CN106997177B - 空气净化机器人或自移动机器人***的控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种空气净化机器人或自移动机器人***的控制方法，所述空气净化机器人***由置于同一工作区域内的一台以上空气净化机器人构成，各个净化机器人间能够进行有效通讯，所述控制方法包括如下步骤：步骤100：第一机器人(001)获得工作区域的地图信息，按照预设划分原则将工作区域划分为多个子区域；步骤200：第一机器人发送地图信息给其他机器人；步骤300：全部机器人在各自子区域就位，进入联合作业模式；步骤400：净化工作结束。本发明采用多个净化机器人或自移动机器人构成机器人***，***中的各个机器人协作净化或在各自子区域内作业，控制方法简单易行，通过多种工作区域划分方法和工作模式，高效、快速的完成净化工作或其他作业。
Description
技术领域
本发明涉及一种空气净化机器人或自移动机器人***的控制方法，属于自移动机器人制造技术领域。
背景技术
随着工业的发展，排放到大气中的废气也越来越多，导致空气质量越来越差，严重影响了人们的生活质量及身体健康，因此，净化机器人也逐渐开始走进寻常百姓家。净化机器人的工作原理主要是将室内的空气吸入净化机器人后，经过其中的过滤网、活性炭或者其他净化结构对吸入到净化机器人内部的空气进行净化，过滤掉其中的PM2.5固态颗粒，甚至有害气体，然后将净化后的空气排出，使得空气在室内不断的净化循环，从而达到对空气较好的净化效果。然而，由于单台净化机器人受到功率、体积结构条件的限制，每一台净化机器人都有其所能够净化的最大区域，即：额定净化区域。只有当实际净化区域小于额定净化区域时，净化机器人才可以有效地对其进行净化，既可以达到较好的净化效果，又不会使得净化机器人超负荷运转，也不会缩短净化机器人的寿命。但是，当实际净化区域大于额定净化区域或者处于多区域时，仅仅使用一台净化机器人就会导致其超负荷运转，或者由于电能不足等原因而无法完成工作；并且由于区域较大，废气较多，无法使得该区域的所有废气得到净化，净化效果不理想，净化机器人的超负荷运转，也相应缩短其使用寿命。
除了上述的空气净化机器人之外，当工作区域较大时，对于其他的自移动机器人，同样存在着超负荷运转和作业效果不理想的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种空气净化机器人或自移动机器人***的控制方法，采用多个净化机器人或自移动机器人构成机器人***，***中的各个机器人协作净化，控制方法简单易行，通过多种工作区域划分方法和工作模式，高效、快速的完成净化工作或其他作业。
本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：
一种空气净化机器人***的控制方法，所述***由置于同一工作区域内的一台以上空气净化机器人构成，各个净化机器人间能够进行有效通讯，所述控制方法包括如下步骤：
步骤100：第一机器人获得工作区域的地图信息，按照预设划分原则将工作区域划分为多个子区域；
步骤200：其它机器人接收含所述多个子区域的地图信息；
步骤300：全部机器人在各自子区域就位，进入联合作业模式；
步骤400：净化工作结束。
具体来说，所述步骤100中的预设划分原则为均分原则，具体包括：第一机器人对获取的工作区域的地图信息进行处理，将该工作区域自动划分为面积大体均等的多个子区域。
所述步骤100中的预设划分原则为均分结合污染度原则，具体包括：第一机器人扫描建图的同时，存储对应工作区域污染度的位置信息，按照污染度的轻重将其分布位置记录在地图上；在均分的基础上减小污染度重的子区域的面积，增大污染度轻的子区域的面积。
