CN111096714A - 一种扫地机器人的控制***及方法和扫地机器人 - Google Patents

一种扫地机器人的控制***及方法和扫地机器人 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种扫地机器人的控制***及方法和扫地机器人，控制***包括：摄像头，用于拍摄扫地机器人的周围环境，产生环境图像；图像识别模块，用于根据摄像头拍摄的环境图像，识别扫地机器人扫描过的房间属性及家具属性；控制模块，用于根据扫地机器人扫描过的房间属性及家具属性生成家居户型图，以控制扫地机器人根据家居户型图确定清扫模式。本发明的扫地机器人的控制方法及***，通过结合各类传感器数据生成一张房间清扫地图，扫地机器人根据这张地图自动设置清扫方案，可以给用户更好的使用体验。本实施例减少人的介入，根据自身的硬件和传感器，来实现场景识别，从而实现智能清扫，节省用户的操作时间，提升用户使用体验。

Description

一种扫地机器人的控制***及方法和扫地机器人
技术领域
本发明涉及扫地机器人技术领域，特别涉及一种扫地机器人的控制***及方法和扫地机器人。
背景技术
扫地机器人作为一个可活动的家用智能终端设备，随着智能功能的升级，机器人与人的互动越来越多，对于交互体验的提升提出了更高的需求。
现在所有的扫地机器人都需要用户的介入，方式包括：通过遥控器，手机应用软件(app)或者音箱，来直接或者间接的由人来控制扫地机器人。
目前还没有仅由用户打开之后，即可全程进行自动清扫的扫地机器人。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明通过结合各类传感器数据生成一张房间清扫地图，扫地机器人根据这张地图自动设置清扫方案，可以给用户更好的使用体验。本发明减少人为因素的介入，根据扫地机器人自身的硬件和传感器，来实现场景识别，从而实现智能清扫，节省用户的操作时间，提升用户使用体验。
根据本发明第一方面实施例的扫地机器人的控制***，包括：摄像头，用于拍摄扫地机器人的周围环境，产生环境图像；图像识别模块，用于根据摄像头拍摄的环境图像，识别扫地机器人扫描过的房间属性及家具属性；控制模块，用于根据扫地机器人扫描过的房间属性及家具属性生成家居户型图，以根据家居户型图确定清扫模式。
根据本发明实施例的扫地机器人的控制***，所述摄像头进一步用于运动建图，对整个房屋的各个房间依次扫描建图；或者所述***进一步包括激光传感器，用于运动建图，对整个房屋的各个房间依次扫描建图。
根据本发明实施例的扫地机器人的控制***，所述***进一步包括环境信息获取模块，用于获取扫地机器人周围的环境信息。
根据本发明实施例的扫地机器人的控制***，所述环境信息获取模块包括以下的一种或多种：灰尘传感器、气体浓度传感器。
根据本发明实施例的扫地机器人的控制***，所述控制模块，还用于根据灰尘传感器或气体浓度传感器的数据控制所述扫地机器人的行走速度、方向、吸力、和/或水流强度。
根据本发明实施例的扫地机器人的控制***，所述***进一步包括无线模块，用于与外部智能家电建立无线连接，所述控制模块通过行走轨迹、家具轮廓结合外部智能家电的位置信息进行判断，优化所述家居户型图。
根据本发明第二方面实施例的扫地机器人的控制方法，包括：拍摄扫地机器人的周围环境，产生环境图像；根据摄像头拍摄的环境图像，识别扫地机器人扫描过的房间属性及家具属性；根据扫地机器人扫描过的房间属性及家具属性生成家居户型图，以根据家居户型图确定清扫模式。
根据本发明实施例的扫地机器人的控制方法，所述方法进一步包括：运动建图，对整个房屋的各个房间依次扫描建图。
根据本发明实施例的扫地机器人的控制方法，所述方法进一步包括：获取扫地机器人周围的环境信息。
根据本发明实施例的扫地机器人的控制方法，所述环境信息包括以下的一种或多种：灰尘浓度信息、气体浓度信息。
根据本发明实施例的扫地机器人的控制方法，进一步包括：根据灰尘浓度信息、气体浓度信息控制所述扫地机器人的行走速度、方向、吸力、和/或水流强度。
根据本发明实施例的扫地机器人的控制方法，进一步包括：与外部智能家电建立无线连接，通过行走轨迹、家具轮廓结合外部智能家电的位置信息进行判断，优化所述家居户型图。
根据本发明第三方面实施例的一种扫地机器人，包括：机体；以及如上第一方面所述的扫地机器人的控制***。
