EA046040B1 - CAMERA UNIT AND ROBOT CLEANER - Google Patents

Description

Перекрестная ссылка на родственные заявкиCross reference to related applications

Настоящая заявка представляет собой переведенную на региональную стадию заявку PCT/CN2020/120486, поданную 12 октября 2020 г., по которой испрашивается приоритет в соответствии с заявками на выдачу патента Китая 201921989960.Х и 202021457304.8, поданными 18 ноября 2019 г., которые полностью включены в настоящее описание посредством ссылки.This application is a regionalized application PCT/CN2020/120486 filed on October 12, 2020, which claims priority under Chinese Patent Applications 201921989960.X and 202021457304.8 filed on November 18, 2019, which are fully incorporated herein by reference.

Область техникиTechnical field

Настоящая заявка относится к блоку камеры и роботу-уборщикуThis application relates to a camera unit and a cleaning robot

Предпосылки создания изобретенияPrerequisites for creating the invention

Как показано на фиг. 1, визуальный робот-уборщик использует бинокулярную камеру 303 для распознавания препятствия на полу и может получать информацию о препятствиях в рабочей среде роботауборщика, такую как размер препятствия, форма препятствия, тип препятствия и расстояние между препятствием и роботом-уборщиком, что значительно улучшает интеллект робота-уборщика и повышает эффективность уборки.As shown in FIG. 1, the visual cleaning robot uses the binocular camera 303 to recognize the obstacle on the floor, and can obtain obstacle information in the robot cleaning robot's working environment, such as the size of the obstacle, the shape of the obstacle, the type of obstacle, and the distance between the obstacle and the cleaning robot, which greatly improves the intelligence of the robot. -cleaner and increases cleaning efficiency.

В бинокулярном роботе-уборщике расстояние между оптическими осями бинокулярной камеры 303 является фиксированным значением, определяемым посредством взаимодействия между конструкцией и визуальным алгоритмом в процессе исследований и разработок. Обычный способ монтажа заключается в размещении камеры 303 в монтажной выемке 302 монтажного держателя 301 посредством посадки с зазором и закрепления заднего конца камеры 303 на монтажном держателе 301.In the binocular cleaning robot, the distance between the optical axes of the binocular camera 303 is a fixed value determined through the interaction between the design and the visual algorithm during the research and development process. A conventional mounting method is to place the camera 303 in the mounting recess 302 of the mounting holder 301 by clearance fitting and securing the rear end of the camera 303 to the mounting holder 301.

Для простоты монтажа бинокулярная камера 303 вставляется с зазором в монтажную выемку 302 камеры, а затем камера 303 закрепляется на монтажном держателе 301 путем приклеивания и т.п.For ease of installation, the binocular camera 303 is slotted into the camera mounting recess 302, and then the camera 303 is fixed to the mounting holder 301 by gluing or the like.

Однако, поскольку расстояние между оптическими осями бинокулярной камеры 303 оказывает большое влияние на позиционирование, при возникновении вибрации расстояние между оптическими осями бинокулярной камеры 303 изменяется, что приводит к неточному позиционированию. Для регулировки расстояния между оптическими осями приходится с усилием разбирать бинокулярную камеру 303, что очень неудобно для обслуживания и ремонта.However, since the distance between the optical axes of the binocular camera 303 has a great influence on the positioning, when vibration occurs, the distance between the optical axes of the binocular camera 303 changes, resulting in inaccurate positioning. To adjust the distance between the optical axes, you have to forcefully disassemble the binocular camera 303, which is very inconvenient for maintenance and repair.

Следует отметить, что информация, раскрытая в этом разделе, используется только для обеспечения понимания предпосылок настоящего изобретения и, следовательно, может включать информацию, которая не представляет собой известный уровень техники для специалиста в данной области техники.It should be noted that the information disclosed in this section is used only to provide an understanding of the background of the present invention and, therefore, may include information that does not constitute prior art to one skilled in the art.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Варианты осуществления настоящего изобретения предлагают робота-уборщика.Embodiments of the present invention provide a cleaning robot.

В соответствии с одним из аспектов изобретения, варианты осуществления настоящего изобретения предлагают робота-уборщика, содержащего основную машинную часть, систему восприятия, систему управления и систему привода; система восприятия содержит лазерный датчик расстояния и камеру; лазерный датчик расстояния расположен на верхней поверхности робота-уборщика; камера установлена на роботе-уборщике с помощью монтажного держателя, и поле обзора камеры включает направление движения робота-уборщика.In accordance with one aspect of the invention, embodiments of the present invention provide a cleaning robot comprising a main machine part, a sensing system, a control system and a drive system; the perception system contains a laser distance sensor and a camera; a laser distance sensor is located on the upper surface of the cleaning robot; the camera is mounted on the cleaning robot using a mounting holder, and the field of view of the camera includes the moving direction of the cleaning robot.

Согласно аспекту вариантов осуществления настоящего изобретения, монтажный держатель снабжен монтажной выемкой, соответствующей камере, а камера установлена в монтажной выемке.According to an aspect of embodiments of the present invention, the mounting holder is provided with a mounting recess corresponding to the camera, and the camera is mounted in the mounting recess.

Согласно аспекту вариантов осуществления настоящего изобретения, боковая стенка монтажной выемки неподвижно соединена с упругим соединительным элементом; и после соединения камеры с монтажной выемкой камера посажена с натягом в монтажную выемку посредством упругого соединительного элемента, так что камера соединена с монтажной выемкой под действием силы упругости, создаваемой упругим соединительным элементом вследствие его сжатия и деформации.According to an aspect of embodiments of the present invention, the side wall of the mounting recess is fixedly connected to the elastic connecting member; and after connecting the camera to the mounting recess, the camera is pressed into the mounting recess by means of an elastic connecting element, so that the camera is connected to the mounting recess under the action of an elastic force generated by the elastic connecting element due to its compression and deformation.

Согласно аспекту вариантов осуществления настоящего изобретения, камера имеет объектив, и в направлении, перпендикулярном центральной оси объектива, площадь поперечного сечения камеры меньше площади поперечного сечения монтажной выемки, так что между камерой и монтажной выемкой имеется зазор.According to an aspect of embodiments of the present invention, the camera has a lens, and in a direction perpendicular to the central axis of the lens, the cross-sectional area of the camera is smaller than the cross-sectional area of the mounting recess, so that there is a gap between the camera and the mounting recess.

Согласно аспекту вариантов осуществления настоящего изобретения, упругий соединительный элемент расположен в упомянутом зазоре, и сторона упругого соединительного элемента, обращенная к монтажной выемке, неразъемно или разъемно соединена с монтажным держателем.According to an aspect of embodiments of the present invention, the resilient coupling member is located in said gap, and the side of the resilient coupling member facing the mounting recess is permanently or releasably connected to the mounting holder.

Согласно аспекту вариантов осуществления настоящего изобретения, имеются две камеры и две монтажные выемки, и монтажные выемки находятся во взаимно однозначном соответствии с камерами.According to an aspect of embodiments of the present invention, there are two chambers and two mounting recesses, and the mounting recesses are in one-to-one correspondence with the chambers.

Согласно аспекту вариантов осуществления настоящего изобретения, в каждой монтажной выемке расположены два упругих соединительных элемента, при этом два упругих соединительных элемента расположены напротив друг друга в направлении линии соединения между центральными точками двух камер.According to an aspect of embodiments of the present invention, two resilient coupling members are disposed in each mounting recess, wherein the two resilient coupling members are disposed opposite each other in the direction of a coupling line between the center points of the two chambers.

Согласно аспекту вариантов осуществления настоящего изобретения, в направлении линии соединения между центральными точками двух камер толщина двух упругих соединительных элементов является регулируемой и используется для регулировки расстояния между оптическими осями двух камер.According to an aspect of embodiments of the present invention, in the direction of the connection line between the center points of the two cameras, the thickness of the two elastic connecting members is adjustable and is used to adjust the distance between the optical axes of the two cameras.

Согласно аспекту вариантов осуществления настоящего изобретения, упругий соединительный элемент представляет собой кольцевую структуру, расположенную вдоль боковой стенки монтажной выемки.According to an aspect of embodiments of the present invention, the resilient coupling member is a ring structure located along the side wall of the mounting recess.

- 1 046040- 1 046040

Согласно аспекту вариантов осуществления настоящего изобретения, имеется множество упругих соединительных элементов, расположенных с интервалами по окружности монтажной выемки.According to an aspect of embodiments of the present invention, there are a plurality of resilient coupling members spaced at intervals around the circumference of the mounting recess.

В соответствии с аспектом вариантов осуществления настоящего изобретения, упругий соединительный элемент и монтажный держатель представляют собой единую конструкцию, и жесткость упругого соединительного элемента меньше жесткости монтажного держателя.According to an aspect of embodiments of the present invention, the elastic coupling member and the mounting holder are a single structure, and the rigidity of the resilient coupling member is less than the rigidity of the mounting holder.

