CN110353573B

CN110353573B - 扫地机器人的脱困方法、扫地机器人、计算设备及存储介质

Info

Publication number: CN110353573B
Application number: CN201910485955.3A
Authority: CN
Inventors: 杨勇; 吴泽晓; 郑志帆
Original assignee: Shenzhen 3irobotix Co Ltd
Current assignee: Shenzhen 3irobotix Co Ltd
Priority date: 2019-06-05
Filing date: 2019-06-05
Publication date: 2021-08-20
Anticipated expiration: 2039-06-05
Also published as: CN110353573A

Abstract

本发明适用于计算机技术领域，提出一种扫地机器人的脱困方法、扫地机器人、计算设备及存储介质。所述方法包括：若在预设时长内无任何触发信号且在所述预设时长内的位移为零，则确定当前时刻在环境地图中的位置坐标；以所述位置坐标为中心，在所述环境地图中的预设范围内生成虚拟障碍物，获得虚拟环境地图；根据所述虚拟环境地图，规划出目标行驶路径。其通过在环境地图中的预设范围内生成虚拟障碍物，获得虚拟环境地图，并根据虚拟环境地图，规划出目标行驶路径，来实现扫地机器人自动完成脱困，提高扫地机器人的工作效率以及用户的体验效果。

Description

扫地机器人的脱困方法、扫地机器人、计算设备及存储介质

技术领域

本发明属于计算机技术领域，尤其涉及一种扫地机器人的脱困方法、扫地机器人、计算设备及存储介质。

背景技术

随着人们生活水平的提高，扫地机器人在人们的生活中开始逐渐普及。扫地机器人，又称自动扫地机、智能吸尘器、机器人吸尘器等，是智能家用电器的一种，其通常借助于传感器能够检测出待清扫区域内的障碍物，并根据预设的脱困规则进行脱困，自动完成清扫工作。但是，目前扫地机器人仅能够检测到与自身大小差不多的障碍物，对于远远小于自身的障碍物或者与自身大小相近的缝隙等，扫地机器人往往检测不到，容易出现扫地机器人被卡住或者原地打滑的现象，需要借助人工干预进行脱困，不仅工作效率低且严重影响用户的体验效果。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了扫地机器人的脱困方法、扫地机器人、计算设备及存储介质，以解决现有技术中当扫地机器人遇到无法识别的障碍物，出现运行故障时，需要借助人工干预才能进行脱困的问题，提高扫地机器人的工作效率以及用户的体验效果。

本发明实施例的第一方面提供了一种扫地机器人的脱困方法，包括：

若在预设时长内无任何触发信号且在所述预设时长内的位移为零，则确定当前时刻在环境地图中的位置坐标，所述触发信号用于指示行驶路径；

以所述位置坐标为中心，在所述环境地图中的预设范围内生成虚拟障碍物，获得虚拟环境地图；

根据所述虚拟环境地图，规划出目标行驶路径。

可选地，在以所述位置坐标为中心，在所述环境地图中的预设范围内生成虚拟障碍物，获得虚拟环境地图之前，包括：

获取在所述预设时长内的运动数据；

基于所述运动数据与预设的阈值，确定当前的异常状态；

基于所述异常状态，确定所述环境地图中的预设范围的大小。

可选地，所述运动数据包括线速度和角速度，所述获取在所述预设时长内的运动数据，包括：

获取在所述预设时长内的至少两个时刻的线速度和角速度。

可选地，所述基于所述运动数据与预设的阈值，确定当前的异常状态，包括：

基于所述至少两个时刻的线速度确定当前的前进线速度；

基于所述至少两个时刻的角速度确定当前的航向角变化速度；

基于所述前进线速度和所述航向角变化速度确定当前的运动半径；

根据所述当前的运动半径与预设的阈值确定所述当前的异常状态。

可选地，所述根据所述当前的运动半径与预设的阈值确定所述当前的异常状态，包括：

若所述当前的运动半径小于或者等于所述预设的阈值，则判定所述当前的异常状态为卡住；

若所述当前的运动半径大于所述预设的阈值，则判定所述当前的异常状态为打滑。本发明实施例的第二方面提供了一种扫地机器人，包括：

第一确定模块，用于若在预设时长内无任何触发信号，且在所述预设时长内的位移为零时，确定当前时刻扫地机器人在环境地图中的位置坐标，所述触发信号用于指示行驶路径；

获得模块，用于以所述位置坐标为中心，在所述环境地图中的预设范围内生成虚拟障碍物，获得虚拟环境地图；

控制模块，用于根据所述虚拟环境地图，规划出目标行驶路径。

可选地，还包括：

获取模块，用于获取在预设时长内的运动数据；

第二确定模块，用于基于所述运动数据与预设的阈值，确定当前的异常状态；

第三确定模块，用于基于所述当前的异常状态，确定所述环境地图中的预设范围的大小。

可选地，所述运动数据包括线速度和角速度，所述获取模块，用于获取所述扫地机器人在所述预设时长内的至少两个时间点的线速度和角速度。本发明实施例的第三方面提供了一种计算设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任一实施例所述的扫地机器人的脱困方法。

