CN107997690A - 室内区域划分方法及扫地机器人 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种室内区域划分方法及扫地机器人，室内区域划分方法包括：扫地机器人利用安装在其底部的磁场传感器检测预先设置在房门口地面上的磁条；确定磁条在环境地图中的位置，根据磁条的位置确定两个清扫区域间的虚拟边界位置。采用磁条定位，区域划分合理，磁条体积更小，可长时间设置，操作更加的方便，还减少成本。

Description

室内区域划分方法及扫地机器人

技术领域

本发明涉及到区域识别领域，特别是涉及到一种室内区域划分方法及扫地机器人。

背景技术

随着技术的发展与人们生活水平的提高，具有自主移动功能的扫地机器人已经得到了极大的普及。扫地机器人又称机器人吸尘器，利用机身上搭载的风机将地面的垃圾吸入灰尘盒中，并通过行走轮进行自主移动，以实现自动打扫房间的目的。

为了更有效地进行打扫，扫地机器人需要对室内环境进行区域划分。目前主要的区域划分方式有两种：第一种为根据机器人的位置信息按照固定大小将环境划分为几个部分依次打扫。但是这种方式不能适应不同的环境的不同特点，很容易出现区域划分不合理的现象。第二种是通过外部装置提供引导与限制，如IRobot公司的虚拟灯塔技术。然而虚拟灯塔成本较高，如果用户需要将房间划分为多个区域则需要额外购买虚拟灯塔，大大增加了使用成本；此外，虚拟灯塔体积太大，比如放在门边就会影响门的正常使用，用户需要在使用的时候进行摆放设置，用完还要将其收起来，操作比较繁琐。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种成本更低的室内区域划分方法及扫地机器人。

本发明提出一种室内区域的划分方法，包括如下步骤：

扫地机器人利用安装在其底部的磁场传感器检测预先设置在房门口地面上的磁条；

确定磁条在环境地图中的位置，根据磁条的位置确定两个清扫区域间的虚拟边界位置。

进一步地，确定磁条在环境地图中的位置，根据磁条的位置确定两个清扫区域间的虚拟边界位置的步骤包括：

根据探测到磁场信号时扫地机器人在环境地图中的位置以及扫地机器人的预设结构信息推算出磁条在环境地图中的空间坐标位置并保存，空间坐标位置为磁条中某点的坐标位置；

根据多个空间坐标位置，确定两个清扫区域间的虚拟边界位置。

进一步地，根据多个空间坐标位置，确定两个清扫区域间的虚拟边界位置的步骤包括：

将记录的空间坐标位置进行聚类，确定磁条的长度及在环境地图中的磁条位置，将磁条位置保存并设定为两个清扫区域间的虚拟边界。

进一步地，将记录的空间坐标位置进行聚类，确定磁条的长度及在环境地图中的位置，将磁条位置设定为两个清扫区域间的虚拟边界的步骤之后包括：

将磁条位置与已经记载的磁条位置作对比，判断磁条是否为新发现磁条；

若是，则保存该磁条位置，且确定虚拟边界另一侧的清扫区域未清扫。

进一步地，将磁条位置与已经记载的磁条位置作对比，判断磁条是否为新发现磁条的步骤之后，还包括：

若否，则根据环境地图中已清扫区域记录，判定磁条位置另一侧的清扫区域是否已清扫。

本发明还提出了一种扫地机器人，采用上述的室内区域划分方法，扫地机器人包括探测模块和判断模块；探测模块用于利用安装在其底部的磁场传感器检测预先设置在房门口地面上的磁条；判断模块用于确定磁条在环境地图中的位置，根据磁条的位置确定两个清扫区域间的虚拟边界位置。

进一步地，判断模块包括定位子模块和定边子模块；定位子模块用于根据探测到磁场信号时扫地机器人在环境地图中的位置以及扫地机器人的预设结构信息推算出磁条在环境地图中的空间坐标位置并保存，空间坐标位置为磁条中某点的坐标位置；定边子模块用于根据多个空间坐标位置，确定两个清扫区域间的虚拟边界位置。

