CN114502292A - 一种协同清洁***和装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种用于执行指定清洁任务的协同清洁***。该***包括多个清洁装置，且至少一个清洁装置与处理器单元通信连接，处理器单元包括用于确定每个已注册清洁装置的优先级的优先级生成模块，任务规划模块，用于根据分配给每个注册的清洁装置的优先级生成清洁操作计划；和任务执行模块，用于发送指令以执行清洁操作计划。本公开还涉及一种用于协同清洗***的清洁装置。同时，本公开还涉及一种***，用于通过多个特定任务装置执行指定任务，其中，特定任务装置基于高级控制指令为每个设备生成相对应的控制指令。

Description

一种协同清洁***和装置

技术领域

本公开涉及一种用于协同清洗***和一种用于协同清洁***的装置。本公开还涉及一种通过多个特定任务装置执行指定任务的***。

背景技术

以下对本公开内容背景的论述旨在促进对本公开内容的理解。应当理解，以下论述并不是认同或承认所提及的任何材料在本公开的优先权日时已在合法范围内出版、为人所知或属于本领域技术人员的公知常识一部分。

清洁通常需要以协调的方式执行任务的组合。例如，清洁办公区域的步骤可能包括以下任务：从垃圾桶和垃圾箱中收集垃圾；重新布置家具，方便清洁；扫地以清除灰尘和碎片，地板吸尘；用洗洁剂擦洗清洁地板；将家具摆放回原位；和/或清洁桌子。为了确保清洁效率和效果，而不同清洁任务的执行顺序有时至关重要。

目前，有能够执行不同清洗任务的各类自动清洗机，例如，自动地板擦洗、地板吸尘、清扫、拖地和擦洗等。但是，大多数市售的清洗机只能一次执行一项清洗任务。在操作过程中，只有少数清洗机可以一次执行至少一个清洗任务。例如，路面清扫机可以对路面进行清扫并使用吸力除去灰尘，而自动洗涤器可以对地板同时进行擦洗和吸尘。一台清洗机可以执行的清洁操作是有限的，可能无法清洁空间相对较大和复杂的区域，例如办公区域。在一些情况下，可能需要人工参与以完成清洁机无法完成的任务。

在另一应用场景中，布置了多台清洗机以执行不同的清洗操作。然而，在现有***中，多台清洗机无法以协调、自动化地执行清洗操作，在清洗过程中可能仍然需要人为干预。

有鉴于此，亟需一种更好的技术方案来缓解上述技术问题，例如，提供一种提供能够自动和协同清洁的***和装置。

发明内容

本公开第一方面，提供了一种用于执行指定清洁任务的***。该***包括：多个清洁装置，每个清洁装置用于执行至少一个清洁操作，至少一个清洁装置被配置为与处理器单元连接，其中，处理器单元包括：用于确定每个清洁装置的优先级信息(或优先级状态，或优先级，hierarchy state)的优先级生成模块，优先级基于从相对应的清洁装置接收到的至少一个机器人(robot)信息生成；一个任务规划模块，用于基于指定清洁任务和多个清洁装置所分配到的优先级生成清洁操作计划；任务执行模块，用于向每个清洁装置发送指令，使得清洁装置基于清洁操作计划执行指定清洁任务。

在一些实施例中，每个清洁装置中都能够执行以下一种或多种清洁操作：清扫(sweeping)、吸尘(vacuuming)、擦洗(scrubbing)、拖地、窗户清洁、台面清理垃圾收集(table cleaning garbage collecting)、布置家具以方便清洁(arrangement offurniture for facilitating cleaning)。

在一些实施例中，处理器单元还包括机器人注册模块，用于选择性地注册两个或多个清洁装置，用于指定的清洁任务。

在一些实施例中，处理器单元包括至少一个云服务器。

在一些实施例中，所述清洁操作计划包括一个或多个清洁操作步骤(清洁操作层，cleaning operation layers)。

在一些实施例中，清洁操作计划在指定清洁区域内定义一个或多个指定清洁空间。

在一些实施例中，该***还包括与处理器单元进行数据通信的用户设备，该用户设备用于接收与指定清洁任务相关的一个或多个用户定义参数，

在一些实施例中，任务规划模块用于基于从用户设备接收的一个或多个用户定义参数来确定清洁操作计划。

在一些实施例中，一个或多个用户定义的参数包括以下一个或多个信息：一个或多个指定的清洁任务信息，一个或多个指定清洁区域的位置信息，一个或多个指定清洁区域的基础设施信息或环境信息，一个或多个指定清洁任务的优先级信息，一个或多个指定清洁区域的优先级信息，和用户的信息。

在一些实施例中，处理器单元还包括：控制管理器，用于根据从用户设备接收到的一个或多个指令生成多个清洁装置的高级控制指令；动作发生器，用于基于高级控制指令中生成与每个清洁装置相对应的特定控制指令，其中处理器单元用于将该特定控制指令发送到相对应的清洁装置以执行相应操作。

本公开另一方面还提供了一种用于协同清洁***的清洁装置，包括：能够执行一种或多种清洁操作的清洁模块，以及用于与协同清洁***的处理器单元通信的通信模块，其中处理器单元包括：优先级生成模块，用于确定清洁装置的优先级，并选用一个或多个清洁装置以执行指定清洁任务，其中，优先级基于从相应的清洁***中接收到的至少一个机器人信息生成，任务规划模块，用于基于清洁装置(the cleaning apparatus)的优先级和一个或多个其他清洁装置(one or more other cleaning apparatus)的优先级生成的清洁操作计划；任务执行模块，用于向清洁装置发送指令，并向一个或多个已注册的清洁装置发送指令，使得相应的清洁装置基于清洁操作计划执行指定的清洁任务。

在一些实施例中，处理器单元包括机器人注册模块，用于选择和注册清洁装置，以及选择用于执行指定清洁任务的一个或多个其他清洁装置。

在一些实施例中，处理器单元包括至少一个云服务器。

在一些实施例中，所述清洁装置与一个或多个注册的其他清洁装置相连。

在一些实施例中，清洁装置能够执行以下一种或多种清洁动作：清扫、吸尘、擦洗、拖地、清洁窗户、台面清洁、垃圾收集、布置家具以方便清洁。

在一些实施例中，所述清洁操作计划包括一个或多个清洁操作步骤。

在一些实施例中，清洁操作计划在指定清洁区域内定义一个或多个指定清洁空间。

在一些实施例中，处理器单元与用户设备进行数据通信。

在一些实施例中，所述任务规划模块被配置为基于从用户设备接收到的一个或多个用户定义参数来确定清洗操作计划。

在一些实施例中，所述一个或多个用户定义的参数包括下列一个或多个：一个或多个指定清洁任务、一个或多个指定清洗区域的地理位置信息、一个或多个指定清洗区域的基础设施或环境信息、一个或多个指定清洗任务的优先级信息，一个或多个指定清洁区域的优先级信息，以及用户的信息。

在一些具体实施方式中，清洁装置包括一个或多个感知传感器，用于测量与外部环境和/或与清洁装置的操作状态有关的参数。

本公开另一方面，还提供一种用于执行指定任务的***，包括：多个特定任务装置，至少一个所述特定任务装置被配置为与处理器单元通信；和用户设备，用于接收来自用户的一个或多个指令并与处理器单元通信连接，其中，处理器单元包括：控制管理器，用于根据从用户设备接收的一个或多个指令生成高级控制指令；和动作发生器，用于从高级控制指令中为每个装置生成特定于各个装置的控制指令，其中处理器单元被配置为用于将特定于各个装置的控制指令发送到相应的装置以执行。

在一些实施例中，处理器单元还包括用于处理和认证从多个特定任务装置接收的机器人信息的认证管理器。

在一些实施例中，所述机器人信息的认证包括双因素认证。

在一些实施例中，处理器单元还包括数据集群单元，用于管理处理器单元和多个特定任务装置之间的数据流入和流出。

在一些具体实施方式中，所述多个特定任务装置包括一个或多个清洁装置，每个清洁装置能够执行下列一种或多种清洁操作：清扫、吸尘、擦洗、拖地、窗户清洁、台面清洁垃圾收集、布置家具以方便清洁。

在一些实施例中，处理器单元还包括：优先级生成模块，用于确定每个清洁装置的优先级，该优先级基于从相对应的清洁装置接收的至少一个机器人信息生成；和任务规划模块，任务规划模块，用于基于指定清洁任务和多个清洁装置所分配到的至少一个优先级信息/状态(the hierarchy state)生成清洁操作计划。

