CN110648038A - 用于清洁装置的任务区域分配方法和***以及清洁装置 - Google Patents

用于清洁装置的任务区域分配方法和***以及清洁装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于清洁装置的任务区域分配方法和***以及清洁装置，该方法包括步骤：接收一任务地图；取得对应于任务地图的一外形；根据外形的多个凹角将任务地图分割为多个任务子区域；执行合并任一组具有共同长边或者短边的相邻两个任务子区域的动作，并取得对应于合并动作的每一个的多组区域合并结果；取得一清洁装置完成区域合并结果的每一个的多个清扫时间；选择具有最短清扫时间的一个所对应的区域合并结果作为一第一分配结果；以及通过清洁装置根据第一分配结果执行一清扫任务。

Description

用于清洁装置的任务区域分配方法和***以及清洁装置
技术领域
本发明涉及一种清洁装置的任务区域分配方法、清洁装置任务分配***以及清洁装置。
背景技术
随着科技的进步，机器人在生活上的应用已相当地广泛。然而，由于在居家环境中需要清扫的区域通常并非为由单一个矩形所构成，而现有的任务区域分配方法为清扫完具有固定大小的任务区域后，再行走至下一个任务区域进行清扫，如此清洁装置将执行过多不必要的转弯动作，从而增加清扫的时间，使得清扫效率不佳。因此，如何有效率地切割清扫区域以增加清扫的效率为目前所需解决的问题。
发明内容
本发明一实施例提供一种用于清洁装置的任务区域分配方法，步骤包括：接收一任务地图；取得对应于任务地图之一外形；根据外形的多个凹角将任务地图分割为多个任务子区域；执行合并任一组具有共同长边或者短边的相邻两个任务子区域的动作，并取得对应于合并动作的每一个的多组区域合并结果；取得一清洁装置完成区域合并结果的每一个的多个清扫时间；选择具有最短清扫时间的一个所对应的区域合并结果作为一第一分配结果；以及通过清洁装置根据第一分配结果执行一清扫任务。
本发明另一实施例更提供一种清洁装置任务分配***，包括：一控制端以及至少一清洁装置。控制端包括一第一存储单元以及一第一处理单元。第一存储单元存储一任务地图。第一处理单元用以：取得对应于任务地图的一外形；根据外形的多个凹角将任务地图分割为多个任务子区域；执行合并任一组具有共同长边或者短边的相邻两个任务子区域的动作，并取得对应于合并动作的每一个的多组区域合并结果；取得完成区域合并结果的每一个的多个清扫时间；选择具有最短清扫时间的一个所对应的区域合并结果作为一第一分配结果。清洁装置包括一第二存储单元以及一第二处理单元。第二存储单元存储自控制端所接收的第一分配结果。第二处理单元根据第一分配结果执行一清扫任务。
本发明另一实施例更提供一种清洁装置，包括一第一存储单元以及一第一处理单元。第一存储单元存储一任务地图。第一处理单元用以：取得对应于任务地图的一外形；根据外形的多个凹角将任务地图分割为多个任务子区域；执行合并任一组具有共同长边或者短边的相邻两个任务子区域的动作，并取得对应于合并动作的每一个的多组区域合并结果；取得完成区域合并结果的每一个的多个清扫时间；选择具有最短清扫时间的一个所对应的区域合并结果作为一第一分配结果；以及根据第一分配结果执行一清扫任务。
附图说明
图1是显示根据本发明一实施例所述的清洁装置任务分配***的***架构图。
图2A～2C是显示根据本发明一些实施例所述的任务地图以及将任务地图切割为多个任务子区域的示意图。
图3A、3B是显示根据本发明一些实施例所述的清洁装置清扫路径的示意图。
图4是显示根据本发明一实施例所述的清洁装置的任务区域分配方法的示意图。
【符号说明】
110～控制端
111～第一处理单元
112～第一存储单元
120～清洁装置
121～第二处理单元
122～第二存储单元
200～任务地图
251～255～凹角
270～最小清扫单位
201～213、301a、301b、401～405、601～606、701～706～任务子区域
201a～经合并的任务子区域
350～清扫起点
S401～S407～步骤流程
具体实施方式