进一步地，定边子模块包括聚类单元；聚类单元用于将记录的空间坐标位置进行聚类，确定磁条的长度及在环境地图中的磁条位置，将磁条位置保存并设定为两个清扫区域间的虚拟边界。

进一步地，定边子模块还包括对比单元和判定单元；对比单元用于将磁条位置与已经记载的磁条位置作对比，确定是否为新发现磁条；判定单元用于在确定为新发现磁条时，保存该磁条位置，且确定虚拟边界另一侧的清扫区域未清扫。

进一步地，定边子模块还包括区分单元；区分单元用于在确定磁条不为新发现磁条时，根据环境地图中已清扫区域记录，判定磁条位置另一侧的清扫区域是否已清扫。

本发明室内区域划分方法及扫地机器人，室内区域划分方法采用磁条为确定虚拟边界的标记辅助物，不但区域划分合理，而且磁条体积更小，可以长时间设置，避免经常移动边界，减少人为参与，操作更加的方便，对比虚拟灯塔的使用，还能减少成本。

附图说明

图1是本发明室内区域划分方法一实施例的步骤示意图；

图2是本发明室内区域划分方法中步骤S2一实施例的步骤示意图；

图3是本发明室内区域划分方法中步骤S22一实施例的步骤示意图；

图4是本发明室内区域划分方法中步骤S22另一实施例的步骤示意图；

图5是本发明室内区域划分方法另一实施例的步骤示意图；

图6是本发明扫地机器人一实施例的结构示意图；

图7是本发明扫地机器人中判断模块一实施例的结构示意图；

图8是本发明扫地机器人中定边子模块一实施例的结构示意图；

图9是本发明扫地机器人中定边子模块另一实施例的结构示意图；

图10是本发明扫地机器人另一实施例的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，本发明室内区域划分方法，包括如下步骤：

S1、扫地机器人利用安装在其底部的磁场传感器检测预先设置在房门口地面上的磁条。

S2、确定磁条在环境地图中的位置，根据磁条的位置确定两个清扫区域间的虚拟边界位置。

在上述步骤S1中，磁条设置在门口处；扁平的形状可以长时间设置而不影响房门开启和关闭，轻易不用挪动，减少人为干预，更方便，用户体验更好，而且磁条的成本较低廉，可以降低用户的使用成本。

在上述步骤S2中，环境地图为扫地机器人通过现有SLAM技术手段在工作过程中获取的地图，包括房间边界、摆放物位置及大小、空间坐标系等信息；可以通过磁条将整个要打扫的空间分成各个区域，特别是在有多个房间的房屋内，可以把每个房间独立划分，防止扫地机器人无规划地往返于不同的房间工作，用户的体验更好，磁条位置为虚拟边界划分相邻的两个清扫区域。

在一些实施例中，磁条贴设于房门口处，且平行于闭合时的房门的宽度方向设置。

参照图2，步骤S2包括：

S21、根据探测到磁场信号时扫地机器人在环境地图中的位置以及扫地机器人的预设结构信息推算出磁条在环境地图中的空间坐标位置并保存，空间坐标位置为磁条中某点的坐标位置；扫地机器人根据预设结构信息中的一个或多个信息得到磁条在环境地图中的空间坐标位置，在本实施例中，通过探测到磁条的磁场传感器位于扫地机器人的位置以及扫地机器人在环境地图中显示位置所对应的点的位置，结合扫地机器人在环境地图中的位置可以得出磁条在环境地图中的空间坐标位置。。

S22、根据多个空间坐标位置，确定两个清扫区域间的虚拟边界位置。

在上述步骤S21中，预设结构信息包括扫地机器人的长度、宽度高度、磁场传感器位于扫地机器人的位置以及扫地机器人在环境地图中显示位置所对应的点的位置，磁场传感器设有多个，分别设于扫地机器人的边缘位置。

在上述步骤S22中，每个磁条位置对应一个虚拟边界，一个清扫区域可以有多个虚拟边界。

参照图3、所述步骤S22包括：

S221、将记录的空间坐标位置进行聚类，确定磁条的长度及在环境地图中的磁条位置，将磁条位置保存并设定为两个清扫区域间的虚拟边界。

在上述步骤S221中，聚类包括但不限于提取线段的方法将不同的空间坐标位置分类，通过多个空间坐标位置获得磁条的大体长度及整条磁条在环境地图中的位置，整条磁条在环境地图中的位置为磁条位置，并以磁条位置为虚拟边界。

