CN110123210B - 一种机器人地检方法、清洁机器人以及数据存储装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种机器人地检方法、清洁机器人及数据存储装置，通过检测机器人是否完成地检参数设定，判断机器人是否完成地检参数学习，若判定机器人未完成学习，则采集机器人的第一地检数据和第二地检数据以完成参数学习，并获取第一相关函数，在完成参数学习和获取第一相关函数基础上，采集实时的第三地检数据，获取第二相关函数，对第三地检数据进行处理，获得期望地检数据，使得期望地检数据更加接近真实值，更加准确。所述机器人地检方法避免了对机器人进行结构上的修改，节省制造成本，同时提高了机器人的抗干扰性和地检信号的准确性。

Description

一种机器人地检方法、清洁机器人以及数据存储装置

技术领域

本发明涉及地面检测技术领域，尤其涉及一种机器人地检方法、清洁机器人以及数据存储装置。

背景技术

一般的，扫地机器人在机身的底部边缘设置有多个悬崖传感器，通过这些传感器检测悬崖，而悬崖传感器中通常设置一对光学发射器对地面状况进行检测。为了提高扫地机器人的清扫效果，扫地机器人在机身的底部也会设置边扫装置，边扫装置包括毛刷，毛刷在转动的时候会遮挡住悬崖传感器，从而影响地检信号的稳定性。市场上许多生产扫地机器人的厂商为了解决上述问题，有的则是将边扫装置的位置或者毛刷长度进行调整，使得边扫装置避开悬崖传感器，但这种方案一方面对扫地机机器人整体结构调整较大，耗费的资金成本庞大，另一方面这种方案中，通常毛刷较短清扫效果较差，因此需要对扫地机器人进行改进。

发明内容

本发明至少在一定程度上解决上述技术问题之一，因此本发明提供了一种机器人地检方法、清洁机器人以及数据存储装置，通过对地检数据进行处理减少边扫装置的干扰，使得输出的地检数据更加准确有效。

本发明的第一个目的在于提出一种机器人地检方法，包括以下步骤：

步骤S1，检测机器人是否完成地检参数设定；

步骤S2，若否则采集机器人的第一地检数据，并根据第一地检数据设置地检参数；

步骤S3，采集机器人的第二地检数据，通过第一地检数据和第二地检数据获得第一相关函数；

步骤S4，获取第二相关函数，通过第一相关函数和第二相关函数，获得期望地检数据。

进一步的，步骤S1中包括下列步骤：

步骤S11，通过检测数据备份标志位是否发生变化，判断机器人是否完成地检参数设定；

步骤S12，若数据备份标志位未发生变化则跳至步骤S2，若数据备份标志位已发生变化则跳至步骤S4。

进一步的，步骤S2中包括以下步骤：

步骤S21，将机器人的边扫装置以第一转速运行，以第一采样时间为采样周期进行数据采集；

步骤S22,判断采样周期数是否达到预设周期数，若是则获取第一地检数据，若否则返回步骤S21继续采集数据。

更进一步的，步骤S2中包括以下步骤：步骤S23，根据所述第一地检数据设置地检参数，所述第一地检数据包括第一波峰值和第一波谷值。

进一步的，所述步骤S3包括以下步骤：

步骤S31，对所述边扫装置加速以获得第二转速，并采集第二地检数据，同时判断第二转速是否满足第一条件和/或第二条件，其中，所述第一条件为第二转速到预设转速值，所述第二条件为加速时间达到预设加速时间；

步骤S32，若是则控制所述边扫装置以第二转速运行，获取并存储第二地检数据。

更进一步的，所述步骤S3包括下列步骤：

步骤S33，若否则进一步判断所述第二地检数据是否满足地检条件；

若第二地检数据满足所述地检条件，则获取并存储所述第二地检数据，所述第二地检数据包括第二地检信号值，所述地检条件为所述第二地检信号值在预设区间内，所述预设区间与地检参数相关；