在一些实施例中，处理器单元包括至少一个云服务器。

在一些实施例中，***被配置成用于跟踪(track)和记录多个特定任务装置和/或用户的活动。

本公开的其他方面对于本领域普通技术人员来说将是显而易见的，通过对以下具体实施方式的描述结合附图对本公开的具体实施方式进行说明。

附图说明

参考附图，仅以示例性的方式描述了各种实施例，其中：

图1示出了根据本公开中一个实施例中用于操作多个机器人的协同清洁***；

图2示出了图1中协同清洁***的处理器单元的功能框图，该处理器单元可以是由一个云服务器组成；

图3示出了图1中机器人的硬件结构，其中一个实施例可按照以自主机器人的形式与协同清洁***配合使用；

图4示出了由图2中处理器单元的任务规划模块生成的包括多级清洁计划(或多步骤的清洁计划，a multilayer cleaning strategy plan)；

图5示出了基于图4的包括多步骤的清洁计划的多个机器人执行任务示意图；

图6示出了图1的协同清洁***能够进一步提供不同的微服务器；

图7示出了图1的协同清洁***能够进行远程操作；

图8示出了在用户设备上实现的一系列步骤，用于操作图7中的协同清洁***；

图9示出了用户设备上的用户注册过程；

图10和图11示出了安装在用户设备上用于用户注册的移动应用程序的用户界面屏幕；

图12示出了机器人人在用户设备上的注册过程；

图13A和13B示出了用于机器人注册和控制的移动应用程序的用户界面屏幕；

图14示出了本公开的另一实施例中用于操作多个机器人的协同清洁***；

图15A和15B示出了用于操作图14中所示的协同清洁***的移动应用程序的用户界面屏幕。

具体实施例

在本说明书中，除非另有相反的说明，否则术语“包括”、“组成”、“具有”等均不应解释为穷举，或者换句话说，应理解为“包括，但不限于”。

在本说明书中，除非上下文另有要求，否则术语“包含”将被理解为暗示包含所述整数或整数组，但不包括任何其他整数或整数组。

除非另有定义，否则本文中使用的所有其他技术和科学术语具有与本领域技术人员通常理解的、本文所属的主题相同的含义。

参见图1-图5所示的本发明的各种实施例，提供了一种用于执行指定清洁任务的包括一组清洁装置100的***10(例如，如图5所示，对办公室区域20进行清洁)。该***包括多个清洁装置100，每个清洁装置100能够执行至少一个清洁操作，并且多个清洁装置100被配置成与处理器单元200通信连接或通信。处理器单元200包括优先级生成模块220，优先级生成模块220用于根据清洁装置100的机器人信息确定每个清洁装置100的优先级状态(或优先级信息，或优先级)。处理器单元200还包括任务规划模块230，用于基于每个清洁装置100的优先级和指定清洁任务的优先级生成清洁操作计划。处理器单元还包括任务执行模块240，用于向相应的清洁装置100发送指令，并基于清洁操作计划操作清洁装置100。“确定每个清洁装置100的优先级”的步骤可能包含分配、计算和获取的一个或多个步骤。***10能够使多个清洁装置100执行协同清洁，也称为协同清洁***10。

在一些实施例中，每个清洁装置100均为一个用于执行以下一个或多个清洁操作的机器人：清扫、吸尘、擦洗、拖地、窗户清洁、台面清洁垃圾收集。在一些具体实施方式中，多个清洁装置100还可能包括一个机器人以用于协助一个或多个其他清洁装置100执行上述清洁动作。例如，清洁装置100可以是被配置成将家具布置在指定清洁区域以方便清洁的机器人，或者被配置成为另一清洁装置100除去障碍物的机器人。在下文中，清洁装置100还可以称为清洁机器人100或简称为机器100。

清洁装置100或清洁机器人100的部件如图3所示。

在一些实施例中，清洁装置100包括控制器模块121和清洁模块125控制，控制器模块121控制清洁模块125执行如上所述的一个或多个清洁操作，电源模块140用于提供与管理向清洁装置100的电子元件供应的电力，导航模块136用于将清洁装置100向预定方向移动和/或移动到预定位置，通信模块139用于从协同清洁***中的处理器单元200接收数据或向处理器单元发送数据。基于特定清洁装置100能够执行的清洁操作，清洁装置100可以称为清扫机器人(未示出)、吸尘机器人100b、擦洗机器人lOOe、拖地机器人100a、窗户清洁机器人100c、台面清洁机器人(未示出)、垃圾收集机器人lOOd，和/或清洁助理机器人(未示出)。清洁装置100可以是完全自主的(即能够在没有人为控制的情况下进行导航和操作)或半自主的(即能够在一定程度上在没有人为控制的情况下进行导航和操作)。

在一些实施例中，清洁模块125可以包括被配置成执行特定清洁操作的清洁工具，以及用于驱动清洁工具的电机(或发动机)。例如，擦洗机器人lOOe对应的清洁模块125可以包括安装在擦洗机器人lOOe下部的一个或多个电刷，该电机(或发动机)用于驱动一个或多个电刷，并调节电刷的转速。可以理解的是，清洁模块125可以适应于执行不同的清洁动作(例如，擦洗、清扫、拖地等)。

在一些实施例中，导航模块136可以包括用于推进轮上(on wheels)的清洁装置100的牵引电机，以及用于驱动牵引电机的电机驱动器。电机驱动器接收来自控制器模块121的指令并驱动牵引电机以指定速度和/或指定方向移动。该导航模块允许清洁装置100在运动中分散开以执行清洁任务。清洁装置100可以移动到第一清洁区域以执行第一清洁任务，然后移动到第二清洁区域以执行第二清洁任务。清洁装置100还可以被控制在指定清洁区域内从第一位置/区域移动到第二位置/区域。例如，清扫机器人100可以被控制沿着预先确定的机器路径在房间/办公室内移动以清洁办公室地面(或地板，floor)。

在一些实施例中，通信模块139被配置成允许清洁装置100与协同清洁***10中的处理器单元200进行数据通信。在一些实施例中，通信模块139被配置通过可访问的协同清洁***的处理器单元与与网络接口相连接。可以理解的是，可以使用不同的通信协议(包含但不限于4G，Wi-FiTM和蓝牙TM无线通信协议)来实现数据通信。在一些实施例中，一个或多个无线/有线网络路由器40可用于在多个清洁装置100和远程服务器200之间建立通信线路，如图1所示。

在一些实施例中，通信模块139还可以被配置为将清洁装置100与一个或多个其他清洁装置100进行通信连接。换言之，清洁装置可以同时进行机器人与***的通信连接，以及机器人与机器人的通信连接。机器人与机器人之间的通信连接可以促进多个清洁装置之间的信息共享。例如，紧急停止消息可以直接从一个清洁装置100发送到另一个清洁装置100，而不是通过***10的处理器单元200重新发送，这将减少紧急制动的响应时间。在一些实施例中，导航和操作指令可以从处理器单元200传送到清洁装置100，然后该处理器单元200将通过机器人和机器人之间的通信连接将导航和操作指令分别传输到剩余的每个清洁装置100。

在一些实施例中，电源模块140可以包括带有一个或多个原电池/一次电池的电池单元，或包括一个或多个二次电池/可充电电池的电池单元。电源模块140可以包括功率控制电路，功率控制电路被配置为用于调节对清洁装置100的各种电子元件的供应电源使得清洁装置100正常运行，并监测电源模块140的电池电量。在使用可充电电池的实施例中，电源模块140还可以包括充电器电路，以便在清洁装置100的电池电量较低时将电池连接到外部电源进行充电。由于清洁装置100可以在便携式电池上操作，因此清洁装置100的运动不受电源线的功率要求和/或电源线长度的限制。

在一些实施例中，电源模块140可以包括用于管理电池单元的电池管理***(BMS)。电池管理***可以以集中方式，分布式方式或模块化方式实现，并且电池管理***用于通过测量电池单元的各种工作参数来监控电池单元的状态，例如电压、温度、充电状态(SOC)、健康状态(state of health，SOH)、安全状态(state of safety，SOS)、冷却液流量、电池单元的进出电流(current in or out of the battery unit)等等。在一些具体实施方式中，电池管理***还被配置成计算第二数据(例如，充电和放电电流的极限、自上次充电周期以来输出的能量(energy delivered since last charge cycle)、用于确定电池开路电压的的内阻)。第二数据可以与清洁装置100的其他组件通过内部通信连接(例如，传送给控制器模块121)，或者可以通信连接/传送到外部***例如用户终端设备49的。

作为优选，当电池单元超出安全工作范围时(例如，过电流、充电时过压或放电时欠压、过温或欠温、接地故障或漏电)，电池管理***可以保护电池单元。例如，电池管理***可以包含一个内部开关(例如，继电器或固态元件)，如果电池在安全工作范围之外工作，则将内部开关打开。在另一些实施例中，电池管理可以要求清洁装置的各个组件减少或终止使用电池和/或主动控制操作环境，以便可以防止出现超出电池单元安全工作范围内的操作。在一些实施例中，清洁装置100包括一个或多个感知传感器(perception sensors)133。