有关本发明的用于清洁装置的任务分配方法、清洁装置任务分配***以及清洁装置适用的其他范围将在接下来所提供的详述中清楚易见。必须了解的是下列的详述以及具体的实施例，当提出有关用于清洁装置的任务分配方法、清洁装置任务分配***以及清洁装置的示范实施例时，仅作为描述的目的以及并非用以限制本发明的范围。
图1是显示根据本发明一实施例所述的清洁装置任务区域分配***的***架构图。任务分配***可包括一控制端110以及机器人120。控制端110可实施于例如桌上型计算机、笔记型计算机、平板计算机或者智能手机等的电子装置中，且至少包含一第一处理单元111、一第一存储单元112以及一第一通信接口。第一处理单元111可通过多种方式实施，例如以专用硬件电路或者通用硬件(例如，单一处理器、具平行处理能力的多处理器、图形处理器或者其它具有运算能力的处理器)，且在执行程序代码或者软件时，提供之后所描述的功能。第一存储单元112用以存储至少一任务地图、根据任务地图所产生的任务相关信息等，以供第一处理单元111在执行相关运算时进行存取。其中，第一存储单元112可为硬盘、快闪存储器、ROM等非易失性存储装置。此外，控制端110更可包括一无线通信接口(未显示)，无线通信接口可为局域网络(local area network，LAN)通信模块、无线局域网络通信模块(WLAN)或蓝牙(Bluetooth)通信模块等，用以与清洁装置120交换各种信号以及数据。在一具体实施例中，清洁装置例如为扫地机器人。
清洁装置120至少包含一第二处理单元121以及一第二存储单元122。同样地，第二处理单元121可通过多种方式实施，例如以专用硬件电路或者通用硬件，且在执行程序代码或者软件时，提供之后所描述的功能。第二存储单元122可为硬盘、快闪存储器、ROM等非易失性存储装置，用以存储任务地图以及自控制端110所接收到的与清扫任务相关的信息等。第二处理单元121用以根据接收到的任务地图执行清扫任务，或者执行与清扫任务相关的计算。
图2A～2C是显示根据本发明一实施例所述的任务地图以及多个任务子区域的示意图。根据本发明一实施例，当控制端110的第一处理单元111接收到任务地图200后(如图2A所示)，首先取得任务地图200之外形，并根据外形取得任务地图200中的每一个凹角(如图中所示的凹角251～255)，以进行后续的任务子区域切割作业。其中，图2A中所示的方块270表示清洁装置120所能清扫的最小清扫单位，其主要用以估计清扫每个任务子区域所需的时间。接着，第一处理单元111以每一个凹角为基准点将任务地图200切割为多个任务子区域。举例来说，当以凹角251～255为基准点对图2A所示的任务地图进行纵向以及横向的切割后，可取得如图2B所示的多个任务子区域201～213。
在取得多个任务子区域201～213后，第一处理单元111更合并具有共同长边或者短边的相邻两个任务子区域，并在执行每一次合并动作后，计算对应的清扫时间。举例来说，如图2B所示，由于任务子区域201、202具有共同的长边，因此第一处理单元111将任务子区域201、202合并为如图2C所示的另一个较大的子区域201a(第一合并结果)，并计算清扫任务子区域201a所需的时间。同样地，由于任务子区域202、205具有相同的短边，因此第一处理单元111将任务子区域202、205合并(另一合并结果)，并重新计算清扫经合并的任务子区域202、205所需的时间。以此类推，当第一处理单元111计算完执行一次合并动作所对应的所有合并结果所需的时间后，取时间最短的前三者所对应的合并结果执行第二次合并动作，直到所有合并过的任务子区域不具有共同的长边或者短边为止。最后，选取具有最短清扫时间的一个所对应的合并结果作为最后的任务区域分配结果(第一分配结果)。