若第二地检数据不满足所述地检条件，则跳回步骤S2；

步骤S34，通过所述第一地检数据和第二地检数据获得第一相关函数，所述第一相关函数至少与边扫装置的转速相关。

更进一步的，步骤S4包括：步骤S41，采集机器人的第三地检数据，通过第三地检数据和第一相关函数获得第二相关函数。

更进一步的，步骤S4包括：步骤S42，根据第二相关函数获得误差系数，根据所述误差系数对第三地检数据进行处理，获得所述期望地检数据。

本发明的第二个目的在于提出一种清洁机器人，所述清洁机器人包括存储器以及处理器，所述处理器与所述存储器通信连接，所述存储器存储有若干指令，所述若干指令被所述处理器执行，以使所述处理器能够执行上述实施例中任意一项所述的方法。

在其中一个实施例中，所示清洁机器人包括边扫装置和至少一个地检模块，所述至少一个地检模块被配置为检测地面信息。

本发明的第三个目的在于提出一种数据存储装置，所述数据存储装置包括存储器和处理器，所述存储器中存储有指令，所述处理器通过执行所述存储器中存储的指令使得数据存储装置实现上述实施例中任意一项所述的方法。

本发明与现有技术相比至少具有以下有益效果：本发明提出一种机器人地检方法，通过检测机器人是否完成地检参数设定，判断机器人是否完成地检参数学习，若判定机器人未完成学习，则采集机器人的第一地检数据和第二地检数据以完成参数学习，并获取第一相关函数，在完成参数学习和获取第一相关函数基础上，采集实时的第三地检数据，获取第二相关函数，对第三地检数据进行处理，获得期望地检数据，使得期望地检数据更加接近真实值，更加准确。所述方法避免了对机器人进行结构上的修改，节省制造成本，同时提高了机器人的抗干扰性和地检信号的准确性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的机器人地检方法总体流程示意图；

图2为本发明实施例提供的步骤S1流程示意图；

图3为本发明实施例提供的步骤S2流程示意图；

图4为本发明实施例提供的步骤S3流程示意图；

图5为本发明实施例提供的步骤S4流程示意图；

图6为本发明实施例提供的机器人地检方法处理流程示意图；

图7为本发明实施例供的清洁机器人底部示意图。

附图标记说明：清洁机器人10；机器人主体100；边扫装置200；地检模块300。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图及实施例对本发明做进一步描述。

请参考附图7，清洁机器人10包括机器人主体100、边扫装置200和至少一个地检模块300，所示边扫装置200和至少一个地检模块300设置在所述机器人主体100上，所述至少一个地检模块300被配置为检测地面信息。由于所述边扫装置200的毛刷转动时对地检模块300遮挡，使得地检模块300测得的数据不准确，因此对针对上述情形，本发明对清洁机器人10的内部软件算法进行了进一步的优化。

如附图1所示，本发明提出一种机器人地检方法，包括以下步骤：

步骤S1，检测机器人是否完成地检参数设定；

步骤S2，若否则采集机器人的第一地检数据，并根据第一地检数据设置地检参数；

步骤S3，采集机器人的第二地检数据，通过第一地检数据和第二地检数据获得第一相关函数；

步骤S4，获取第二相关函数，通过第一相关函数和第二相关函数，获得期望地检数据。

通过检测机器人是否完成地检参数设定，判断机器人是否完成地检参数学习，若判定机器人未完成学习，则采集机器人的第一地检数据和第二地检数据以完成参数学习，并获取第一相关函数，在完成参数学习和获取第一相关函数基础上，采集实时的第三地检数据，获取第二相关函数，对第三地检数据进行处理，获得期望地检数据，使得期望地检数据更加接近真实值，更加准确。所述方法避免了对机器人进行结构上的修改，节省制造成本，同时提高了机器人的抗干扰性和地检信号的准确性。

进一步的，参考附图2和附图6，步骤S1中包括下列步骤：

步骤S11，通过检测数据备份标志位是否发生变化，判断机器人是否完成地检参数设定，所述数据备份标志位是设置在Flash数据存储器内的起始标志位，例如起始标志位若不是0xAB，则表明未进行备份，需要进行数据备份和学习。

步骤S12，若数据备份标志位未发生变化则跳至步骤S2，若数据备份标志位已发生变化则跳至步骤S4。例如数据备份标志位若检测时0xAB，则表明已经进行数据备份和学习，则只需在前面备份数据基础上，进行采集实时的数据输出地检信号。