В соответствии с еще одним аспектом, варианты осуществления настоящего изобретения предлагают робота-уборщика, содержащего основную машинную часть, систему восприятия, систему управления и систему привода; система восприятия содержит лазерный датчик расстояния и две камеры; лазерный датчик расстояния расположен на верхней поверхности робота-уборщика; две камеры установлены на роботе-уборщике с помощью монтажного держателя.According to yet another aspect, embodiments of the present invention provide a cleaning robot comprising a main machine part, a sensing system, a control system and a drive system; the perception system contains a laser distance sensor and two cameras; a laser distance sensor is located on the upper surface of the cleaning robot; two cameras are mounted on the cleaning robot using a mounting holder.

Согласно аспекту вариантов осуществления настоящего изобретения, монтажный держатель снабжен монтажными выемками, соответствующими двум камерам, и каждая камера установлена в соответствующей монтажной выемке.According to an aspect of embodiments of the present invention, the mounting holder is provided with mounting recesses corresponding to two cameras, and each camera is mounted in a corresponding mounting recess.

В соответствии с аспектом вариантов осуществления настоящего изобретения, боковая стенка каждой монтажной выемки неподвижно соединена с упругим соединительным элементом; и после того, как каждая камера установлена в соответствующей монтажной выемке, камера посажена с натягом в монтажную выемку посредством упругого соединительного элемента, так что камера соединена с монтажной выемкой под действием силы упругости, создаваемой упругим соединительным элементом вследствие его сжатия и деформации.According to an aspect of embodiments of the present invention, the side wall of each mounting recess is fixedly connected to the elastic connecting member; and after each camera is installed in the corresponding mounting recess, the camera is press-fitted into the mounting recess by means of the elastic connecting element, so that the camera is connected to the mounting recess under the action of the elastic force generated by the elastic connecting element due to its compression and deformation.

Согласно аспекту вариантов осуществления настоящего изобретения, камера имеет объектив, и в направлении, перпендикулярном центральной оси объектива, площадь поперечного сечения камеры меньше площади поперечного сечения монтажной выемки, так что между камерой и монтажной выемкой имеется зазор.According to an aspect of embodiments of the present invention, the camera has a lens, and in a direction perpendicular to the central axis of the lens, the cross-sectional area of the camera is smaller than the cross-sectional area of the mounting recess, so that there is a gap between the camera and the mounting recess.

В соответствии с аспектом вариантов осуществления настоящего изобретения, упругий соединительный элемент расположен в упомянутом зазоре, и сторона упругого соединительного элемента, обращенная к монтажной выемке, неразъемно или разъемно соединена с монтажным держателем.According to an aspect of embodiments of the present invention, the resilient coupling member is located in said gap, and the side of the resilient coupling member facing the mounting recess is permanently or releasably connected to the mounting holder.

Согласно аспекту вариантов осуществления настоящего изобретения, имеются две камеры и две монтажные выемки, и монтажные выемки находятся во взаимно однозначном соответствии с камерами.According to an aspect of embodiments of the present invention, there are two chambers and two mounting recesses, and the mounting recesses are in one-to-one correspondence with the chambers.

Согласно аспекту вариантов осуществления настоящего изобретения, в каждой монтажной выемке расположены два упругих соединительных элемента, при этом два упругих соединительных элемента расположены напротив друг друга в направлении линии соединения между центральными точками двух камер.According to an aspect of embodiments of the present invention, two resilient coupling members are disposed in each mounting recess, wherein the two resilient coupling members are disposed opposite each other in the direction of a coupling line between the center points of the two chambers.

Согласно аспекту вариантов осуществления настоящего изобретения, в направлении линии соединения между центральными точками двух камер толщина двух упругих соединительных элементов является регулируемой и используется для регулировки расстояния между оптическими осями двух камер.According to an aspect of embodiments of the present invention, in the direction of the connection line between the center points of the two cameras, the thickness of the two elastic connecting members is adjustable and is used to adjust the distance between the optical axes of the two cameras.

Согласно аспекту вариантов осуществления настоящего изобретения, упругий соединительный элемент представляет собой кольцевую структуру, расположенную вдоль боковой стенки монтажной выемки.According to an aspect of embodiments of the present invention, the resilient coupling member is a ring structure located along the side wall of the mounting recess.

Согласно аспекту вариантов осуществления настоящего изобретения, имеется множество упругих соединительных элементов, расположенных с интервалами по окружности монтажной выемки.According to an aspect of embodiments of the present invention, there are a plurality of resilient coupling members spaced at intervals around the circumference of the mounting recess.

В соответствии с аспектом вариантов осуществления настоящего изобретения, упругий соединительный элемент и монтажный держатель представляют собой единую конструкцию, и жесткость упругого соединительного элемента меньше жесткости монтажного держателя.According to an aspect of embodiments of the present invention, the elastic coupling member and the mounting holder are a single structure, and the rigidity of the resilient coupling member is less than the rigidity of the mounting holder.

В соответствии с еще одним аспектом, варианты осуществления настоящего изобретения предлагают робота-уборщика, содержащего основную машинную часть, систему восприятия, систему управления и систему привода; система восприятия содержит лазерный датчик расстояния и две камеры; лазерный датчик расстояния расположен на верхней поверхности робота-уборщика, а две камеры установлены на роботе-уборщике с помощью монтажного держателя.According to yet another aspect, embodiments of the present invention provide a cleaning robot comprising a main machine part, a sensing system, a control system and a drive system; the perception system contains a laser distance sensor and two cameras; A laser distance sensor is located on the top surface of the cleaning robot, and two cameras are mounted on the cleaning robot using a mounting holder.

Согласно аспекту вариантов осуществления настоящего изобретения, монтажный держатель снабжен монтажными выемками, соответствующими двум камерам, и каждая камера установлена в соответствующей монтажной выемке.According to an aspect of embodiments of the present invention, the mounting holder is provided with mounting recesses corresponding to two cameras, and each camera is mounted in a corresponding mounting recess.

В соответствии с аспектом вариантов осуществления настоящего изобретения, боковая стенка каждой монтажной выемки неподвижно соединена с упругим соединительным элементом; и после того, как каждая камера установлена в соответствующей монтажной выемке, камера посажена с натягом в монтажную выемку посредством упругого соединительного элемента, так что камера соединена с монтажной выемкой под действием силы упругости, создаваемой упругим соединительным элементом вследствие его сжатия и деформации.According to an aspect of embodiments of the present invention, the side wall of each mounting recess is fixedly connected to the elastic connecting member; and after each camera is installed in the corresponding mounting recess, the camera is press-fitted into the mounting recess by means of the elastic connecting element, so that the camera is connected to the mounting recess under the action of the elastic force generated by the elastic connecting element due to its compression and deformation.

Согласно аспекту вариантов осуществления настоящего изобретения, камера имеет объектив, и в направлении, перпендикулярном центральной оси объектива, площадь поперечного сечения камеры меньше площади поперечного сечения монтажной выемки, так что между камерой и монтажной выемкой имеется зазор.According to an aspect of embodiments of the present invention, the camera has a lens, and in a direction perpendicular to the central axis of the lens, the cross-sectional area of the camera is smaller than the cross-sectional area of the mounting recess, so that there is a gap between the camera and the mounting recess.

В соответствии с аспектом вариантов осуществления настоящего изобретения, упругий соединиAccording to an aspect of embodiments of the present invention, the elastic connection

- 2 046040 тельный элемент расположен в упомянутом зазоре, и сторона упругого соединительного элемента, обращенная к монтажной выемке, неразъемно или разъемно соединена с монтажным держателем.- 2 046040 The body element is located in said gap, and the side of the elastic connecting element facing the mounting recess is permanently or detachably connected to the mounting holder.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

Ниже описаны технические признаки, преимущества и технические эффекты примеров осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.The technical features, advantages and technical effects of exemplary embodiments of the present invention are described below with reference to the accompanying drawings.

Фиг. 1 представляет собой аксонометрический вид блока камеры, описанного в разделе Предпосылки создания изобретения.Fig. 1 is a perspective view of the camera assembly described in the Background section.

Фиг. 2 представляет собой схематическое изображение плоской структуры блока камеры в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.Fig. 2 is a schematic diagram of a planar structure of a camera block in accordance with some embodiments of the present invention.

Фиг. 3 представляет собой вид сверху робота-уборщика в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.Fig. 3 is a top view of a cleaning robot in accordance with some embodiments of the present invention.

Фиг. 4 представляет собой вид снизу робота-уборщика в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.Fig. 4 is a bottom view of a cleaning robot in accordance with some embodiments of the present invention.

Фиг. 5 представляет собой вид сбоку робота-уборщика в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.Fig. 5 is a side view of a cleaning robot in accordance with some embodiments of the present invention.

Фиг. 6 представляет собой аксонометрический вид робота-уборщика в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.Fig. 6 is a perspective view of a cleaning robot in accordance with some embodiments of the present invention.