根据本发明第四方面实施例的一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如第二方面所述的扫地机器人的控制方法。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明第一方面实施例的扫地机器人的控制***结构示意图；
图2是根据本发明第一方面实施例的扫地机器人的控制方法流程图；
图3是根据本发明第二方面实施例的扫地机器人的控制***结构示意图；
图4是根据本发明第二方面实施例的扫地机器人的控制方法流程图。
具体实施方式
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。
实施例1
图1示出了根据本发明第一方面实施例的扫地机器人的控制***结构示意图。
如图1所示，根据本发明的实施例的扫地机器人的控制***，包括：控制模块1、摄像头2、图像识别模块3。摄像头2，用于拍摄扫地机器人的周围环境，产生环境图像，以及进行运动建图，对整个房屋的各个房间依次扫描建图；图像识别模块3，用于根据摄像头2拍摄的环境图像，识别扫地机器人扫描过的房间属性及家具属性；控制模块1，用于根据扫地机器人扫描过的房间属性及家具属性生成家居户型图，以控制扫地机器人根据家居户型图确定清扫模式。家居户型图中标明了各个房间的属性，例如客厅、卧室等，以及家具的属性，例如冰箱、电视、沙发、床等。
本实施例还可以根据具体情况，包括或者不包括环境信息获取模块4，其用于获取扫地机器人周围的环境信息，例如灰尘、有害气体的浓度等。环境信息获取模块4可以为灰尘传感器，以检测扫地机器人附近的灰尘浓度，进而控制模块1可以根据灰尘浓度进一步调整扫地机器人的清扫模式。环境信息获取模块4可以为气体浓度传感器，以检测扫地机器人附近的有害气体的浓度，进而控制模块1可以根据有害气体的浓度进一步调整扫地机器人的清扫模式。
图2是根据本发明第一方面实施例的扫地机器人的控制方法流程图。具体流程如图2所示，包括如下步骤：
S1、启动扫地机器人；
S2、开启摄像头2和图像识别模块3；
S3、机器人利用摄像头2进行运动建图，对整个房屋的各个房间依次扫描建图，并利用摄像头拍摄每个房间的图像。在这个步骤中，用户只需将机器人开启扫描模式，扫地机器人即可开始扫描工作，在扫描房间的过程中，机器人通过摄像头能够识别房间的出入口，从而通过出入口进入不同的房间完成扫描过程。扫描过程中摄像头拍摄的图像中，包括房间里的墙面、家具等均会被拍摄到。并且扫描建图过程中，房间的大小、尺寸、方位等信息均可以根据机器人的行驶轨迹计算得到。
S4、图像识别模块3根据摄像头2拍摄的环境图像，识别扫地机器人扫描过的房间属性及家具属性。根据图像识别算法，可以识别出房间属性和家具属性。房间属性包括，例如，卧室、厨房、卫生间、客厅等。家具属性包括例如，床、柜子、沙发、饮水机、冰箱、洗衣机、电视、微波炉、书桌、凳子等等。
本实施例中，例如可以依据房间的属性以及对应房间内检测到的物体的位置和占地尺寸(长宽比、是否贴墙放置)初步判断各个物体(家具)的属性。
S5、控制模块1根据扫地机器人扫描过的房间属性及家具属性生成家居户型图，以控制扫地机器人根据家居户型图及当前扫描过的房间属性及家具属性确定清扫模式。
例如，通过家居户型图，扫地机器人自动配置清扫模式，比如说客厅、卧室一般情况下较为干净，清扫一遍；厨房一般较脏，则设置清扫两遍；卫生间可以设置不进去等等。
本实施例中，扫地机器人也可以在房间内与家中的智能家电的物联网网络连接；当扫地机器人与智能家电(例如电视、冰箱、微波炉等)建立无线连接后，通过行走轨迹以及对环境的识别(主要指通过障碍物轮廓的识别)结合智能家电的位置信息进行判断(比如，微波炉的位置通常是厨房；电视的位置通常是客厅等)，建立家居环境的户型图及家具位置分布图。
例如，结合物联网中其他家电或者智能设备的具***置，判断各个检测到的物体的属性(如放置有智能音箱的位置处检测到2米*0.3米的靠墙放置的家具)，则可初步判断此处物体为客厅的电视柜。
进一步，可以考虑结合机器人所装载摄像头采集的特定物体的图片进行图像识别，结合以上的信息进行综合判断。
待对房间作出准确识别，并对房间内的家具进行了属性的识别后，便可依据这些信息制定更加灵活的清洁模式，提升用户体验。
S6、本实施例还可以根据具体情况，包括或者不包括环境信息获取模块4，其用于获取扫地机器人周围的环境信息，例如灰尘、有害气体的浓度等。环境信息获取模块4可以为灰尘传感器，以检测扫地机器人附近的灰尘浓度，进而控制模块1可以根据灰尘浓度进一步调整扫地机器人的清扫模式。例如，在扫地机器人清扫的过程中，根据灰尘传感器收集到的数据来实时调整行走速度，吸力大小，水流速度等参数。例如当检测到灰尘较大时，降低机器人的行走速度，提高吸力和水流速度以更好的提高清洁效果。