进一步的，参考附图3和附图6所示，步骤S2中包括以下步骤：

步骤S21，将机器人的边扫装置200以第一转速运行，以第一采样时间为采样周期进行数据采集。具体而言，步骤S21机器人进行参数学习和数据备份过程中，先将机器人的边扫装置200由较小的转速开始转动，使得边扫装置200几乎对地检模块300没有遮挡，此时输出的地检信号300是无边扫装置200干扰的地检信号。

步骤S22,判断采样周期数是否达到预设周期数，若是则获取第一地检数据，若否则返回步骤S21继续采集数据。具体而言，在所述第一转速运行的情况下，需要采集100-200个采样周期的数据，所述采样周期为100us，当采集的数据足够多时，则此时的数据可靠性较高，将这100-200个采样周期的数据作为第一地检数据。

更进一步的，步骤S2中包括以下步骤：步骤S23，根据所述第一地检数据设置地检参数，所述第一地检数据包括第一波峰值和第一波谷值。在获得第一地检数据的基础上，由于第一地检数据是若干组接近正弦波的曲线，因此存在波峰值和波谷值，取这100-200个采样周期的数据中的所有波峰值，求和取平均值获得第一波峰值，取这100-200个采样周期的数据中的所有波谷值，求和取平均值获得第一波谷值，将第一波峰值和第一波谷值设置为地检参数的一部分。

进一步的，参考附图4和附图6，所述步骤S3提供了两种筛选第二转速和第二地检数据的实施例。

实施例一，所述步骤S3包括以下步骤：

步骤S31，对所述边扫装置200加速以获得第二转速，并采集第二地检数据，同时判断第二转速是否满足第一条件和/或第二条件，其中，所述第一条件为第二转速到预设转速值，所述第二条件为加速时间达到预设加速时间；

步骤S32，若是则控制所述边扫装置200以第二转速运行，获取并存储第二地检数据。

边扫装置200在加速过程中，边扫装置200的毛刷转动加快导致毛刷对地检模块300的遮挡频率变高，使得边扫装置200对地检模块300的影响逐渐增强。所述机器人的边扫装置200通常的设有最优转速区间，例如120rpm～180rpm，通过步骤S31和步骤S32，获得第二转速，第二转速为最佳转速，在第二转速下边扫装置200造成的影响，刚好在***可接受的范围内，即此时地检模块300刚好可以测出地面上的悬崖，超过所述第二转速，地检模块300将无法测出地面上的悬崖。

实施例二，所述步骤S3包括下列步骤：

步骤S33，若否则进一步判断所述第二地检数据是否满足地检条件；

若第二地检数据满足所述地检条件，则获取并存储所述第二地检数据，所述第二地检数据包括第二地检信号值，所述地检条件为所述第二地检信号值在预设区间内，所述预设区间与地检参数相关，假设地检参数为R，则预设区间为[0.8R,1.2R]，此处只作为例子进行说明，并不代表具体地检参数和预设区间是该数值，优选的，所述预设区间为[(1-k)*R,(1+k)*R]，其中k为大于0且小于1。所述第二地检信号包括第二波峰信号和第二波谷信号，所述第二波峰信号和第二波谷信号的计算方式与步骤S23的相似。

若第二地检数据不满足所述地检条件，则跳回步骤S2；

步骤S34，通过所述第一地检数据和第二地检数据获得第一相关函数，所述第一相关函数至少与边扫装置200的转速相关。

下面介绍第一相关函数在本发明中应用的具体实施例。

定义第一相关函数为y＝f(V,δ)，其中δ是波峰变化率或波谷变化率，V是边扫装置200的转速，通过下列公式获取波峰差值和波谷差值，△H＝|H1-H2|，△L＝|L1-L2|，其中△H和△L分别是波峰差值和波谷差值，H1和H2分别为第一波峰值和第二波峰值，L1和L2分别为第一波谷值和第二波谷值，若△H大于△L则为正相关，即边扫装置200增强了地检信号，若△H小于△L，则为负相关，即边扫装置200削弱了地检信号。所述正相关和所述负相关，指的是边扫装置200与地检信号的相关性。