На чертежах:On the drawings:

100: робот-уборщик;100: cleaning robot;

110: основная машинная часть; 111: передняя часть; 112: задняя часть;110: main engine part; 111: front; 112: back;

120: система восприятия; 121: устройство для определения местоположения; 122: буфер; 123: датчик перепада высоты;120: perceptual system; 121: device for determining location; 122: buffer; 123: height difference sensor;

130: система управления;130: control system;

140: система привода; 141: модуль ведущего колеса; 142: ведомое колесо;140: drive system; 141: drive wheel module; 142: driven wheel;

150: система сухой очистки; 151: подметальная система; 152: боковая щетка;150: dry cleaning system; 151: sweeping system; 152: side brush;

170: система человеко-машинного взаимодействия;170: human-machine interaction system;

200: блок камеры;200: camera block;

20: монтажный держатель; 201: монтажная выемка; 202: упругий соединительный элемент;20: mounting holder; 201: mounting recess; 202: elastic connecting element;

21: камера; 211: оптическая ось;21: camera; 211: optical axis;

301: монтажный держатель; 302: монтажная выемка; 303: камера.301: mounting holder; 302: mounting recess; 303: camera.

На чертежах одинаковые детали имеют одинаковые ссылочные позиции. Чертежи выполнены не в реальном масштабе.In the drawings, like parts have the same reference numbers. The drawings are not made to actual scale.

Описание вариантов осуществления изобретенияDescription of Embodiments of the Invention

Далее подробно описаны технические признаки изобретения и примеры осуществления различных аспектов настоящего изобретения. В последующем подробном описании представлено множество конкретных деталей, чтобы обеспечить полное понимание настоящего изобретения. Однако специалисту в данной области техники очевидно, что настоящее изобретение может быть реализовано без некоторых из этих конкретных деталей. Варианты осуществления изобретения описаны ниже только для обеспечения лучшего понимания настоящего изобретения посредством примеров. На сопроводительных чертежах и в последующем описании по меньшей мере некоторые из хорошо известных конструкций и технологий опущены, чтобы без необходимости не затенять понимание настоящего изобретения; для наглядности размеры некоторых конструкций преувеличены. Кроме того, признаки, структуры или характеристики, описанные ниже, могут быть объединены в одном или более вариантах осуществления изобретения любым подходящим образом.The following describes in detail the technical features of the invention and examples of implementation of various aspects of the present invention. In the following detailed description, numerous specific details are presented in order to provide a thorough understanding of the present invention. However, it will be apparent to one skilled in the art that the present invention can be practiced without some of these specific details. Embodiments of the invention are described below only to provide a better understanding of the present invention through examples. In the accompanying drawings and the following description, at least some of the well-known designs and techniques have been omitted so as not to unnecessarily obscure the understanding of the present invention; For clarity, the dimensions of some structures are exaggerated. Additionally, the features, structures, or characteristics described below may be combined in one or more embodiments of the invention in any suitable manner.

Слова об ориентации, встречающиеся в последующем описании, представляют собой все направления, показанные на чертежах, и не предназначены для ограничения конкретных конструкций блока 200 камеры и робота-уборщика 100, представленных в настоящей заявке. Следует также отметить, что в описании настоящей заявки, если не указано иное и не ограничено явно, термины монтаж и соединение следует понимать в широком смысле, например, может быть неподвижное соединение, разъемное соединение или встроенное соединение; или может быть прямое соединение или косвенное соединение. Конкретные значения указанных выше терминов в настоящей заявке могут быть понятны специалисту в данной области техники в зависимости от конкретных обстоятельств.Words of orientation appearing in the following description represent all directions shown in the drawings and are not intended to limit the specific designs of camera unit 200 and cleaning robot 100 presented herein. It should also be noted that in the specification of this application, unless otherwise indicated or expressly limited, the terms mounting and connection are to be understood in a broad sense, for example, there may be a fixed connection, a detachable connection or an integral connection; or there may be a direct connection or an indirect connection. The specific meanings of the above terms as used herein will be apparent to one skilled in the art depending on the particular circumstances.

Варианты осуществления настоящего изобретения предлагают блок 200 камеры с хорошими противоударными характеристиками и стабильностью. Кроме того, при изменении расстояния между оптическими осями 211 бинокулярной камеры 21 (двух камер 21) камера 21 может быть заменена и откалибрована в любое время, что облегчает техническое обслуживание и ремонт.Embodiments of the present invention provide a camera block 200 with good anti-shock performance and stability. In addition, when the distance between the optical axes 211 of the binocular camera 21 (two cameras 21) changes, the camera 21 can be replaced and calibrated at any time, which makes maintenance and repair easier.

Для лучшего понимания настоящего изобретения далее подробно описывается блок 200 камеры в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг. 2.For a better understanding of the present invention, a camera unit 200 according to embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to FIGS. 2.

Фиг. 2 представляет собой схематическое представление плоской структуры блока 200 камеры в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.Fig. 2 is a schematic diagram of the planar structure of a camera block 200 in accordance with some embodiments of the present invention.

Как показано на фиг. 2, блок 200 камеры, представленный в вариантах осуществления настоящего изобретения, содержит монтажный держатель 20 и камеру 21, установленную на монтажном держателеAs shown in FIG. 2, the camera block 200 illustrated in embodiments of the present invention includes a mounting holder 20 and a camera 21 mounted on the mounting holder.

- 3 046040- 3 046040

20; монтажный держатель 20 снабжен монтажной выемкой 201, соответствующей камере 21; боковая стенка монтажной выемки 201 неподвижно соединена с упругим соединительным элементом 202; и после того, как камера 21 установлена в монтажной выемке 201, камера 21 посажена с натягом в монтажную выемку 201 посредством упругого соединительного элемента 202, так что камера 21 установлена в монтажной выемке 201 под действием силы упругости, создаваемой упругим соединительным элементом 202 вследствие его сжатия и деформации.20; the mounting holder 20 is provided with a mounting recess 201 corresponding to the chamber 21; the side wall of the mounting recess 201 is fixedly connected to the elastic connecting element 202; and after the camera 21 is installed in the mounting recess 201, the camera 21 is pressed into the mounting recess 201 by the elastic connecting member 202, so that the camera 21 is installed in the mounting recess 201 under the action of the elastic force generated by the elastic connecting member 202 due to its compression and deformations.

В блоке 200 камеры, представленном в вариантах осуществления настоящего изобретения, камера 21 имеет объектив, и в направлении, перпендикулярном центральной оси объектива, площадь поперечного сечения камеры 21 меньше площади поперечного сечения монтажной выемки 201, так что между камерой 21 и монтажной выемкой 201 имеется зазор.In the camera block 200 shown in the embodiments of the present invention, the camera 21 has a lens, and in a direction perpendicular to the central axis of the lens, the cross-sectional area of the camera 21 is smaller than the cross-sectional area of the mounting recess 201, so that there is a gap between the camera 21 and the mounting recess 201 .

В блоке 200 камеры, представленном в вариантах осуществления настоящего изобретения, упругий соединительный элемент 202 расположен в упомянутом зазоре, и сторона упругого соединительного элемента 202, обращенная к монтажной выемке 201, неразъемно или разъемно соединена с монтажным держателем 20.In the camera block 200 shown in the embodiments of the present invention, the elastic coupling member 202 is located in the gap, and the side of the resilient coupling member 202 facing the mounting recess 201 is permanently or releasably connected to the mounting holder 20.

В блоке 200 камеры, представленном в вариантах осуществления настоящего изобретения, имеются две камеры 21 и две монтажные выемки 201, и монтажные выемки 201 находятся во взаимно однозначном соответствии с камерами 21. В каждой монтажной выемке 201 расположены два упругих соединительных элемента 202, при этом два упругих соединительных элемента расположены напротив друг друга в направлении линии соединения между центральными точками двух камер 21. В направлении линии соединения между центральными точками двух камер 21 толщина двух упругих соединительных элементов 202 является регулируемой и используется для регулировки расстояния между оптическими осями 211 двух камер 21. То есть толщина упругих соединительных элементов 202 может быть установлена на основе заранее заданного расстояния между оптическими осями двух камер.In the camera block 200 provided in the embodiments of the present invention, there are two chambers 21 and two mounting recesses 201, and the mounting recesses 201 are in one-to-one correspondence with the chambers 21. In each mounting recess 201, two elastic connecting members 202 are located, wherein two The elastic connecting members are arranged opposite each other in the direction of the connecting line between the center points of the two cameras 21. In the direction of the connecting line between the central points of the two cameras 21, the thickness of the two elastic connecting members 202 is adjustable and is used to adjust the distance between the optical axes 211 of the two cameras 21. Then There is a thickness of the elastic connecting members 202 can be set based on a predetermined distance between the optical axes of the two cameras.

В блоке 200 камеры, представленном в вариантах осуществления настоящего изобретения, упругий соединительный элемент 202 представляет собой кольцевую структуру, расположенную вдоль боковой стенки монтажной выемки 201. Понятно, что упругий соединительный элемент 202 может представлять собой замкнутую кольцевую структуру или кольцевую структуру с разрывом. В качестве альтернативы множество упругих соединительных элементов 202 могут быть расположены с интервалами по окружности монтажной выемки 201. Опционально, упругий соединительный элемент 202 и монтажный держатель 20 представляют собой единую конструкцию, в которой жесткость упругого соединительного элемента 202 меньше жесткости монтажного держателя 20. Упругий соединительный элемент 202 может быть соединительным элементом из резины.In the chamber block 200 provided in the embodiments of the present invention, the elastic coupling member 202 is a ring structure located along the side wall of the mounting recess 201. It is understood that the resilient coupling member 202 may be a closed ring structure or a discontinuous ring structure. Alternatively, a plurality of resilient coupling members 202 may be spaced at intervals around the circumference of the mounting recess 201. Optionally, the resilient coupling member 202 and the mounting holder 20 are a single structure in which the stiffness of the resilient coupling member 202 is less than the stiffness of the mounting holder 20. The resilient coupling member 20 202 may be a connecting member made of rubber.