所述步骤100中的预设划分原则为轮廓划分原则，具体包括：第一机器人对获取的工作区域的地图信息进行处理，将该工作区域自动划分为多个轮廓封闭的子区域。
所述步骤300中的就位具体包括：划分好的子区域按顺时针或逆时针顺序分布，多个机器人收到该工作区域的地图信息后，先根据周围环境确定其在完整工作区域中的初始位置，然后再根据预设的分配原则各自进入对应的子区域内。所述分配原则为机器人本身的排位；或者为就近原则。
所述步骤300中的联合作业模式包括快速工作模式，具体为：
步骤301：机器人确定污染源所在的方向为中心区域；
步骤302：启动第一机器人，使得该净化机器人的进风口面向中心区域；
步骤303：同时第一机器人向其他机器人发出信号，使得其他机器人的进风口都面向中心区域。
所述步骤301进一步包括：借助机器人的自动检测确定污染源所在方向；或者，通过人工输入的方式确定污染源所在方向。
所述步骤300中的联合作业模式包括高效工作模式，具体为：
步骤310：机器人确定污染源所在的方向为中心区域；
步骤320：多个机器人移动调整各自位置，使多个机器人处于一个圆周上，每个机器人的进风口对准与其相邻的机器人的出风口，同时其出风口对准与其相邻的另一个机器人的进风口，如此往复的循环。
所述步骤400具体包括：在机器人中设置最低阈值，多台机器人都通过传感器模块采集实时数据与阈值对比，当污染值均低于最低阈值时，则净化工作结束。
本发明还提供一种自移动机器人***的控制方法，所述***由置于同一工作区域内的一台以上自移动机器人构成，各个自移动机器人间能够进行有效通讯，所述控制方法包括如下步骤：
步骤100：第一机器人获得工作区域的地图信息，按照预设划分原则将工作区域划分为多个子区域；
步骤200：其它机器人接收含所述多个子区域的地图信息；
步骤300：全部机器人在各自子区域就位，并在各自子区域中作业；
步骤400：工作结束。
综上所述，本发明提供一种空气净化机器人或自移动机器人***的控制方法，在本发明的机器人***中设置若干个净化机器人或自移动机器人，一般不少于两台，利用***中的某一个净化机器人工作并获取环境地图，确定自身所在的位置后，与***的中其他净化机器人或自移动机器人进行通信交互，根据需要调整处于机器人***中的每个净化机器人单机的进风口和出风口的方向，使若干个净化机器人联合工作，以便于更加高效和快速地完成工作区域内的空气净化工作或其他作业。
下面结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案进行详细地说明。
附图说明
图1为本发明净化机器人内部构件组成示意图；
图2为本发明快速工作模式示意图；
图3为本发明高效工作模式示意图。
具体实施方式
净化机器人作为现有产品其内部构件组成应当属于现有技术，但为了更便于对本发明技术方案的理解，还是需要对其主要组成构件和各个构件的功能进行概括地描述。图1为本发明净化机器人内部构件组成示意图。如图1所示，每个净化机器人内部都主要包括有：处理器100、数据发射、接收模块200、传感器模块300、地图建立模块400、净化模块500、移动模块600和存储模块700。处理器100与其他所有模块电性连接，数据发射、接收模块200、传感器模块300和地图建立模块400分别与存储模块700电性连接。数据发射、接收模块200可以使得多台净化机器人之间相互发射和接收信息，进行有效通讯。
