CN109421057B

CN109421057B - 自移动净化机器人自动选点方法

Info

Publication number: CN109421057B
Application number: CN201710743153.9A
Authority: CN
Inventors: 汤进举
Original assignee: Ecovacs Robotics Suzhou Co Ltd
Current assignee: Ecovacs Robotics Suzhou Co Ltd
Priority date: 2017-08-25
Filing date: 2017-08-25
Publication date: 2022-04-01
Anticipated expiration: 2037-08-25
Also published as: CN109421057A

Abstract

一种自移动净化机器人自动选点方法，包括如下步骤：步骤100：自移动净化机器人在待净化空间中行走，生成待净化空间的环境地图；步骤300：自移动净化机器人根据所述环境地图，自动选择净化点进行净化作业。本发明将空气质量地图作为自动选点条件纳入路径规划方案中，使空气净化机器人的路径规划更加科学有效；净化点选择方式更加科学，进一步提高自移动净化机器人的工作效率，缩短工作时长，节能降耗。

Description

自移动净化机器人自动选点方法

技术领域

本发明涉及一种自移动净化机器人自动选点方法，属于小家电制造技术领域。

背景技术

普通的自移动机器人对于地图的建立往往需要的都是空间信息，用来检测自移动机器人是否可以通过，或者进行路径规划；但是对于自移动净化机器人来说，路径规划的目的是进行空气净化，保持室内的空气干净清新，这就要求地图中不仅要有空间信息，更需要有空气质量的分布情况，以便自移动净化机器人能够更好地进行路径规划，选择净化点。同时，现有的净化器或净化机器人对于净化点的选取基本靠人工选点，单纯的人工选点操作复杂且给用户的使用上带来不便。另外，人工选点无法客观的选择最佳净化点，导致净化效率较低，且电量损耗较大。

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，提供一种自移动净化机器人自动选点方法，将空气质量地图作为自动选点条件纳入路径规划方案中，使空气净化机器人的路径规划更加科学有效；净化点选择方式更加科学，进一步提高自移动净化机器人的工作效率，缩短工作时长，节能降耗。

本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：

一种自移动净化机器人自动选点方法，包括如下步骤：

步骤100：自移动净化机器人在待净化空间中行走，生成待净化空间的环境地图；

步骤300：自移动净化机器人根据所述环境地图，自动选择净化点进行净化作业。

具体来说，所述步骤100中的环境地图为多层环境地图，所述多层环境地图包含多个不同高度的二维环境地图。

所述多层环境地图包括多张二维环境地图，每张所述二维环境地图上均具有障碍物信息，各张二维环境地图中的障碍物信息所对应的障碍物高度不同。

或者，所述多层环境地图包括一张二维环境地图，所述二维环境地图上包含有不同高度障碍物的信息并采用不同的方式标注。

进一步地，所述步骤300具体内容为：将所述环境地图划分成多个子区域，将每个子区域的中心选为净化点。

更进一步地，所述步骤100和步骤300之间进一步包括：

步骤200：在步骤100的行走过程中，自移动净化机器人获得所述待净化空间中的空气质量实时数据，在所述环境地图上对应标注空气质量实时数据，生成空气质量地图。

所述步骤300具体包括：结合所述空气质量地图和环境地图，将所述待净化空间分成多个待净化子区域，选取其中一个子区域的中心点和所述子区域的空气质量最差的点配以不同的权重进行选点操作。

所述步骤200具体还包括：在步骤100的行走过程中，自移动净化机器人所获得的待净化空间中的某一区域的空气质量实时数据超过预设的污染定值时，自移动净化机器人认定所述某一区域为污染区域，进入所述污染区域遍历行走，记录空气质量最差的点和污染区域的半径。所述污染定值为PM2.5达到35微克每立方米。

根据需要，所述步骤300中的选点操作具体包括：

设污染区域半径为R，自移动净化机器人处于待净化空间中心时的位置到空气质量最差的点的距离为L；

当R＜L时，自移动净化机器人选择待净化空间A中心时位置到空气质量最差的点的直线路径上距离污染物中心0.8R的位置为净化点，并移动到该位置上进行净化作业；

当R≥L时，自移动净化机器人选择待净化空间A中心时位置到空气质量最差的点的直线路径上距离污染物中心0.8L的位置为净化点，并移动到该位置上进行净化作业。

综上所述，本发明提供一种自移动净化机器人自动选点方法，用户可以很直观地看到自己房间内的空气质量分布，从而提升用户体验；将空气质量地图作为自动选点条件纳入路径规划方案中，使空气净化机器人的路径规划更加科学有效；净化点选择方式更加科学，进一步提高自移动净化机器人的工作效率，缩短工作时长，节能降耗。