环境信息获取模块4也可以为气体浓度传感器，以检测扫地机器人附近的有害气体的浓度，进而控制模块1可以根据有害气体的浓度进一步调整扫地机器人的清扫模式。例如当检测到有害气体浓度较高时，降低机器人的行走速度，提高吸力和水流速度以更好的提高清洁效果。有害气体可以包括甲醛、二氧化硫、一氧化碳等。
如此，本实施例的扫地机器人的控制方法及***，通过结合各类传感器数据生成一张房间清扫地图，扫地机器人根据这张地图自动设置清扫方案，可以给用户更好的使用体验。本实施例减少人的介入，根据自身的硬件和传感器，来实现场景识别，从而实现智能清扫，节省用户的操作时间，提升用户使用体验。
实施例2
图3示出了根据本发明第二方面实施例的扫地机器人的控制***结构示意图。
如图3所示，根据本发明的实施例的扫地机器人的控制***，包括：控制模块1、摄像头2、图像识别模块3、激光传感器5。摄像头2，用于拍摄扫地机器人的周围环境，产生环境图像；图像识别模块3，用于根据摄像头2拍摄的环境图像，识别扫地机器人扫描过的房间属性及家具属性；控制模块1，用于根据扫地机器人扫描过的房间属性及家具属性生成家居户型图，以控制扫地机器人根据家居户型图确定清扫模式。家居户型图中标明了各个房间的属性，例如客厅、卧室等，以及家具的属性，例如冰箱、电视等。激光传感器5，用于运动建图，对整个房屋的各个房间依次扫描建图。
本实施例还可以根据具体情况，包括或者不包括环境信息获取模块4，其用于获取扫地机器人周围的环境信息，例如灰尘、有害气体的浓度等。环境信息获取模块4可以为灰尘传感器，以检测扫地机器人附近的灰尘浓度，进而控制模块1可以根据灰尘浓度进一步调整扫地机器人的清扫模式。例如当检测到灰尘较大时，降低机器人的行走速度，提高吸力和水流速度以更好的提高清洁效果。
环境信息获取模块4也可以为气体浓度传感器，以检测扫地机器人附近的有害气体的浓度，进而控制模块1可以根据有害气体的浓度进一步调整扫地机器人的清扫模式。例如当检测到有害气体浓度较高时，降低机器人的行走速度，提高吸力和水流速度以更好的提高清洁效果。
图4是根据本发明第二方面实施例的扫地机器人的控制方法流程图。具体流程如图4所示，包括如下步骤：
S1、启动扫地机器人；
S2、开启摄像头2和图像识别模块3、激光传感器5；
S3、机器人利用自身的激光传感器5进行运动建图，对整个房屋的各个房间依次扫描建图，并利用摄像头拍摄每个房间的图像。在这个步骤中，用户只需将机器人开启扫描模式，扫地机器人即可开始扫描工作，在扫描房间的过程中，机器人通过激光传感器能够识别房间的出入口，从而通过出入口进入不同的房间完成扫描过程。扫描过程中摄像头拍摄的图像中，包括房间里的墙面、家具等均会被拍摄到。并且扫描建图过程中，房间的大小、尺寸、方位等信息均可以根据机器人的行驶轨迹计算得到。
S4、图像识别模块3，根据摄像头2拍摄的环境图像，识别扫地机器人扫描过的房间属性及家具属性。根据图像识别算法，可以识别出房间属性和家具属性。房间属性包括，例如，卧室、厨房、卫生间、客厅等。家具属性包括例如，床、柜子、沙发、饮水机、书桌、凳子等等。
本实施例中，例如可以依据房间的属性以及对应房间内检测到的物体的位置和占地尺寸(长宽比、是否贴墙放置)初步判断各个物体(家具)的属性。
S5、根据图像识别模块提供的声源位置信息，控制模块1，用于根据扫地机器人扫描过的房间属性及家具属性生成家居户型图，以控制扫地机器人根据家居户型图及当前扫描过的房间属性及家具属性确定清扫模式。
例如，通过家居户型图，扫地机器人自动配置清扫模式，比如说客厅清扫一遍，厨房清扫两遍，卫生间不进去。
本实施例中，扫地机器人也可以在房间内与家中的智能家电的物联网网络连接；当扫地机器人与智能家电(例如电视、冰箱、微波炉等)建立无线连接后，通过行走轨迹以及对环境的识别(主要指通过障碍物轮廓的识别)结合智能家电的位置信息进行判断(比如，微波炉的位置通常是厨房；电视的位置通常是客厅等)，建立家居环境的户型图及家具位置分布图。
例如，结合物联网中其他家电或者智能设备的具***置，判断各个检测到的物体的属性(如放置有智能音箱的位置处检测到2米*0.3米的靠墙放置的家具)，则可初步判断此处物体为客厅的电视柜。
进一步，可以考虑结合机器人所装载摄像头采集的特定物体的图片进行图像识别，结合以上的信息进行综合判断。
待对房间作出准确识别，并对房间内的家具进行了属性的识别后，便可依据这些信息制定更加灵活的清洁模式，提升用户体验。