В блоке 200 камеры, представленном в вариантах осуществления настоящего изобретения, монтажная выемка 201 расположена на монтажном держателе 20, и упругий соединительный элемент 202 расположен в монтажной выемке 201, так что камера 21 устанавливается в монтажную выемку 201 посредством посадки с натягом. Блок 200 камеры обеспечивает противоударную функцию. Камера 21 и упругий соединительный элемент 202 соединены нежестко, и маловероятно, что камера может выпасть при воздействии вибраций. Расстояние между оптическими осями 211 двух камер 21 также вряд ли изменится. Кроме того, блок 200 камеры легко разобрать и собрать. Когда расстояние между оптическими осями 211 двух камер 21 изменяется, блок 200 камеры не нуждается в разборке с усилием, и камеры 21 могут быть непосредственно отрегулированы или заменены.In the camera block 200 provided in the embodiments of the present invention, a mounting recess 201 is located on the mounting holder 20, and an elastic coupling member 202 is located in the mounting recess 201, so that the camera 21 is installed in the mounting recess 201 through an interference fit. The camera unit 200 provides an anti-shock function. The chamber 21 and the elastic coupling member 202 are not rigidly connected, and it is unlikely that the chamber may fall out when subjected to vibration. The distance between the optical axes 211 of the two cameras 21 is also unlikely to change. In addition, the camera unit 200 is easy to disassemble and assemble. When the distance between the optical axes 211 of the two cameras 21 changes, the camera unit 200 does not need to be forcefully disassembled, and the cameras 21 can be directly adjusted or replaced.

Варианты осуществления настоящего изобретения предлагают робота-уборщика 100, который содержит описанный выше блок 200 камеры.Embodiments of the present invention provide a cleaning robot 100 that includes the camera unit 200 described above.

Для лучшего понимания настоящего изобретения далее подробно описывается робот-уборщик 100 в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг. 3-6.For a better understanding of the present invention, the cleaning robot 100 according to embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to FIGS. 3-6.

Далее описаны фиг. 3-6. Фиг. 3 представляет собой вид сверху робота-уборщика 100 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения. Фиг. 4 представляет собой вид снизу робота-уборщика 100 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения. Фиг. 5 представляет собой вид сбоку робота-уборщика 100 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения. Фиг. 6 представляет собой аксонометрический вид роботауборщика 100 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.Next, FIGS. 3-6. Fig. 3 is a top view of a cleaning robot 100 in accordance with some embodiments of the present invention. Fig. 4 is a bottom view of a cleaning robot 100 in accordance with some embodiments of the present invention. Fig. 5 is a side view of a cleaning robot 100 in accordance with some embodiments of the present invention. Fig. 6 is a perspective view of a cleaning robot 100 in accordance with some embodiments of the present invention.

Как показано на фиг. 3-6, робот-уборщик 100 содержит основную машинную часть 110, систему 120 восприятия, систему 130 управления (не показана на чертежах), систему 140 привода, систему очистки, систему питания и систему 170 человеко-машинного взаимодействия.As shown in FIG. 3-6, the cleaning robot 100 includes a main engine part 110, a sensing system 120, a control system 130 (not shown in the drawings), a drive system 140, a cleaning system, a power system, and a human-machine interaction system 170.

Основная машинная часть 110 включает переднюю часть 111 и заднюю часть 112 и имеет приблизительно круглую форму (как передняя, так и задняя части имеют круглую форму) или может иметь другие формы, включая, но не ограничиваясь этим, приблизительно D-образную форму, то есть передняя часть - прямая, а задняя - круглая.The main machine portion 110 includes a front portion 111 and a rear portion 112 and is approximately circular in shape (both the front and rear portions are circular in shape) or may have other shapes including, but not limited to, an approximately D-shape, i.e. the front part is straight and the back part is round.

Система 120 восприятия содержит сенсорные устройства, такие как устройство 121 для определения местоположения, расположенное в верхней части основной машинной части 110, буфер 122, расположенный в передней части 111 основной машинной части 110, камеру 21, датчик 123 перепада высоты, ультразвуковой датчик, инфракрасный датчик, магнитометр, акселерометр, гироскоп и одометр, а такжеThe perception system 120 includes sensor devices such as a location device 121 located at the top of the main engine part 110, a buffer 122 located at the front part 111 of the main engine part 110, a camera 21, a height difference sensor 123, an ultrasonic sensor, an infrared sensor , magnetometer, accelerometer, gyroscope and odometer, as well as

- 4 046040 предоставляет различную информацию о местоположении и о состоянии движения машины в систему 130 управления. Без ограничения изобретения, камера может быть установлена на основной машинной части 110 с помощью монтажного держателя, а поле обзора камеры включает направление движения робота-уборщика, чтобы распознавать препятствие впереди. Как показано на фиг. 5, камера 21 установлена с помощью монтажного держателя 20 на стороне, которая является периферийной стенкой основной машинной части 110 и обращена в направлении движения, так что поле обзора камеры 21 охватывает направление движения робота-уборщика. Таким образом, робот-уборщик может четко определять препятствие впереди во время работы, чтобы выполнить соответствующую обработку. Устройство 121 для определения местоположения включает, но не ограничивается этим, лазерный датчик расстояния (laser distance sensor, LDS). Лазерный датчик расстояния расположен на верхней поверхности роботауборщика и выполнен с возможностью одновременного определения местоположения и построения карты подметания во время работы робота-уборщика. Кроме того, лазерный датчик расстояния может измерять расстояние до препятствия впереди, обнаруженного роботом-уборщиком посредством камеры 21, так что робот-уборщик может задать политику навигации для препятствия на основе информации восприятия, полученной с помощью камеры 21, и информации измерения расстояния, полученной с помощью лазерного датчика расстояния, до того, как робот-уборщик приблизится к препятствию. Ниже описано, как определить местоположение на примере лазерного датчика расстояния, использующего способ триангуляции для определения расстояния. Основной принцип способа триангуляции для определения расстояния основан на пропорциональном отношении между подобными треугольниками. Подробности здесь опущены для простоты.- 4 046040 provides various information about the location and driving status of the machine to the control system 130. Without limiting the invention, the camera can be mounted on the main machine part 110 using a mounting holder, and the field of view of the camera includes the direction of movement of the cleaning robot to recognize an obstacle ahead. As shown in FIG. 5, the camera 21 is installed by the mounting holder 20 on the side that is the peripheral wall of the main machine part 110 and faces the moving direction, so that the field of view of the camera 21 covers the moving direction of the cleaning robot. In this way, the robot cleaner can clearly detect the obstacle ahead during operation in order to perform appropriate processing. The location sensing device 121 includes, but is not limited to, a laser distance sensor (LDS). The laser distance sensor is located on the top surface of the robot cleaner and is configured to simultaneously determine the location and build a map of sweeping while the robot cleaner is operating. In addition, the laser distance sensor can measure the distance to an obstacle ahead detected by the cleaning robot via the camera 21, so that the cleaning robot can set a navigation policy for the obstacle based on the perception information obtained from the camera 21 and the distance measurement information obtained from using a laser distance sensor before the robot cleaner approaches the obstacle. The following describes how to determine location using the example of a laser distance sensor that uses a triangulation method to determine distance. The basic principle of the triangulation method for determining distance is based on the proportional relationship between similar triangles. Details have been omitted here for simplicity.

Лазерный датчик расстояния содержит светоизлучающий блок и светоприемный блок. Светоизлучающий блок может включать источник света, который излучает свет, а источник света может включать светоизлучающий элемент, такой как светоизлучающий диод инфракрасного или видимого диапазона (light-emitting diode, LED), который излучает инфракрасный свет или видимый свет. Предпочтительно источник света может представлять собой светоизлучающий элемент, испускающий лазерный луч. В этих вариантах осуществления изобретения в качестве примера источника света используется лазерный диод (laser diode, LD). В частности, благодаря монохроматическим, направленным и коллимационным характеристикам лазерного луча источник света, использующий лазерный луч, может обеспечивать более точные измерения, чем источник, использующий другой свет. Например, по сравнению с лазерным лучом, инфракрасный свет или видимый свет, излучаемый светодиодом (LED), зависит от фактора окружающей среды (например, цвета или текстуры объекта) и, следовательно, может иметь более низкую точность измерения. Лазерный диод (LD) может быть точечным лазером для измерения двумерной информации о местоположении препятствия или может быть линейным лазером для измерения трехмерной информации о местоположении препятствия в определенном диапазоне.The laser distance sensor contains a light-emitting unit and a light-receiving unit. The light-emitting unit may include a light source that emits light, and the light source may include a light-emitting element such as a light-emitting diode (LED) that emits infrared light or visible light. Preferably, the light source may be a light emitting element emitting a laser beam. In these embodiments, a laser diode (LD) is used as an example of a light source. In particular, due to the monochromatic, directional and collimation characteristics of the laser beam, a light source using a laser beam can provide more accurate measurements than a source using other light. For example, compared to a laser beam, infrared light or visible light emitted by a light-emitting diode (LED) is affected by environmental factors (such as the color or texture of the object) and therefore may have lower measurement accuracy. The laser diode (LD) may be a point laser to measure two-dimensional obstacle location information, or may be a line laser to measure three-dimensional obstacle location information within a specific range.

Светоприемный блок может включать датчик изображения, на котором формируется световое пятно, отраженное или рассеянное препятствием. Датчик изображения может быть набором множества единичных пикселей в одной или более строках. Светоприемный элемент может преобразовывать оптический сигнал в электрический сигнал. Датчик изображения может быть датчиком на комплементарной структуре металл-оксид-полупроводник (complementary metal-oxide-semiconductor, CMOS) или датчиком на основе прибора с зарядовой связью (charge coupled device, CCD), при этом датчик на комплементарной структуре металл-оксид-полупроводник предпочтительнее из-за стоимости. Кроме того, светоприемный блок может включать компонент светоприемной линзы. Свет, отраженный или рассеянный препятствием, может проходить через компонент светоприемной линзы, формируя изображение на датчике изображения. Компонент светоприемной линзы может включать одну или более линз.The light receiving unit may include an image sensor on which a light spot is formed, reflected or scattered by an obstacle. The image sensor may be a collection of multiple unit pixels in one or more rows. The light receiving element can convert the optical signal into an electrical signal. The image sensor can be a complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) sensor or a charge coupled device (CCD) sensor, wherein the sensor is a complementary metal-oxide-semiconductor structure preferable due to cost. In addition, the light receiving unit may include a light receiving lens component. Light reflected or scattered by an obstacle can pass through the light receiving lens component to form an image on the image sensor. The light receiving lens component may include one or more lenses.

Светоизлучающий блок и светоприемный блок могут поддерживаться основанием, причем светоизлучающий блок и светоприемный блок расположены на основании на определенном расстоянии друг от друга. Для измерения состояния препятствий в направлениях от 0 градусов до 360 градусов вокруг робота основание может быть расположено на основной машинной части 110 с возможностью вращения, или основание может не вращаться, но предусмотрен поворотный элемент для вращения излучаемого света и отраженного света. Элемент оптической связи и кодирующий диск могут быть расположены так, чтобы получить угловую скорость вращения поворотного элемента. Элемент оптической связи определяет зубчатые зазоры на кодирующем диске и делит расстояние между зубчатыми зазорами на время проскальзывания расстояния между зубчатыми зазорами для получения мгновенной угловой скорости. Более высокая плотность зубчатых зазоров на кодирующем диске указывает на большую точность и достоверность измерения, более точную конструкцию и больший объем вычислений. Наоборот, меньшая плотность зубчатых зазоров указывает на меньшую точность и достоверность измерения, более простую конструкцию, меньший объем вычислений и меньшую стоимость.The light-emitting unit and the light-receiving unit may be supported by a base, and the light-emitting unit and the light-receiving unit are located at a certain distance from each other on the base. To measure the state of obstacles in directions from 0 degrees to 360 degrees around the robot, the base may be rotatably positioned on the main machine part 110, or the base may not be rotatable, but a rotating member is provided to rotate the emitted light and the reflected light. The optical coupling element and the encoding disk may be positioned to obtain the angular velocity of rotation of the rotating element. The optical coupling element detects the gear gaps on the encoding disk and divides the distance between the gear gaps by the sliding time of the gap distance to obtain the instantaneous angular velocity. A higher tooth gap density on the coding disk indicates greater measurement accuracy and confidence, more accurate design, and more computation. On the contrary, lower gear gap density indicates lower measurement accuracy and reliability, simpler design, less computational effort, and lower cost.

Устройство для обработки данных, такое как процессор цифровой обработки сигналов (digital signal processor, DSP), подключенное к светоприемному блоку, записывает расстояния до препятствий под всеми углами относительно угла 0 градусов робота и передает расстояния до препятствий в блок обработки данных, такой как процессор приложений (application processor, АР), включающий центральный процессор (central processing unit, CPU), в системе 130 управления. CPU запускает алгоритм позиционированияA processing device such as a digital signal processor (DSP) connected to the light receiving unit records obstacle distances at all angles relative to the robot's 0 degree angle and transmits the obstacle distances to a data processing unit such as an application processor (application processor, AP), including the central processing unit (CPU), in the control system 130. The CPU runs the positioning algorithm

- 5 046040 на основе фильтра частиц для получения текущего местоположения робота и рисует карту на основе местоположения для использования в навигации. Алгоритм позиционирования предпочтительно представляет собой одновременную локализацию и картографирование (localization and mapping, SLAM).- 5 046040 based on a particle filter to obtain the current location of the robot and draws a map based on the location for use in navigation. The positioning algorithm is preferably simultaneous localization and mapping (SLAM).

Хотя лазерный датчик расстояния, основанный на способе триангуляции для определения расстояния, может измерять расстояние на бесконечном расстоянии, превышающем конкретное расстояние в принципе, лазерный датчик расстояния фактически вряд ли может выполнять измерение на большом расстоянии (например, более шести метров), главным образом потому, что измерение ограничено размерами единичного пикселя на датчике светоприемного блока, а также зависит от скорости оптикоэлектрического преобразования датчика, скорости передачи данных между датчиком и подключенным DSP и скорости вычислений DSP. Измеренное значение, полученное лазерным датчиком расстояния под действием температуры, также подвержено недопустимым для системы изменениям, главным образом потому, что деформация теплового расширения конструкции между светоизлучающим и светоприемным блоками вызывает изменение угла между падающим светом и излучаемым светом, и светоизлучающий блок и светоприемный блок имеют проблему температурного дрейфа. После длительного использования лазерного датчика расстояния деформация, вызванная различными факторами, такими как изменение температуры и вибрация, также может сильно повлиять на результат измерения. Точность результата измерения напрямую определяет точность построения карты, является основой для дальнейшей реализации политики робота и поэтому имеет важное значение.Although a laser distance sensor based on the triangulation method for determining distance can measure distance over an infinite distance beyond a specific distance in principle, a laser distance sensor is actually unlikely to measure over a long distance (for example, more than six meters), mainly because that the measurement is limited by the size of a single pixel on the sensor of the light receiving unit, and also depends on the optoelectric conversion speed of the sensor, the data transfer rate between the sensor and the connected DSP, and the calculation speed of the DSP. The measured value obtained by the laser distance sensor under the influence of temperature is also subject to changes that are unacceptable to the system, mainly because the thermal expansion deformation of the structure between the light emitting and light receiving units causes the angle between the incident light and the emitted light to change, and the light emitting unit and the light receiving unit have a problem temperature drift. After using the laser distance sensor for a long time, deformation caused by various factors such as temperature change and vibration may also greatly affect the measurement result. The accuracy of the measurement result directly determines the accuracy of the map construction, is the basis for the further implementation of the robot's policy and is therefore important.

Передняя часть 111 основной машинной части 110 может иметь буфер 122. Когда модуль 141 ведущего колеса заставляет робота перемещаться по полу во время уборки, буфер 122 обнаруживает одно или более событий на маршруте движения робота-уборщика 100 с помощью сенсорной системы, такой как инфракрасный датчик. На основе событий, обнаруженных буфером 122, таких как препятствия и стены, робот может управлять модулем 141 ведущего колеса, чтобы позволить роботу реагировать на события, например, держаться подальше от препятствий.The front portion 111 of the main engine portion 110 may have a buffer 122. When the drive wheel module 141 causes the robot to move across the floor during cleaning, the buffer 122 detects one or more events along the path of the cleaning robot 100 using a sensor system such as an infrared sensor. Based on events detected by buffer 122, such as obstacles and walls, the robot may control drive wheel module 141 to allow the robot to respond to events, such as staying away from obstacles.

Система 130 управления расположена на основной печатной плате в основной машинной части 110. Система 130 управления содержит энергонезависимую память, такую как жесткий диск, флэш-память и оперативная память, а также вычислительные процессоры для связи, такие как центральный процессор и процессор приложений. Процессор приложений на основе информации о препятствиях, возвращаемой лазерным датчиком расстояния, и с помощью алгоритма позиционирования, такого как SLAM, составляет мгновенную карту среды, в которой находится робот. Со ссылкой на информацию о расстоянии и информацию о скорости, возвращаемую сенсорными устройствами, такими как буфер 122, датчик 123 перепада высоты, ультразвуковой датчик, инфракрасный датчик, магнитометр, акселерометр, гироскоп и одометр, система 130 управления всесторонне определяет текущее рабочее состояние подметальной машины, такое как пересечение порога, перемещение по ковру, достижение резкого перепада высоты, застревание верхней или нижней части, полный пылесборник или поднятие. Кроме того, система 130 управления обеспечивает конкретную стратегию следующего действия, основанную на различных ситуациях, так что робот лучше соответствует требованиям пользователя, что улучшает пользовательское восприятие. Кроме того, система 130 управления может планировать наиболее эффективный и рациональный маршрут подметания и способ подметания на основе информации о мгновенной карте, построенной на основе SLAM, что значительно повышает эффективность подметания робота.The control system 130 is located on a main circuit board in the main machine portion 110. The control system 130 includes non-volatile memory such as hard disk, flash memory and random access memory, as well as communication computing processors such as a central processing unit and an application processor. The application processor uses obstacle information returned by a laser distance sensor and a positioning algorithm such as SLAM to create an instantaneous map of the robot's environment. With reference to the distance information and speed information returned by sensor devices such as the buffer 122, elevation sensor 123, ultrasonic sensor, infrared sensor, magnetometer, accelerometer, gyroscope and odometer, the control system 130 comprehensively determines the current operating state of the sweeper. such as crossing a threshold, moving across a carpet, reaching a sudden change in height, getting the top or bottom stuck, a full dust bag, or lifting. In addition, the control system 130 provides a specific next action strategy based on various situations so that the robot better meets the user's requirements, which improves the user experience. In addition, the control system 130 can plan the most efficient and effective sweeping route and sweeping method based on the SLAM-based instantaneous map information, which greatly improves the sweeping efficiency of the robot.

Система 140 привода может управлять роботом-уборщиком 100 на основе команды движения, включающей информацию о расстоянии и угле (например, компоненты х, у и θ), для его перемещения по полу. Система 140 привода содержит модуль 141 ведущего колеса. Модуль 141 ведущего колеса может одновременно управлять левым колесом и правым колесом. Для более точного управления движением машины модуль 141 ведущего колеса предпочтительно содержит модуль левого ведущего колеса и модуль правого ведущего колеса. Модули левого и правого ведущих колес расположены симметрично вдоль поперечной оси, определяемой основной машинной частью 110. Чтобы робот мог более устойчиво двигаться по полу или иметь более высокую подвижность, робот может содержать одно или более ведомых колес 142, и ведомые колеса включают, но не ограничиваются этим, универсальные колеса. Модуль ведущего колеса включает ходовое колесо, приводной двигатель и схему управления для управления приводным двигателем. В качестве альтернативы модуль ведущего колеса может быть подключен к цепи измерения приводного тока и к одометру. Модуль 141 ведущего колеса может быть разъемно соединен с основной машинной частью 110 для облегчения сборки, разборки и технического обслуживания. Ведущее колесо может иметь подвесную систему со смещением вниз, которая закреплена подвижно, например, прикреплена к основной машинной части 110 робота с возможностью вращения и получает смещение пружины вниз и в сторону от основной машинной части 110 робота. Смещение пружины позволяет ведущему колесу поддерживать контакт и сцепление с полом за счет использования определенной силы касания, и чистящий элемент робота-уборщика 100 также находится в контакте с полом 10 с определенным давлением.The drive system 140 may control the cleaning robot 100 based on a motion command including distance and angle information (eg, x, y, and θ components) to move it across the floor. The drive system 140 includes a drive wheel module 141. The drive wheel module 141 can simultaneously drive the left wheel and the right wheel. To more accurately control the movement of the machine, the drive wheel module 141 preferably includes a left drive wheel module and a right drive wheel module. The left and right drive wheel modules are arranged symmetrically along a transverse axis defined by the main machine part 110. In order for the robot to move more stably on the floor or have greater mobility, the robot may include one or more driven wheels 142, and the driven wheels include, but are not limited to these are universal wheels. The drive wheel module includes a drive wheel, a drive motor, and a control circuit for controlling the drive motor. Alternatively, the drive wheel module can be connected to the drive current measurement circuit and to the odometer. The drive wheel module 141 may be removably coupled to the main machine part 110 to facilitate assembly, disassembly, and maintenance. The drive wheel may have a downward bias suspension system that is movably attached, for example, rotatably attached to the robot main body 110 and receives spring bias downward and away from the robot main engine part 110. The spring bias allows the drive wheel to maintain contact and traction with the floor by using a certain touch force, and the cleaning element of the cleaning robot 100 is also in contact with the floor 10 with a certain pressure.

Система очистки может быть системой 150 сухой очистки и/или системой влажной очистки. Основная функция очистки системы 150 сухой очистки обеспечивается подметальной системой 151, которая включает вращающуюся щетку, пылесборник, вентилятор, выпускное отверстие для воздуха и соThe cleaning system may be a dry cleaning system 150 and/or a wet cleaning system. The main cleaning function of the dry cleaning system 150 is provided by the sweeping system 151, which includes a rotating brush, a dust collector, a fan, an air outlet and a

- 6 046040 единительные детали между четырьмя частями. Вращающаяся щетка, которая взаимодействует с полом, подметает мусор на полу и перемещает мусор к передней части отверстия для всасывания пыли между вращающейся щеткой и пылесборником, а затем мусор всасывается в пылесборник газом, который создается вентилятором, имеет всасывающую силу и проходит через пылесборник. Способность роботауборщика к удалению пыли может быть представлена эффективностью сбора пыли (dust pick up efficiency, DPU). Ha DPU влияет конструкция вращающейся щетки и ее материал, использование энергии потока воздуха в воздуховоде, включая отверстие для всасывания пыли, пылесборник, вентилятор, выпускное отверстие для воздуха и соединительные детали между четырьмя частями, а также тип и мощность вентилятора, и, следовательно, возникает сложная проблема проектирования системы. Увеличение способности удаления пыли является более значительным для роботов-уборщиков с ограниченным энергопотреблением, чем для обычных очистителей, питаемых от сети. Более высокая способность удаления пыли напрямую и эффективно снижает потребление энергии; другими словами, машина, которая раньше могла очистить 80 квадратных метров пола после однократной зарядки, может быть усовершенствована для уборки 100 или более квадратных метров пола после однократной зарядки. Кроме того, при уменьшении количества циклов зарядки срок службы батареи значительно увеличивается, так что уменьшается частота замены батареи пользователем. Более интуитивно и важно то, что более высокая способность удаления пыли наиболее заметна и важна для пользовательского восприятия, поскольку она позволяет пользователю непосредственно определить, подметен ли пол или нет. Система 150 сухой очистки может также включать боковую щетку 152, имеющую вращающийся вал. Вращающийся вал расположен под углом к полу, чтобы перемещать мусор в область вращающейся щетки системы очистки.- 6 046040 connecting parts between four parts. The rotating brush which interacts with the floor sweeps the debris on the floor and moves the debris to the front of the dust suction hole between the rotating brush and the dust bin, and then the debris is sucked into the dust bin by the gas which is generated by the fan, has suction force, and passes through the dust bin. The ability of a robot cleaner to remove dust can be represented by dust pick up efficiency (DPU). Ha DPU is affected by the design of the rotating brush and its material, the energy utilization of the air flow in the air duct, including the dust suction hole, the dust collector, the fan, the air outlet and the connecting parts between the four parts, as well as the type and power of the fan, and therefore occurs complex system design problem. The increase in dust removal capacity is greater for energy-constrained robotic cleaners than for conventional mains-powered cleaners. Higher dust removal ability directly and effectively reduces energy consumption; in other words, a machine that previously could clean 80 square meters of floor after a single charge can be upgraded to clean 100 square meters or more of floor after a single charge. In addition, by reducing the number of charge cycles, battery life is significantly increased, so that the frequency of battery replacement by the user is reduced. What is more intuitive and important is that the higher dust removal capacity is most noticeable and important to the user experience as it allows the user to directly determine whether the floor is swept or not. The dry cleaning system 150 may also include a side brush 152 having a rotating shaft. The rotating shaft is angled to the floor to move debris into the rotating brush area of the cleaning system.

Система питания содержит перезаряжаемую батарею, например, NiMH (никель-металл-гидридную) батарею или литиевую батарею. Аккумуляторная батарея может быть подключена к схеме управления зарядкой, схеме определения температуры заряда аккумуляторной батареи и схеме контроля пониженного напряжения батареи. Схема управления зарядкой, схема определения температуры заряда аккумуляторной батареи и схема контроля пониженного напряжения батареи подключены к однокристальной микрокомпьютерной схеме управления. Робот заряжается путем подключения зарядного электрода, расположенного сбоку или в нижней части основной машинной части, к зарядной станции. Если на открытом зарядном электроде есть пыль, пластиковая часть вокруг электрода расплавляется и деформируется из-за эффекта накопления заряда, или электрод даже деформируется и не может нормально выполнять зарядку.The power system contains a rechargeable battery, such as a NiMH (nickel metal hydride) battery or a lithium battery. The battery may be connected to a charging control circuit, a battery charging temperature detection circuit, and a battery undervoltage control circuit. The charging control circuit, the battery charging temperature detection circuit, and the battery undervoltage control circuit are connected to a single-chip microcomputer control circuit. The robot is charged by connecting the charging electrode located on the side or bottom of the main machine part to the charging station. If there is dust on the exposed charging electrode, the plastic part around the electrode will melt and deform due to the charge accumulation effect, or the electrode will even become deformed and cannot charge normally.

Система 170 человеко-машинного взаимодействия включает кнопки на панели робота, которые используются пользователем для выбора функций, может также включать экран дисплея, индикатор и/или звуковой сигнал, которые отображают текущее состояние машины или варианты функций для пользователя, и может также включать клиентскую программу мобильного телефона. Для уборочного устройства с навигацией по маршруту клиент мобильного телефона может показать пользователю карту среды, в которой находится устройство, а также местоположение машины, предоставляя пользователю более широкие и удобные для пользователя функциональные возможности.The human-machine interaction system 170 includes buttons on the robot panel that are used by the user to select functions, may also include a display screen, indicator, and/or audible signal that display the current state of the machine or function options to the user, and may also include a mobile client program. phone. For a route-guided cleaning device, the mobile phone client can show the user a map of the environment in which the device is located, as well as the location of the machine, providing the user with richer and more user-friendly functionality.

Для более ясного описания поведения робота далее описываются определения направлений. Роботуборщик 100 может перемещаться по полу, совершая различные комбинации движений относительно следующих трех взаимно перпендикулярных осей, определяемых основной машинной частью 110: переднезадней оси X, поперечной оси Y и центральной вертикальной оси Z. Направление движения вперед по переднезадней оси X помечено как вперед, а направление движения назад по переднезадней оси X помечено как назад. Боковая ось Y по существу проходит между правым и левым колесами робота вдоль осевого центра, определяемого центральной точкой модуля 141 ведущего колеса.To more clearly describe the robot's behavior, the definitions of directions are described next. The robot cleaner 100 can move across the floor by performing various combinations of movements about the following three mutually perpendicular axes defined by the main machine part 110: the anteroposterior X axis, the transverse Y axis, and the central vertical Z axis. The forward movement direction along the anteroposterior X axis is labeled forward, and the direction backward movement along the anteroposterior X axis is labeled backward. The lateral Y-axis essentially extends between the right and left wheels of the robot along an axial center defined by the center point of the drive wheel module 141.

Робот-уборщик 100 может вращаться вокруг оси Y. Когда передняя часть робота-уборщика 100 отклонена вверх, а задняя часть отклонена вниз, образуется отклонение вверх. Когда передняя часть робота-уборщика 100 отклонена вниз, а задняя часть отклонена вверх, образуется отклонение вниз. Кроме того, робот-уборщик 100 может вращаться вокруг оси Z. В направлении вперед робота, когда роботуборщик 100 наклоняется вправо от оси X, формируется правый поворот, а когда робот-уборщик 100 наклоняется влево от оси X, формируется левый поворот.The cleaning robot 100 can rotate about the Y-axis. When the front part of the cleaning robot 100 is tilted upward and the rear part is tilted downward, an upward bias is generated. When the front part of the cleaning robot 100 is deflected downward and the rear part is deflected upward, a downward deflection is generated. In addition, the cleaning robot 100 can rotate about the Z-axis. In the forward direction of the robot, when the cleaning robot 100 is tilted to the right of the X-axis, a right turn is generated, and when the cleaning robot 100 is tilted to the left of the X-axis, a left turn is generated.

Робот-уборщик 100 согласно текущим вариантам осуществления изобретения может включать: блок технического зрения для распознавания препятствий на полу, блок связи для связи с устройством дистанционного управления или другим устройством, блок перемещения для приведения в движение основной машинной части, блок очистки и блок памяти для хранения информации. Блок ввода (кнопки робота-уборщика и т. д.), датчик обнаружения объектов, блок зарядки, блок микрофонной решетки, блок определения направления, блок определения местоположения, блок связи, приводной блок и блок памяти могут быть подключены к блоку управления для передачи заданной информации блоку управления или приема заданной информации от блока управления.The cleaning robot 100 according to current embodiments of the invention may include: a vision unit for recognizing obstacles on the floor, a communication unit for communicating with a remote control device or other device, a movement unit for driving the main machine part, a cleaning unit, and a memory unit for storage. information. The input unit (robot cleaning buttons, etc.), object detection sensor, charging unit, microphone array unit, direction detection unit, location detection unit, communication unit, drive unit and memory unit can be connected to the control unit to transmit the given command. information to the control unit or receiving specified information from the control unit.

Блок технического зрения в основном выполнен с возможностью распознавания объектов на полу и выдачи команды роботу-уборщику 100 обходить объекты на полу. Типы объектов включают, но не ограничиваются этим:The vision unit is generally configured to recognize objects on the floor and command the cleaning robot 100 to walk around the objects on the floor. Object types include, but are not limited to:

А. Препятствия с застреванием: препятствия, из-за которых робот может застрять или которые неA. Stuck Obstacles: Obstacles that may cause the robot to get stuck or that do not

- 7 046040 подходят для подметания, такие как экскременты, толстые и тонкие кабели, весы, барные стулья и занавески;- 7 046040 suitable for sweeping, such as excrement, thick and thin cables, scales, bar stools and curtains;

В. Предметы, которые робот-уборщик 100 может толкать: детские игрушки, удлинители и тапочки;B. Items that the cleaning robot 100 can push: children's toys, extension cords, and slippers;

С. Функциональные потребности: распознавать все виды ковров (взаимодействовать с током основной щетки) и записывать их на карту, не допускать переноски емкости с водой на ковры (для предотвращения намокания ковров и вторичного загрязнения) и отображать записанную область после распознавания на карте предыстории;C. Functional needs: recognize all kinds of carpets (interact with the main brush current) and record them on the card, prevent the water container from being carried onto the carpets (to prevent the carpets from getting wet and secondary pollution), and display the recorded area after recognition on the history map;

D. Прочие мелкие предметы: установить объекты длиной более 8 см и высотой или толщиной более 1 см в качестве мелких предметов и выполнить стратегии обхода после их распознавания. Фон, освещение и угол такие же, как описано выше.D. Other Small Objects: Set objects longer than 8 cm and height or thickness greater than 1 cm as small objects and perform traversal strategies once they are recognized. The background, lighting and angle are the same as described above.

Блок определения направления может обнаруживать направление голоса, используя разницу во времени или уровень голоса, который вводится во множество приемных блоков. Блок определения направления передает направление обнаруженного голоса в блок управления. Блок управления может определять траекторию движения, используя направление голоса, обнаруженное блоком определения направления.The direction determining unit may detect the direction of the voice using a time difference or voice level that is input to a plurality of receiving units. The direction detection unit transmits the direction of the detected voice to the control unit. The control unit can determine the motion path using the direction of the voice detected by the direction determining unit.

Блок определения местоположения может обнаруживать координаты основной машинной части из заранее определенной картографической информации. Лазерный датчик расстояния может определять текущее местоположение основной машинной части. В дополнение к лазерному датчику расстояния, блок определения местоположения может также использовать глобальную систему позиционирования (global positioning system, GPS).The location determination unit can detect the coordinates of the main engine part from predetermined map information. The laser distance sensor can determine the current location of the main machine part. In addition to the laser distance sensor, the location unit can also use a global positioning system (GPS).

В широком смысле блок определения местоположения может обнаруживать, расположена ли основная машинная часть в определенном месте. Например, блок определения местоположения может включать блок для определения того, расположена ли основная машинная часть на зарядной станции.In a broad sense, the location determination unit can detect whether the main machine part is located at a certain location. For example, the location determination unit may include a unit for determining whether the main machine part is located at the charging station.

Например, в способе определения того, расположена ли основная машинная часть на зарядной станции, может быть определено, на основании того, подается ли питание в зарядный блок, расположена ли основная машинная часть в месте зарядки. В другом примере, блок определения места зарядки, расположенный на основной машинной части или на зарядной станции, может использоваться для определения того, расположена ли основная машинная часть в месте зарядки.For example, in the method for determining whether the main machine part is located at the charging station, it can be determined based on whether power is supplied to the charging unit whether the main machine part is located at the charging place. In another example, a charging location determination unit located on a main machine part or a charging station can be used to determine whether the main machine part is located at a charging point.

Блок связи может передавать/принимать заранее заданную информацию на/от устройства дистанционного управления или другого устройства. Блок связи может обновлять картографическую информацию о роботе-уборщике.The communication unit can transmit/receive predetermined information to/from a remote control device or other device. The communication unit can update the map information of the cleaning robot.

Приводной блок может управлять блоком перемещения и блоком очистки. Приводной блок может перемещать блок перемещения по траектории движения, определяемой блоком управления.The drive unit can control the moving unit and the cleaning unit. The drive unit can move the movement unit along a motion path determined by the control unit.

Блок памяти хранит заранее заданную информацию, относящуюся к работе робота-уборщика. Например, в блоке памяти может быть сохранена картографическая информация области, в которой расположен робот-уборщик, информация команды управления, соответствующая голосу, распознанному блоком микрофонной решетки, информация об угле направления, обнаруженная блоком определения направления, информация о местоположении, обнаруженная блоком определения местоположения, и информация о препятствиях, обнаруженная датчиком обнаружения объектов.The memory unit stores predetermined information related to the operation of the cleaning robot. For example, the memory unit may store map information of the area in which the cleaning robot is located, control command information corresponding to the voice recognized by the microphone array unit, direction angle information detected by the direction determining unit, location information detected by the location determining unit, and obstacle information detected by the object detection sensor.

Блок управления может принимать информацию, обнаруженную приемным блоком, камерой 21 и датчиком обнаружения объектов. Блок управления может распознавать голос пользователя на основе передаваемой информации, определять направление, в котором звучит голос, и определять местоположение робота-уборщика. Кроме того, блок управления может также управлять блоком перемещения и блоком очистки.The control unit can receive information detected by the receiving unit, the camera 21 and the object detection sensor. The control unit can recognize the user's voice based on the transmitted information, determine the direction in which the voice sounds, and determine the location of the cleaning robot. In addition, the control unit can also control the moving unit and the cleaning unit.

Хотя настоящее изобретение было описано со ссылкой на опциональные варианты осуществления изобретения в пределах сущности изобретения, в настоящее изобретение могут быть внесены различные усовершенствования, и для замены частей, включающих признаки, могут быть использованы эквиваленты. В частности, различные технические признаки, упомянутые в различных вариантах осуществления изобретения, могут комбинироваться любым образом при отсутствии конструктивного конфликта. Настоящее изобретение не ограничивается конкретными вариантами его осуществления, раскрытыми в настоящем описании, и включает все технические решения в пределах сущности формулы изобретения.Although the present invention has been described with reference to optional embodiments of the invention within the spirit of the invention, various improvements can be made to the present invention, and equivalents can be used to replace parts including features. In particular, the various technical features mentioned in the various embodiments of the invention can be combined in any way so long as there is no design conflict. The present invention is not limited to the specific embodiments disclosed in the present description, and includes all technical solutions within the spirit of the claims.

--

Claims (14)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Робот-уборщик, содержащий основную машинную часть, систему восприятия, систему управления и систему привода, при этом система восприятия содержит лазерный датчик расстояния и камеру, лазерный датчик расстояния расположен на верхней поверхности робота-уборщика, а камера установлена на роботе-уборщике с помощью монтажного держателя, и поле обзора камеры включает направление движения робота-уборщика, при этом монтажный держатель снабжен монтажной выемкой, соответствующей камере, а камера установлена в монтажной выемке посредством посадки с натягом.1. A cleaning robot comprising a main machine part, a sensing system, a control system and a drive system, wherein the sensing system contains a laser distance sensor and a camera, the laser distance sensor is located on the upper surface of the cleaning robot, and the camera is mounted on the cleaning robot with using a mounting holder, and the field of view of the camera includes the direction of movement of the cleaning robot, wherein the mounting holder is provided with a mounting recess corresponding to the camera, and the camera is mounted in the mounting recess by an interference fit. 2. Робот-уборщик по п.1, в котором боковая стенка монтажной выемки неподвижно соединена с упругим соединительным элементом, и камера посажена с натягом в монтажную выемку посредством упругого соединительного элемента, так что камера соединена с монтажной выемкой под действием силы упругости, создаваемой упругим соединительным элементом вследствие его сжатия и деформации.2. The cleaning robot according to claim 1, in which the side wall of the mounting recess is fixedly connected to an elastic connecting element, and the camera is pressed into the mounting recess by means of an elastic connecting element, so that the camera is connected to the mounting recess under the action of an elastic force created by the elastic connecting element due to its compression and deformation. 3. Робот-уборщик по п.1 или 2, в котором камера имеет объектив, и в направлении, перпендикулярном центральной оси объектива, площадь поперечного сечения камеры меньше площади поперечного сечения монтажной выемки, так что между камерой и монтажной выемкой имеется зазор.3. The cleaning robot according to claim 1 or 2, wherein the camera has a lens, and in a direction perpendicular to the central axis of the lens, the cross-sectional area of the camera is smaller than the cross-sectional area of the mounting recess, so that there is a gap between the camera and the mounting recess. 4. Робот-уборщик по п.3, в котором упругий соединительный элемент размещен в упомянутом зазоре, и сторона упругого соединительного элемента, обращенная к монтажной выемке, неразъемно или разъемно соединена с монтажным держателем.4. The cleaning robot according to claim 3, wherein the elastic connecting element is placed in said gap, and the side of the elastic connecting element facing the mounting recess is permanently or detachably connected to the mounting holder. 5. Робот-уборщик по п.1 или 2, в котором имеется две камеры и две монтажных выемки, причем монтажные выемки находятся во взаимно однозначном соответствии с камерами.5. The cleaning robot according to claim 1 or 2, in which there are two chambers and two mounting recesses, and the mounting recesses are in one-to-one correspondence with the cameras. 6. Робот-уборщик по п.5, в котором в каждой монтажной выемке расположены два упругих соединительных элемента, при этом два упругих соединительных элемента расположены напротив друг друга в направлении линии соединения между центральными точками двух камер.6. The cleaning robot according to claim 5, wherein two elastic connecting members are located in each mounting recess, wherein the two elastic connecting members are located opposite each other in the direction of a connecting line between the central points of the two chambers. 7. Робот-уборщик по п.5, в котором в направлении линии соединения между центральными точками двух камер толщина двух упругих соединительных элементов является регулируемой и используется для регулировки расстояния между оптическими осями двух камер.7. The cleaning robot according to claim 5, wherein in the direction of the connection line between the central points of the two cameras, the thickness of the two elastic connecting members is adjustable and is used to adjust the distance between the optical axes of the two cameras. 8. Робот-уборщик по п.2, в котором упругий соединительный элемент представляет собой кольцевую структуру, расположенную вдоль боковой стенки монтажной выемки.8. The cleaning robot according to claim 2, wherein the elastic connecting element is a ring structure located along the side wall of the mounting recess. 9. Робот-уборщик по п.2, в котором имеется множество упругих соединительных элементов, расположенных с интервалами по окружности монтажной выемки.9. The cleaning robot according to claim 2, wherein there are a plurality of elastic connecting elements located at intervals around the circumference of the mounting recess. 10. Робот-уборщик по п.2, в котором упругий соединительный элемент и монтажный держатель представляют собой единую конструкцию, и жесткость упругого соединительного элемента меньше жесткости монтажного держателя.10. The cleaning robot according to claim 2, wherein the elastic connecting element and the mounting holder are a single structure, and the rigidity of the elastic connecting element is less than the rigidity of the mounting holder. 11. Робот-уборщик, содержащий основную машинную часть, систему восприятия, систему управления и систему привода, при этом система восприятия содержит лазерный датчик расстояния и две камеры, лазерный датчик расстояния расположен на верхней поверхности робота-уборщика, а две камеры установлены на роботе-уборщике с помощью монтажного держателя, при этом монтажный держатель снабжен монтажными выемками, соответствующими двум камерам, и каждая камера установлена в соответствующей монтажной выемке посредством посадки с натягом.11. A cleaning robot comprising a main machine part, a sensing system, a control system and a drive system, wherein the sensing system contains a laser distance sensor and two cameras, the laser distance sensor is located on the upper surface of the cleaning robot, and two cameras are mounted on the robot. cleaner using a mounting holder, wherein the mounting holder is provided with mounting recesses corresponding to two chambers, and each chamber is mounted in a corresponding mounting recess through an interference fit. 12. Робот-уборщик по п.11, в котором боковая стенка каждой монтажной выемки неподвижно соединена с упругим соединительным элементом, и после того, как каждая камера установлена в соответствующей монтажной выемке, каждая камера посажена с натягом в соответствующую монтажную выемку посредством упругого соединительного элемента, так что камера соединена с монтажной выемкой под действием силы упругости, создаваемой упругим соединительным элементом вследствие его сжатия и деформации.12. The cleaning robot according to claim 11, wherein the side wall of each mounting recess is fixedly connected to the elastic connecting element, and after each chamber is installed in the corresponding mounting recess, each camera is pressed into the corresponding mounting recess by means of the elastic connecting element , so that the chamber is connected to the mounting recess under the action of an elastic force generated by the elastic connecting element due to its compression and deformation. 13. Робот-уборщик по п.11 или 12, в котором камера имеет объектив, и в направлении, перпендикулярном центральной оси объектива, площадь поперечного сечения камеры меньше площади поперечного сечения монтажной выемки, так что между камерой и монтажной выемкой имеется зазор.13. The cleaning robot according to claim 11 or 12, wherein the camera has a lens, and in a direction perpendicular to the central axis of the lens, the cross-sectional area of the camera is smaller than the cross-sectional area of the mounting recess, so that there is a gap between the camera and the mounting recess. 14. Робот-уборщик по п.13, в котором упругий соединительный элемент размещен в упомянутом зазоре, и сторона упругого соединительного элемента, обращенная к монтажной выемке, неразъемно или разъемно соединена с монтажным держателем.14. The cleaning robot according to claim 13, wherein the elastic connecting element is placed in said gap, and the side of the elastic connecting element facing the mounting recess is permanently or detachably connected to the mounting holder. --