CN108451445A - 扫地机器人及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

公开了扫地机器人及其控制方法。扫地机器人，包括：清扫区域获得单元，被配置为获得清扫空间域的二维表示；划分单元，被配置为将清扫空间域的二维表示划分成多个块；参数获得单元，被配置为在手动模式中获得扫地机器人所处的块并且获得扫地机器人在所述块的特定位置处的控制参数；以及控制单元，被配置为根据手动模式中在所述特定位置处的控制参数来设置自动模式中扫地机器人在所述特定位置处的操作。

Description

扫地机器人及其控制方法
技术领域
本发明涉及扫地机器人及其控制方法。
背景技术
随着科技的高速发展，家居电器已逐渐趋向智能化，例如，扫地机器人、智能电饭煲、智能电视等等，越来越多的智能家居电器在人们的生活中被广泛应用，大大提高了人们生活的舒适性和便利性。
扫地机器人可以通过毛刷或吸尘器等清洁地面，以实现对地面的清扫。
一般而言，扫地机器人地机器人大包含主动模式和手动模式。在主动模式中，扫地机器人利用单纯的弓形清扫策略或者随机方式。弓形清扫机器人原理是：让机器人向前行走直至碰到障碍，然后旋转90度并继续向前行走一小段距离，在继续旋转90度后行走，直至再次碰到障碍物，一直循环下去。这种策略会有很多的漏扫，覆盖率不高。随机方式的清扫机器人同样也是让机器人向前行走，只是在碰到障碍物后让机器人随机的旋转一个角度，并直行，一直循环。这种方式并不能保证完全覆盖，而且一旦机器人被障碍物困住很难脱离出来，另外随机方式的清扫重复率很高，从而影响其使用效率。
然而，在手动模式中，通过操作者对于对面状况的观察，操作者可以通过遥控器等指定机器人的运动方向、旋转角度以及在特定点或区域的清扫时间等，以实现对特定区域的清扫。这种方式对于局部区域的清扫效率高而且有效，但是需要人为的控制。
而且，对于家中的特定难以清扫区域，往往也需要特定的控制和运动方式才能够实现对其清扫。
本公开基于以上发现，提出了一种高效的清扫方法。
发明内容
本发明提供了一种高效的扫地机器人。
根据一个方面,一种扫地机器人的控制方法，包括：获得清扫空间域的二维表示；将清扫空间域的二维表示划分成多个块，在手动模式中：获得扫地机器人所处的块；获得扫地机器人在所述块的特定位置处的控制参数；以及根据手动模式中在所述特定位置处的控制参数来设置自动模式中扫地机器人在所述块中的操作
参照附图，根据以下对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得清楚。
附图说明
图1是根据本发明实施例的扫地机器人的框图。
图2是根据本发明实施例的扫地机器人的控制流程图。
图3示出了对清扫区域进行划分并编码的一个示例
图4示出了查找表的示例。
具体实施方式
以下将参考附图描述本发明的优选实施例。但是应当理解，本发明不限于所描述的优选实施例。
图1是示出了根据本发明实施例的扫地机器人1000的框图，其包括被配置为控制扫地机器人的各个部件的操作的控制单元1001、被配置为获得清扫区域的二维表示的清扫区域获得单元1002、被配置为将所获得的清扫区域划分成块的划分单元1003以及被配置为获取并记录扫地机器人的控制参数的参数获得单元1004。根据本发明的扫地机器人还包括被配置为驱动扫地机器人以根据控制参数使机器人运动的驱动单元1005以及被配置为使扫地机器人转向的转向单元1006。
图2是示出了根据本发明实施例的扫地机器人的控制方法的流程图。在S1处，清扫区域获得单元1002获得清扫区域的二维表示。具体地，清扫区域的二维表示可以通过从外部设备将清扫区域的平面图等导入到扫地机器人中来获得，或者可以通过扫地机器人在手动或者自动模式中，沿着由障碍物所约束的区域行进来获得清扫区域的二维表示，但是应当注意，获得清扫区域的二维表示的方法不限于上述方法。
在S2处，对所获得的清扫区域进行划分，并对划分所得的块进行编码。图3示出了对清扫区域进行划分并编码的一个示例，在图3中，A0为清扫区域的二维表示，并且块A1-A5(编码A1-A5)为对清扫区域A0的一种划分。在所示的示例中，虽然清扫区域A0以及所划分的块A1-A5为规则的矩形等，但是应当理解，这些块可以是任何其它形状。此外，这些块可以重叠。