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为本发明实施例一待净化空间示意图；

图2为本发明实施例一带净化空间分区示意图；

图3为本发明自移动净化机器人的整体结构示意图；

图4为本发明实施例二的自动选点方法流程图；

图5为本发明实施例三污染区域和自移动净化机器人的相对位置关系示意图。

具体实施方式

实施例一

图1为本发明实施例一待净化空间示意图。如图1所示，本发明提供一种自移动净化机器人自动选点方法，包括如下步骤：首先，自移动净化机器人M在待净化空间A中行走，生成待净化空间A的环境地图；其次，自移动净化机器人M根据所述环境地图，自动选择净化点进行净化作业。比如：可以选择待净化空间A的中心AO作为该区域的净化点。由于待净化空间A中的不同位置，不同高度存在不同的障碍物，为了避免自移动净化机器人M在待净化空间A的行走过程中遇到障碍物，所述环境地图为多层环境地图，包含多个不同高度的二维环境地图。该多层环境地图是通过设置在自移动净化机器人机身不同高度上的不同的传感器组件探测获得的。

另外，当待净化空间的面积比较大的时候，为了方便自移动净化机器人的工作，也可以将所述环境地图划分成多个子区域，将每个子区域的中心选为净化点。图2为本发明实施例一待净化空间分区示意图。如图2所示，待净化空间被分割成了A1、B2、C3和D4四个区域，自移动净化机器人M同样可以在待净化空间中行走，先生成待净化空间的环境地图；其次，自移动净化机器人M根据所述环境地图的大小对其分区，自动选择每个分区的中心点作为净化点逐一进行净化作业。当然，当环境足够大且障碍物足够多的时候，如果自移动净化机器人无法到达某个区域的中心点，则选择距中心点最近的可到达的点为净化点开始净化作业。

由上述过程可知，在本实施例中所提供的自移动净化机器人自动选点方法，包括如下步骤：

具体来说，所述步骤100中的环境地图为多层环境地图，所述多层环境地图包含多个不同高度的二维环境地图。更具体地，所述多层环境地图包括多张二维环境地图，每张所述二维环境地图上均具有障碍物信息，各张二维环境地图中的障碍物信息所对应的障碍物高度不同。或者，所述多层环境地图包括一张二维环境地图，所述二维环境地图上包含有不同高度障碍物的信息并采用不同的方式标注。

也就是说，在本实施例中，自移动净化机器人仅仅生成环境地图，并基于环境地图中的障碍物信息，直接选择中心点或者分区选择中心点，执行净化作业。

图3为本发明自移动净化机器人的整体结构示意图。如图3所示，本发明提供一种自移动净化机器人，包括机器人本体10和设置在所述机器人本体10上的控制单元(图中未示出)，所述机器人本体10包括多层地图信息采集装置20，用于采集作业环境不同高度障碍物的信息。所述多层地图信息采集装置20包括多个距离传感器，其中多个距离传感器所处的高度不同，所述距离传感器包括超声波测距仪22、红外测距仪23和激光测距仪21等。所述多层地图信息采集装置20与控制单元电性连接，将采集到的障碍物信息发送给控制单元，控制单元接收并处理不同高度障碍物的信息，根据障碍物信息建立多层地图。所述多层地图包括多个二维地图，每个二维地图对应不同高度障碍物的信息。或者，所述多层地图包括一个二维障碍物地图，控制单元可以将不同高度障碍物的信息用不同的方式(图案、色彩等)标注在所述二维障碍物地图上，即所述二维障碍物地图对应不同高度障碍物的综合分布信息。也就是说，上述的多个二维地图是通过设置在自移动机器人机体不同高度上的传感器组件的探测来实现的，比如：激光测距传感器组件、红外传感器组件或超声波传感器组件等。这些设置在不同高度上的传感器组件将待作业空间在特定高度范围内，分割成多个探测层，并记录每个探测层探测到的障碍物信息生成多层环境地图。在实际应用中，能够探测到待作业空间的高度范围，由各种传感器组件本身的工作范围决定。

实施例二

图4为本发明实施例二的自动选点方法流程图。如图4所示，本实施例提供一种自移动净化机器人自动选点方法，包括如下步骤：

步骤200：在步骤100的行走过程中，自移动净化机器人获得所述待净化空间中的空气质量实时数据，在所述环境地图上对应标注空气质量实时数据，生成空气质量地图；

由上述内容可知，本实施例是在实施例一基础上的改进，在环境地图的基础上，又增加了待净化空间中空气质量的实时数据形成空气质量地图，自移动净化机器人需要综合障碍物信息和空气质量信息，权衡选择净化点，规划路径进行净化作业。