处理器100可以对数据发射、接收模块200、地图建立模块400及传感器模块300中的数据进行处理，地图建立模块400可以通过激光扫描技术或者图像获取技术来建立工作环境的周围地图，获取相关数据，可以将数据存储在存储模块700中，进而对自身位置进行准确定位。传感器模块300主要用于检测周围环境的空气质量，比如：PM2.5、甲醛或者其他的有害气体的分布及含量，并将获取的相关数据传输至处理器100，并存储在存储模块700中。净化模块500主要是用于净化周围环境中的空气，净化模块500中主要包括但不限于过滤网、活性炭等可以净化空气的核心构件。移动模块600可以是包括滚轮、履带等多种结构在内的机构，用于带动净化机器人在工作环境中移动。存储模块700主要用于存储传感器模块300获取的周围环境中空气状况的数据、地图建立模块400获取的周围地图的数据以及数据发射、接收模块200发射及接收的数据。另外，每台净化机器人都设有进风口和出风口，且净化机器人可以调节进风口及出风口的方向。
图2和图3分别为本发明快速工作模式和高效工作模式的示意图。如图2并结合图3所示，无论净化机器人采用哪种工作模式进行工作，由于工作区域包括了一个较大的范围，都需要首先对该工作区域进行划分，将其分割为较小的工作区域后再由多台净化机器人同时在工作区域内执行净化作业。如图2和图3所示的实施例中，将工作区域分为了四个小的工作区域，分别为第一区A、第二区B、第三区C和第四区D；在这四个区域中分别有四个净化机器人联合工作，即：第一机器人001、第二机器人002、第三机器人003和第四机器人004。
上述对完整工作区域的划分可以采用如下三种方式，第一种方式主要按照均分原则；第二种方式主要是在均分原则的基础上再结合污染程度原则对整体工作区域进行划分；第三种方式为轮廓划分原则。
具体来说，第一种方式是通过某一个净化机器人，比如第一机器人001扫描该完整工作区域的地图，然后通过处理器100对地图信息进行处理，将该区域自动划分为四个基本上面积均等的子区域，分别为第一区A、第二区B、第三区C和第四区D。然后，第一机器人001就会留在其中一个区域内，假设为第一区A。第一机器人001通过数据发射、接收模块200向另一个净化机器人，如第二机器人002，传送完整工作区域的地图信息和子区域信息，并发出指令使其移动到对应的子区域，如：第二区B。同样地，再次通过数据发射、接收模块200分别传送地图信息并发出指令给第三机器人003和第四机器人004，使它们分别移动到第三区C和第四区D。这样，四个净化机器人就分别在对应的区域相互配合进行净化空气作业。按照均分原则划分的子区域通常可以按顺时针或逆时针顺序进行分布，如图2所示的实施例中，第一区A、第二区B、第三区C和第四区D就是按照顺时针方向排列的，然后各个机器人对应不同位置区域。由于在四个净化机器人当中只有一个净化机器人扫描了完整的工作区域地图信息，需要将该地图信息发送给其他净化机器人，其他净化机器人在收到该完整的地图信息后，先根据周围环境确定其在完整工作区域中的初始位置，然后再根据第一机器人001的指令进入对应的子区域中工作。多台净化机器人通过上述方式来判断各自是否已经移动到对应的子区域就位。需要指出的是，上述实施例并不限定多个机器人之间如何发送或接收地图信息，其可以是第一机器人发送地图信息到其它机器人，也可以是第一机器人发送地图信息给第二机器人，第二机器人发送地图信息给第三机器人，第三机器人发送地图信息给第四机器人。
除了上述划分方式之外，还可以采用均分原则结合污染程度原则进行划分，也就是说，当第一机器人001建图时，会同时存储对应区域污染程度的位置信息，从而按照污染程度的轻重将其分布位置记录在地图上。在子区域大体符合均分条件的基础上，在污染程度较重的区域面积稍小，而相对清洁的区域面积较大。这样会更有利于能源的合理使用。
而第三种轮廓划分原则，就是将该工作区域自动划分为多个轮廓封闭的子区域。