在一些实施例中，感知传感器133可以包含一个或多个用于外部感知和映射(mapping)的外部传感器。具体地，外部传感器被配置为用于测量与外部环境和/或环境中的物体相关的各种参数。外部传感器包含但不限于以下传感器：二维测距传感器、三维测距传感器、红外测距传感器、超声距离和障碍物传感器、悬崖检测传感器(cliff detectionsensors)、红外敏感传感器(IR sensitive sensor)、热传感器、触觉传感器、全球定位***(GPS)、探地雷达(GPR)、用于物体检测和测距感测的激光器、惯性传感器、摄像机等成像装置。各个传感器输入的传感信息被处理成有意义的、可操作的感知，基于这些传感信息，清洁装置可以改变/调整其操作状态或行为。

在一些实施例中，控制器模块121基于控制器模块的感知或者从感知传感器133获得的参数，可以操作以控制清洁装置100的行为。例如，可以控制清洁装置在物体/障碍物周围绕过或在检测到人或悬崖(cliff)时停止移动。

在一些实施例中，多个清洁装置上的感知传感器139形成一种车载定位和测绘***，特别是通过采用多个距离传感器、GPS***、障碍物传感器时。当清洁装置100前往目的地或执行特定清洁任务时，感知传感器可以收集环境/地理位置信息(例如移动距离、清洁区域中的物体/障碍物)，以便嵌入式计算***可以计算出优化的导航路径。

在一些实施例中，感知传感器133还可以包含一个或多个本体感知传感器(proprioceptive sensors)。本体感知传感器用于测量机器人***内部的参数，例如，动作和方向信息、里程表信息或有关清洁装置操作状态的信息(例如电池电量，车轮位置(wheelposition)，关节角度等(joint angle))。本体感知传感器的包含但不限于：编码器、电位计、惯性传感器(如加速度计和陀螺仪)、指南针等。

在一些实施例中，用于与协同清洁***100配合使用的多个清洁装置100可以分别配备不同类型的感知传感器133。可以理解的是，基于不同清洁装置100的感知传感器133检测到的参数可以组合成一个感知信息，基于该感知信息***可控制清洁装置100和/或为清洁装置100生成清洁操作计划。

在一些实施例中，清洁装置100可以包括个性化模块(personality module)127，用于根据装置的状态来调整清洁装置100的行为，例如，清洁装置100的位置、清洁装置100的当前运行状态、清洁装置100的当前功耗或者其他可以由清洁装置100的感知传感器133检测到的状态，也可以是用户定义的状态。此外，清洁装置上的个性化模块可以用于接收来自嵌入在***100中的处理器单元200上的个性发生器的指令，用于确定特定清洁装置100的个性(即机器人行为)。

作为优选，清洁装置100配备了复杂的计算***以及先进的传感器组件，该传感器允许完全感知和理解清洁装置的内部清洁状态以及用于自主清洁和导航的外部环境。如图3所示的机器人硬件体系结构中，清洁装置100能够处理所有内部状态，并且它所执行的所有操作活动都可以被准确管理(manager)并上传到处理器单元200。在一些实施例中，清洁装置100还可以包括安全等级触发模块144，其可以用于在紧急情况下自动关闭清洁装置100或激活警报***以发送警报(例如警报声音、警报消息)。可以理解的是，其他功能模块可以并入或嵌入到清洁装置100中，例如，用于向用户显示有关清洁装置100的信息的显示模块，用于控制清洁装置100的操作的控制面板，用于向用户传达音频消息的音频单元(例如，在机器人功能异常、电池电量低，和/或紧急停止的情况下发出音频警报，)。

在一些实施例中，清洁装置100可以包括带有二维码或条形码的印刷标签，该印刷标签粘贴在机器人100的主体上。机器人的详细信息(如机器人的类型，以及机器人的身份信息)可以存储在条形码或二维码***中。在一些实施例中，清洁装置100被配置为用于显示机器人详细信息以及存储有机器人详细信息的二维码或条形码。

在一些实施例中，协同清洁***10中的多个清洁装置100是包括不同类型的一组清洁装置100(或不同类型清洁装置100的组合)。例如，如图1所示，多个清洁装置100可以包括拖地机器人100a、吸尘机器人100b、窗户清洁机器人100c、垃圾收集机器人lOOd和擦洗机器人lOOe。可以理解的是，协同清洁***10的多个清洁装置100可以包括其他类型的清洁装置100，这取决于指定清洁区域和要执行的清洁任务的需求。当指定清洁任务相对复杂时(例如，清洁整个办公区域)，协同清洁***中使用的不同类型的清洁装置可以协同工作，以提供一个全面且更高效的机器清洁解决方案。本公开的协同清洁***10能够实现更高水平的自动化，并且可以减少对人工参与的需求。

清洁装置100可以根据清洁区域的类型，例如但不限于，地面区域(afloor area)、窗户区域和楼梯区域，被分类为不同类型。例如，拖地机器人100a、吸尘机器人100b、垃圾收集机器人lOOd和擦洗机器人lOOe可归类为地面清洁机器人类型。而窗户清洁机器人100c将被归类为窗户清洁机器人类型。不同的机器人类型使用或被分配了不同的地图。在使用过程中，清洁特定地板区域的地面清洁机器人将共享该特定地面区域的地板地图。同样，清洁特定窗户区域的窗户清洁机器人将共享该特定窗口区域的窗户地图。同样，用于清洁楼梯区域的其他机器人(未显示)将被归类为属于楼梯清洁机器人类型。

在各种实施例中，清洁装置100用于在建立通信链路后将有关机器人信息的数据信号传送给处理器单元200。机器人信息可以包括但不限于清洁装置100的位置信息(或地理位置信息，geographical information)、清洁装置100的当前运行状态、以及当前功耗状态、电池管理数据(battery management data)、运行时间(或工作小时数，hours ofoperation)、健康状况、错误状态、工作环境的特征(其可包括外部传感器和内部传感器的数据)以及故障诊断信息。清洁装置100的位置信息可以包括但不限于三维坐标、国家、特定县/郡的城市(acity in a particular county)、居住地址，基于位置信息可以确定清洁装置100的位置。

可以理解的是，关于多个清洁装置100的数据可以通过使用身份信息、认证、加密和解密来传送到处理器单元200。在认证过程中，清洁装置100可以生成一个信号，该信号被发送到处理器单元200以建立全双工通信。信号通过密钥生成过程进行加密，并发送到接收端。然后在接收器端，完成信号解密并进行双向交握。在双向交握过程成功的情况下，装置100和处理器单元200之间建立全双工通信。

在各种实施例中，处理器单元200用于与多个清洁装置100进行数据通信。处理器单元200可以是一个计算***或计算环境，通过该计算***10可以实现协同清洁***。特别地，处理器单元200用于在一个或多个数据库中管理传入和传出的机器人信息，并提供在***10的后端运行算法的平台。

在各种实施例中，处理器单元200可以在一个或多个计算设备(例如计算机、移动计算设备)，一个或多个服务器具有一个或多个存储器资源(memory resources)上实现，或通过与一个或多个存储器资源通信连接实现。服务器可以包括物理计算机服务器(physical computer servers)和虚拟服务器，例如云服务器。计算设备和服务器可以包括硬件组件，例如以集成电路(IC)芯片的形式实现的微处理器或处理器电路，例如专用集成电路(ASIC)，它们可以安装/嵌入到协作清洁***10的各种装置和设备上。在另一些实施例中，处理器单元200的一些子***还可以在一个或多个用户设备或控制设备上实现，例如通过在用户设备或控制设备上操作的应用程序。

在一些实施例中，处理器单元200包括不同的功能模块/组件。可以理解的是，不同的功能模块/组件可以设置在计算设备(computing device)/数据库服务器/微处理器中，或者可以分布在用于形成处理器单元200的至少一个数据库服务器中。

在一些实施例中，处理器单元200包括至少一个云服务器200'，该虚拟服务器在云计算环境中运行。例如，作为一个非限制性的实施例，协同清洁***10在云服务器200'上实现，具有不同功能模块的云服务器如图1至图5所示，并将在下文的实施例中详细阐述。

在各个实施例中，云服务器200'包括机器人注册模块(robot registrationmodule)210，用于接收、存储和处理从多个清洁装置100接收的机器人信息。***10中的每个清洁装置100都具有一个唯一的ID(a unique ID)，该ID可以存储在云服务器200的数据库的机器人ID字段中。当前在特定位置可用的清洁装置100将在云服务器200'中注册其机器人ID。例如，当在办公室中配置总共7个清洁装置100时，其中5个清洁装置是可用的，五个可用机器人的ID将在云服务器200'中注册。在一些实施例中，位于云端的数据库服务器(称为活动机器寄存器，Active Machine Register即“AMR”)将维护连接到云服务器200'的所有可用清洁装置100的机器人ID。处于可用状态的一组机器人100将被进一步考虑用于执行指定清洁任务。已关闭或已经参与清洁操作的机器人将不可用。