同样地，为了保证自移动净化机器人的安全行走，所述环境地图为多层环境地图，包含多个不同高度的二维环境地图。

进一步地，所述步骤300具体内容为：将所述环境地图划分成多个子区域，将每个子区域的中心选为净化点；所述步骤300具体包括：结合所述空气质量地图和环境地图，将所述待净化空间分成多个待净化子区域，选取其中一个子区域的中心点和所述子区域的空气质量最差的点配以不同的权重进行选点操作。自移动净化机器人利用接收到的空气质量传感器实时数据，配合多层地图的建立，即可绘制出室内的空气质量图，在不同的区域，可以标注出不同的空气质量。结合空气质量分布图来实时更改探索策略，在空气质量差的位置附近进行精细探索，在空气质量较好的位置附近进行粗略探索，提高探索效率，并且方便之后的选点。也就是说，自移动净化机器人需要规避不同高度障碍物的同时，结合待净化空间的中心位置和空气质量，权衡选择净化点，规划路径进行净化作业。结合空气质量图，在空气质量最差的地方选点，如果空气质量最差的地方无法直接到达，则可以在其附近可到达的区域进行选点。比如：如果有人在床上吸烟时，自移动净化机器人只能在床附近区域开启清洁。也就是说，自移动净化机器人结合多层环境地图以及空气质量图进行智能选点，通过一种方式选取适合的风量及净化点，在净化效率最高且可到达的净化点进行智能净化。

实施例三

本实施例提供一种自移动净化机器人自动选点方法，包括如下步骤：

自移动净化机器人所获得的待净化空间中的某一区域的空气质量实时数据超过预设的污染定值时，自移动净化机器人认定所述某一区域为污染区域，进入所述污染区域遍历行走，记录空气质量最差的点和污染区域的半径。需要说明的是，根据相关法规的规定，影响空气质量的PM2.5在35微克每立方米以下为优，35-75为良，75以上为差，基于该规定，上述的污染定值为PM2.5达到35微克每立方米。当然，在实际应用中，并不局限于这种污染物，也可以根据需要对污染定值做与其他污染物有关的具体限定。

步骤300：自移动净化机器人根据所述环境地图，自动选择净化点进行净化作业；

图5为本发明实施例三污染区域和自移动净化机器人的相对位置关系示意图。如图5所示，设污染区域半径为R，自移动净化机器人处于待净化空间中心时的位置到空气质量最差的点的距离为L；当R＜L时，自移动净化机器人选择待净化空间A中心位置到空气质量最差的点的直线路径上并且距离污染物中心0.8R的位置为净化点，并移动到该位置上进行净化作业；当R≥L时，自移动净化机器人选择待净化空间A中心位置到空气质量最差的点的直线路径上并且距离污染物中心0.8L的位置为净化点，并移动到该位置上进行净化作业。只有这样，才能够使自移动净化机器人尽量位于污染物范围内又不远离区域中心位置，净化效果较好，移动路径较短亦较安全。

由上述内容可知，本实施例所提供的自移动净化机器人自动选点方法是在实施例二基础上的改进，两者的技术方案基本相同，不同之处在于在本实施例中，净化点选点操作的具体方法进行了限定。即：通过比较污染区域半径为R和自移动净化机器人处于待净化空间中心时的位置到空气质量最差的点的距离L之间的大小来实现。

综上所述，本发明提供一种自移动净化机器人自动选点方法，将空气质量地图作为自动选点条件纳入路径规划方案中，使空气净化机器人的路径规划更加科学有效；净化点选择方式更加科学，进一步提高自移动净化机器人的工作效率，缩短工作时长，节能降耗。除此之外，如果进一步通过信号传输的方式应用到手机APP上，还可以使用户很直观地看到自己房间内的空气质量分布，从而提升用户体验。

Claims

1.一种自移动净化机器人自动选点方法，其特征在于，包括如下步骤：

所述步骤100和步骤300之间进一步包括：

所述步骤300具体包括：

结合所述空气质量地图和环境地图，将所述待净化空间分成多个待净化子区域，选取其中一个子区域的中心点和所述子区域的空气质量最差的点配以不同的权重进行选点操作。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤100中的环境地图为多层环境地图，所述多层环境地图包含多个不同高度的二维环境地图。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述多层环境地图包括多张二维环境地图，每张所述二维环境地图上均具有障碍物信息，各张二维环境地图中的障碍物信息所对应的障碍物高度不同。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述多层环境地图包括一张二维环境地图，所述二维环境地图上包含有不同高度障碍物的信息并采用不同的方式标注。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤300具体内容为：

将所述环境地图划分成多个子区域，将每个子区域的中心选为净化点。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤200具体还包括：

在步骤100的行走过程中，自移动净化机器人所获得的待净化空间(A)中的某一区域的空气质量实时数据超过预设的污染定值时，自移动净化机器人认定所述某一区域为污染区域，进入所述污染区域遍历行走，记录空气质量最差的点和污染区域的半径。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤300中的选点操作具体包括：

当R＜L时，自移动净化机器人选择待净化空间(A)中心位置到空气质量最差的点的直线路径上并且距离污染物中心0.8R的位置为净化点，并移动到该位置上进行净化作业；

当R≥L时，自移动净化机器人选择待净化空间(A)中心位置到空气质量最差的点的直线路径上并且距离污染物中心0.8L的位置为净化点，并移动到该位置上进行净化作业。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述污染定值为PM2.5达到35微克每立方米。