图3A、3B是显示根据本发明一些实施例所述的清洁装置清扫路径的示意图。其中，由于清洁装置清扫一个最小清扫单位所需的时间小于转弯所需耗费的时间，因此清洁装置于清扫一个任务子区域时，以最少化转弯的次数为目标。在本发明的一些实施例中，清扫任务子区域的方式为沿着长边清扫以最少化转弯的次数。举例来说，如图3A所示，任务子区域301a的大小为4*3。清洁装置从起点350出发，并沿着任务子区域301a的长边清扫，直到移动至任务子区域301a的最右上角为止。接着，清洁装置执行一次转弯90°的动作，并再次往前清扫最长的直线距离(即两个最小清洁单位)，直到移动至任务子区域301a的最右下角为止，以此类推。最后，当清洁装置沿着图3A所示的路径回到起点350后，完成清扫任务子区域301a。而根据上述的路径，当任务子区域的短边为奇数时，完成一个任务子区域所需的时间约为：
Ttotal＝2XT+XYL+RL
Figure BDA0001726792150000051
其中，Ttotal为所需的清扫时间，X为短边的清扫单位的数量，Y为长边的清扫单位的数量，T为清洁装置转弯所需的时间，以及L为清洁装置清扫一个清扫单位所需的时间。此外，当任务子区域的长边越长时，R约等于Y-2。
图3B是显示根据本发明另一实施例所述的所示的清洁装置清扫路径的示意图。相较于任务子区域301a，任务子区域301b的短边为偶数，如此当清洁装置欲回到起点350时，将可以平行于长边的方向移动。举例来说，如图所示，为了完成清扫任务子区域301b，清洁装置区将清扫6*4个最小清扫单位，并执行八次转弯动作。同样地，根据上述的路径，当任务子区域的短边为偶数时，完成一个任务子区域所需的时间为：
Ttotal＝2XT+XYL
同样地，Ttotal为所需的清扫时间，X为短边的清扫单位的数量，Y为长边的清扫单位的数量，T为清洁装置转弯所需的时间，以及L为清洁装置清扫一个清扫单位所需的时间。
如下所示，表1是显示根据本发明一些实施例所述的完成各种大小的任务子区域所需的时间。其中，表中所示的清扫时间皆可根据前述的两个公式求得。
Figure BDA0001726792150000052
表1
值得注意的是，前述任务地图的切割以及任务子区域的合并的相关运算也可由清洁装置120的第二处理单元121执行，即清洁装置120直接于控制端110下载任务地图，并执行相关的运算。
图4是显示根据本发明一实施例所述的用于清洁装置的任务区域分配方法的流程图。在步骤S401，第一处理单元111接收任务地图。在步骤S402，第一处理单元111根据任务地图取得对应于任务地图之外型。在步骤S403，第一处理单元111根据任务地图之外形取得多个凹角，并以每个凹角为基准点以纵向以及横向的切割，以将任务地图分割为多个任务子区域。在步骤S404，在取得多个任务子区域后，第一处理单元111更合并具有共同长边或者短边的相邻两个任务子区域，并根据每一次的合并动作分别计算对应的清扫时间。在步骤S405，第一处理单元111更计算清洁装置完成每个区域合并结果所需的多个清扫时间，并选择具有最短清扫时间的一个对应的区域合并结果作为最后的任务区域分配结果(S806)。最后，第一处理单元111将任务区域分配结果发送给清洁装置，使得清洁装置可根据任务区域分配结果执行清扫任务。
本发明的方法，或特定类型或其部分，可以以程序代码的类型存在。程序代码可以包含于物理介质，如软盘、光盘、硬盘、或是任何其他机器可读取(如计算机可读取)存储介质，亦或不限于外在形式的计算机程序产品，其中，当程序代码被机器，如计算机载入且执行时，此机器变成用以参与本发明的装置。程序代码也可通过一些传送介质，如电线或电缆线、光纤、或是任何传输类型进行传送，其中，当程序代码被机器，如计算机接收、载入且执行时，此机器变成用以参与本发明的装置。当在一般用途处理单元实作时，程序代码结合处理单元提供一操作类似于应用特定逻辑电路的独特装置。
综上所述，当清洁装置接收到形状不一致的任务地图时，通过本发明所述的清洁装置的任务分配方法，将可有效率地将任务地图切割为多个任务子区域，以有效率地提升清扫的速度。
以上叙述许多实施例的特征，使本领域技术人员能够清楚理解本说明书的形态。本领域技术人员能够理解其可利用本发明揭示内容为基础以设计或更动其他工艺及结构而完成相同于上述实施例的目的和/或达到相同于上述实施例的优点。本领域技术人员亦能够理解不脱离本发明的精神和范围的等效构造可在不脱离本发明的精神和范围内作任意的更动、替代与润饰。