在一些实施例中，云服务器200’的机器人注册模块210可以被配置为用于选择性地注册多个清洁装置100中的两个或多个，以用于执行指定清洁任务。清洁装置100的选择将在下面的实施例中进行描述。清洁装置100的选择可以基于指定清洁任务所需的清洁装置100类型，以及如前所述的从可用的清洁装置100接收到的机器人信息。例如，如图1所示，五个可用的清洁装置100正在与云服务器200'进行数据通信，并且在机器人注册模块210或云服务器200'的AMR中分别注册为机器人_ID#l、机器人_ID#2、机器人_ID#3、机器人_ID#4、机器人_ID#5。如图5所示，为了清洁办公室20中的一个地板区域和一个窗户区域，五个可用清洁装置100中的三个，即吸尘机器人(机器人_ID#2)、窗户清洁机器人(机器人_ID#3)和擦洗机器人(机器人_ID#5)，被选择并注册在机器人注册模块210中以执行该清洁任务。

在各种实施例中，被注册用于执行清洁任务的清洁装置100的机器人信息(包括机器人ID和其他必要信息)从机器人注册模块210传送到优先级生成模块220。该特定功能模块(优先级生成模块220)被配置为用于确定或定义每个已注册的清洁装置100的优先级，其可以存储为标记有“HierachRank”(即优先级)字段的电子记录，存储在与云服务器200'进行数据通信的数据库中或存储在作为云服务器200’一部分的数据库中。该优先级涉及选择用于执行清洁任务的不同清洁装置100的操作顺序。

在各个实施例中，优先级生成模块220被配置为基于机器人信息(或一个或多个机器人特征(one or more robot characteristics))，和/或指定清洁区域的基础设施或环境信息来确定特定清洁装置100的优先级。机器人信息包括清洁装置的类型、操作状态、注册清洁装置100的功耗，以及如上所述的其他信息。基础设施或环境信息包括但不限于以下参数：指定清洁区域的地面表面类型、指定清洁区域中的家具密度以及所需清洁区域的覆盖范围。

在各种实施例中，优先级生成模块220可以采用不同的运筹学(OR)优化和/或调度技术由来决定机器人的优先级。例如，通过优先级生成模块220可以实现基于线性或非线性规划技术的分配模型，以分配不同的清洁装置100的优先级，以便可以优化一种或多种清洁措施的效能和/或清洁效率。

在一些实施例中，机器人信息/特征可能是机器人优先级生成的第一考虑因素(atop most priority)。以图5的实施例为例，该组机器人100(a team of robots 100)包括吸尘机器人100b、窗户清洁机器人100b和擦洗机器人lOOe，优先级生成模块220可以将擦洗机器人lOOe列为第一(即优先级＝l)，真空机器人100b作为第二(即优先级＝2)和窗户清洁机器人100b作为第三(即优先级＝3)，只要他们在一个常规的办公空间进行作业。

可以理解的是，优先级生成模块220可以被配置为或编程为基于其他相关信息来确定优先级，以进一步优化协同清洁***10的运行效率，以及配置为或编程为其他适合用于机器人优先级生成和清洁过程优化的运筹学技术。

在各种实施例中，协同清洁***10包括作为云服务器200'的一部分的任务规划模块230，基于优先级和指定清洁任务至少两个信息为每个注册的清洁装置100生成清洁操作计划。清洁操作计划包括多个操作规程(a plurality of operational protocols)，用于清洁装置执行清洁任务。例如，清洁操作计划可以定义多个已注册的清洁装置100之间的操作步骤/顺序(an operation sequence/order)，以及每个注册的清洁装置100的各种操作参数(诸如操作时间段、覆盖区域和机器人导航路径)。例如，对于擦洗机器人lOOe，清洁操作计划将包括它必须遵循的路径，必须在地面上施加的刷涂压力，吸力曲线(aprofile ofsuction)等信息，如图5所示。

在各种实施例中，通过任务规划模块230采用多级清洁策略(或多步骤的清洁计划，或多层清洁操作计划，即a multi-layer cleaning strategy)来生成清洁操作计划。换句话说，清洁操作计划包括多级清洁操作(或多层清洁操作，multiple layers ofcleaning operation,)，或多个清洁操作步骤。每级清洁操作对应于一个时间段，在此期间将执行一个清洁操作(例如扫地)。一个或多个能够执行相同清洁操作的清洁装置100(例如一个或多个扫地机器人)可以被指定和控制以同时执行一个清洁操作，以便加快任务的执行。每级清洁操作可以包括为至少一个清洁装置指定的多个操作协议，例如操作参数(诸如操作时间段、覆盖区域和机器人导航路径)用于清洁装置100在执行清洁任务时遵循。

在一些实施例中，任务规划模块230可以考虑将时间信息和空间信息用于生成多级清洁策略，特别是当指定清洁区域相对较大时。任务计划模块230可以将整个清洁区域划分为多个清洁空间，并设定出使用不同的清洁装置100在多个清洁空间同时执行清洁任务的清洁操作计划。由此可以减少完成清洁任务所需的时间。

由任务计划模块230生成的清洁操作计划被传送给任务执行模块240。数字指令(Digital commands)被传送到相应的清洁装置100，以基于多层清洁操作计划执行清洁任务。例如，任务执行模块240将指令擦洗机器人lOOe根据清洁操作计划中的擦洗步骤(scrublayer)执行清洁动作。包括擦洗机器人必须遵循的路径，施加在地面上的规定刷洗压力，以及吸力曲线的信息从任务规划模块230传输到任务执行模块240并发送到注册的擦洗机器人lOOe中，使得擦洗机器人完成基于多级清洁操作计划定义的擦洗步骤。

多级清洁策略生成和任务执行的一个非限制性实施例如图4和图5所示，机器人注册模块210已经注册了一个擦洗机器人lOOe(机器人ID#5)、一个吸尘机器人100b(机器人ID#3)和一个窗户清洁机器人100c(机器人ID#2)用于执行办公区域20的清洁任务，而优先级生成模块220已将三个清洁装置100的优先级分别定义为优先级＝l、优先级＝2、优先级＝3。任务规划模块230检索每个设备的必要机器人信息和优先级，并在此基础上生成多级清洁操作计划。更具体地说，在优先级为1的清洁装置/机器人100产生了一个初级清洁操作步骤(或基础清洁操作步骤，或初级清洁操作层，即base cleaning operation layer)。优先级排序中的连续机器人(the consecutive robots)在初级清洁操作步骤上生成连续清洁操作步骤(或连续清洁操作层，consecutive cleaning operation layers)。在优先级中排为最后的机器人将形成最高级的清洁操作步骤(或高级清洁操作层，或高级清洁操作步骤，the topmost cleaning operation layer)。

如图4所示，整个指定清洁区域已根据生成的清洁操作计划分为两个清洁空间，一个空间有一个窗口区(空间1)，另一个空间没有任何窗口区(空间2)。清洁操作计划分别为两个清洁空间(清洁空间1和清洁空间2)定义了多级清洁策略。用于清洁空间1的多级清洁策略具有三级操作步骤(或三层操作，three operation layers)，其中第一级操作步骤或初级操作步骤(a first operation layer or a base layer)由擦洗机器人lOOe(优先级＝l)完成，第二级操作步骤或中间操作步骤(a second operation layer or a middlelayer)由吸尘机器人100b(优先级＝2)完成，第三级操作步骤或最高级操作步骤(a thirdoperation layer or a top layer)由窗户清洁机器人100c。(优先级＝3)完成。可以看出，三级操作步骤是基于分配给三个机器人的优先级生成的，即按照优先级＝l到优先级＝3的顺序生成。对于没有任何窗口区域的清洁空间2，仅布置擦洗机器人lOOe和吸尘机器人100b。类似地，根据机器人的优先级，空间2的多级清洁策略形成两个级清洁操作步骤(或两层清洁操作)，即由擦洗机器人lOOe(优先级＝l)完成的初级操作步骤，和由吸尘机器人100b(优先级＝2)完成的最高级操作步骤。

多级清洁操作计划之后传送给任务执行模块240。窗户清洁机器人100c和吸尘机器人100b在TO到Tl的时间段同时运行，以清洁空间1和空间2。在空间2中完成吸尘任务后，吸尘机器人100b移动到空间1，并根据空间1中吸尘任务继续运行，时间范围从T2到T3。同时，擦洗机器人lOOe基于空间2中擦洗任务运行，时间范围从T2到T3。在空间2中完成擦洗任务后，擦洗机器人lOOe随之移动到空间1，并根据空间1中擦洗任务继续保持运行，时间范围为T4到T5。通过这种方式，机器人的资源(即使用的清洁装置100的数量)和清洁办公室区域20的耗时都得到了优化。

在各种实施例中，协同清洁***10还包括被配置成与云服务器200'进行数据通信的用户终端设备49。用户终端设备49可以是适合于与云服务器200'通信的任何类型的外部计算设备，例如，如图1实施例所示的个人计算机51或如图6实施例所示的移动计算设备53。用户终端设备49可以包含通信模块，该通信模块被配置为通过不同类型的有线或无线通信向云服务器200'发送数据信号，例如，通过电缆网络，或使用Wi-FiTM和蓝牙TM无线通信协议。可以理解的是，***10可以被配置为基于不同类型的无线或有线网络设备和协议通过网络接口进行通信。同样可以理解的是，***10可以包括多个用户终端设备49，允许用户在不同位置访问***10。