当子区域划分完毕之后，四个净化机器人可以相互配合进行净化空气作业。借助净化机器人的自动检测，判断出污染源方向后，确定污染源所在的方向为中心区域，比如：多个净化机器人均检测到污染源来自工作区域的中部时，需要快速净化中心区域的空气。此时，如图2所示，启动快速工作模式。具体的工作过程是这样的：首先启动第一机器人001，使得该净化机器人的进风口大体面向整个工作区域的中心O，所述的中心区域O即为所存储地图的中部。如果净化区域为不规则区域，则大体为中部即可。同时第一机器人001通过信号发射、接收模块200向其他三个净化机器人发出信号，使得其他三个净化机器人的进风口都大体面向工作区域的中心区域O。可以通过设置在净化机器人机体上的位姿传感器(如陀螺仪、角度传感器)和位置传感器(码盘、编码器)，来确定净化机器人的朝向和位置，进而判断所有净化机器人的进风口都对准中心区域了。这样可以使区域中心O的空气快速被四个净化机器人吸走进行净化，如图2所示，箭头方向表示四个净化机器人的进风口和出风口的风向，由于四个净化机器人的出风口的方向与其对应的进风口的方向相反，使得净化机器人吸进来的空气朝着整个净化区域的边缘方向排放，从而快速的对中心区域进行净化作业，并且净化效果好。通过在净化机器人中设置最低阈值，四台净化机器人都通过传感器模块采集实时数据与阈值对比，当污染值均低于最低阈值时，则净化完成。除了上述通过净化机器人自动检测判断污染源方向并自动启动快速工作模式的方式之外，还可以通过人工输入的方式，例如：可以设置一个单独的控制器，即：遥控器。该控制器包括处理器、信号发射接收模块、电源等结构，所述处理器、信号发射接收模块及电源相互电性连接，使用者可以通过控制器使得信号发射接收模块向四个净化机器人发出信号，使得各个净化机器人调整其进风口及出风口的方向，使得进风口对准整个净化区域的中心方向，出风口的方向与其进风口的方向相反，从而使得中心区域的空气被净化机器人快速的吸入到其中进行净化，然后通过出风口朝整个净化区域的边缘方向排放，净化效果好且快速。同样是通过存储地图来界定中心区域，并通过位姿传感器确定净化机器人的朝向位姿和位置来判断进风口是否对准整个净化区域的中心方向。
如图3所示，高效工作模式的工作过程是这样的：当需要净化的区域较大时，可以将需要净化的区域分为四个区域，其划分区域的方法与上述快速工作模式的划分区域的方法相同，故在此不再赘述。每个净化机器人都在各自对应的区域内进行空气净化作业。当需要进行重复多次净化时，可以通过其中一个净化机器人启动或者设置一个控制器进行启动，其启动方法也与快速工作模式相同，故在此也不再赘述。然后四个净化机器人通过移动模块开始调整自己的位置，使得四个净化机器人处于一个圆周上，借助存储地图，并通过位姿传感器确定机器人的朝向位姿和位置，判断每个净化机器人的进风口对准与其相邻的净化机器人的出风口，同时其出风口对准与其相邻的另一个净化机器人的进风口，从而使得空气从一个净化机器人的进风口进入到净化机器人进行净化后，从出风口排出，然后被另一个与其相邻的净化机器人的进风口吸入到其中进行净化，随后再次从出风口排出，然后被与其相邻的另一个净化机器人的进风口吸入到其中，如此往复的循环，使得空气可以经过多次重复净化，从而能够充分过滤掉空气中的杂质、固体颗粒等有害物质，使得空气质量得到大幅提高，从而有利于人的身体健康。因此，如图3所示的高效净化模式为一种循环模式，每一个净化机器人净化过的空气再由下一个净化机器人净化一遍，使得空气质量更加清洁。
总结上述实施例中的内容可知，本发明提供一种空气净化机器人***的控制方法，所述***由置于同一工作区域内的一台以上空气净化机器人构成，各个净化机器人间能够进行有效通讯，所述控制方法包括如下步骤：
步骤100：一台空气净化机器人，即：第一机器人获得工作区域的地图信息，按照预设划分原则将工作区域划分为多个子区域。