Claims (6)

1.一种用于清洁装置的任务区域分配方法，包括；
接收任务地图；
取得对应于上述任务地图的外形；
根据上述外形的多个凹角将上述任务地图分割为多个任务子区域；
执行合并任组具有共同长边或者短边的相邻两个任务子区域的动作，并取得对应于上述合并动作的每一个的多组区域合并结果；
取得清洁装置完成上述区域合并结果的每一个的多个清扫时间；
选择具有最短清扫时间的一个所对应的上述区域合并结果作为第一分配结果；以及
通过上述清洁装置根据上述第一分配结果执行清扫任务。
2.如权利要求1所述的任务区域分配方法，还包括：
根据上述任务子区域的上述短边的清扫单位的数量以第一公式或者第二公式取得上述清扫时间；
其中，当上述短边的清扫单位的数量为奇数时，通过上述第一公式计算上述清扫时间，以及上述第一公式表示为：
Figure FDA0001726792140000011
当上述短边的清扫单位的数量为偶数时，通过上述第二公式计算上述清扫时间，以及上述第二公式表示为：
Ttotal＝2XT+XYL
其中，Ttotal为上述清扫时间，X为上述短边的上述清扫单位的数量，Y为上述长边的清扫单位的数量，T为上述清洁装置转弯所需的时间，以及L为上述清洁装置清扫一个上述清扫单位所需的时间。
3.一种清洁装置任务分配***，包括：
控制端，包括：
第一存储单元，存储任务地图；
第一处理单元，用以：
取得对应于上述任务地图的外形；
根据上述外形的多个凹角将上述任务地图分割为多个任务子区域；
执行合并任组具有共同长边或者短边的相邻两个任务子区域的动作，并取得对应于上述合并动作的每一个的多组区域合并结果；
取得完成上述区域合并结果的每一个的多个清扫时间；
选择具有最短清扫时间的一个所对应的上述区域合并结果作为第一分配结果；以及
至少一清洁装置，包括：
第二存储单元，存储自上述控制端所接收的上述第一分配结果；以及
第二处理单元，根据上述第一分配结果执行清扫任务。
4.如权利要求3所述的清洁装置任务分配***，其中上述第一处理单元更根据上述任务子区域的上述短边的清扫单位的数量以第一公式或者第二公式取得上述清扫时间；
其中，当上述短边的清扫单位的数量为奇数时，通过上述第一公式计算上述清扫时间，以及上述第一公式表示为：
Figure FDA0001726792140000021
当上述短边的清扫单位的数量为偶数时，通过上述第二公式计算上述清扫时间，以及上述第二公式表示为：
Ttotal＝2XT+XYL
其中，Ttotal为上述清扫时间，X为上述短边的上述清扫单位的数量，Y为上述长边的清扫单位的数量，T为上述清洁装置转弯所需的时间，以及L为上述清洁装置清扫一个上述清扫单位所需的时间。
5.一种清洁装置，包括：
第一存储单元，存储任务地图；
第一处理单元，用以：
取得对应于上述任务地图的外形；
根据上述外形的多个凹角将上述任务地图分割为多个任务子区域；
执行合并任组具有共同长边或者短边的相邻两个任务子区域的动作，并取得对应于上述合并动作的每一个的多组区域合并结果；
取得完成上述区域合并结果的每一个的多个清扫时间；
选择具有最短清扫时间的一个所对应的上述区域合并结果作为第一分配结果；以及
根据上述第一分配结果执行清扫任务。
6.如权利要求5所述的清洁装置，其中上述第一处理单元还根据上述任务子区域的上述短边的清扫单位的数量以第一公式或者第二公式取得上述清扫时间；
其中，当上述短边的清扫单位的数量为奇数时，通过上述第一公式计算上述清扫时间，以及上述第一公式表示为：
Figure FDA0001726792140000031
当上述短边的清扫单位的数量为偶数时，通过上述第二公式计算上述清扫时间，以及上述第二公式表示为：
Ttotal＝2XT+XYL
其中，Ttotal为上述清扫时间，X为上述短边的上述清扫单位的数量，Y为上述长边的清扫单位的数量，T为上述清洁装置转弯所需的时间，以及L为上述清洁装置清扫一个上述清扫单位所需的时间。
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