本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一实施例所述的扫地机器人的脱困方法。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：

若在预设时长内无任何触发信号且在所述预设时长内的位移为零，则判定机器人被困，基于当前时刻在环境地图中的位置坐标在环境地图中的预设范围内生成虚拟障碍物，获得虚拟环境地图，并根据虚拟环境地图，规划出目标行驶路径，来实现扫地机器人自动完成脱困，提高扫地机器人的工作效率以及用户的体验效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明第一实施例提供的扫地机器人的脱困方法的实现流程；

图2是本发明第二实施例提供的扫地机器人的脱困方法的实现流程；

图3是图2中S203的具体实施流程；

图4是图3中S2034的具体实施流程；

图5是本发明第三实施例提供的扫地机器人的示意图；

图6是本发明第四实施例提供的扫地机器人的示意图；

图7是本发明提供的计算设备的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定***结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的***、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。如图1所示，是本发明第一实施例提供的扫地机器人的脱困方法的实现流程，本实施例的执行主体为扫地机器人。详述如下：

S101，若在预设时长内无任何触发信号且在所述预设时长内的位移为零，则确定当前时刻在环境地图中的位置坐标，所述触发信号用于指示行驶路径。

通常，为了避免扫地机器人在执行清扫任务的过程中，发生损坏，会在扫地机器人内安装多种功能传感器，如：限位传感器、视觉传感器、激光传感器、防跌落传感器、红外传感器、触边传感器等，以保证扫地机器人能在执行任务的过程中，避开各种障碍物，成功地完成任务。

而目前扫地机器人内安装的各种功能性传感器仅能够识别出与自身尺寸大小相等或者大于自身尺寸的障碍物，对于尺寸远小于自身尺寸的障碍物或者与自身大小相近的缝隙无法快速准确地识别出，如当地面上有铅笔等小物品时，由于无法快速准确地识别出，则不会发出任何触发信号，具体地，所述触发信号用于指示行驶路径，导致扫地机器人认为自身处于安全的情形，容易造成扫地机器人原地打滑的现象，或者当环境中有与自身大小相近的缝隙，如沙发的底部与地面之间的缝隙与扫地机器人高度非常接近时或者当扫地机器人行进到弧度与机器人的直径相接近的墙角时，容易造成扫地机器人卡住的现象。

一旦扫地机器人发生打滑或者卡住现象，则其位移为零。因此，在本方案中，若在预设时长内无任何触发信息且在所述预设时长内的位移为零，则判定机器人被困，需要进一步地确定机器人的异常状态，所述异常状态包括打滑或者卡住，具体地，首先确定当前时刻在环境地图中的位置坐标。

S102，以所述位置坐标为中心，在所述环境地图中的预设范围内生成虚拟障碍物，获得虚拟环境地图。

具体地，根据在预设时长内无任何触发信号且在预设时长内的位移为零，只能确定发生异常，但是无法具体确定障碍物的信息，在本方案中，为了进一步控制自动完成脱困，以所述位置坐标为中心，在所述环境地图中的预设范围内生成虚拟障碍物，获得虚拟环境地图。

S103，根据所述虚拟环境地图，规划出目标行驶路径。

具体地，根据所述虚拟环境地图，规划出目标行驶路径，需要通过位置传感器获取所述虚拟环境地图中的虚拟障碍物的位置信息，由前面分析可知，虚拟障碍物的坐标中心与扫地机器人当前时刻在环境地图中的位置坐标重合，其位置信息为所述预设范围在所述环境地图中的区域坐标信息；根据所述虚拟障碍物在所述环境地图中的位置信息，规划出目标行驶路径。可选地，目标行驶路径为：控制所述扫地机器人以当前时刻在环境地图中的位置坐标为起点，后退大于所述预设范围的半径的距离；控制所述扫地机器人沿所述预设范围的边缘路径行驶。

由上述内容可知，本发明提出的扫地机器人的脱困方法，包括若在预设时长内无任何触发信号且在所述预设时长内的位移为零，则确定当前时刻在环境地图中的位置坐标；以所述位置坐标为中心，在所述环境地图中的预设范围内生成虚拟障碍物，获得虚拟环境地图；根据所述虚拟环境地图，规划出目标行驶路径。其通过在环境地图中的预设范围内生成虚拟障碍物，获得虚拟环境地图，并根据虚拟环境地图，规划出目标行驶路径，来实现扫地机器人自动完成脱困，提高扫地机器人的工作效率以及用户的体验效果。

