CN104765363A - 智能扫地机器人及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能扫地机器人的控制方法，包括：发射探测障碍物的探测信号及接收该障碍物反射回来的反射信号；检测所述发射探测信号及接收反射信号的情况；满足第一预设条件时，所述机器人执行减速动作；满足第二预设条件时，所述机器人执行转向动作。本发明还公开了一种智能扫地机器人。采用本发明，一方面，可以避免机器人一检测到障碍物就转向时导致障碍物附近地面无法清扫干净的问题；另一方面可以避免机器人碰撞到障碍物才进行转向导致损坏机器人及与其发生碰撞的家具。
Description
技术领域
本发明涉及智能机器人控制领域，尤其涉及一种智能扫地机器人及其控制方法。
背景技术
在现有技术中，智能扫地机器人缺少有效的机制进行障碍物存在时的清扫工作。要么就是一检测到障碍物即离开，要么就是碰撞到障碍物后才离开。在前一种方式中，机器人无法清扫到障碍物边界处的地面，通常会导致障碍物附近有较多垃圾残留，不利于提高整体清扫效率；在后一种方式中，机器人通过直接与障碍物发生碰撞来确定障碍物的存在，从而改变运动路径，一方面频繁的碰撞不利于保持机器人的使用寿命，另一方面，碰撞也会对家居环境中放置的家具造成不同程度的损伤。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种智能扫地机器人及其控制方法，可提高清洁效率的同时避免机器人及家具因碰撞受到损坏。
为了解决上述技术问题，一方面，本发明的实施例提供了一种智能扫地机器人的控制方法，包括：发射探测障碍物的探测信号及接收该障碍物反射回来的反射信号；检测所述发射探测信号及接收反射信号的情况；满足第一预设条件时，所述机器人执行减速动作；满足第二预设条件时，所述机器人执行转向动作。
一种实施例中，所述第一预设条件包括所述反射信号的强度大于第一预设值，所述第二预设条件包括所述反射信号的强度大于第二预设值或所述第二预设条件包括所述机器人与探测到的障碍物间的距离小于第四预设值，所述第一预设值小于所述第二预设值。
进一步地，所述反射信号的强度大于第二预设值时机器人执行转向动作包括所述机器人进行转向，直至检测到的反射信号强度小于第三预设值；或所述机器人与探测到的障碍物间的距离小于第四预设值时机器人执行转向动作包括所述机器人进行转向，直至与所述障碍物间的距离大于第五预设值。
具体一种实施方式中，所述第三预设值与所述第一预设值相同。
较佳地，所述第四预设值与所述机器人边扫的工作半径关联设置，以使所述机器人在所述第四预设值位置转向时可清扫到障碍物边界处的地面。
另一种实施例中，所述第一预设条件包括所述机器人与障碍物间的距离小于第一预设值，所述第二预设条件包括所述机器人与障碍物间的距离小于第二预设值，所述第一预设值大于所述第二预设值。
较佳地，所述第二预设值与所述机器人边扫的工作半径关联设置，以使所述机器人在所述第二预设值位置转向时可清扫到障碍物边界处的地面。
进一步地，所述机器人与障碍物间的距离小于第二预设值时所述机器人执行转向的动作包括所述机器人边转向边移动，直至所述机器人与障碍物间的距离大于第三预设值。
具体地，所述机器人根据所述发射探测信号与接收反射信号的时间确定所述机器人与障碍物间的距离。
另一方面，本发明的实施例提供了一种智能扫地机器人，包括：可发射探测信号的发射器及接收探测信号反射信号的接收器，控制器；所述控制器检测所述发射器发射探测信号及所述反射器反射信号的情况，当满足第一预设条件时，控制所述机器人执行减速动作；当满足第二预设条件时，控制所述机器人执行转向动作。
一种实施例中，所述第一预设条件包括所述反射信号的强度大于第一预设值，所述第二预设条件包括所述反射信号的强度大于第二预设值或所述第二预设条件包括所述机器人与探测到的障碍物间的距离小于第四预设值，所述第一预设值小于所述第二预设值。
另一种实施例中，所述第一预设条件包括所述机器人与障碍物间的距离小于第一预设值，所述第二预设条件包括所述机器人与障碍物间的距离小于第二预设值，所述第一预设值大于所述第二预设值。
较佳地，所述第二预设值与所述机器人边扫的工作半径关联设置，以使所述机器人在所述第二预设值位置转向时可清扫到障碍物边界处的地面。
较佳地，所述发射器与接收器平行设置。