在S3处，确定扫地机器人所处的模式，具体地，确定扫地机器人是处于手动模式还是处于自动模式。如果在S3处判定扫地机器人处于手动模式(是)，则首先确定扫地机器人所处的块(S7)，并且然后记录在手动模式中操作者操作扫地机器人所进行的操作的控制参数(S8)。例如，当在手动模式中，确定扫地机器人所处的块为A1时，记录操作者在块A1中控制机器人的控制参数。具体地，参数获得单元1004获取在块A1中任何位置(x,y)处所进行的参数控制，并将在该处所进行的控制存储为查找表，此外，控制单元1001还根据控制中的操作是否是在该块内而对操作进行分组。例如，在手动操作模式中，操作者依次进行了操作c1,c2,c3,c4,c5,c6,并且确定c1,c2,c3为在块A1中进行的操作，c4为在另一块中进行的操作，而c5,c6也是在块A1中进行的操作，则将c1,c2,c3分为一组，并将c5,c6分为一组。并且在查找表中将这两组操作记录成与块A1相关联。图4示出了这样的查找表的一个示例。应当注意，在手动操作过程中，扫地机器人可能行进通过不止一个块，则参数获得单元1004将在相应块中的操作存储在相应的块中。在本示例性实施例中，所述控制参数包括扫地机器人在特定块中的特定位置处或者特定区域内的停留时间以及运动模式，并且运动模式包括扫地机器人的转动方向和转动圈数等。但是应当理解，运动模式不限于此。
如果在S3处判定扫地机器人不处于手动模式(否)，则首先确定扫地机器人所处的块(S4)，并且确定在该块中是否执行过手动控制(S5)，如果在S5中的确定为否，则按照正常策略控制扫地机器人的运动(例如，弓形模式)。如果在S5中的确定为是，则控制单元1001参考图4中所示的查找表来设置扫地机器人在该块中的控制参数。具体地，对于在手动模式中划分的同一操作组(例如c1,c2,c3)，控制单元1001与在手动模式中相同地设置扫地机器人的控制参数，并且对于在手动模式中未清扫到的地方逐行地清扫，并在之后的清扫中略过该块。这样，对于快中的特定区域，实现了与手动操作相同的清扫策略，这对于难以清扫的区域，或者是需要特定的运动才能清扫到的区域是特别有效的。而如果在手动模式下在多于一个块中进行了操作的情况下，扫地机器人也仅仅执行在该块中的操作组，并且略过不在该块中的操作，并且扫地机器执行完一个操作组之后直接运动到下一操作组开始的位置并按下一组的控制参数控制扫地机器人。例如，在上述示例中，在执行完操作组c1,c2,c3的操作之后，扫地机器人直接运动到c5的位置，并开始执行c5,c6的操作。
可替代地,可以在自动模式中设置扫地机器人的速度，以使得扫地机器人在每个块中以较为均匀的速度运动，即使在该块中进行过手动操作。具体地，控制单元1001根据手动操作中在某个块中特定区域停留的时间与在所述块中停留的总体时间的比来调节在自动模式中在所述特定区域清扫的清扫刷的转速。在一个实施例中，控制单元1001根据在所述特定区域停留的时间与总体时间的比来成比例地提高在所述特定区域内的转速。例如，在手动模式中，在区域Q0内停留的时间为t0，并且区域Q1内停留的时间为t1,则在将Q0内的转速设置为v0的情况下，则在区域Q1内的转速被设置为v1＝v0*t1/t0。在本示例性实施例中，在某个区域内的速度可以是在该区域内的平均速度。
以下说明在自动模式在该块中的特定区域处的转速的优选值。在手动模式中，一般而言，清扫刷的转速被设置为恒定的速度。根据本发明的示例性实施例，在自动模式中根据停留时间来设置在该处的转速，然而过高的转速虽然使得清扫刷扫过特定清扫区域的次数增多，但是由于脏物等由于清扫刷的较大转速而具有较大的速度而被扬起或向周边运动的动能较大，使得扫地机器人的收集清扫的脏物的性能下降。另一方面，在扫地机器人运动速度一定的情况下，清扫刷较低的转速将会使得清扫刷扫过特定清扫区域的次数减少，但是在此情况下扫地机器人能更好地收集清扫的异物。因此，需要在提高清扫效率与保证清扫效果之间找到一种平衡。根据实验发现，优选地，将扫地机器人的速度设置在如下范围内能够获得与手动模式中类似的效果。
1.23vori≤v1≤1.78vori (式1)
其中，vori是在手动模式中扫地机器人的清扫刷的正常转速，而v1为在特定区域内的清扫刷的转速。也就是说，优选地，在本实施例中，清扫刷最多以正常转速的1.78倍的转速旋转，之后再增加转速将并不能增加清扫效果，且能耗增加。此外，在vori至1.23vori之间提高清扫刷的转速对于提高清扫的效果不明显。因此，在实际控制中，只有在根据在某个位置处的停留时间而设置的转速需要到达1.23vori时，才将清扫刷的转速增加到1.23vori，否则保持v vori的转速，以降低能耗。另一方面，在根据停留时间应设置的速度超过1.78vori时，将转速设置为1.78vori。也就是说，在根据停留时间设置转速时，只有在应设置的转速在上述式1的范围中时，才根据停留时间设置在该处的清扫刷的转速。
虽然已经参考附图描述了本发明的优选实施例，但是应当理解，本发明不限于这些实施例。所附权利要求的范围应被赋予最宽泛的解释，以涵盖所有这些修改以及等同的结构和功能。