具体来说，所述步骤100中的预设划分原则可以为均分原则，即：第一机器人对获取的工作区域的地图信息进行处理，将该工作区域自动划分为面积大体均等的多个子区域；还可以为均分结合污染度原则，即：第一机器人扫描建图的同时，存储对应工作区域污染度的位置信息，按照污染度的轻重将其分布位置记录在地图上；在均分的基础上减小污染度重的子区域的面积，增大污染度轻的子区域的面积。当工作区域有多个房间时，还可以依据轮廓划分原则进行区域划分，即：第一机器人对获取的工作区域的地图信息进行处理，依据轮廓信息自动将工作区域划分为多个轮廓封闭的子区域。需要说明的是，该轮廓封闭的子区域并不是完全密闭区域，而是轮廓基本封闭的区域，如家居中的各个房间(机器人判断墙体封闭再结合门的位置，基本可以确定一个房间的轮廓)。其中，如何确定门位置及其房间分布信息，具体可参考中国公开专利CN201510076065.9。
步骤200：其它机器人接收含所述多个子区域的地图信息。
步骤300：全部机器人在各自子区域就位，进入联合作业模式。
所述步骤300中的就位具体包括：划分好的子区域按顺时针或逆时针顺序分布，多个机器人收到该工作区域的地图信息后，先根据周围环境确定其在完整工作区域中的初始位置，然后再根据预设的分配原则各自进入对应的子区域内。所述分配原则为机器人本身的排位；或者为就近原则。
所述步骤300中的联合作业模式包括快速工作模式，具体为：
步骤301：机器人确定污染源所在的方向为中心区域；
步骤302：启动第一机器人，使得该净化机器人的进风口面向中心区域；
步骤303：同时第一机器人向其他机器人发出信号，使得其他机器人的进风口都面向中心区域。
所述步骤301进一步包括：借助机器人的自动检测确定污染源所在方向；或者，通过人工输入的方式确定污染源所在方向。
所述步骤300中的联合作业模式包括高效工作模式，还可以具体为：
步骤310：机器人确定污染源所在的方向为中心区域；
步骤320：多个机器人移动调整各自位置，使多个机器人处于一个圆周上，每个机器人的进风口对准与其相邻的机器人的出风口，同时其出风口对准与其相邻的另一个机器人的进风口，如此往复的循环。
步骤400：净化工作结束。具体包括：在机器人中设置最低阈值，多台机器人都通过传感器模块采集实时数据与阈值对比，当污染值均低于最低阈值时，则净化工作结束。
在本发明的实施例中，组成空气净化机器人***的机器人为四台，当然也可以根据工作区域的大小(如房间的个数)合理设置机器人工作的数量。
除了上述的空气净化机器人***之外，本发明还提供一种自移动机器人***的控制方法，所述***由置于同一工作区域内的一台以上自移动机器人构成，各个自移动机器人间能够进行有效通讯，其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：
步骤100：第一机器人获得工作区域的地图信息，按照预设划分原则将工作区域划分为多个子区域；
步骤200：其它机器人接收含所述多个子区域的地图信息；
步骤300：全部机器人在各自子区域就位，并在各自子区域中作业；
步骤400：工作结束。
具体的，当多个自移动机器人不需要联合或协助作业时，可以将不同机器人分布在不同的区域作业。如工作区域有多个房间时，利用第一机器人获得的地图信息，其它机器人可对应在不同子区域工作。
综上所述，本发明提供一种空气净化机器人或自移动机器人***的控制方法，在本发明的机器人***中设置若干个净化机器人或自移动机器人，一般不少于两台，利用***中的某一个净化机器人工作并获取环境地图，确定自身所在的位置后，与***的中其他净化机器人或自移动机器人进行通信交互，根据需要调整处于机器人***中的每个净化机器人单机的进风口和出风口的方向，使若干个净化机器人联合工作或者若干个自移动机器人同时独立工作，以便于更加高效和快速地完成工作区域内的空气净化工作或其他作业。
Claims (10)
1.一种空气净化机器人***的控制方法，所述***由置于同一工作区域内的一台以上空气净化机器人构成，各个净化机器人间能够进行有效通讯，其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：
步骤100：第一机器人(001)获得工作区域的地图信息，按照预设划分原则将工作区域划分为多个子区域；