所述步骤S22还包括：

S222、将磁条位置与已经记载的磁条位置作对比，判断磁条是否为新发现磁条。

S223、若是，则保存该磁条位置，且确定虚拟边界另一侧的清扫区域未清扫。

在上述步骤S222中，对比为整条磁条对比，即为虚拟边界的位置对比。

在上述步骤S223中，若为新发现的磁条，即表示存在虚拟边界和存在于磁条两侧的清扫区域，以磁条所在的虚拟边界为界，与清扫机器人所在的清扫区域相对的清扫区域未被清扫。

参照图4、步骤S222之后，包括：

S224、若否，则根据环境地图中已清扫区域记录，判定磁条位置另一侧的清扫区域是否已清扫。

在上述步骤S224中，若确定不是新发现磁条，则需要通过磁条位置在环境地图确认相邻的清扫区域是否是被覆盖区域，若是表示相邻的清扫区域已清扫，若否，表示相邻的清扫区域未清扫。在环境地图中，打扫完清扫区域后，打扫过的区域为已覆盖区域，在环境地图中显示已覆盖，在虚拟边界另一侧的清扫区域未覆盖时，则可以判定该清扫区域未打扫。

参照图5、步骤S2之后，包括：

S3、在清扫区域未完成打扫时，扫地机器人遇到虚拟边界采取避让措施；在清扫区域已完成打扫时，扫地机器人越过虚拟边界进入相邻的清扫区域。

在上述步骤S3中，在清扫区域未完成打扫时，扫地机器人遇到虚拟边界采取避让措施；在判定清扫区域已完成打扫时，扫地机器人遇到虚拟边界时，不采取反应措施，直接越过虚拟边界进入相邻的未打扫的清扫区域。在具有多个未打扫的且相邻的清扫区域时，进入相邻的清扫区域的顺序可以采用就近原则，即在有多个未打扫的相邻的清扫区域时最先进入距扫地机器人距离最近的未打扫的相邻的清扫区域，扫地机器人根据坐标定位自动由就近通道进入邻近的区域。

在一些实施例中，避让措施为后退、转弯保证扫地机器人不会越过虚拟边界。

在避让措施中需要通过预设结构信息中的扫地机器人的长度、宽度高度、磁场传感器位于扫地机器人的位置以及扫地机器人在环境地图中显示位置所对应的点的位置等信息判断扫地机器人的边缘是否到达虚拟边界。

参照图6，本发明还提出一种扫地机器人，采用上述的室内区域划分方法，扫地机器人包括探测模块1、判断模块2；探测模块1用于利用安装在其底部的磁场传感器检测预先设置在房门口地面上的磁条；判断模块2用于确定磁条在环境地图中的位置，根据磁条的位置确定两个清扫区域间的虚拟边界位置。

在探测模块1工作过程中，磁条设置在门口处；扁平的形状可以长时间设置而不影响房门开启和关闭，轻易不用挪动，减少人为干预，更方便，用户体验更好，而且磁条的成本较低廉，可以降低用户的使用成本。

在判断模块2工作过程中，环境地图为扫地机器人通过现有SLAM技术手段在工作过程中获取的地图，包括房间边界、摆放物位置及大小、空间坐标系等等信息；可以通过磁条将整个要打扫的空间分成各个区域，特别是在有多个房间的房屋内，可以把每个房间独立划分，防止扫地机器人无规划地往返于不同的房间工作，用户的体验更好，磁条位置为虚拟边界划分相邻的两个清扫区域。