在各种实施例中，用户终端设备49包括被配置成接收来自用户的信息和指令的用户界面(user interface)。用户界面可以是网页界面，或者是安装在个人计算机51或移动计算设备53上的软件程序的界面。在一以移动计算设备53作为用户终端设备49的实施例中，该用户界面可以是移动计算设备53上的移动应用程序56的应用程序界面。移动应用程序56界面设计的一个非限制性示例如图9和图10所示。

在各个实施例中，用户终端设备49被配置成接收来自用户的指令并将该指令发送到清洁装置100，该清洁装置100还与云服务器200'进行数据通信。清洁装置100可以处于多种操作模式。例如，用户可以通过输入来自用户终端设备49的指令来打开和关闭清洁装置100，或者将清洁装置100设置成省电模式。在各个实施例中，用户终端设备49还被配置为显示协同清洁***10的有关信息，和与协同清洁***10连接的多个清洁装置100的相关信息。通过用户终端设备49可以实现对协同清洁***10的远程控制和/或监控，其中一个用户终端设备49可以用于动态添加和控制多个清洁装置100。此外，***10的清洁过程可以通过为用户终端设备49配置其他功能来进一步改进，如下文中的实施例所述。

在各种实施例中，协同清洁***10被配置为基于从用户终端设备49接收到的一个或多个用户定义参数来执行指定清洁任务。具体地，对于机器人优先级生成和随后的多级清洁策略计划，优先级生成模块220和任务计划模块230被配置为除了考虑机器人信息或机器人特征之外，还要考虑一个或多个用户定义参数。

如图1和图2所示，云服务器200'还可以包括用户输入寄存器(或UIR)260，用于接收、存储和处理一个或多个用户定义的参数。基于用户定义参数，机器人将动态地计划多个清洁装置100执行的清洁任务的顺序。用户定义参数可以包含但不限于***将执行的一个或多个清洁任务的类型、一个或多个指定清洁区域的地理位置信息(诸如位置)、一个或多个指定清洁区域的基础设施或环境信息、一个或多个指定清洁区域的一个或多个指定清洁任务的优先级信息、和用户的信息(如识别信息)。例如，用户可以通过在用户终端设备49上输入这样的参数来指示协同清洁***10优先考虑需要清洁的区域和要执行的清洁动作的类型。优先级信息被传送到并存储在用户输入寄存器260处。优先级生成模块220和后续的任务计划模块230从用户输入寄存器260检索这些信息，用于机器人优先级生成和多级清洁策略计划。

在一些实施例中，用户定义的参数可以定义一个或多个排除空间(excludedzones)，这些空间在清洁任务执行期间无需进行清洁。例如，此类排除空间可以是静默空间(silent zones)、危险空间、应该被封闭或限制的空间等。用户可以在激活***10以执行清洁任务之前将这些空间定义为特殊空间。这些排除空间在不同的清洁机器人类型中可能很常见。

图14示出了图10所示***10的更详细版本。云服务器200'包括机器人活动分析器模块205(或机器人活动分析器)。该机器人活动分析器模块205提供如图6所示的活动分析微服务器(或活动分析仪)。机器人活动分析器模块205管理和监控各个清洁装置100的活动。这些活动包括但不限于清洁操作、点对点移动操作、混合操作和机器人运行状况状态监控警报。机器人注册模块210通过机器人活动分析器模块205接收清洁装置100的信息。

UIR 260可以包括任务指令寄存器265。该任务指令寄存器265接收来自用户终端设备49的任务指令。任务指令可能包括高级信息/变量，例如但不限于机器人，清洁区域和清洁时间。任务指令寄存器265存储这些信息。任务指令寄存器265的生成和接收任务指令的方式有两种。生成任务指令的一种方法是通过在用户终端设备49上运行的应用程序生成。当用户运行该应用以启动清洁操作/任务时，该应用将显示出由用户选择，或者对应于操作员的位置地图，或者更具体地说，将显示出用户持有的用户终端设备49的位置的地图。图15A示出了呈现给用户的第一用户界面(UI)屏幕(即第一UI屏幕)602。第一UI屏幕602包括地图604和三个区域指示(area indicia)606、608、610，这些指示用于清洁的不同地面区域。在图15中，用于清洁的地面区域是咖啡厅、接待区和大厅。用户能够通过选择相应的区域指示606、608、610来选择清洁相应的区域，然后显示第二UI屏幕612。地图604在第二UI屏幕612中可以包括放大的地图(未示出)的选定区域。该第二UI屏幕612包括三个选择指示(selection indicia)614、616、618，它们覆盖地图604以允许用户选择是否继续清洁先前选定的区域以及如何清洁。用户可以选择“取消”指示614以取消清洁操作，选择“协作”(team)指示616以使用该组机器人继续进行清洁操作，或者选择“是”指示618以使用单个机器人继续进行清洁操作。如果用户在UI屏幕612上选择“协作”指示616，则如图15A所示的第三UI屏幕620将显示在用户终端设备49上。第三UI屏幕620显示已经选择了机器人“Siti”，另外两个机器人“Wong Yong”和“Jianwan”可供选择。如果用户同时选择了这两个可用的机器人并选择“确认”(comfirm)指示622，则如图15B所示的第四UI屏幕630将显示在用户终端设备49上。第四UI屏幕630显示了所有被选择加入该组机器人进行清洁的机器人。在此阶段，用户可以通过选择“取消”指示632来取消清洁操作，或者通过选择“确认”指示634继续进行清洁操作。如果用户通过选定“确认”指示634来继续执行清洁操作，则被收集到的信息，即要清洁的区域和选择的机器人，将通过用户终端设备49上的app指令路由器(appcommand router)491发送到任务指令寄存器265。任务指令寄存器265随后将接收到的信息转发到优先级生成模块220的，以便立即进行处理。当清洁操作计划可用时，有关各个机器人将布置在清洁区域哪些空间的信息通过用户终端设备49上的合适的UI屏幕(suitableUI screen)640展示给用户。

生成任务指令的另一种方法是通过机器人任务调度器492在用户终端设备49上运行生成。通过该机器人任务调度器560，操作员能够为一个或多个工作场所创建预定的清洁时间表(cleaning schedules)。每个计划将包含一个清洁区域和清洁该区域的开始时间。机器人任务调度器492将清洁时间表发送到任务指令寄存器265。任务指令寄存器265对开始时间进行监控，并在当前时间到达清洁计划的开始时间时自动启动相应的清洁操作。预定的时间表不包含任何机器人信息。清洁操作将涉及在清洁操作开始时清洁区域中的任何一个可用的机器人。

另一方面，本公开还涉及一种用于控制多个特定任务装置(task-specificapparatus)的***。该***包括多个特定任务装置，其中至少一个特定任务装置被配置为与处理器单元通信连接。该***还包括用于接收来自用户的一条或多条指令，并与处理器单元通信连接的用户设备。处理器单元包括：控制管理器，用于根据从用户设备接收的一个或多个指令生成高级控制指令；和动作发生器，用于从高级控制指令中为每个特定任务装置生成特定于该装置的控制指令(或特定于各个/对应装置/设备的控制指令，a device-specific control command)。处理器单元还被配置为用于将相对应的控制指令(或特定于各个/对应装置的控制指令，apparatus-specific control command)发送到相对应的特定任务装置以执行。

在各种实施例中，各个特定任务装置可以是能够执行指定任务的自主或半自主机器和/或可操作的机器人。指定任务可以包含但不限于清洁任务。所述特定任务装置可以包括但不限于：如上所述的清洁装置100。多个特定任务装置可以包括多个可操作以执行不同任务的装置。例如，多个特定任务装置可以包括一个或多个清洁装置100、一个或多个烹饪装置、一个或多个智能照明装置等。***10提供了一个统一平台，用户可通过该平台练习控制多个特定任务装置。

如图7-图15中的非限制性示例所示，本公开还提供了一种可通过用户设备49控制多个不同类型的清洁装置100的***10。可以理解的是，上述清洁装置100和***10可以用于对清洁装置100进行远程操控，即提供了一种远程操作***10。清洁装置100和协同清洁***10中的相似功能模块/组件/设备在图7至图15中具有相同或相似的参考编号。上述清洁装置100和协同清洁***10的功能模块/组件/设备还可以适用于该远程操作***10。

在各种实施例中，***10包括多个清洁装置100。每个清洁装置100能够执行至少一个清洁动作，且多个清洁装置100与处理器单元200通信连接。***10还包括用户终端设备49，其被配置成接收来自用户的一个或多个指令并被配置成与处理器单元200通信。用户可以通过专门设计的软件界面/移动应用程序56来控制多个清洁装置100的操作。