本发明实施例具有如下优点或有益效果：
本发明实施例设置两个预设条件，当机器人用于检测障碍物的发射器与接收器发射接收信号的情况满足第一预设条件时，机器人执行减速动作；当机器人用于检测障碍物的发射器与接收器发射接收信号的情况满足第一预设条件时，机器人执行转向动作。一方面，可以避免机器人一检测到障碍物就转向时导致障碍物附近地面无法清扫干净的问题；另一方面可以避免机器人碰撞到障碍物才进行转向导致损坏机器人及与其发生碰撞的家具。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明实施例中智能扫地机器人探测到障碍物时运动的流程图；
图2是本发明一种具体实施例中机器人探测到障碍物时运动的流程图；
图3是本发明另一种具体实施例中机器人探测到障碍物时运动的流程图；
图4是本发明实施例中用于探测障碍物的发射器与接收器的安装示意图；
图5是本发明实施例中发射器与接收器平行设置时其信号交叠的示意图；
图6是本发明实施例中发射器与接收器成角度设置时其信号交叠的示意图；
图7是本发明一种实施例中智能扫地机器人的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面参考附图对本发明的实施例进行描述。参见图1，为本发明实施例中智能扫地机器人探测到障碍物时运动的流程图。该运动模式包括以下步骤：
S101：机器人在清扫运动过程中不断地探测障碍物；
S102：检测机器人发射探测信号与接收该探测信号反射信号的情况；预先设定第一预设条件及第二预设条件；
S103：判断是否满足第一预设条件；如是，则进行步骤S104，如否，则回转至步骤S102；
S104：机器人减速运行；
S105：在机器人减速运行的过程中，判断是否满足第二预设条件；如是，则进行步骤S106，如否，则继续步骤S104；
S106：机器人执行转向动作。
需要说明的是，步骤S104中满足第一预设条件时机器人减速运行包括在检测到满足第一预设条件时机器人调整其运行速度，使其运行速度低于之前的运行速度后，以该调整后的运行速度运行；也可以为，机器人在检测到满足第一预设条件后，以不断减小的运行速度运行，即具有为负值的加速度。需要说明的是，满足第一预设条件时，以一负加速度运行为较佳的实施方式。
在一种实施例中，第一预设条件设置为反射信号的强度大于第一预设值，第二预设条件设置为反射信号的强度大于第二预设值。第一预设值小于第二预设值。具体流程图请参考图2，其中包括以下步骤：
S201：机器人在清扫运动过程中探测障碍物；
S202：检测机器人发射探测信号与接收该探测信号反射的反射信号的情况；并设置反射信号强度的第一预设值，第二预设值。
S203：判断接收到的反射信号的强度是否大于第一预设值；如是，则执行步骤S204，如否，则回转至步骤S202。
S204：机器人减速运行；
S205：判断接收到的反射信号的强度是否大于第二预设值，如是，则执行步骤S206，如否，则回转至步骤S204；
S206：机器人转向；
S207：判断接收到反射信号的强度是否小于第三预设值，如是则结束本工作模式，如否则回转至步骤S206；
S208：结束本工作模式。
一种实施方式中，将第三预设值设置为与第一预设值相同。即机器人在转向时若检测到的反射信号的强度小于第一预设值，则机器人停止转向。
在另一种实施方式中，将第三预设值设为零，即机器人转向直至不再检测到障碍物。
在步骤S204中，机器人检测到反射信号的强度大于第一预设值时，机器人执行减速动作包括机器人检测到反射信号的强度大于第一预设值时，机器人调整其运行速度使之小于之前的运行速度后，以该调整后的速度进行匀速运动。也可以为，机器人检测到反射信号的强度大于第一预设值时，以一负加速度运行，即不断地降低运行速度，其中，可以以一固定的加速度运行也可以以一变化的加速度运行。需要说明的是，当机器人检测到其与障碍物间的距离小于第一预设值时，以一负加速度运行为较佳的实施方式，从而可以使机器人运行到反射信号强度大于第二预设值的位置进行转向时具有较低的运行速度。
需要说明的是，在步骤S205中第二预设条件可以为机器人接收到的反射信号强度大于第二预设值也可以设置为机器人与障碍物间的距离小于第四预设值。即，机器人在接收到的反射信号的强度大于第一预设值时执行减速动作，在接收到的反射信号的强度大于第二预设值时执行转向动作。也可以为，机器人在接收到的反射信号的强度大于第一预设值时执行减速动作，在与障碍物间的距离小于第四预设值时执行转向动作。