当确定为负相关时，则可判定边扫装置200的毛刷吸收地检光线，如黑色毛刷的边扫装置200，使得第二地检信号变弱，边扫装置200的毛刷遮挡时，第二地检信号出现第二波谷值，无遮挡时出现第二波峰值，此时继续增加边扫装置200的转速则第二波峰值会发生较大变化。

当确定为正相关时，则可判定边扫装置200的毛刷反射地检光线，如白色毛刷的边扫装置200，使得第二地检信号变强，边扫装置200的毛刷遮挡时，第二地检信号出现第二波峰值，无遮挡时出现第二波谷值，此时继续增加边扫装置200的转速则第二波谷值会发生较大变化。

在前面确定正负相关性的基础上，通过以下方式对第二地检数据进行比较：

当确定为负相关时则，取第二波峰值与第一波峰值进行比较，若第二波峰值大于等于(1-k)*R1，其中R1为第一波峰值，则判定所述第二地检数据满足地检条件，反之则不满足。

当确定为正相关时则，取第二波谷值与第一波谷值进行比较，若第二波谷值小于等于(1+k)*R2，其中R2为第一波谷值，则判定所述第二地检数据满足地检条件，反之则不满足。

通过上述实施例最终可获得符合要求的第二地检数据，完成地检参数的设定过程，完成机器人的学习过程。完成上述的地检参数设定后，修改所述地数据备份标志位，使得二次使用时所述机器人可直接使用，跳过中间的学习过程，采集实时第三地检数据后，能够直接输出准确的地检信号。

更进一步的，参考附图5，步骤S4包括：步骤S41，采集机器人的第三地检数据，通过第三地检数据和第一相关函数获得第二相关函数。所述第三地检数据为实时运行所述机器人时所采集的数据。

更进一步的，步骤S4包括：步骤S42，根据第二相关函数获得误差系数，根据所述误差系数对第三地检数据进行处理，获得所述期望地检数据。

定义第二相关函数为其中y是第一相关函数，为与所述第三地检数据相关的第三地检信号，V是边扫装置200的转速。在实际测量地检信号过程中，第三地检信号可能受到边扫装置200影响，需要进行处理。

通过第一相关函数确定边扫装置200是正相关或者负相关，将实时测得的第三地检信号代入第二相关函数，根据第二相关函数获得误差系数，根据所述误差系数和边扫装置200的相关性对第三地检数据进行处理。

下面举例进行说明，例如确定无扫边装置干扰时地检信号的波峰值为1000，有扫边装置时地检信号为800，则该转速下边扫装置200对地检信号的误差系数为20％，若在同样转速下，测得的第三地检数据的波峰值为900，则对第三地检数据的波峰值进行以下处理：将第三地检数据的波峰值增大0.2倍，获得期望地检数据的波峰值1080。

类似的，若确定边扫装置200是正相关时，则所测得的第三地检数据与真实值相比偏大，则需要将第三地检数据缩小，获得的期望地检数据才会更加接近真实地检数据。通过上述方式，可对第三地检数据进行最大程度还原，以减少边扫装置200的干扰，使得机器人输出的地检信号更加准确。

本发明的第二个目的在于提出一种清洁机器人10，所述清洁机器人10包括存储器以及处理器，所述处理器与所述存储器通信连接，所述存储器存储有若干指令，所述若干指令被所述处理器执行，以使所述处理器能够执行上述实施例中所述的方法。

本发明的第三个目的在于提出一种数据存储装置，所述数据存储装置包括存储器和处理器，所述存储器中存储有指令，所述处理器通过执行所述存储器中存储的指令使得数据存储装置实现上述实施例中所述的方法。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种机器人地检方法，所述机器人地检方法应用于机器人，机器人包括边扫装置和至少一个地检模块，所述至少一个地检模块被配置为检测地面信息，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，检测机器人是否完成地检参数设定；