在环境地图中，打扫完清扫区域后，打扫过的区域为已覆盖区域，在环境地图中显示已覆盖，在判定虚拟边界另一侧的区域未覆盖时，则可以判定有未打扫的清扫区域。

在本实施例中磁条平行于闭合时的房门的宽度方向设置。磁条小于等于房门的宽度。

参照图7，判断模块2包括定位子模块21和定边子模块22；定位子模块21用于根据探测到磁场信号时扫地机器人在环境地图中的位置以及扫地机器人的预设结构信息推算出磁条在环境地图中的空间坐标位置并保存，空间坐标位置为磁条中某点的坐标位置；定边子模块22用于根据多个空间坐标位置，确定两个清扫区域间的虚拟边界位置。

在定位子模块21工作过程中，预设结构信息包括扫地机器人的长度、宽度高度、磁场传感器位于扫地机器人的位置以及扫地机器人在环境地图中显示位置所对应的点的位置，磁场传感器设有多个，分别设于扫地机器人的边缘位置；扫地机器人根据预设结构信息中的一个或多个信息得到磁条在环境地图中的空间坐标位置，在本实施例中，通过探测到磁条的磁场传感器位于扫地机器人的位置以及扫地机器人在环境地图中显示位置所对应的点的位置，结合扫地机器人在环境地图中的位置可以得出磁条在环境地图中的空间坐标位置。。

在定边子模块22工作过程中，每个磁条位置对应一个虚拟边界，一个清扫区域可以有多个虚拟边界。

参照图8，定边子模块22包括聚类单元221；聚类单元221用于将记录的空间坐标位置进行聚类，确定磁条的长度及在环境地图中的磁条位置，将磁条位置保存并设定为两个清扫区域间的虚拟边界。

在聚类单元221工作过程中，聚类包括但不限于提取线段的方法将不同的空间坐标位置分类，通过多个空间坐标位置获得磁条的大体长度及整条磁条在环境地图中的位置，整条磁条在环境地图中的位置为磁条位置，并以磁条位置为虚拟边界。

定边子模块22还包括对比单元222和判定单元223；对比单元222用于将磁条位置与已经记载的磁条位置作对比，确定是否为新发现磁条；判定单元223用于在确定为新发现磁条时，保存该磁条位置，且确定虚拟边界另一侧的清扫区域未清扫。

在对比单元222工作过程中，对比为整条磁条对比，即为虚拟边界的位置对比。

在判定单元223工作过程中，若为新发现的磁条，即表示存在虚拟边界和存在于磁条两侧的清扫区域，以磁条所在的虚拟边界为界，与清扫机器人所在的清扫区域相对的清扫区域未被清扫。

参照图9，定边子模块22还包括区分单元224；区分单元224用于在确定磁条不为新发现磁条时，根据环境地图中已清扫区域记录，判定磁条位置另一侧的清扫区域是否已清扫。

在区分单元224工作过程中，若确定不是新发现磁条，则需要通过磁条位置在环境地图中位置确认相邻的清扫区域是否是被覆盖区域，若是表示相邻的清扫区域已清扫，若否，表示相邻的清扫区域未清扫。在环境地图中，打扫完清扫区域后，打扫过的区域为已覆盖区域，在环境地图中显示已覆盖，在虚拟边界另一侧的清扫区域未覆盖时，则可以判定该清扫区域未打扫。

参照图10，扫地机器人还包括避让判断模块3；避让判断模块3用于在清扫区域未完成打扫时，扫地机器人遇到虚拟边界采取避让措施；在清扫区域已完成打扫时，扫地机器人越过虚拟边界进入相邻的区域。

在避让判断模块3工作过程中，在清扫区域未完成打扫时，扫地机器人遇到虚拟边界采取避让措施；在判定清扫区域已完成打扫时，扫地机器人遇到虚拟边界时，不采取反应措施，直接越过虚拟边界进入相邻的未打扫的清扫区域。在具有多个未打扫的且相邻的清扫区域时，进入相邻的清扫区域的顺序可以采用就近原则，即在有多个未打扫的相邻的清扫区域时最先进入距扫地机器人距离最近的未打扫的相邻的清扫区域，扫地机器人根据坐标定位自动由就近通道进入邻近的区域。

避让措施为后退、转弯保证扫地机器人不会越过虚拟边界。

在避让措施中需要通过预设结构信息中的扫地机器人的长度、宽度高度、磁场传感器位于扫地机器人的位置以及扫地机器人在环境地图中显示位置所对应的点的位置等信息判断扫地机器人的边缘是否到达虚拟边界。