Claims (9)

1.一种扫地机器人，其特征在于，包括：
清扫区域获得单元，被配置为获得清扫空间域的二维表示；
划分单元，被配置为将清扫空间域的二维表示划分成多个块；
参数获得单元，被配置为在手动模式中获得扫地机器人所处的块并且获得扫地机器人在所述块的特定位置处的控制参数；以及
控制单元，被配置为根据手动模式中在所述特定位置处的控制参数来设置自动模式中扫地机器人在所述特定位置处的操作。
2.一种扫地机器人的控制方法，包括：
获得清扫空间域的二维表示；
将清扫空间域的二维表示划分成多个块；
在手动模式中：
获得扫地机器人所处的块；
获得扫地机器人在所述块的特定位置处的控制参数；
根据手动模式中在所述特定位置处的控制参数来设置自动模式中扫地机器人在所述特定位置处的操作。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述控制参数包括扫地机器人在所述特定位置处的停留时间以及运动模式。
4.根据权利要求3所述的方法，所述运动模式包括扫地机器人的转动方向和清扫刷的转速。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述扫地机器人在自动模式中在所述特定位置处的操作与在手动模式中在所述特定位置处的操作相同。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括根据手动操作中在所述块中的特定区域内停留的时间与在所述块中停留的总体时间的比来调节在自动模式中在所述特定区域内清扫刷的转速而保持扫地机器人的移动速度不变。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括按照下式计算在自动模式中在所述特定区域内的清扫刷的转速：
v1＝v0*t1/t0
其中，v1为在手动模式中在所述特定区域内的清扫刷的转速，v0是在手动模式中扫地机器人的清扫刷在另一区域内的转速，t1是在所述特定位置处停留的时间，t0是在所述另一区域内停留的时间。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，当所计算的在自动模式中在所述特定区域内的清扫刷的转速满足以下关系式时才调节所述清扫刷的转速：
1.23vori≤v1≤1.78vori
其中，而v1为在特定位置处的清扫刷的转速，v为扫地机器人的清扫刷的正常转速。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，当所计算的在自动模式中在所述特定区域内的清扫刷的转速小于1.23vori时，将在自动模式中在所述特定区域内的清扫刷的转速保持为vori,并且当所计算的在自动模式中在所述特定区域内的清扫刷的转速大于1.78vori时，将在自动模式中在所述特定区域内的清扫刷的转速设置为1.78vori。
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