其中，较佳地，第四预设值与机器人边扫的工作半径关联设置，使机器人在与障碍物间的距离为第四预设值进行转向时能够清扫到障碍物边界附近的地面，从而提高机器人的清洁效率。
另外，当机器人在检测到与障碍物间的距离小于第四预设值时进行转向的动作包括机器人进行转向直至其与障碍物间的距离大于第五预设值。第五预设值的设置可参考机器人在反射信号强度为第一预设值时与障碍物间的距离进行设置。
请参考图3，在另一种实施例中，第一预设条件为机器人与障碍物间的距离小于第一预设值，第二预设条件为机器人与障碍物间的距离小于第二预设值，第一预设值大于第二预设值。
该工作模式具体包括以下步骤：
S301：机器人在进行清扫运动时探测障碍物；
S302：检测机器人发射探测信号及接收反射信号的情况；
S303：判断机器人与障碍物间的距离是否小于第一预设值；如是，则执行步骤S304，如否，则回转至步骤S302；
S304：机器人减速运行；
S305：判断机器人与障碍物间的距离是否小于第二预设值，如是，则执行步骤S306，如否，则回转至步骤S304；
S306：机器人转向并移动。
在步骤S302中，机器人根据发射探测信号与接收到该探测信号的反射信号的时间间隔确定其与障碍物间的距离。
在步骤S304中，机器人与障碍物间的距离小于第一预设值时，机器人执行减速动作包括机器人检测到与障碍物间的距离小于第一预设值时，机器人调整其运行速度使之小于之前的运行速度后，以该调整后的速度进行匀速运动。也可以为，机器人检测到与障碍物间的距离小于第一预设值时，以一负加速度运行，即不断地降低运行速度，可以以一固定的加速度运行也可以以一变化的加速度运行。需要说明的是，当机器人检测到其与障碍物间的距离小于第一预设值时，以一负加速度运行为较佳的实施方式。
在步骤S305中，第二预设值的设置与机器人边扫的工作半径关联设置，从而使机器人停在第二预设值位置时可以清扫到障碍物边界处的地面，从而提高清洁效率。
需要说明的是，本实施例中的预设值与上一实施例中的预设值为互不关联的设置。
进一步地，机器人与障碍物间的距离小于第二预设值进行转向并移动，直至机器人与障碍物间的距离大于第三预设值。其中第三预设值可以设置为与第一预设值相同，也可以不同。
参考图4，其中所示为本发明实施例中发射器41与接收器42平行设置的结构示意图。发射器41与接收器42平行设置时，反射信号的强度与距离成线性比例关系，可更好地探测距离较远的障碍物43。因此，用于检测障碍物的发射器与接收器，在一种较佳的实施方式中平行设置。
请参考图5，其中所示为发射器41与接收器42平行设置时其发射的信号域的示意图。发射器41与接收器42上均设置有导光管53，在其他实施例中也可以不设置该导光管53。发射器41发射信号的信号域为51，接收器42接收信号的信号域为52，两者的交叠区域为512，当障碍物在区域512中且接收器42接收到的反射信号的强度足够时，机器人即判断其前方有障碍物。
请参考图6，其中所示为发射器41与接收器42成角度设置时其发射的信号域的示意图。发射器41发射的信号域为61，接收器42接收信号的信号域为62，两者的信号交叠域为612。即，当障碍物在信号交叠域612时，发射器41发射的信号经障碍物反射可被接收器42接收到，从而机器人可以判定障碍物的存在。图6中所示的发射器41与接收器42成角度设置更适用于探测距离较近的障碍物，因此适用于地检。
请参考图7，本发明实施例还提供一种智能扫地机器人，包括控制器(图中未示出)，可发射探测信号的发射器71，可接收探测信号反射信号的接收器72。控制器根据发射器发射探测信号及接收器接收反射信号的情况控制机器人进行相应动作，当控制器检测到机器人的发射器发射探测信号与接收器接收反射信号的情况满足第一预设条件时，控制机器人执行减速动作，当控制器检测机器人的发射器发射探测信号与接收器接收反射信号的情况满足第二预设条件时，控制机器人执行转向动作。从而，可以使机器人检测到障碍物时能够不碰撞到障碍物，并且能够清扫到障碍物附近的地面，提高清洁效率。
本发明实施例具有如下优点或有益效果：