步骤200：其它机器人接收含所述多个子区域的地图信息；
步骤300：全部机器人在各自子区域就位，进入联合作业模式；
步骤400：净化工作结束；
其中，所述步骤300中的联合作业模式包括高效工作模式，具体为：
步骤310：机器人确定污染源所在的方向为中心区域；
步骤320：多个机器人移动调整各自位置，使多个机器人处于一个圆周上，每个机器人的进风口对准与其相邻的机器人的出风口，同时其出风口对准与其相邻的另一个机器人的进风口，如此往复的循环。
2.如权利要求1所述的空气净化机器人***的控制方法，其特征在于，所述步骤100中的预设划分原则为均分原则，具体包括：第一机器人(001)对获取的工作区域的地图信息进行处理，将该工作区域自动划分为面积大体均等的多个子区域。
3.如权利要求1所述的空气净化机器人***的控制方法，其特征在于，所述步骤100中的预设划分原则为均分结合污染度原则，具体包括：第一机器人(001)扫描建图的同时，存储对应工作区域污染度的位置信息，按照污染度的轻重将其分布位置记录在地图上；
在均分的基础上减小污染度重的子区域的面积，增大污染度轻的子区域的面积。
4.如权利要求1所述的空气净化机器人***的控制方法，其特征在于，所述步骤100中的预设划分原则为轮廓划分原则，具体包括：第一机器人(001)对获取的工作区域的地图信息进行处理，将该工作区域自动划分为多个轮廓封闭的子区域。
5.如权利要求1所述的空气净化机器人***的控制方法，其特征在于，所述步骤300中的就位具体包括：划分好的子区域按顺时针或逆时针顺序分布，多个机器人收到该工作区域的地图信息后，先根据周围环境确定其在完整工作区域中的初始位置，然后再根据预设的分配原则各自进入对应的子区域内。
6.如权利要求5所述的空气净化机器人***的控制方法，其特征在于，所述分配原则为机器人本身的排位；或者为就近原则。
7.如权利要求1所述的空气净化机器人***的控制方法，其特征在于，所述步骤300中的联合作业模式包括快速工作模式，具体为：
步骤301：机器人确定污染源所在的方向为中心区域；
步骤302：启动第一机器人(001)，使得该净化机器人的进风口面向中心区域；
步骤303：同时第一机器人向其他机器人发出信号，使得其他机器人的进风口都面向中心区域。
8.如权利要求7所述的空气净化机器人***的控制方法，其特征在于，所述步骤301进一步包括：借助机器人的自动检测确定污染源所在方向；
或者，通过人工输入的方式确定污染源所在方向。
9.如权利要求1所述的空气净化机器人***的控制方法，其特征在于，所述步骤400具体包括：在机器人中设置最低阈值，多台机器人都通过传感器模块采集实时数据与阈值对比，当污染值均低于最低阈值时，则净化工作结束。
10.一种自移动机器人***的控制方法，所述***由置于同一工作区域内的一台以上自移动机器人构成，各个自移动机器人间能够进行有效通讯，其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：
步骤100：第一机器人(001)获得工作区域的地图信息，按照预设划分原则将工作区域划分为多个子区域；
步骤200：其它机器人接收含所述多个子区域的地图信息；
步骤300：全部机器人在各自子区域就位，并在各自子区域中作业；
步骤400：工作结束；
所述步骤300中所述在各自子区域中作业具体为：
自移动机器人确定污染源所在的方向为中心区域；多个自移动机器人移动调整各自位置，使多个自移动机器人处于一个圆周上，每个自移动机器人的进风口对准与其相邻的自移动机器人的出风口，同时其出风口对准与其相邻的另一个自移动机器人的进风口，如此往复的循环。
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