覆蓋機(jī)器人導(dǎo)航的制作方法
【專利摘要】一種在地板上導(dǎo)航自主覆蓋機(jī)器人的方法包括在清掃模式下控制機(jī)器人越過地板的運(yùn)動、接收表示障礙物的傳感器信號、使機(jī)器人旋轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離所感測到的障礙物、在至少部分的機(jī)器人旋轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離所感測到的障礙物的過程中確定接收到的傳感器信號的變化、以及至少部分地基于所接收到的傳感器信號的確定變化識別所感測到的障礙物。
【專利說明】覆蓋機(jī)器人導(dǎo)航[0001]相關(guān)申請的交叉引用[0002]本申請要求根據(jù)美國專利法35USC § 119 (e)項(xiàng)于2010年12月30日提交的美國臨時申請第61/428793號的優(yōu)先權(quán)，其公開被認(rèn)為是本申請的公開的一部分，其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。【技術(shù)領(lǐng)域】[0003]本申請涉及機(jī)器人，更具體地說，涉及自主覆蓋機(jī)器人?！颈尘凹夹g(shù)】[0004]自主機(jī)器人是可以在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中在沒有人類不斷指導(dǎo)的情況下執(zhí)行所需任務(wù)的機(jī)器人。多種機(jī)器人在一定程度上是自主的。不同的機(jī)器人可以以不同的方式是自主的。自主覆蓋機(jī)器人在沒有人類不斷指導(dǎo)的情況下經(jīng)過工作表面來執(zhí)行一個或多個任務(wù)。 在家庭、辦公室和/或消費(fèi)者為導(dǎo)向的機(jī)器人領(lǐng)域，執(zhí)行家庭事務(wù)比如吸塵、洗地、巡邏、草坪切割和其他類似任務(wù)的移動機(jī)器人已被廣泛采用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]自主覆蓋機(jī)器人在運(yùn)行時將會遇到很多障礙物。為了繼續(xù)運(yùn)行，機(jī)器人將需要不斷地躲避障礙物和/或操縱繞過障礙物。[0006]一方面，一種在地板上導(dǎo)航自主覆蓋機(jī)器人的方法包括在清掃模式下控制機(jī)器人越過地板的運(yùn)動、接收表示障礙物的傳感器信號、使機(jī)器人旋轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離所感測到的障礙物、在至少部分的機(jī)器人旋轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離所感測到的障礙物的過程中確定接收到的傳感器信號的變化、 以及至少部分地基于所接收到的傳感器信號的確定變化識別所感測到的障礙物。[0007]本公開的此方面的實(shí)施方式可以包括下列特征中的一個或多個。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，接收表示障礙物的傳感器信號包括確定所接收到的傳感器信號強(qiáng)度的增加。例如，確定所接收到的傳感器信號強(qiáng)度的增加可以包括低通濾波所接收到的傳感器信號并且將低通濾波的傳感器信號與瞬時傳感器信號相比較。[0008]在一些實(shí)施方式中，確定所接收到的傳感器信號的變化包括確定所接收到的傳感器信號的強(qiáng)度的峰值。例如，確定所接收到的傳感器信號的強(qiáng)度的峰值可以包括低通濾波所接收到的傳感器信號并且將低通濾波的傳感器信號與瞬時傳感器信號相比較。