本发明室内区域划分方法及扫地机器人，室内区域划分方法采用磁条为确定虚拟边界的标记辅助物，不但区域划分合理，而且磁条的体积更小，可以长时间设置，避免经常移动边界，减少人为参与，操作更加的方便，对比虚拟灯塔的使用，还能减少成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种室内区域的划分方法，其特征在于，包括如下步骤：

扫地机器人利用安装在其底部的磁场传感器检测预先设置在房门口地面上的磁条；

确定所述磁条在环境地图中的位置，根据所述磁条的位置确定两个清扫区域间的虚拟边界位置。

2.根据权利要求1所述的室内区域划分方法，其特征在于，所述确定所述磁条在环境地图中的位置，根据所述磁条的位置确定两个清扫区域间的虚拟边界位置的步骤包括：

根据探测到磁场信号时所述扫地机器人在环境地图中的位置以及所述扫地机器人的预设结构信息推算出所述磁条在环境地图中的空间坐标位置并保存，所述空间坐标位置为磁条中某点的坐标位置；

根据多个所述空间坐标位置，确定两个清扫区域间的虚拟边界位置。

3.根据权利要求2所述的室内区域划分方法，其特征在于，所述根据多个所述空间坐标位置，确定两个清扫区域间的虚拟边界位置的步骤包括：

将保存的所述磁条位置空间坐标位置进行聚类，确定整个所述磁条的长度及在所述环境地图中的磁条位置，将所述磁条位置保存并设定为两个清扫区域间的虚拟边界。

4.根据权利要求3所述的室内区域划分方法，其特征在于，所述将记录的所述空间坐标位置进行聚类，确定整个所述磁条的长度及在所述环境地图中的位置，将所述磁条位置设定为两个清扫区域间的虚拟边界的步骤之后包括：

将所述磁条位置与已经记载的磁条位置作对比，判断所述磁条是否为新发现磁条；

若是，则保存该磁条位置，且确定所述虚拟边界另一侧的清扫区域未清扫。

5.根据权利要求4所述的室内区域划分方法，其特征在于，所述将所述磁条位置与已经记载的磁条位置作对比，判断所述磁条是否为新发现磁条的步骤之后，还包括：

若否，则根据所述环境地图中已清扫区域记录，判定所述磁条位置另一侧的清扫区域是否已清扫。

6.一种扫地机器人，采用权利要求1所述的室内区域划分方法，其特征在于，所述扫地机器人包括：

探测模块，用于利用安装在其底部的磁场传感器检测预先设置在房门口地面上的磁条；

判断模块，用于确定所述磁条在环境地图中的位置，根据所述磁条的位置确定两个清扫区域间的虚拟边界位置。

7.根据权利要求6所述的扫地机器人，其特征在于，所述判断模块包括：

定位子模块，用于根据探测到磁场信号时所述扫地机器人在环境地图中的位置以及所述扫地机器人的预设结构信息推算出所述磁条在环境地图中的空间坐标位置并保存，所述空间坐标位置为磁条中某点的坐标位置；

定边子模块，用于根据多个所述空间坐标位置，确定两个清扫区域间的虚拟边界位置。

8.根据权利要求7所述的扫地机器人，其特征在于，所述定边子模块包括：

聚类单元，用于将记录的所述空间坐标位置进行聚类，确定所述磁条的长度及在所述环境地图中的磁条位置，将所述磁条位置保存并设定为两个清扫区域间的虚拟边界。

9.根据权利要求8所述的扫地机器人，其特征在于，所述定边子模块还包括：

对比单元，用于将所述磁条位置与已经记载的磁条位置作对比，确定是否为新发现磁条；

判定单元，用于在确定为新发现磁条时，保存该磁条位置，且确定所述虚拟边界另一侧的清扫区域未清扫。

10.根据权利要求9所述的扫地机器人，其特征在于，所述定边子模块还包括：

区分单元，用于在确定所述磁条不为新发现磁条时，根据所述环境地图中已清扫区域记录，判定所述磁条位置另一侧的清扫区域是否已清扫。