇 | |
| CN204229229U (zh) | 引导式虚拟墙*** | |
| CN110269547A (zh) | 自移动机器人及其避障处理方法 | |
| CN106647761A (zh) | 一种自移动扫地机及其控制方法 | |
| CN107190696A (zh) | 全自动扫雪机 | |
| CN205144444U (zh) | 扫地机器人 | |
| CN108879807A (zh) | 充电桩及应用该充电桩的寻桩方法以及充电控制*** |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |