CN117958664B - 一种清洁机器人的主动越障控制方法、***及清洁机器人 - Google Patents

一种清洁机器人的主动越障控制方法、***及清洁机器人 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种清洁机器人的主动越障控制方法、***及清洁机器人，所述清洁机器人包括主动越障机构以及驱动所述主动越障机构运动的越障驱动装置，所述方法包括，当清洁路径上具有障碍物时，识别障碍物高度和清洁机器人越障前接触面材质类型；当所述障碍物高度符合所述材质类型对应的预设越障高度范围时，开启主动越障功能。本申请的清洁机器人，在遇到障碍时，通过结合分析障碍物信息和接触面信息，能够更加精准判断是否需要越障，从而提高越障的成功率，并且减少产品机构的损耗。

Description

一种清洁机器人的主动越障控制方法、***及清洁机器人
技术领域
本申请涉及自移动机器人行走技术领域，尤其涉及一种清洁机器人的主动越障控制方法、***及清洁机器人。
背景技术
清洁机器人在自主移动清扫过程中，会在清洁路径上遇到一些障碍物。一般不具备主动越障功能的清洁机器人，都是通过直接碰撞的方式，来尝试越障。通过清洁机器人与地面的摩擦力以及清洁机器人与障碍物的挤压的共同作用，清洁机器人会越过低于一定高度的障碍物。
若障碍物的高度低于预设高度，清洁机器人可以直接越过该障碍物。对于高度高于预设高度的目标障碍物，现今自移动机器人针对性地发展了主动越障部件，可以在该障碍物处启动主动越障部件，抬升扫地机器人，提高扫地机器人的越障能力，以跨过该目标障碍物。
一些清洁机器人配备了主动越障结构，通过控制主动越障机构的变化，能够改变机器人的高度和姿态，从而提升越障能力。但是现有技术中，没有较好的主动越障判断功能，仅单凭障碍物高度信息来控制开启主动越障，会出现过多不必要的主动越障控制，或者主动越障功能开启后，仍然无法顺利越障，不仅浪费清洁机器人的能源，还会造成主动越障结构的损耗。因此，需要一种更加优化的控制方法，来提高清洁机器人的使用效率和寿命。
发明内容
有鉴于此，本申请提出了一种清洁机器人的主动越障控制方法、***及清洁机器人，本申请的清洁机器人，在遇到障碍时，通过结合分析障碍物信息和接触面信息，能够更加精准判断是否需要越障，从而提高越障的成功率，并且减少产品机构的损耗。
一方面，本申请提供了一种清洁机器人的主动越障控制方法，所述清洁机器人包括主动越障机构以及驱动所述主动越障机构运动的越障驱动装置，当清洁路径上具有障碍物时，识别障碍物高度和清洁机器人越障前接触面材质类型，所述接触面为与清洁机器人接触的地面；
当所述障碍物高度符合所述材质类型对应的预设越障高度范围时，开启主动越障功能。本申请通过检测接触面材质类型，能够对接触面向扫地机器人提供的摩擦力进行一个预先的等级划分和预估，从而能够基于其他预存的经验参数，来预判扫地机是否能够通过自身的移动能力跨过当前高度的障碍物，若不能，则开启主动越障功能，从而减少不必要的主动越障控制，避免浪费清洁机器人的能源，减少造成主动越障结构的损耗。
在本申请一些实施例中，所述材质类型为清洁机器人在运行过程中实时检测获得。可以通过利用本身具备地面材质识别功能的扫地机器人，来获取地面材质。当清洁路径上具有障碍物时，从实时检测的地面材质情况中获取清洁机器人越障时轮子对应接触面的材质类型，从而能够利用已有的功能结合本申请的控制逻辑，来实现高效越障的技术效果，能够节约成本并且有效共享数据。
在优选实施例中，所述材质类型为当清洁路径上具有障碍物时，清洁机器人开启接触面材质检测功能，检测越障时对应的接触面获得。检测越障时对应的接触面获得材质类型，当正常工作不接触时，则不开启材质检测功能。因此，当扫地机器人遇到障碍物时，会自动识别障碍物，并启动材质检测功能，以便区分不同材质类型。这样做有助于提高扫地机器人的清洁效率和效果，相比于实时检测更加节约能源，使其能更好地应对各种复杂环境下的清洁任务。
其中，进一步优选地，所述材质类型为地毯、木材、瓷砖、大理石、橡胶卷材、环氧树脂中的一种或多种，分别考虑了多种场景的家庭清扫环境，由于材质类型的不同，接触面能提供的摩擦力范围也会存在区别，因此，可以根据材质类型的不同，来选取不同的需要开启主动越障功能的范围。
其中一种实施例中，材质类型反映车轮与地面材质的摩擦力，通过检测接触面材质类型，能够对接触面向扫地机器人提供的摩擦力进行一个预先的等级划分和预估，从而能够基于其他预存的经验参数，来预判扫地机是否能够通过自身的移动能力跨过当前高度的障碍物。
在另一优选实施例中，所述材质类型反映车轮与地面材质的压缩量，使得清洁机器人在主动越障之前，充分考虑到由不同材质的地面导致的清洁机器人不同的下陷量，因此清洁机器人考虑的实际越障高度应该是障碍物高出地面的高度加上机器人的下陷高度，这样能够更加精确的判断实际越障高度，从而根据实际情况来控制清洁机器人是否开启主动越障还是选择避开障碍物。
所述材质类型对应的预设越障高度，为预存的映射关系，可以简化控制器的判断方式，更快更直接地进行有效的判断，从而快速决定是否开启主动越障功能。
进一步优选地，所述预设越障高度范围包括最低高度和最高高度，当所述障碍物高度大于最低高度且低于最高高度时，开启主动越障功能。当检测到的障碍物高度低于最低高度时，扫地机直接运行通过，而当检测到的障碍物高度高于最高高度时，则不开启主动越障功能，并控制清洁机器人绕开所述障碍物，控制方案简单有效，实际不同材质对应预设障碍物高度范围，可以根据扫地机器人的重量、轮子高度等因素来调整。
当所述障碍物高度不符合所述材质类型对应的预设越障高度范围时，不开启主动越障功能，从而能够减少不必要的主动越障控制，避免浪费清洁机器人的能源，减少造成主动越障结构的损耗。
另外，本申请还提供一种清洁机器人的控制***，所述清洁机器人包括主动越障机构以及驱动所述主动越障机构运动的越障驱动装置。
控制***包括，识别模块，所述识别模块用于当清洁路径上具有障碍物时，识别障碍物高度和清洁机器人越障前接触面材质类型，所述接触面为与清洁机器人接触的地面；
控制模块，所述控制模块用于当所述障碍物高度符合所述材质类型对应的预设越障高度范围时，开启主动越障功能。该控制***能够应用于扫地机器人，当所述障碍物高度符合所述材质类型对应的预设越障高度范围时，开启主动越障功能。本申请通过检测接触面材质类型，能够对接触面向扫地机器人提供的摩擦力进行一个预先的等级划分和预估，从而能够基于其他预存的经验参数，来预判扫地机是否能够通过自身的移动能力跨过当前高度的障碍物，若不能，则开启主动越障功能，从而减少不必要的主动越障控制，避免浪费清洁机器人的能源，减少造成主动越障结构的损耗。
另一方面，本申请还提供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使所述处理器实现上述的控制方法。该存储介质用于安装在扫地机器人中，能够通过前述逻辑来控制扫地机器人，从而到达有效主动越障的技术效果。
另一方面，本申请还提供一种清洁机器人，包括主动越障机构、驱动所述主动越障机构运动的越障驱动装置和存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为通过所述计算机程序执行上述的控制方法。
进一步优选地，所述主动越障机构为连杆机构、凸轮机构或活塞升降机构。
进一步优选地，所述越障驱动装置为用于所述主动越障机构运动的电机***。
进一步优选地，清洁机器人的行进方向上，前后依次设置所述主动越障机构和驱动轮，所述主动越障机构主动越障时与地面的接触点，距离清洁机器人的驱动轮与地面接触点的最小距离为3—5cm。使得能够以杠杆的形式抬升清洁机器人。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本申请的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本申请的原理。
图1是本申请一种实施例计算机终端的结构示意图；
图2是本申请一种实施例提供的控制方法的流程图；
图3为本申请一种实施例清洁机器人车轮与障碍物接触图；
图4为本申请一种实施例清洁机器人控制***示意图；
图5为另一种实施例清洁机器人车轮与障碍物接触图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本申请的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，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的具体含义。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
另外，为了更好的说明本申请，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本申请同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本申请的主旨。
通常在现有技术中，具有自主越障功能的清洁机器人在对预设区域进行清扫的过程中，行进路径可以遍历待清扫区域，以提高清扫效果，不遗漏待清扫区域。本申请中，清洁机器人均具有自移动的功能，包括但不局限于扫地机器人、吸尘器等。以扫地机器人为例，例如，扫地器人会采用弓字形清扫路径对房间进行清扫。当扫地机器人判断遇到障碍物，例如台阶时，当障碍物高度小于第一预设高度时，控制所述扫地机器人保持预先规划的路线行进；即扫地机器人正常运行时可以跨越的高度，例如0—3厘米。当障碍物高度介于第一预设高度和第二预设高度之间时，控制所述扫地机器人保持预先规划的路线行进，并在行进至于所述障碍物的距离小于预设距离的位置时，启动越障模式， 以使所述扫地机器人进行越障；具体的，启动越障模式可以是指：启动所述扫地机器人中的摇臂设备，以使所述摇臂设备开始转动，具体的，该摇臂设备与一电机相连，启动该扫地机器人中的摇臂设备是指启动与摇臂设备相连的电机，以使摇臂设备相连的电机驱动摇臂设备转动，而在所述摇臂设备转动的情况下，该摇臂设备能够驱动所述扫地机器人越过高度介于第一预设高度和第二预设高度之间的障碍物。而第二预设高度可以是指启动越障策略时可以跨越的高度的最大值。虽然上述清洁机器人配备了主动越障结构，通过控制主动越障机构的变化，能够改变机器人的高度和姿态，从而提升越障能力，但是，通常具有主动越障能力的机器人仅通过判断障碍物的高度来决定是否越障，但这样的判断方式未考虑环境的复杂性，导致出现过多不必要的主动越障控制，或者主动越障功能开启后，仍然无法顺利越障，不仅浪费清洁机器人的能源，还会造成主动越障结构的损耗。本实施例中，提供了一种更加优化的控制方法，来提高清洁机器人的使用效率和寿命。
本申请实施例所提供的方法实施例可以在计算机终端或者类似的运算装置中执行。以运行在计算机终端上为例，图1是本发明实施例的一种清洁机器人的主动越障控制方法的计算机终端的硬件结构框图。如图1所示，计算机终端可以包括一个或多个(图1中仅示出一个)处理器102(处理器102可以包括但不限于微处理器(Microprocessor Unit，简称是MPU)或可编程逻辑器件(Programmable logic device，简称是PLD)等的处理装置和用于存储数据的存储器104，可选地，上述计算机终端还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述计算机终端的结构造成限定。例如，计算机终端还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示等同功能或比图1所示功能更多的不同的配置。
存储器104可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如本发明实施例中的越障方法对应的计算机程序，处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至计算机终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
传输设备106用于经由网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括计算机终端的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输设备106包括一个网络适配器(Network Interface Controller，简称为NIC)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输设备106可以为射频(Radio Frequency，简称为RF)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。
实施例一：
本实施例中，包括一种清洁机器人，包括主动越障机构、驱动所述主动越障机构运动的越障驱动装置和存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为通过所述计算机程序控制方法，来控制驱动机构驱动主动越障机构运动。主动越障机构为连杆机构、凸轮机构或活塞升降机构，或者其他能够实现局部或者整体抬升清洁机器人，使得清洁机器人产生位姿变化，从而提高越障能力，越障驱动装置为用于主动越障机构运动的电机***。通过开启主动越障功能，清洁机器人的越障能力相比于不开启主动越障时提高一定的高度，本实施例中，优选为提高1—2cm，即不开启扫地机器人的情况下，机器人如果极限越障高度为3cm，那么，开启后越障极限高度可以达到4—5cm。优选地，清洁机器人的行进方向上，前后依次设置所述主动越障机构和驱动轮，主动越障机构主动越障时与地面的接触点，距离清洁机器人的驱动轮与地面接触点的最小距离为3—5cm，从而在越障时形成一个支撑点并且以驱动轮与地面的接触点作为支点，以杠杆的方式提升清洁机器人，使清洁机器人的前部，该方式能够更好地控制抬升距离，且抬升更加稳定，使得清洁机器人的前部翘起，顺利越过本来无法越过的障碍物。
本实施例具体提供一种清洁机器人的主动越障控制方法，清洁机器人包括主动越障机构以及驱动所述主动越障机构运动的越障驱动装置，如图2所示，主动越障控制方法包含如下控制流程：
S201：当清洁路径上具有障碍物时，识别障碍物高度和清洁机器人越障前接触面材质类型；
所述接触面为与清洁机器人接触的地面，障碍物的高度可以通过激光雷达传感器，在扫地机上安装激光雷达传感器，通过激光扫描来得到周围环境的三维点云图，从而计算出前方障碍物的高度信息，实现障碍物高度检测。该方案具有高精度、高分辨率等优点；也可以采用视觉传感器实现扫地机的障碍物高度检测。具体实现方式为：在扫地机上安装摄像头，利用图像识别算法识别前方障碍物的高度。通过图像处理技术，将障碍物高度转化为距离，并根据设定的高度阈值检测障碍物。该方案能够实现快速、准确的障碍物检测；另外，也可以采用超声波传感器，在扫地机前部安装超声波传感器，通过发射和接收超声波来测量前方障碍物离扫地机的距离，从而检测障碍物高度。这种方案具有低成本、可靠性高和反应速度快等优点。
本实施例中，通过图像传感器检测所述图像的图像特征，并通过判断所述图像特征是否满足特征阈值来识别所述作业面的材质类别。具体地，可以预先根据不同材质类别的作业面在各个输入电流强度LED灯的照射下采集的图像的亮度数据和特征点数据来确定。除上述提供的所述图像亮度和所述图像特征点之外，还可以从其他特征角度来识别所述图像对应的作业面的材质类别，比如图像的颜色特征、纹理特征等图像特征，具体实现参照本实施例提供的图像亮度和图像特征点的实现即可。
S202：当所述障碍物高度符合所述材质类型对应的预设越障高度范围时，开启主动越障功能。
根据本专利，可以将材质类型与反映车轮与地面材质的摩擦力，扫地机能够自适应地检测地面的材料类型，并根据其摩擦力等级来采取不同的行动。具体来说，扫地机可以通过传感器检测地面的材料类型（如木材、地毯、瓷砖、大理石、橡胶卷材、环氧树脂等）。然后，扫地机可以根据接触面的材质选择合适的越障高度范围和前进方式。例如，对于摩擦力较弱的地面，扫地机可以选择以更缓慢或更稳定的速度前进，而对于摩擦力较强的地面，则可以选择更快或更加灵活的前进方式。此外，当扫地机遇到障碍物时，它可以根据障碍物的高度、类型、坡度等因素，结合摩擦力等级的情况，来综合判断是否需要开启主动越障。总之，扫地机可以根据地面材质类型，结合对应的可越障范围，来采取不同的行动，以达到更加适应不同地面环境的目的。根据本实施例，考虑障碍物信息时，主要考虑障碍物的高度。在一般常用的家庭清洁场景中，障碍物多数为具有垂直侧面的台阶、门槛等。清洁机器人所谓的越障多用于跨越台阶、门槛。对应的障碍物主要为垂直侧面。如图3清洁机器人车轮与障碍物接触图所示，扫地机的车轮1在遇到台阶2时，会存在接触点，台阶的高度和车轮的直径决定了接触的角度和位置，此时，当不开启主动越障时，车轮1接触台阶2，台阶2给车轮一个挤压力F1，当F1垂直方向的分量与扫地机的重量相抵时，此时地面提供给车轮的摩擦力f若能够与F1的水平分量相匹配，则车轮1能够顺利挤过台阶2。若摩擦力f不够，则无法完成被动越障。此时需要开始主动越障模式来加以辅助，例如通过主动越障模式来改变扫地机器人的高度或者倾角，或者通过连杆、液压杆等来克服越过障碍物。而摩擦力f大小取决于接触面的材质、机器人重量、车轮表面参数等，因此，本申请通过检测接触面材质类型，能够对接触面向扫地机器人提供的摩擦力f进行一个预先的等级划分和预估，从而能够基于其他预存的经验参数或者映射关系，来预判扫地机是否能够通过自身的移动能力跨过当前高度的障碍物，若不能，则开启主动越障功能，从而减少不必要的主动越障控制，避免浪费清洁机器人的能源，减少造成主动越障结构的损耗。
本实施例中，根据清洁机器人越障前接触面材质类型的分类，可以对应不同的开启主动越障功能的高度范围。具体地，可以将待识别的接触面类型划分为地毯、木材、瓷砖、大理石、橡胶卷材、环氧树脂，也可以包含其他常见的室内材料，由于材质类型的不同，接触面能提供的摩擦力范围也会存在区别，因此，可以根据材质类型的不同，来选取不同的需要开启主动越障功能的范围。以材质类型是木材为例，本实施例中，木材对应预设障碍物高度范围为3cm—5cm；即开启主动越障的高度下限为3cm，高度上限为5cm，因此，在清洁路径上具有障碍物时，识别障碍物高度为3cm—5cm时，会控制开启主动越障功能，通过改变扫地机的高度或者位子来进行主动越障。当检测到的障碍物高度低于3cm时，扫地机直接运行通过，而当检测到的障碍物高度高于5cm时，则不开启主动越障功能，并控制清洁机器人绕开所述障碍物。本实施例中，根据不同材质类型提供的摩擦力的程度不同，可以将瓷砖对应预设障碍物高度范围设为2.5cm—4.5cm，将地毯对应预设障碍物高度范围设为3.5cm—5.5cm。上述数值范围仅为示例，实际不同材质对应预设障碍物高度范围，可以根据扫地机器人的重量、轮子高度等因素来调整，预设障碍物高度范围可以不同，也可以相同。
在更进一步优化的实施例中，材质类型可以更加细化来区分，例如木材也可以分为不同的光滑度、树木类型等；地毯也可以划分不同的布料材质，来区分摩擦力的提供程度，从而更加细化对应预设障碍物高度范围。
在另一种可选实施例中，材质类型反映车轮在对应地面的下陷量。在清洁机器人行走时，由于清洁机器人自身的重量，以及地面的材质影响，会造成一定程度的下陷，例如大理石材质、瓷砖材质对应的下陷微乎其微，可以不计考虑，而地毯、地垫等柔性材料则会造成更大程度的下陷，地毯具体类型的差异，也会造成不同程度的下陷，例如长毛地毯会下陷的比短毛地毯更深。而一般扫地机器人检测前方的障碍物，都是检测前方障碍物的离地高度，而前方障碍物对应的地面还未被清洁机器人下压造成下陷，因此，如图5所示，在障碍物离地高度为H1，地面被清洁机器人下压造成下陷深度为H2的情况下，清洁机器人实际越障高度为H1+H2，大于实际检测到的高度H1。因此在判断是否开启主动越障的情况下，清洁机器人可能将无法越过的高度认定为可越过，却最终导致无法越过该障碍物，降低了清洁效率并且增加了传动机构的损耗。而下陷程度主要取决于材质类型，因此，可以通过多次测试或者其他推导计算，得到多种材质对应的下陷程度，结合机器人本身地面不下陷情况下能够越障的范围，得到材质类型对应的预设越障高度，实际不同材质对应预设障碍物高度范围，可以根据扫地机器人的重量、轮子高度等因素来调整，预设障碍物高度范围可以不同，也可以相同。述材质类型反映车轮与地面材质的压缩量，使得清洁机器人在主动越障之前，充分考虑到由不同材质的地面导致的清洁机器人不同的下陷量，因此清洁机器人考虑的实际越障高度应该是障碍物高出地面的高度加上机器人的下陷高度，这样能够更加精确的判断实际越障高度，从而根据实际情况来控制清洁机器人是否开启主动越障还是选择避开障碍物上述实施例中材质类型反映车轮与地面材质的摩擦力与材质类型反映车轮在对应地面的下陷量，两种情况可以单独考虑后进行映射预设越障高度，也可以两者综合考虑来映射预设越障高度。
在其中一种可实施方案中，接触面材质类型为清洁机器人在运行过程中实时检测获得。一些扫地机器人会通过实时检测地面材质来制定打扫策略，例如检测的清洁面的材质类型可以包括硬质类例如木地板、地砖等，软质类例如地毯等。硬质类相较软质类在同等脏污程度时更易清洗，可以将清洁液的比例设置为硬质类更少，软质类更多。加清洁液的逻辑如下：当材质类型是硬质类、脏污状态为轻微脏污时，清洁液加入比例设置为标准比例的一半；当材质类型是硬质类、脏污状态为一般脏污时，清洁液加入比例设置为标准比例；当材质类型是硬质类、脏污状态为重度脏污时，清洁液加入比例设置为标准比例的两倍；当材质类型是软质类、脏污状态为轻微脏污时，清洁液加入比例设置为标准比例；当材质类型是软质类、脏污状态为一般脏污时，清洁液加入比例设置为标准比例的两倍；当材质类型是软质类、脏污状态为重度脏污时，清洁液加入比例设置为标准比例的多倍。因此，可以通过利用本身具备地面材质识别功能的扫地机器人，来获取地面材质。当清洁路径上具有障碍物时，从实时检测的地面材质情况中获取清洁机器人越障时轮子对应接触面的材质类型，从而能够利用已有的功能结合本申请的控制逻辑，来实现高效越障的技术效果，能够节约成本并且有效共享数据，具有突出的实质性特点和显著进步。
在另一种可实施方案中，材质类型为当清洁路径上具有障碍物时，清洁机器人开启接触面材质检测功能，检测越障时对应的接触面获得。扫地机器人在当清洁路径上具有障碍物时，会开启接触面材质检测功能。检测越障时对应的接触面获得材质类型，当正常工作不接触时，则不开启材质检测功能。因此，当扫地机器人遇到障碍物时，会自动识别障碍物，并启动材质检测功能，以便区分不同材质类型。这样做有助于提高扫地机器人的清洁效率和效果，相比于实时检测更加节约能源，使其能更好地应对各种复杂环境下的清洁任务。
在该实施例中，本申请还可以是***、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本申请的各个方面的计算机可读程序指令。
其中，如图4所示，具有主动越障功能的清洁机器人的控制***400具体包括识别模块401和控制模块402，所述识别模块401用于当清洁路径上具有障碍物时，识别障碍物高度和清洁机器人越障前接触面材质类型，所述接触面为与清洁机器人接触的地面；所述控制模块402用于当所述障碍物高度符合所述材质类型对应的预设越障高度范围时，开启主动越障功能。
实施例二：
本实施例具体提供一种清洁机器人的主动越障控制方法，清洁机器人设有双目摄像头，包含如下控制流程：
当清洁路径上具有障碍物时，调整双目摄像头与障碍物的相对位置，以识别障碍物信息和清洁机器人越障前接触面材质类型。
当所述障碍物信息符合所述材质类型对应的预设越障高度范围时，开启主动越障功能。
虽然障碍物的高度可以通过激光雷达传感器，在扫地机上安装激光雷达传感器，通过激光扫描来得到周围环境的三维点云图，从而计算出前方障碍物的高度信息，实现障碍物高度检测。但是清洁机器人在遇到复杂障碍物时，清洁机器人越障会与障碍物的接触产生比较复杂的接触力关系，取决于障碍物的高度、宽度、倾斜角度以及材质等，需要获取更精确的信息来判断是否开启主动越障。
根据双目摄像头的视差原理，可以得出双目摄像头的检测距离范围应该为摄像头之间距离的1到10倍之间；双目摄像头的检测距离还受到多种因素的影响，如环境光线、目标物体的尺寸、颜色、表面纹理等因素都会影响检测距离。因此需要在有效距离内，以更加精确的角度，才能更加准确地获取障碍物信息。利用清洁机器人的激光雷达测距和双目摄像头结合的方法，可以实现更加精确的距离测量。激光雷达，然后通过双目摄像头对光点进行识别和还原，从而计算出目标物体与摄像头之间的距离和需要对应的角度，从而在清洁机器人遇到障碍物后，主动驱动清洁机器人调整角度和距离，即通过调整双目摄像头与障碍物的相对位置，包括驱动所述清洁机器人，使得所述双目摄像头面对所述障碍物，且所述双目摄像头与所述障碍物的最小距离处于大于预设识别距离，以识别障碍物信息和清洁机器人越障前障碍物的信息，障碍物信息至少包括障碍物高度信息。进一步细化地，还包括所述障碍物的宽度、越障坡度、障碍物类型的一种或多种。通过设置双目传感器配合主动越障的判断，可以更加精确地识别当前的越障场景，具体地，通过双目传感器首先得到三维场景点云，此时得到的为稠密三维点云，即包含了环境图像中全部特征点的深度信息，需要进一步从稠密的三维场景点云中提取出障碍物三维点云。首先从三维场景点云中截取得到预定高度范围三维点云，由于预定高度范围三维点云仍然具有障碍物特征点之外的点云数据，因此根据障碍物像素范围为预定高度范围三维点云中提取出障碍物三维点云，这样可进一步减少非必要点云数据，提高后续的计算速度和预测精度。最后根据障碍物三维点云得到二维局部轮廓。得到障碍物二维点云后，此时的障碍物二维点云为俯视视角下的分散点云，能大致体现障碍物的俯视轮廓，接着对障碍物二维点云进行拟合在俯视视角下障碍物的二维局部轮廓。这里将分散的二维点云转换成线条，例如直线、曲线等，用线条来表示障碍物的二维局部轮廓。
基于最终识别的障碍物的细节，结合本申请通过检测接触面材质类型，形成一个相对的映射关系，能够对接触面向扫地机器人提供的摩擦力f进行一个预先的等级划分和预估，从而能够基于其他预存的经验参数或者映射关系，来预判扫地机是否能够通过自身的移动能力跨过当前高度的障碍物，若不能，则开启主动越障功能，从而减少不必要的主动越障控制，避免浪费清洁机器人的能源，减少造成主动越障结构的损耗。
在该实施例中，本申请还可以是***、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本申请的各个方面的计算机可读程序指令。
其中，具有主动越障功能的清洁机器人设有双目摄像头，其控制***具体包括调整模块，用于当清洁路径上具有障碍物时，调整双目摄像头与障碍物的相对位置，以识别障碍物信息和清洁机器人越障前接触面材质类型；
控制模块，所述控制模块用于当所述障碍物高度符合所述材质类型对应的预设越障高度范围时，开启主动越障功能。
本实施例中，包括一种清洁机器人，包括主动越障机构、驱动所述主动越障机构运动的越障驱动装置和存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为通过所述计算机程序控制方法，来控制驱动机构驱动主动越障机构运动。主动越障机构为连杆机构、凸轮机构或活塞升降机构，或者其他能够实现局部或者整体抬升清洁机器人，使得清洁机器人产生位姿变化，从而提高越障能力，越障驱动装置为用于主动越障机构运动的电机***。其具体驱动过程与实施例一相同，在此不再赘述。
上述实施例中，计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、静态随机存取存储器（SRAM）、便携式压缩盘只读存储器（CD-ROM）、数字多功能盘（DVD）、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波（例如，通过光纤电缆的光脉冲）、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本申请操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构（ISA）指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列（FPGA）或可编程逻辑阵列（PLA），该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本申请的各个方面。
这里参照根据本申请实施例的方法、装置（***）和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本申请的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的***、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的***来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (20)

1.一种清洁机器人的主动越障控制方法，所述清洁机器人包括主动越障机构以及驱动所述主动越障机构运动的越障驱动装置，其特征在于：
当清洁路径上具有障碍物时，识别障碍物高度和清洁机器人越障前接触面材质类型，所述接触面为与清洁机器人接触的地面；
当所述障碍物高度符合所述材质类型对应的预设越障高度范围时，开启主动越障功能。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述材质类型为清洁机器人在运行过程中实时检测获得。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述材质类型为当清洁路径上具有障碍物时，清洁机器人开启接触面材质检测功能，检测越障时对应的接触面获得。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述材质类型为地毯、木材、瓷砖、大理石、橡胶卷材、环氧树脂中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述材质类型反映车轮与地面材质的摩擦力。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述材质类型反映车轮在对应地面的下陷量。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述材质类型对应的预设越障高度，为预存的映射关系。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：
所述预设越障高度范围包括最低高度和最高高度，当所述障碍物高度大于最低高度且低于最高高度时，开启主动越障功能。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
当所述障碍物高度不符合所述材质类型对应的预设越障高度范围时，不开启主动越障功能。
10.一种清洁机器人的控制***，所述清洁机器人包括主动越障机构以及驱动所述主动越障机构运动的越障驱动装置，其特征在于：
包括，
识别模块，所述识别模块用于当清洁路径上具有障碍物时，识别障碍物高度和清洁机器人越障前接触面材质类型，所述接触面为与清洁机器人接触的地面；
控制模块，所述控制模块用于当所述障碍物高度符合所述材质类型对应的预设越障高度范围时，开启主动越障功能。
11.一种清洁机器人的控制方法，所述清洁机器人包括主动越障机构以及驱动所述主动越障机构运动的越障驱动装置，其中，所述清洁机器人设有双目摄像头，其特征在于，包括：
当清洁路径上具有障碍物时，调整双目摄像头与障碍物的相对位置，以识别障碍物信息和清洁机器人越障前接触面材质类型，所述接触面为与清洁机器人接触的地面；
当所述障碍物信息符合所述材质类型对应的预设越障高度范围时，开启主动越障功能。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述调整双目摄像头与障碍物的相对位置，包括驱动所述清洁机器人，使得所述双目摄像头面对所述障碍物，且所述双目摄像头与所述障碍物的最小距离处于大于预设识别距离。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述障碍物信息至少包括障碍物高度信息。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述障碍物信息还包括所述障碍物的宽度、越障坡度、障碍物类型的一种或多种。
15.一种清洁机器人的控制***，所述清洁机器人包括主动越障机构以及驱动所述主动越障机构运动的越障驱动装置，其中，所述清洁机器人设有双目摄像头，其特征在于，包括：
调整模块，用于当清洁路径上具有障碍物时，调整双目摄像头与障碍物的相对位置，以识别障碍物信息和清洁机器人越障前接触面材质类型，所述接触面为与清洁机器人接触的地面；
控制模块，所述控制模块用于当所述障碍物高度符合所述材质类型对应的预设越障高度范围时，开启主动越障功能。
16.一种计算机可读存储介质，其特征在于，
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使所述处理器实现如权利要求1-9或权利要求11-14中任一项所述的控制方法。
17.一种清洁机器人，包括主动越障机构、驱动所述主动越障机构运动的越障驱动装置和存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为通过所述计算机程序执行如权利要求1-9或权利要求11-14中任一项所述的控制方法。
18.根据权利要求17所述的清洁机器人，其特征在于，所述主动越障机构为连杆机构、凸轮机构或活塞升降机构。
19.根据权利要求18所述的清洁机器人，其特征在于，所述越障驱动装置为用于所述主动越障机构运动的电机***。
20.根据权利要求17所述的清洁机器人，其特征在于，清洁机器人的行进方向上，前后依次设置所述主动越障机构和驱动轮，所述主动越障机构主动越障时与地面的接触点，距离清洁机器人的驱动轮与地面接触点的最小距离为3—5cm。
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