步骤S2，若否，则采集机器人的第一地检数据，并根据第一地检数据设置地检参数；

步骤S3，采集机器人的第二地检数据，通过第一地检数据和第二地检数据获得第一相关函数；

步骤S4，获取第二相关函数，通过第一相关函数和第二相关函数，获得期望地检数据；

所述步骤S2中包括以下步骤：

步骤S21，将机器人的边扫装置以第一转速运行，以第一采样时间为采样周期进行数据采集，其中，所述第一转速使得边扫装置几乎对地检模块没有遮挡；

步骤S22，判断采样周期数是否达到预设周期数，若是则获取第一地检数据，若否则返回步骤S21继续采集数据；

步骤S23，根据所述第一地检数据设置地检参数，所述第一地检数据包括第一波峰值和第一波谷值，

所述步骤S3包括以下步骤：

步骤S31，对所述边扫装置加速以获得第二转速，并采集第二地检数据，同时判断第二转速是否满足第一条件和/或第二条件，其中，所述第一条件为第二转速到预设转速值，所述第二条件为加速时间达到预设加速时间；

步骤S32，若是则控制所述边扫装置以第二转速运行，获取并存储第二地检数据，其中，所述第二转速为120rpm～180rpm，所述第二地检数据包括第二波峰信号值和第二波谷信号值；

步骤S34，通过所述第一地检数据和第二地检数据获得第一相关函数，所述第一相关函数至少与边扫装置的转速相关，定义第一相关函数为y＝f(V,δ)，其中δ是波峰变化率或波谷变化率，V是边扫装置的转速，通过下列公式获取波峰差值和波谷差值，ΔH＝|H1-H2|，ΔL＝|L1-L2|，其中ΔH和ΔL分别是波峰差值和波谷差值，H1和H2分别为第一波峰值和第二波峰值，L1和L2分别为第一波谷值和第二波谷值，若ΔH大于ΔL，则边扫装置与地检信号为正相关，若ΔH小于ΔL，则边扫装置与地检信号为负相关；

所述步骤S4包括以下步骤：

步骤S41，采集机器人的第三地检数据，通过第三地检数据和第一相关函数获得第二相关函数，所述第二相关函数与所述边扫装置的转速、所述第一相关函数以及与第三地检数据相关的第三地检信号相关；

根据第二相关函数获得误差系数，根据所述误差系数对第三地检数据进行处理，获得所述期望地检数据。

2.根据权利要求1所述的机器人地检方法，其特征在于，步骤S1中包括下列步骤：

步骤S11，通过检测数据备份标志位是否发生变化，判断机器人是否完成地检参数设定；

步骤S12，若数据备份标志位未发生变化则跳至步骤S2，若数据备份标志位已发生变化则跳至步骤S4。

3.根据权利要求1所述的机器人地检方法，其特征在于，所述步骤S3包括下列步骤：

步骤S33，若否则进一步判断所述第二地检数据是否满足地检条件，

若第二地检数据满足所述地检条件，则获取并存储所述第二地检数据，所述第二地检数据包括第二地检信号值，所述地检条件为所述第二地检信号值在预设区间内，所述预设区间与地检参数相关，

其中，当确定边扫装置与地检信号为负相关时则，取第二波峰值与第一波峰值进行比较，若第二波峰值大于等于(1-k)*R1，其中R1为第一波峰值，k大于0且小于1，则判定所述第二地检数据满足地检条件，反之则不满足；

当确定边扫装置与地检信号为正相关时则，取第二波谷值与第一波谷值进行比较，若第二波谷值小于等于(1+k)*R2，其中R2为第一波谷值，k大于0且小于1，则判定所述第二地检数据满足地检条件，反之则不满足；

若第二地检数据不满足所述地检条件，则跳回步骤S2；

若第二地检数据满足所述地检条件，则执行所述步骤S 34。

4.一种清洁机器人，其特征在于，所述清洁机器人包括存储器以及处理器，所述处理器与所述存储器通信连接，所述存储器存储有若干指令，所述若干指令被所述处理器执行，以使所述处理器能够执行权利要求1-3中任一项所述的方法。

5.根据权利要求4所述的清洁机器人，其特征在于，包括边扫装置和至少一个地检模块，所述至少一个地检模块被配置为检测地面信息。

6.一种数据存储装置，其特征在于，所述数据存储装置包括存储器和处理器，所述存储器中存储有指令，所述处理器通过执行所述存储器中存储的指令使得数据存储装置实现权利要求1至3中任一项所述的方法。

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