本发明实施例设置两个预设条件，当机器人用于检测障碍物的发射器与接收器发射接收信号的情况满足第一预设条件时，机器人执行减速动作；当机器人用于检测障碍物的发射器与接收器发射接收信号的情况满足第一预设条件时，机器人执行转向动作。一方面，可以避免机器人一检测到障碍物就转向时导致障碍物附近地面无法清扫干净的问题；另一方面可以避免机器人碰撞到障碍物才进行转向导致损坏机器人及与其发生碰撞的家具。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种智能扫地机器人的控制方法，包括：
发射探测障碍物的探测信号及接收该障碍物反射回来的反射信号；
检测所述发射探测信号及接收反射信号的情况；
满足第一预设条件时，所述机器人执行减速动作；
满足第二预设条件时，所述机器人执行转向动作。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一预设条件包括所述反射信号的强度大于第一预设值，所述第二预设条件包括所述反射信号的强度大于第二预设值或所述第二预设条件包括所述机器人与探测到的障碍物间的距离小于第四预设值，所述第一预设值小于所述第二预设值。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述反射信号的强度大于第二预设值时机器人执行转向动作包括所述机器人进行转向，直至检测到的反射信号强度小于第三预设值；或所述机器人与探测到的障碍物间的距离小于第四预设值时机器人执行转向动作包括所述机器人进行转向，直至与所述障碍物间的距离大于第五预设值。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第三预设值与所述第一预设值相同。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第四预设值与所述机器人边扫的工作半径关联设置，以使所述机器人在所述第四预设值位置转向时可清扫到障碍物边界处的地面。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一预设条件包括所述机器人与障碍物间的距离小于第一预设值，所述第二预设条件包括所述机器人与障碍物间的距离小于第二预设值，所述第一预设值大于所述第二预设值。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二预设值与所述机器人边扫的工作半径关联设置，以使所述机器人在所述第二预设值位置转向时可清扫到障碍物边界处的地面。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述机器人与障碍物间的距离小于第二预设值时所述机器人执行转向的动作包括所述机器人边转向边移动，直至所述机器人与障碍物间的距离大于第三预设值。
9.如权利要求6-8任一项所述的方法，其特征在于，所述机器人根据所述发射探测信号与接收反射信号的时间确定所述机器人与障碍物间的距离。
10.一种智能扫地机器人，包括：可发射探测信号的发射器及接收探测信号反射信号的接收器，控制器；所述控制器检测所述发射器发射探测信号及所述反射器反射信号的情况，当满足第一预设条件时，控制所述机器人执行减速动作；当满足第二预设条件时，控制所述机器人执行转向动作。
11.如权利要求10所述的机器人，其特征在于，所述第一预设条件包括所述反射信号的强度大于第一预设值，所述第二预设条件包括所述反射信号的强度大于第二预设值或所述第二预设条件包括所述机器人与探测到的障碍物间的距离小于第四预设值，所述第一预设值小于所述第二预设值。
12.如权利要求10所述的机器人，其特征在于，所述第一预设条件包括所述机器人与障碍物间的距离小于第一预设值，所述第二预设条件包括所述机器人与障碍物间的距离小于第二预设值，所述第一预设值大于所述第二预设值。
13.如权利要求12所述的机器人，其特征在于，所述第二预设值与所述机器人边扫的工作半径关联设置，以使所述机器人在所述第二预设值位置处可清扫到障碍物边界处的地面。
14.如权利要求10-13任一项所述的机器人，其特征在于，所述发射器与接收器平行设置。
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