S6、本实施例还可以根据具体情况，包括或者不包括环境信息获取模块4，其用于获取扫地机器人周围的环境信息，例如灰尘、有害气体的浓度等。环境信息获取模块4可以为灰尘传感器，以检测扫地机器人附近的灰尘浓度，进而控制模块1可以根据灰尘浓度进一步调整扫地机器人的清扫模式。例如，在扫地机器人清扫的过程中，根据灰尘传感器收集到的数据来实时调整行走速度，吸力大小，水流速度等参数。例如当检测到灰尘较大时，降低机器人的行走速度，提高吸力和水流速度以更好的提高清洁效果。
环境信息获取模块4也可以为气体浓度传感器，以检测扫地机器人附近的有害气体的浓度，进而控制模块1可以根据有害气体的浓度进一步调整扫地机器人的清扫模式。例如当检测到有害气体浓度较高时，降低机器人的行走速度，提高吸力和水流速度以更好的提高清洁效果。
如此，本实施例的扫地机器人的控制方法及***，通过结合各类传感器数据生成一张房间清扫地图，扫地机器人根据这张地图自动设置清扫方案，可以给用户更好的使用体验。本实施例减少人的介入，根据自身的硬件和传感器，来实现场景识别，从而实现智能清扫，节省用户的操作时间，提升用户使用体验。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
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。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (14)

1.一种扫地机器人的控制***，其特征在于，包括：
摄像头，用于拍摄扫地机器人的周围环境，产生环境图像；
图像识别模块，用于根据摄像头拍摄的环境图像，识别扫地机器人扫描过的房间属性及家具属性；
控制模块，用于根据扫地机器人扫描过的房间属性及家具属性生成家居户型图，并根据家居户型图确定清扫模式。
2.根据权利要求1所述的扫地机器人的控制***，其特征在于，
所述摄像头进一步用于运动建图，对整个房屋的各个房间依次扫描建图；或者所述***进一步包括激光传感器，用于运动建图，对整个房屋的各个房间依次扫描建图。
3.根据权利要求1或2所述的扫地机器人的控制***，其特征在于，
所述***进一步包括环境信息获取模块，用于获取扫地机器人周围的环境信息。
4.根据权利要求3所述的扫地机器人的控制***，其特征在于，
所述环境信息获取模块包括以下的一种或多种：灰尘传感器、气体浓度传感器。
5.根据权利要求4所述的扫地机器人的控制***，其特征在于，
所述控制模块，还用于根据灰尘传感器或气体浓度传感器的数据控制所述扫地机器人的行走速度、方向、吸力、和/或水流强度。
6.根据权利要求1-5任一项所述的扫地机器人的控制***，其特征在于，
所述***进一步包括无线模块，用于与外部智能家电建立无线连接，所述控制模块通过行走轨迹、家具轮廓结合外部智能家电的位置信息进行判断，优化所述家居户型图。
7.一种扫地机器人的控制方法，其特征在于，包括：
拍摄扫地机器人的周围环境，产生环境图像；
根据摄像头拍摄的环境图像，识别扫地机器人扫描过的房间属性及家具属性；
根据扫地机器人扫描过的房间属性及家具属性生成家居户型图，并根据家居户型图确定清扫模式。
8.根据权利要求7所述的扫地机器人的控制方法，其特征在于，
所述方法进一步包括：运动建图，对整个房屋的各个房间依次扫描建图。
9.根据权利要求7或8所述的扫地机器人的控制方法，其特征在于，
所述方法进一步包括：获取扫地机器人周围的环境信息。
10.根据权利要求9所述的扫地机器人的控制方法，其特征在于，
所述环境信息包括以下的一种或多种：灰尘浓度信息、气体浓度信息。
11.根据权利要求10所述的扫地机器人的控制方法，其特征在于，进一步包括：
根据灰尘浓度信息、和或气体浓度信息控制所述扫地机器人的行走速度、方向、吸力、和/或水流强度。
12.根据权利要求7-11任一项所述的扫地机器人的控制方法，其特征在于，进一步包括：
与外部智能家电建立无线连接，通过行走轨迹、家具轮廓结合外部智能家电的位置信息进行判断，优化所述家居户型图。
13.一种扫地机器人，其特征在于，包括：
机体；以及
如权利要求1-6中任一项所述的扫地机器人的控制***。
14.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，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7-12中任一项所述的扫地机器人的控制方法。
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