CN108803586A - 一种扫地机器人的工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种扫地机器人的工作方法,属于扫地机器人领域,解决了现有技术中扫地机器人需要先构建环境地图导致用户等待时间久、扫地机器人耗电量大的问题,解决该问题的技术方案主要是由用户在显示屏幕上绘制虚拟边界,扫地机器人将虚拟边界转换为规划边界,然后根据规划边界开始工作规划。本发明主要用于方便用户操作扫地机器人进行清扫工作,不需要用户等待。
Description
技术领域
本发明涉及扫地机器人,特别是一种扫地机器人的工作方法。
背景技术
现有的扫地机器人在进行工作规划时,需要根据环境地图来确定工作边界,例如发明专利CN102890507B中公开的自走机器人、清洁机器人及其定位方法,其中提到首先要判断自走机器人是否储存有一环境地图,若没有,则需要通过环境信息感测组件检测所处工作环境信息并构建环境地图,最后才由使用者在环境地图上构成工作边界。在实际使用中,由于实际环境中,地面上的家具物品会搬动位置,这就导致自走机器人经常需要先构建环境地图,而构建环境地图要花费不少时间,不仅延长了用户的等待时间,而且增加自走机器人的电量消耗,导致其工作效率降低。
发明内容
本发明所要达到的目的就是提供一种扫地机器人的工作方法,方便用户操作扫地机器人进行清扫工作,不需要用户等待。
为了达到上述目的,本发明采用如下技术方案:一种扫地机器人的工作方法,由用户在显示屏幕上绘制虚拟边界,扫地机器人将虚拟边界转换为规划边界,然后根据规划边界开始工作规划。
作为优选的方案,所述扫地机器人判断用户绘制的虚拟边界是否为封闭曲线:
1)若虚拟边界是封闭曲线,则扫地机器人将虚拟边界转换为规划边界后,在规划边界内生成工作路径进行清扫工作;
2)若虚拟边界不是封闭曲线,则扫地机器人将虚拟边界转换为规划边界后,扫地机器人进入环境边界绘制模式。
作为进一步优选的方案,所述扫地机器人判断用户绘制的虚拟边界是否为封闭曲线时,若用户绘制的虚拟边界有开口,开口的宽度小于扫地机器人的宽度,扫地机器人判断虚拟边界为封闭曲线。
作为进一步优选的方案,所述扫地机器人设有环境信息感测组件,扫地机器人进入环境边界绘制模式后,利用环境信息感测组件构建环境边界,扫地机器人判断环境边界是否与规划边界连接形成封闭边界:
a)若环境边界与规划边界连接形成封闭边界,则扫地机器人在封闭边界内生成工作路径进行清扫工作;
b)若环境边界自身形成封闭边界后仍没有与规划边界连接形成封闭边界,则扫地机器人将虚拟边界当作障碍物,并在环境边界内生成工作路径进行清扫工作。
作为进一步优选的方案,所述扫地机器人设有环境信息感测组件,扫地机器人进入环境边界绘制模式后,利用环境信息感测组件构建环境边界并且在构建环境边界过程中生成区域工作路径进行清扫工作:
c)若环境边界与规划边界连接形成封闭边界,则扫地机器人在封闭边界内完成清扫工作;
d)若环境边界自身形成封闭边界后仍没有与规划边界连接形成封闭边界,则扫地机器人将虚拟边界当作障碍物,并在环境边界内完成清扫工作。
作为更进一步优选的方案,所述扫地机器人在清扫工作过程中采用避障模式。
作为优选的方案,所述显示屏幕根据用户绘制虚拟边界时点击的顺序自动将前一次点击的位置与后一次点击的位置连线。
作为优选的方案,所述显示屏幕设有供用户绘制圆形或多边形虚拟边界的快捷键。
作为优选的方案,所述扫地机器人完成清扫工作后清除虚拟边界;或者,所述显示屏幕上显示比例尺,显示屏幕的画面在用户操作下放大或缩小,比例尺同步放大或缩小。
作为优选的方案,所述扫地机器人包括机体,显示屏幕设在机体上;或者,所述扫地机器人包括遥控器,显示屏幕设在遥控器上;或者,所述扫地机器人包括无线联网装置,无线联网装置通过无线网络连接智能终端,显示屏幕包括智能终端的显示屏。
采用上述技术方案后,本发明具有如下优点:由于用户可以直接在显示屏幕上绘制虚拟边界,而不需要等扫地机器人构建环境地图,因此用户操作更加方便,用户需要扫地机器人对某个区域进行清洁时,可以参考扫地机器人所在的位置,按照尺寸比例,直接通过绘制虚拟边界下达指令限定相应区域,而不需要根据实际的环境地图来绘制虚拟边界;由于用户绘制虚拟边界时不需要参考实际的环境地图,因此用户绘制虚拟边界时可以拥有更高的自由度,扫地机器人可以有更好的容错性,使得扫地机器人的使用过程更加人性化,提高用户的使用体验。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明:
图1a为用户绘制出封闭的虚拟边界的示意图;
图1b为在图1a中的虚拟边界内生成工作路径的示意图;
图2a为用户绘制出不封闭的虚拟边界的示意图;
图2b为环境边界与图2a中的虚拟边界形成封闭边界的示意图;
图2c为在图2b中的封闭边界内生成工作路径的示意图;
图2d为环境边界与图2a中的虚拟边界未形成封闭边界的示意图;
图2e为在图2d中的环境边界内生成工作路径的示意图;
图3为本发明中的扫地机器人完成一次清扫工作的流程图;
图4a为本发明中的扫地机器人生成工作路径的示意图;
图4b为本发明中的扫地机器人遇到障碍物后的路径变化示意图;
图4c为本发明中的扫地机器人避开障碍后的工作路径示意图;
图5为虚拟边界有开口的示意图;
图6a为本发明中的扫地机器人在构建环境边界过程中生成区域工作路径进行清扫工作的示意图(一);
图6b为本发明中的扫地机器人在构建环境边界过程中生成区域工作路径进行清扫工作的示意图(二);
图6c为本发明中的扫地机器人在构建环境边界过程中生成区域工作路径进行清扫工作的示意图(三);
图6d为本发明中的扫地机器人在构建环境边界过程中生成区域工作路径进行清扫工作的示意图(四);
图6e为本发明中的扫地机器人在构建环境边界过程中生成区域工作路径进行清扫工作的示意图(五);
图6f为本发明中的扫地机器人在构建环境边界过程中生成区域工作路径进行清扫工作的示意图(六);
图6g为本发明中的扫地机器人在构建环境边界过程中生成区域工作路径进行清扫工作的示意图(七);
图6h为本发明中的扫地机器人在构建环境边界过程中生成区域工作路径进行清扫工作的示意图(八)。
具体实施方式
本发明提供一种扫地机器人的工作方法,由用户在显示屏幕上绘制虚拟边界,扫地机器人将虚拟边界转换为规划边界,然后根据规划边界开始工作规划。工作规划一般包括判断规划边界是否封闭、生成工作路径等等。虚拟边界可以在扫地机器人开始清扫工作之前,也可以在扫地机器人正在进行清扫工作的过程中。
扫地机器人一般有自动控制清扫和人工控制清扫两种模式,自动控制清扫是在预定的周期内对预定的区域进行清扫,人工控制清扫是用户临时选择区域让扫地机器人进行清扫,本发明主要针对用户参与的人工控制清扫。由于用户可以直接在显示屏幕上绘制虚拟边界,而不需要等扫地机器人构建环境地图,因此用户操作更加方便,用户需要扫地机器人对某个区域进行清扫时,可以参考扫地机器人所在的位置,按照尺寸比例,直接通过绘制虚拟边界下达指令限定相应区域,而不需要根据实际的环境地图来绘制虚拟边界;由于用户绘制虚拟边界时不需要参考实际的环境地图,因此用户绘制虚拟边界时可以拥有更高的自由度,扫地机器人可以有更好的容错性,使得扫地机器人的使用过程更加人性化,提高用户的使用体验。
用户在开始绘制虚拟边界时,一般会默认让扫地机器人处于显示屏幕2的中心,便于用户以扫地机器人的位置为参考。由于用户绘制虚拟边界时的自由度较高,即用户可以随意绘制虚拟边界,因此虚拟边界不一定是封闭曲线,所以需要扫地机器人判断用户绘制的虚拟边界是否为封闭曲线:
1)若虚拟边界100是封闭曲线,如图1a所示,虚拟边界100是一个圆,则扫地机器人1将虚拟边界100转换为规划边界后,在规划边界内生成工作路径300进行清扫工作,如图1b所示,图1a中扫地机器人1处于虚拟边界100内,在确定工作路径300后,扫地机器人1沿着工作路径300开始清扫工作;
2)若虚拟边界100不是封闭曲线,如图2a所示,虚拟边界100只是一条直线,则扫地机器人1将虚拟边界100转换为规划边界后,扫地机器人1进入环境边界绘制模式。
环境边界绘制模式可以有不同的实现方式,下面通过实施例来具体说明。
实施例一:
扫地机器人1设有环境信息感测组件,环境信息感测组件可以是红外线感测器、超声波感测器、激光感测器、相机或摄像机等等,扫地机器人1进入环境边界绘制模式后,利用环境信息感测组件构建环境边界,扫地机器人1判断环境边界是否与规划边界连接形成封闭边界:
a)若环境边界200与规划边界连接形成封闭边界,如图2b所示,则扫地机器人1在封闭边界内生成工作路径300进行清扫工作,如图2c所示;
b)若环境边界200自身形成封闭边界后仍没有与规划边界连接形成封闭边界,如图2d所示,则扫地机器人1将虚拟边界100当作障碍物,并在环境边界200内生成工作路径300进行清扫工作,如图2e所示。
综合上述所有内容,扫地机器人1完成一次清扫工作所经历的过程可以结合图3理解。
扫地机器人1构建环境边界200后将环境边界200存储,扫地机器人1在下次清扫工作开始前调用当前环境的环境边界200并在显示屏幕2上显示。这种情况需要扫地机器人1没有被人为移动过位置,否则扫地机器人1无法判断自己所处的环境。由于环境边界200可以直接调用,让用户绘制虚拟边界100时能够更有针对性,提高扫地机器人1的工作效率。由于只是保存环境边界200,而不是保存环境地图,不需要考虑环境边界200范围内的家具位置的变化,因此保存数据较小,读取加载更快速,可以提高工作效率。
由于扫地机器人1生成工作路径300时,并不清楚当前所处环境的状况,默认是封闭边界内没有任何障碍物,就好比一个空房间,只有四周的墙壁,地面上没有任何家具物品,因此扫地机器人1在清扫工作过程中采用避障模式。避障模式可以参考图4a至图4c来理解,其中虚线表示生成的工作路径300,实线表示为了避开障碍行走的路径,如图4a所示,扫地机器人1生成工作路径300后,默认工作路径300上没有任何障碍物,因此扫地机器人1会沿着工作路径300行走并清扫,当工作路径300上出现障碍物400后,如图4b所示,扫地机器人1会贴着障碍物的边缘继续行走,直到重新回到工作路径300上继续进行清扫工作,即如图4c所示。
为了方便用户的操作,显示屏幕2根据用户绘制虚拟边界100时点击的顺序自动将前一次点击的位置与后一次点击的位置连线。另外,显示屏幕2也可以设有供用户绘制圆形或多边形虚拟边界100的快捷键。
由于人工控制清扫模式一般都是用户根据临时需要来选择清扫区域,所以每次的清扫区域一般不会相同,所以扫地机器人1完成清扫工作后清除虚拟边界100,这样也可以避免用户在不同的清扫工作开始前绘制不同的虚拟边界100导致的冲突问题,而且扫地机器人1的存储空间有限,不保存虚拟边界100,也可以减少存储空间的消耗。
为了便于用户在绘制虚拟边界100时可以估计虚拟边界100的尺寸,显示屏幕2上显示比例尺21,显示屏幕2的画面在用户操作下放大或缩小,比例尺21同步放大或缩小。
在本实施例中,扫地机器人1包括无线联网装置,无线联网装置通过无线网络连接智能终端,显示屏幕2包括智能终端的显示屏。智能终端可以是手机、平板电脑等等。现在的多数人群都使用智能手机,通过安装控制扫地机器人1的应用后可以直接在手机上控制扫地机器人1,这样操作最为方便,能够大大提高用户的使用体验。
可以理解的,扫地机器人1包括机体,显示屏幕2设在机体上。
同样可以理解的,扫地机器人1包括遥控器,显示屏幕2设在遥控器上。
而且上述三种显示屏幕2可以同时实施。
由于扫地机器人1自身拥有一定的尺寸,因此扫地机器人1在判断用户绘制的虚拟边界100是否为封闭曲线时,若用户绘制的虚拟边界100有开口,开口的宽度W小于扫地机器人1的宽度D,例如图5所示,即扫地机器人1无法通过开口,扫地机器人1判断虚拟边界100为封闭曲线。由于不要求用户在绘制虚拟边界100时一定要绘制完整的封闭曲线,只要虚拟边界100的起点与终点足够近即可,不必重合,也可以被认为是封闭曲线,因此能够进一步提高用户绘制虚拟边界100的自由度。相应的,如果开口的宽度不小于扫地机器人1的宽度,即扫地机器人1可以从开口通过,扫地机器人1自然就判断虚拟边界100不是封闭曲线。扫地机器人1的宽度所指的是扫地机器人1的控制***中设定的尺寸,并不一定是扫地机器人1的实际尺寸,为避免碰撞,扫地机器人1的控制***中设定的尺寸会比扫地机器人1的实际尺寸略大。
实施例二:
除了采用实施例一中的实现方式,也可以采用本实施例的实现方式,即扫地机器人进入环境边界绘制模式后,利用环境信息感测组件构建环境边界并且在构建环境边界过程中生成区域工作路径进行清扫工作:
c)若环境边界与规划边界连接形成封闭边界,则扫地机器人在封闭边界内完成清扫工作,由多个区域工作路径连接从而覆盖整个封闭边界内的范围;
d)若环境边界自身形成封闭边界后仍没有与规划边界连接形成封闭边界,则扫地机器人将虚拟边界当作障碍物,并在环境边界内完成清扫工作。
区域工作路径可以根据实际需要来设置,例如是在固定长宽的矩形区域内生成区域工作路径。在本实施例中,扫地机器人遵循相对显示屏幕从下向上、从左向右进行区域清扫的规则来生成区域工作路径,可以理解的,扫地机器人也可以采用其他规则。扫地机器人开始行走每个区域工作路径时,都是以区域工作路径的相同位置开始,例如本实施例中均是从每个区域工作路径的左下角开始。
以用户绘制一条直线作为虚拟边界为例,如图6a所示,在用户绘制虚拟边界100后,扫地机器人1进入环境边界绘制模式;如图6b所示,扫地机器人1按照默认的行走方向行走,直到遇到环境边界,从而探知环境边界的第一部分2001;然后如图6c所示,沿着已知的环境边界确定区域工作路径S1进行清扫工作;然后按照默认的方向继续生成区域工作路径,如图6d所示,由于本实施例中S1右侧再生成同样大小的区域工作路径时,已经遇到虚拟边界生成的规划边界,所以根据已知的环境边界的第一部分2001和虚拟边界100确定区域工作路径S2进行清扫工作,并同时探知环境边界的第二部分2002;接着如图6e所示,扫地机器人1按照预定的规则继续进行区域清扫,沿区域工作路径S3行走清扫;接下来,由于扫地机器人1遇到已知环境边界的第二部分2002和规划边界,如图6f所示,所以区域工作路径S4也有相应调整;按照同样的规则,扫地机器人1还会探知到如图6g所示环境边界的第三部分2003,后续的区域工作路径就可以结合所有已知的环境边界来生成;如图6h所示,扫地机器人1探知完整的环境边界,并且依据同样的规则,沿着环境边界的第四部分2004行走至最下方,然后依次进行区域打扫,最终完成整个封闭边界内的清扫工作,图6g中的区域工作路径S5与S1可以不重叠。
由于扫地机器人1还无法判断实际的封闭边界是什么样的,所以采取边探索边清扫的方式,在构建环境边界时,先生成区域工作路径进行清扫工作,实现分区域清扫,减少重复行走路径,直到整个环境边界构建完成,同时也完成整个环境边界范围内的清扫工作。
此外,避障模式也可以采用遇到障碍后重新生成工作路径的方式。
在实际应用中,环境边界不一定是矩形的,可能是任意形状的曲线,本发明也同样适用。除上述优选实施例外,本发明还有其他的实施方式,本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形,只要不脱离本发明的精神,均应属于本发明权利要求书中所定义的范围。
Claims (10)
1.一种扫地机器人的工作方法,其特征在于,由用户在显示屏幕上绘制虚拟边界,扫地机器人将虚拟边界转换为规划边界,然后根据规划边界开始工作规划。
2.根据权利要求1所述的工作方法,其特征在于,所述扫地机器人判断用户绘制的虚拟边界是否为封闭曲线:
1)若虚拟边界是封闭曲线,则扫地机器人将虚拟边界转换为规划边界后,在规划边界内生成工作路径进行清扫工作;
2)若虚拟边界不是封闭曲线,则扫地机器人将虚拟边界转换为规划边界后,扫地机器人进入环境边界绘制模式。
3.根据权利要求2所述的工作方法,其特征在于,所述扫地机器人判断用户绘制的虚拟边界是否为封闭曲线时,若用户绘制的虚拟边界有开口,开口的宽度小于扫地机器人的宽度,扫地机器人判断虚拟边界为封闭曲线。
4.根据权利要求2所述的工作方法,其特征在于,所述扫地机器人设有环境信息感测组件,扫地机器人进入环境边界绘制模式后,利用环境信息感测组件构建环境边界,扫地机器人判断环境边界是否与规划边界连接形成封闭边界:
a)若环境边界与规划边界连接形成封闭边界,则扫地机器人在封闭边界内生成工作路径进行清扫工作;
b)若环境边界自身形成封闭边界后仍没有与规划边界连接形成封闭边界,则扫地机器人将虚拟边界当作障碍物,并在环境边界内生成工作路径进行清扫工作。
5.根据权利要求2所述的工作方法,其特征在于,所述扫地机器人设有环境信息感测组件,扫地机器人进入环境边界绘制模式后,利用环境信息感测组件构建环境边界并且在构建环境边界过程中生成区域工作路径进行清扫工作:
c)若环境边界与规划边界连接形成封闭边界,则扫地机器人在封闭边界内完成清扫工作;
d)若环境边界自身形成封闭边界后仍没有与规划边界连接形成封闭边界,则扫地机器人将虚拟边界当作障碍物,并在环境边界内完成清扫工作。
6.根据权利要求4或5所述的工作方法,其特征在于,所述扫地机器人在清扫工作过程中采用避障模式。
7.根据权利要求1所述的工作方法,其特征在于,所述显示屏幕根据用户绘制虚拟边界时点击的顺序自动将前一次点击的位置与后一次点击的位置连线。
8.根据权利要求1所述的工作方法,其特征在于,所述显示屏幕设有供用户绘制圆形或多边形虚拟边界的快捷键。
9.根据权利要求1所述的工作方法,其特征在于,所述扫地机器人完成清扫工作后清除虚拟边界;或者,所述显示屏幕上显示比例尺,显示屏幕的画面在用户操作下放大或缩小,比例尺同步放大或缩小。
10.根据权利要求1所述的工作方法,其特征在于,所述扫地机器人包括机体,显示屏幕设在机体上;或者,所述扫地机器人包括遥控器,显示屏幕设在遥控器上;或者,所述扫地机器人包括无线联网装置,无线联网装置通过无线网络连接智能终端,显示屏幕包括智能终端的显示屏。
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