进一步地，如图2所示，是本发明第二实施例提供的扫地机器人的脱困方法的实现流程。由图2可知，本实施例与图1所示实施例相比，S201与S101的具体实施过程相同，S205与S102的具体实施过程相同，S206与S103的具体实施过程相同，在此不再做详细赘述，其不同点在于，在S201与S205之间包括S202-S204，具体如下：

S202，获取所述预设时长内的运动数据。

由前面实施例可知，当在预设时长内无任何触发信号且在所述预设时长内的位移为零时，可以确定扫地机器人进入脱困状态，但是还需要进一步确定具体的脱困路径，在本实施例中，需要获取所述预设时长内的运动数据，由于在所述预设时长内的位移为零，则所述运动数据不包括向前或者向后的位移。

具体地，所述运动数据包括线速度和角速度，所述S202包括：

获取在所述预设时长内的至少两个时刻的线速度和角速度。

可以理解地，通过对所述预设时长内不同时刻的运动数据进行比较分析，才能准确地确定当前的异常状态，因此，在本实施例中，需要获取在所述预设时长内的至少两个时刻的线速度和角速度，所述至少两个时刻可以是相邻的时刻，也可以是不相邻的时刻，在此不做具体限定。

S203，基于所述运动数据与预设的阈值，确定当前的异常状态。

具体地，扫地机器人进入异常状态时，有可能是发生打滑的情况，也有可能是被卡住的情况，具体还需要进一步进行确定。在本实例中，通过基于所述运动数据确定出当前的运动半径，并比较运动半径与预设的阈值之间的大小，确定当前的异常状态。

请参阅图3，图3是图2中S203的具体实施流程。当运动数据包括线速度和角速度时，S203可包括S2031～S2034：

S2031，基于所述至少两个时刻的线速度确定当前的前进线速度。

具体地，所述前进线速度为扫地机器人旋转轮的边缘线速度，若扫地机器人有左右两个旋转轮，则所述前进线速度为左旋转轮与右旋转轮的边缘线速度的平均线速度。所述边缘线速度为本实施例中的线速度。

在本实施例中，基于所述至少两个时刻的线速度确定当前的前进线速度具体为：计算所述至少两个时刻的线速度的均值，所述至少两个时刻的线速度的均值为所述当前的前进线速度。

S2032，基于所述至少两个时刻的角速度确定当前的航向角变化速度。

可以理解地，在预设的时长内，扫地机器人绕其运动轨迹的圆心旋转了多少角度，其航向角变化了多少角度，因此，可以得出扫地机器人绕运动轨迹的圆心运动的角速度就是其航向角变化的速度。

在本实施例中，基于所述至少两个时刻的角速度确定当前的航向角变化速度具体为：计算所述至少两个时刻的角速度的均值，所述至少两个时刻的角速度的均值为当前的航向角变化速度。

S2033，基于所述前进线速度和所述航向角变化速度确定当前的运动半径。

在本实施例中，假设运动半径为r，前进线速度为v，航向角变化速度为w，则

S2034，根据所述当前的运动半径与预设的阈值确定所述当前的异常状态。

通常，当航向角变化速度趋于零，运动半径无穷大时，为直线异常状态，若发生直线运动，则会检测到位移，本实施例是在位移为零的状态下进行分析，因此，不存在运动半径无穷大的状态。其具体通过预设的阈值与运动半径的关系来确定所述当前的异常状态，所述预设的阈值为被卡住(左右摇摆或者停止运动)与打滑(绕着打滑物体旋转)的临介值，具体地，如图4所示，是图3中S2034的具体实施流程，由图4可知，S2034包括S401～S402，具体如下：

S401，若所述当前的运动半径小于或者等于所述预设的阈值，则判定所述当前的异常状态为卡住。

被卡住状态包括左右摇摆或者停止运动，若处于左右摇摆状态，则对应的前进线速度较小，对应的航向角速度较大，由运动半径与前进线速度以及航向角速度之间的关系可以确定，在左右摇摆时，当前的运动半径较小；若处于停止异常状态，则当前的运动半径为零。

S402，若所述当前的运动半径大于所述预设的阈值，则判定所述当前的异常状态为打滑。

打滑的状态为绕着打滑物体原地转动，在该异常状态下，对应的前进线速度较大，对应的航向角速度较小，由运动半径与前进线速度以及航向角速度之间的关系可以确定，在打滑时，当前的运动半径较大。

S204，基于所述异常状态，确定所述环境地图中的预设范围的大小。

具体地，所述异常状态包括被卡住或者打滑，通常被卡住的现象包括存在与扫地机器人自身大小相近的缝隙，或者弧度与扫地机器人直径相近的角落，若所述异常状态为卡住，则确定所述预设范围的大小大于所述机器人自身的大小；进一步地，打滑通常是由于地面有较小的如，铅笔、橡皮等小物体导致的，若所述异常状态为打滑，则确定所述预设范围的大小小于所述机器人自身的大小。