为了从用户终端设备49进行远程控制，***10的处理器单元200合并有附加功能模块/子***。图6示出了包括用于控制多个清洁装置100的用户终端设备49的***10的功能框图。如图6所示非限制性实施例的***结构所示，用户终端设备49以移动计算设备53的形式(诸如移动电话)呈现，且安装有特别设计的移动应用程序56，处理器单元200以云服务器200'的形式存在。移动应用程序56为用户提供软件界面以控制和管理多个清洁装置100。移动应用56的软件接口的非限制性示例示如图10、图11、图13A和13B所示。

在各种实施例中，处理器单元200包括：控制管理器430，用于基于从用户终端设备49接收的一个或多个指令生成高级控制指令；动作发生器440，用于从高级控制指令(基于相应清洁装置的机器人信息)生成对应于各个清洁装置100的特定控制指令(或特定于各个/对应装置/设备的控制指令)。处理器单元200被配置为将一个或多个特定于各个/对应装置/设备的控制指令发送到相对应的清洁装置100以执行。“生成高级控制指令”和“或特定于各个/对应装置/设备的控制指令”的步骤可以包括分配、计算和派生(deriving)的一个或多个步骤。

在各种实施例中，控制管理器430被配置为从用户终端设备49接收一个或多个指令(或指示，instructions)，更具体地说，从用户终端设备49上的软件界面/应用程序上接收指令。该指令可以包括用于将一个或多个清洁装置导航到一个或多个预期目的地的指令，一个或多个用于清洁装置在执行任务时要遵循的用户定义参数，用户定义参数可以包括任务的优先级信息(例如，清洁空间1的清洁优先于清洁空间2)和操作参数(例如操作时间段，覆盖区域，清洁装置的机器人导航路径等)。控制管理器430基于用户指令为相对应的清洁装置100生成高级控制指令。在一些实施例中，生成高级控制指令时还会考虑到相对应的清洁装置100的机器人信息。高级控制指令以相对较抽象的方式描述了各个清洁装置100的操作，由此可以以结构化的方式表示不同清洁装置100的概念功能/目标。例如，可以生成高级控制指令来描述不同清洁装置100的总体目标和清洁操作计划。

在各种实施例中，活动发生器440被配置成从高级控制指令为各个清洁装置100生成特定于各个装置/设备的控制指令。特定的控制指令(the device-specific controlcommand)详细描述了每个清洁装置100要执行的操作和动作。可以使用低级编程语言(low-level programming language)来生成特定的控制指令，例如包含基本微处理器指令的编程语言。设备的特定控制指令可以传输给相应的清洁装置100并由该清洁装置进行执行。清洁装置100不需要或很少需要再进一步处理装置的特定控制指令。

特定于各个装置/设备的控制指令是基于相对应的清洁装置和用户指令嵌入到高级控制指令中的机器人信息生成的。如上所述，机器人信息可以包括但不限于清洁装置100的身份信息(即机器人ID)、清洁装置100的地理位置信息、设备100的当前运行状态、以及当前功耗状态、电池管理数据、运行小时数、健康状况、错误状态、工作环境的特征(其可包括外部传感器和内部传感器数据)，和故障诊断信息。

在一些实施例中，处理器单元200还包括认证管理器410，用于处理和认证相应相应清洁装置100的机器人信息。认证管理器410可以与机器人数据库420相连接，该数据库被配置为用于存储多个清洁装置100的机器人信息。认证管理器410可以搜索和找回(或检索，retrieve)特定的清洁装置100的机器人信息以进行认证。身份验证可能是包括多因素的。稍后将介绍这种多重身份验证的详细信息。一旦认证管理器410完成认证，机器人信息和来自用户的指令随后可以被传送到控制管理器430以生成高级指令。

机器人数据库420存储有机器人信息、基础设施信息和用户信息。机器人信息包括但不限于清洁装置100的唯一序列号及清洁装置操作所需的相应数据。例如，如果机器人是地面自动清洁机器人，则该机器人信息可以包含其序列号和用于清洁的设置。此类设置包含清洁所需的水量、所需的清洁液量等。基础结构信息包含与机器操作环境相关的信息。例如，如果机器是地面自动清洁机器人，则机器人的基础设施信息可能包含地面地图，机器人需要采取的清洁路径，清洁区域内的清洁空间，机器人不应进入的禁区，清洁清洁区域的时间段等。

在各个实施例中，机器人信息的认证包括双因素认证，如图12的步骤510至530和图13A所示。

在第一个步骤510中，用户通过UI屏幕700使用用户终端设备49读取机器人信息。机器人信息可以嵌入附着在清洁装置100上的打印标签的条形码或二维码，或清洁设备100的数字显示单元上显示的二维码或条形码。然后，被扫描的机器人信息从用户终端设备49发送到处理器单元200。***根据从用户终端设备接收到的机器人信息生成一个密码(或密码短语，passphrase)。特别地，嵌入在二维码或条形码中的预先分配的序列号可以作为云服务请求传输到***10的处理器单元200中。一旦处理器单元200的认证管理器410从用户终端设备49接收到清洗设备100的序列号，认证管理器410就会生成一次性密码，该一次性密码可能只在规定的时间内有效。密码可以发送到清洁装置100上以显示在清洁装置100的显示单元上。或者，该密码短语可以发送到用户终端设备49以显示给用户，也可以发送到用户注册的电子邮件地址或用户注册的电话上。

在进一步的步骤520中，用户界面将自动更新以显示新的页面710，供用户键入由认证管理器410生成的密码。用户在软件界面上输入密码。用户终端设备49将输入的密码发送到处理器单元200。如果用户在用户终端设备49上输入正确的密码，即用户输入由认证管理器410生成的相匹配密码，则认证管理器410在机器人数据库420中注册机器人的详细信息并允许用户控制特定的清洁装置100。

在进一步的步骤530中，用户通过重复步骤510和520来确认与一个或多个清洁装置100的连接。更具体地说，在使用一次性密码成功进行认证后，用户界面更新到新的页面720，以供用户确认要控制哪个清洁装置100。从图13A和图13B可以看出，可以添加一个或多个清洁装置100以允许用户进行远程控制。图13A中的UI屏幕730示出了清洁装置100“机器人A”、“机器人B”和“机器人C”，它们通过步骤510、520连接到用户端并由用户通过UI屏幕620、630进行添加。

在各种实施例中，***10可用于控制任意数量的清洁装置100。在上述步骤530中，用户可以基于需要执行的清洁任务从机器人列表中选择任何适用的清洁装置100，以组成机器人组合(或工作组合，即work team)。

在进一步的步骤540中，用户可以进入特定清洁装置100的控制台/控制界面735，并运行机器人操作。用户可以在控制界面735中选择一个移动指示(move indicium)736来控制清洁装置100的运动。这样的操作将给用户呈现出控制台/控制界面740。控制台/控制界面740可以包括一个或多个导航控制台，用于将清洁装置100导航到预期的方向或到达预期的目的地。例如，如图13B所示，控制台740显示了必要的按钮、滑动条和导航按钮，以供用户通过云引擎远程控制清洁装置100的导航和任务操作。因此，不需要在清洁装置100和用户终端设备49之间进行直接数据连接，例如使用蓝牙或WIFI。控制台740还包含传感器开/关的控制指示742，用于控制清洁装置100的传感器的开关，例如距离传感器。在一些具体实施方式中，当距离传感器检测到通道宽度可能对于清洁装置100自动通行偏窄时，清洁装置100可能不被允许继续进行清洁操作。用户可以关闭距离传感器并切换到使用导航按钮来操纵清洁装置100，以便恢复清洁操作。控制台740还包括清洁设置指示744。当选择该清洁设置指示744时，用于控制清洁装置设定参数的特定UI屏幕750显示在用户终端设备49上以用于调整控制参数。如果在选择了控制界面735中的地图指示737，则地图760将显示在用户终端设备49以显示清洁装置100的位置。

在进一步的步骤550中，用户可以在完成一个清洁任务后退出清洁装置100的控制台/控制界面。用户可以在软件界面中的不同控制台/控制界面之间切换，以控制和导航机器人列表中的各个清洁装置100。用户还可以从工作组合(work team)中移除一个或多个清洁装置100，即断开清洁装置100与用户终端设备49的连接。例如，当一个或多个清洁装置完成清洁任务后将其从所属的工作组合中移除，并且将该一个或多个清洁装置100形成新的工作组合，并通过如上所述的相同步骤以进行新的清洁任务。

在各个实施例中，***10被配置为用于监控(monitor)和跟踪来自用户终端设备49的多个清洁装置10的机器人信息(例如，装置的健康状态、错误状态、操作状态等)和操作活动。除了控制台之外，软件界面还可以提供用于实时监控清洁装置100执行的任务、清洁装置100的操作状态以及由清洁装置100的感知传感器测量的环境/地理位置信息的接口。软件界面还允许用户在地图(其可以预先安装在移动应用程序中，或者可以基于通过一个或多个清洁装置100的感知传感器收集的信息进行填充)上对各个清洁装置100进行定位并监控它们各自的移动、运动和操作状态。在图13B所示的示例中，当操作清洁装置100时，用户可以参考地图760，在地图760突出显示/指示(highlighted/indicated)了清洁装置100的实时位置(例如由安装在清洁装置上的GPS***实现)。用户可以手动控制将清洁装置100导航到不同的位置。或者，用户可以在控制台或地图上输入目的地，并控制清洁装置100自动移动到目的地。

在各种实施例中，处理器单元200还包括数据集群单元450，用于管理清洁装置100和处理器单元200之间的传感器数据输入和控制指令输出。数据集群单元450将从清洁装置100接收的信息路由到处理器单元200中的一个或多个磁盘/数据库中的连续扇区(或连续集群，即sectors或clusters)。数据集群单元450通过减少数据***结构的负载(overhead)来管理处理器单元200上的空间分配。例如，当从清洁装置200接收到传感器数据时，数据集群单元450可以从由清洁装置100接收到的其他信息中检索/分离处感知传感器的数据。同样地，由动作发生器440产生的对应于各个设备的控制指令通过数据集群单元450传输到相对应的清洁装置100。

在一些实施例中，数据集群单元450可以与数据记录器460相连接，该数据记录器通过数据集群单元450从清洁装置100接收原始传感器数据，分析传感器数据，并将传感器数据处理成有意义的(meaningful)、可操作的感知信息。数据记录器460可以更新机器人数据库420中的机器人感知信息，以应用于一个或多个其他微服务器(例如，用于生成机器人的个性/特征(robot personality/characteristics))。

在各种实施例中，协同清洗***10的各个用户都以唯一的用户ID注册了一个用户账号。为了使用户能够访问和控制清洁装置100，需要进行注册和验证(或登录)步骤。如图8所示，生成此唯一的用户ID需要与用户的各自国家/地区对应的个人姓名信息和个人身份证号码(NRIC)，并且该ID将终身有效。一个用户只有一个ID，且该ID将与用户永久绑定，在日常工作中，每个机器人可能会被分配给专门的清洁工(cleaner)。因此，***的安全性得到了提高。图8显示了用户操作流程的一个非限制性示例，其中包含以下步骤：(a)用户登录：用户输入其注册的帐户信息以安全的方式登录到***。(b)用户信息界面(UserProfile Screen)：用户登录到***后，可以转到用户文件界面(user profile portal)以输入和/检查相关用户信息。对于新用户，他/她可能需要输入必要的用户信息才能继续。(c)开始菜单/操作屏幕：***中可用清洁装置的信息显示在操作屏幕上。对于一个特定清洁任务，用户可以激活/添加一个或多个清洁装置100。(d)机器人操作：然后用户可以转到机器人操作页面，即在激活清洁装置100执行清洁任务之前用于输入指令或定义任何操作参数的控制界面/用户界面。

除了跟踪机器人的状态/活动之外，***10还可以被配置未用于管理和跟踪特定用户的历史活动。如前所述，每个清洁设备100已被设置并分配给至少一个用户/清洁工。因此，***10跟踪这些已经操作过或已被分配给特定用户的一个或多个清洁装置100的相关机器人信息和操作活动。

对机器人信息和用户历史活动的监控和跟踪可以通过多个嵌入式微服务器共同实现，如图6所示。例如，报告生成微服务器、运行健康状况监控微服务器和活动分析器可以在用户终端设备49和后端云服务器200'中嵌入或编程，如图6所示。特别地，活动分析微服务器被配置为用于通过移动应用程序56获取每个清洁设备100的机器人信息(诸如操作状态)以及发送的用户活动/指令。清洁任务执行结束后，活动分析器将创建与用户ID配对的活动记录。

在各种实施例中，清洁装置100和相应的用户活动被连续记录并上传到云服务器200'以实现进一步处理。可以跟踪用户历史信息，例如每次清洁操作的执行情况，应急记录和清洁操作指令。例如，如图6所示，位于***10后端的核心数据库310可以被配置为用于检索和处理用户历史信息，并且文件存储服务器320可用于存储***相关信息，包括用户历史信息。通过这种方式，用户历史信息可以通过唯一的用户ID进行跟踪。这有利于培养用户(可能是使用***10执行清洁任务的清洁工)的可靠性和责任感，即他们应该如何与分配给他们的机器人100进行协作。

在一些实施例中，参照图8和图10，还在***10上编程了积分奖励***，用于记录和跟踪每个用户的表现。当清洁工完成某些任务(如机器人清洁维护)较为积极时，将奖励给他们徽章，当在清洁工完成任务较为消极时给他们红旗。收集用户积分并不断在全球用户群体中进行比较，并引入排名***以显示表现最佳的用户并对用户进行奖励。

更具体地说，用户可以基于以下方式获得奖励：(a)维护积分(maintenancePoint)：用户或清洁工在收到来自移动应用程序或软件程序的通知后，应该对清洁装置10进行每周维护。维护顺序可能包含但不限于清洁回收水箱，刷子和刮刀的缺陷检查和更换，电气***检查等。完成后，将给用户奖励维护积分。(b)救援积分(rescue Point)：当清洁装置100遇到任何警告或紧急情况时，将通过移动应用程序通知或软件程序通知用户。当用户处理机器人时，将被奖励得到救援积分，并且这些积分随着紧急状态的严重程度有所不同。(c)启动积分：如果用户能够开启机器人，并顺利将机器人从对接/原始位置导航到当天的第一个清洁区域或第一个指定清洁空间并运行清洁操作。(d)意见积分：非常鼓励用户提出意见和反馈，并将对相应的良好建设性意见进行奖励。在移动应用程序或软件程序中包括一个用于用户提出他们对如何提高机器人性能的考虑和反馈的部分。(e)技术人员审查积分：基于对机器人执行定期维护的技术人员给出的审查评价对用户进行奖励。在每次维护结束时，技术人员能够知道清洁工对机器人的管理状态是否良好。

在一些实施例中，用户终端设备49上的软件程序或移动应用程序56可以进一步被配置为用于收集和跟踪用户的资格(或资质，qualification)。资格跟踪门户(或资格跟踪界面，即The qualification tracking portal)可以称为“学院认证跟踪(AcademyCertification Track)”。该门户网站(或界面，portal)介绍了一个关于清洁行业的生态***，其中所有清洁工在不同类型/系列的清洁机器人上的技能组都经过了验证和认证。此外，它还为用户提供了提升技能的培训，并且在满足与协同清洁***10操作的特定方面的相关的规定要求时可以向用户发送/颁发证书。

学院认证跟踪可以为用户/清洁工提供培训，并跟踪他们在以下方面的资格：(a)机器人控制和使用(机器人类型/特定的家庭)：在此跟踪过程中，用户将接受有关如何在他/她的日常使用期间高效且安全地操作机器人的培训。培训包括机器人功能的介绍，移动应用程序或用户界面的使用，以及机器人维护操作。(b)清洁调动和营销(机器人类型/特定的家庭)(Cleaning Deployment and Marketing(Robot Type/Family Specific))：用户将接受有关如何执行现场评估，生成现场分析报告以及进行机器人调动的培训。(c)服务和维修(机器人类型/特定的家庭)：根据来自不同系列的机器人的类型，用户将接受关于如何进行周期维护和零件维修的培训。(d)与协作清洁***10相关的其他方面，例如销售和营销，云管理等。

本公开的***10至少具有以下有益技术效果：(a)首先，该***10为具有优化清洁任务执行顺序的多个机器人协同清洁操作提供了一种解决方案。(b)与现有的清洗机部署***相比，本公开的协同清洁***可以远程控制，能够实现相对更高水平的自动化，并且将人类参与操作协同清洁***10的需求降到最小。(c)通过云计算管理的协同清洁***可以嵌入各种微服务器，例如个性发生器，其允许基于感知传感器的数据和用户定义的参数动态地调整机器人行为，以进一步提高清洁的效率和效力等。

进一步地，具有专门设计的软件界面/移动应用程序的联网用户设备具有如下的附加好处：(d)多个清洁装置和用户设备通过因特网接口连接。因此，不需要机器人-用户设备直接连接(例如通过蓝牙TM/WI-FITM)。(b)软件界面/移动应用程序可用于控制同构和异构机器人；还允许用户灵活地为特定任务组合添加和移除清洁装置。(c)软件界面/移动应用程序允许用户连接到任意数量的机器人。特别地，在将基于云计算的服务器用作处理器单元的实施例中，服务器的容量以及基于服务器容量可以由用户设备控制的清洁装置/机器人的数量不受限制。(d)使用二维码/条形码扫描和密码的简单双因素认证过程确保清洁机器人与用户设备之间通过处理器单元/云服务器之间的安全连接。(e)软件界面/移动应用程序将对机器人活动和用户行为的跟踪集成到一个平台中，这为有利于培养用户的可靠性和责任感。