通过上述内容可知，本实施例提出的扫地机器人的脱困方法，其在图1所示实施例的基础上，通过获取在预设时长内至少两个时刻的运动数据来确定异常状态，并根据异常状态确定预设范围的大小，来限定虚拟障碍物的大小，使得基于所述虚拟环境地图，规划出的目标行驶路径更准确。提高扫地机器人自动完成脱困的概率，提高扫地机器人的工作效率以及用户的体验效果。

图5是本发明第三实施例提供的扫地机器人的示意图。如图5所示，该实施例的扫地机器人5包括：确定模块510、获得模块520、控制模块530。其中，

第一确定模块510，用于若在预设时长内无任何触发信号，且在所述预设时长内的位移为零时，确定当前时刻扫地机器人在环境地图中的位置坐标，所述触发信号用于指示行驶路径。

获得模块520，用于以所述位置坐标为中心，在所述环境地图中的预设范围内生成虚拟障碍物，获得虚拟环境地图。

控制模块530，用于根据所述虚拟环境地图，规划出目标行驶路径。

图6是本发明第四实施例提供的扫地机器人的示意图。本实施例提供的扫地机器人6与图5实施例提供的扫地机器人5相比，其还包括获取模块620、第一确定模块630以及第二确定模块640。其中，

获取模块620，用于获取在预设时长内的运动数据。

第二确定模块630，用于基于所述运动数据与预设的阈值，确定当前的异常状态。

第三确定模块640，用于基于所述当前的异常状态，确定所述环境地图中的预设范围的大小。

具体地，所述运动数据包括线速度和角速度；

获取模块620，具体用于获取所述扫地机器人在所述预设时长内的至少两个时间点的线速度和角速度。

图7是本发明提供的计算设备的示意图。如图7所示，该实施例的计算设备7包括：处理器70、存储器71以及存储在所述存储器71中并可在所述处理器70上运行的计算机程序72，例如扫地机器人的脱困程序。所述处理器70执行所述计算机程序72时实现上述各个扫地机器人脱困方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤101至103。或者，所述处理器70执行所述计算机程序72时实现上述扫地机器人实施例中各模块/单元的功能，例如图5所示模块510至530的功能。

示例性的，所述计算机程序72可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器71中，并由所述处理器70执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序72在所述车载雷达7中的执行过程。例如，所述计算机程序72可以被分割成确定模块、获得模块、控制模块(虚拟装置中的模块)，各模块具体功能如下：

确定模块，用于若在预设时长内无任何触发信号，且在所述预设时长内的位移为零时，确定当前时刻扫地机器人在环境地图中的位置坐标，所述触发信号用于指示行驶路径；

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述***中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个通信单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种扫地机器人的脱困方法，其特征在于，包括：

根据所述虚拟环境地图，规划出目标行驶路径；

在以所述位置坐标为中心，在所述环境地图中的预设范围内生成虚拟障碍物，获得虚拟环境地图之前，包括：

获取在所述预设时长内的运动数据；

基于所述运动数据与预设的阈值，确定当前的异常状态；

基于所述异常状态，确定所述环境地图中的预设范围的大小；

所述运动数据包括线速度和角速度，所述获取在所述预设时长内的运动数据，包括：

获取在所述预设时长内的至少两个时刻的扫地机器人的旋转轮的线速度和扫地机器人的角速度；

所述基于所述运动数据与预设的阈值，确定当前的异常状态，包括：

基于所述至少两个时刻的扫地机器人的旋转轮的线速度确定所述扫地机器人的旋转轮的当前的前进线速度；

基于所述扫地机器人的至少两个时刻的角速度确定所述扫地机器人的当前的航向角变化速度；

基于所述前进线速度和所述航向角变化速度确定所述扫地机器人的当前的运动半径；

根据所述当前的运动半径与预设的阈值确定所述当前的异常状态；

所述根据所述当前的运动半径与预设的阈值确定所述当前的异常状态，包括：

若所述当前的运动半径大于所述预设的阈值，则判定所述当前的异常状态为打滑。

2.一种扫地机器人，其特征在于，包括：

控制模块，用于根据所述虚拟环境地图，规划出目标行驶路径；

所述扫地机器人还包括：

获取模块，用于获取在预设时长内的运动数据；

第三确定模块，用于基于所述当前的异常状态，确定所述环境地图中的预设范围的大小；

所述运动数据包括线速度和角速度，所述获取模块，用于获取所述扫地机器人在所述预设时长内的至少两个时刻的扫地机器人的旋转轮的线速度和扫地机器人的角速度；

所述第二确定模块，具体用于：

3.一种计算设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1所述扫地机器人的脱困方法的步骤。

4.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1所述扫地机器人的脱困方法的步骤。