本领域技术人员应当理解，上述特征的变体和组合，而不是被替代或替代物，可以组合成落入本公开预期范围内的又一些实施例。特别地：(a)该***可以用于远程控制任何类型的任何数量的清洁装置，不限于附图所示；(b)虽然本公开内容是在以清洁装置为操作背景下描述的，但它也可以应用于控制具有兼容硬件和软件操作***的任何其他类型的自主或半自主机器/机器人。机器/机器人既可以都是是同构的(即同类型的)，也可以是异构的(即不同类型的)。(c)处理器单元200的子***和微服务器可以在不同的计算设备、服务器和资源记录器(record resources)上运行，这些设备、服务器和记录资源可能位于后端物理/虚拟服务器***中，如图1和图6所示。作为补充或替代，一些子***和微服务器可以是用户设备和/或计算***板上的一个或多个清洁设备的计算***。例如，在一些实施例中，清洁装置可以基于感知传感器输入的信息的进行运动和绘制路线。或者，路线绘制或路线绘制的部分功能可以在后端数据库服务器或用户设备上实现。

标识

10***，20清洁区域，40路由器，49用户终端设备(或用户设备)，51个人计算机，53移动设备，56移动应用程序，100清洁装置，100a拖地机器人，100b吸尘机器人，100c窗户清洁机器人，100d垃圾收集机器人，100e擦洗机器人，121控制模块，125清洁模块，127个性化模块，133感知传感器，136导航模块，139通信模块，140电源供应管理模块(或电源模块)，144安全等级触发模块，200处理器单元，200’云服务器，210为机器人注册模块，220优先级生成模块，230任务规划模块(或多级任务生成器)，240任务执行模块，251擦洗步骤/初级步骤，253吸尘步骤/中间步骤，257窗户清洁步骤/高级步骤，260用户输入寄存器(UIR)，310核心数据库，320动态数据库，330文件存储服务器，410为认证管理器，420机器人/机器数据库，430控制管理器，440动作发生器，450数据集群单元，460数据记录器，510-550一个或多个清洁装置的控制步骤。

Claims (29)

1.一种用于执行指定清洁任务的***，包括：多个清洁装置，每个清洁装置能够执行至少一个清洁操作，至少一个所述清洁装置被配置成与处理器单元通信连接，其中处理器单元包括：

优先级生成模块，用于确定每个清洁装置的优先级状态，所述优先级状态基于从相对应的清洁装置接收的至少一个机器人信息生成；

任务规划模块，用于基于指定清洁任务和多个清洁装置分配到的至少一个优先级状态生成清洁操作计划；和

任务执行模块，用于向每个清洁装置发送指令，以基于清洁操作计划执行指定清洁任务。

2.如权利要求1所述的***，其特征在于，每个所述清洁装置中都能够执行下列一种或多种清洁操作：清扫、吸尘、擦洗、拖地、窗户清洁、台面清洁垃圾收集、布置家具以便于清洁。

3.如权利要求1或2所述的***，其特征在于，所述处理器单元还包括机器人注册模块，用于选择性地注册两个或多个用于指定清洁任务的清洁装置。

4.如权利要求1-3中任一项所述的***，其特征在于，所述处理器单元包括至少一个云服务器。

5.如权利要求1-4任一项所述的***，其特征在于，所述清洁操作计划包括一个或多个清洁操作步骤。

6.如权利要求1-5任一项所述的***，其特征在于，所述清洁操作计划定义了在指定清洁区域内的一个或多个清洁空间。

7.如权利要求1-6任一项所述的***，其特征在于，还包括用户设备，所述用户设备与处理器单元进行数据通信，并被配置为用于接收与指定清洁任务相关的一个或多个用户定义参数。

8.如权利要求7所述的***，其特征在于，所述任务规划模块被配置为基于从用户设备接收到的一个或多个用户定义参数来确定清洁操作计划。

9.如权利要求8所述的***，其特征在于，所述一个或多个用户定义参数包括下列的一个或多个参数：一个或多个指定清洁任务、一个或多个指定清洁区域的地理位置信息、一个或多个指定清洁区域的基础设施或环境信息、一个或多个指定清洁任务的优先级信息、一个或多个指定清洁区域的优先级信息以及用户的信息。

10.如权利要求7至9任一项所述的***，其特征在于，所述处理器单元还包括：控制管理器，用于基于从用户设备接收的一个或多个指令，为多个清洁装置生成高级控制指令；和

动作发生器，用于从高级控制指令中为每个清洁装置生成特定于各个装置的控制指令，其中处理器单元被配置为用于将特定于各个装置的控制指令发送到相应的清洁装置以执行。

11.一种与协同清洁***配合使用的清洁装置，包括：

清洁模块，用于能够执行一个或多个清洁操作；

通信模块，用于与协同清洁***的处理器单元通信连接，

其中处理器单元包括：优先级生成模块，用于确定用于清洁装置的优先级以及用于一个或多个选定用于指定清洁任务的其他清洁装置，优先级基于从相应的清洁装置接收的至少一个机器人信息生成；

任务规划模块，用于基于清洁装置的优先级状态和一个或多个其他清洁装置的优先级状态生成清洁操作计划；和

任务执行模块，用于向注册的清洁装置发送指令，并向其他注册的一个或多个清洁装置发送指令，以基于清洁操作计划执行指定清洁任务。

12.如权利要求11所述的清洁装置，其特征在于，所述处理器单元包括机器人注册模块，用于选择和注册用于指定清洁任务的一个或多个其他清洁装置。

13.如权利要求11至12任一项所述的清洁装置，其特征在于，所述处理器单元包括至少一个云服务器。

14.如权利要求11至13任一项所述的清洁装置，其特征在于，一个所述清洁装置被配置为与一个或多个其他注册的清洁装置进行通信。

15.如权利要求11至14任一项所述的清洁装置，其特征在于，所述清洁装置能够执行下列一种或多种清洁动作：清扫、吸尘、擦洗、拖地、窗户清洁、台面清洁垃圾收集、布置家具以便于清洁。

16.如权利要求11至15任一项所述的清洁装置，其特征在于，所述清洁操作计划包括一个或多个清洁操作步骤。

17.如权利要求11至16任一项所述的清洁装置，其特征在于，所述清洁操作计划在指定清清洁区域内定义一个或多个清洁空间。

18.如权利要求11至17任一项所述的清洁装置，其特征在于，所述处理器单元能够与用户设备进行数据通信。

19.如权利要求11至18任一项所述的清洁装置，其特征在于，所述任务规划模块被配置为基于从用户设备接收到的一个或多个用户定义参数来确定清洁操作计划。

20.如权利要求11至19任一项所述的清洁装置，其特征在于，所述一个或多个用户定义的参数包括下列一个或多个：一个或多个指定清洁任务、一个或多个指定清洁区域的地理位置信息、一个或多个指定清洁区域的基础设施或环境信息、一个或多个指定清洁任务的优先级信息，一个或多个指定清洁区域的优先级信息，以及用户的信息。

21.如权利要求11至20任一项所述的清洁装置，包括一个或多个感知传感器，用于测量与外部环境和/或与所述清洁装置的操作状态有关的参数。

22.一种用于执行指定任务的***，包括：

多个任务特定装置，至少一个所述任务特定装置被配置为与处理器单元通信；和用户设备，用于接收来自用户的一个或多个指令并与处理器单元通信连接，其中，处理器单元包括：

控制管理器，用于根据从用户设备接收的一个或多个指令生成高级控制指令；和动作发生器，用于从高级控制指令中为每个装置生成特定于各个装置的控制指令，其中处理器单元被配置为用于将特定于各个装置的控制指令发送到相应的装置以执行。

23.如权利要求22所述的***，其特征在于，所述处理器单元还包括认证管理器，用于处理和认证从多个特定任务装置接收到的机器人信息。

24.如权利要求23所述的***，其特征在于，所述机器人信息的认证包括双因素认证。

25.如权利要求22至24任一项所述的***，其特征在于，所述处理器单元还包括数据集群单元，用于管理所述处理器单元与多个特定任务装置之间的数据流入和流出。

26.如权利要求22至25任一项所述的***，其特征在于，所述多个特定任务装置包括一个或多个清洁装置，每个清洁装置能够执行下列一种或多种清洁操作：清扫、吸尘、擦洗、拖地、窗户清洁、台面清洁垃圾收集、布置家具以便于清洁。

27.如权利要求26所述的***，其特征在于，所述处理器单元还包括：

优先级生成模块，用于确定每个清洁装置的优先级，该优先级基于从相对应的清洁装置接收的至少一个机器人信息生成；和

任务规划模块，用于基于指定清洁任务和多个清洁装置所分配到的至少一个优先级状态生成清洁操作计划。

28.如权利要求22至27任一项所述的***，其特征在于，所述处理器单元包括至少一个云服务器。

29.如权利要求22至28任一项所述的***，其特征在于，所述***被配置为跟踪和记录多个特定任务装置和/或用户的活动。

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