[0009]在某些實(shí)施方式中，至少部分地基于所接收到的傳感器信號的確定變化識別所感測到的障礙物包括存儲與表示障礙物的所接收到的傳感器信號相關(guān)聯(lián)的第一機(jī)器人航向并且存儲與所接收到的傳感器信號的確定峰值相關(guān)聯(lián)的第二機(jī)器人航向。所述第一機(jī)器人航向與第二機(jī)器人航向中的至少一個可由機(jī)器人攜載 的陀螺儀和/或由至少支承部分機(jī)器人于清潔表面之上的輪子的輪編碼器確定。另外或可替代地，識別所感測到的障礙物包括至少部分地基于所存儲的第一與第二機(jī)器人航向之間的差值確定所感測到的障礙物的角寬度并且將所感測到的障礙物的確定角寬度與閾值相比較。所述閾值可以至少部分地基于所接收到的傳感器信號的強(qiáng)度和/或障礙物的角寬度而設(shè)定。[0010]在一些實(shí)施方式中，所述機(jī)器人限定了前后軸，并且表示障礙物的傳感器信號被 接收于第一傳感器與第二傳感器之一，所述第一傳感器與第二傳感器設(shè)置在所述前后軸的 相應(yīng)左右側(cè)。在某些實(shí)施方式中，導(dǎo)航自主覆蓋的方法包括:如果障礙物的確定角寬度小于 所述閾值，則操縱機(jī)器人以使所述前后軸方向基本上平行于所感測到的障礙物。例如，可以 對機(jī)器人進(jìn)行定位，以使得對應(yīng)于所接收到的傳感器信號的傳感器最接近所感測到的障礙 物。[0011]在某些實(shí)施方式中，當(dāng)確定障礙物的角寬度小于閾值時，引導(dǎo)機(jī)器人朝向所感測 到的障礙物轉(zhuǎn)彎。所述機(jī)器人可以基本上是圓柱形的，并且引導(dǎo)機(jī)器人朝向所感測到的障 礙物轉(zhuǎn)彎可包括使機(jī)器人的轉(zhuǎn)彎半徑稍大于機(jī)器人的半徑。例如，可以以在約等于機(jī)器人 的半徑至機(jī)器人半徑的約1.8倍之間的半徑來引導(dǎo)所述機(jī)器人轉(zhuǎn)彎。另外或可替代地，可 以以至少部分地基于障礙物的確定角寬度的轉(zhuǎn)彎半徑來引導(dǎo)機(jī)器人轉(zhuǎn)彎。[0012]在某些實(shí)施方式中，引導(dǎo)機(jī)器人朝向所感測到的障礙物轉(zhuǎn)彎包括引導(dǎo)機(jī)器人轉(zhuǎn)彎 直至達(dá)到所述第一機(jī)器人航向，并且當(dāng)達(dá)到第一機(jī)器人航向時，引導(dǎo)機(jī)器人沿著對應(yīng)于所 述第一機(jī)器人航向的基本上筆直的路徑移動。[0013]在一些實(shí)施方式中，當(dāng)確定所感測到的障礙物的角寬度大于或等于閾值時，通過 改變機(jī)器人的轉(zhuǎn)彎半徑來操縱機(jī)器人以基本固定的距離跟蹤所感測到的障礙物。改變機(jī)器 人的轉(zhuǎn)彎半徑可以包括在第一方向上使機(jī)器人轉(zhuǎn)彎遠(yuǎn)離所感測到的障礙物，并且當(dāng)確定不 再檢測到傳感器信號時，使機(jī)器人在第二方向上朝著所感測到的障礙物轉(zhuǎn)彎。[0014]在某些實(shí)施方式中，當(dāng)接收表示障礙物的傳感器信號時，使機(jī)器人在與所接收到 的傳感器信號相反的方向上沿大致直線移動。例如，所述機(jī)器人沿大致直線移動約15毫米 至約50毫米的距離。[0015]在一些實(shí)施方式中，降低清掃模式下覆蓋機(jī)器人越過地板的速度(例如，至少部分 地基于表示障礙物的所接收到的傳感器信號而降低)。[0016]另一方面，一種移動機(jī)器人包括底座、聯(lián)接至所述底座以使機(jī)器人移動越過清潔 表面的驅(qū)動組件、布置成從上面驅(qū)動有機(jī)器人的地板上去除碎片的清掃頭、第一接近傳感 器、以及與所述驅(qū)動器組件通信以控制機(jī)器人移動越過清潔表面的控制器。所述底座具有 前部、后部，并且限定了在其間延伸的前后軸。所述第一接近傳感器配置成在機(jī)器人移動越 過清潔表面時產(chǎn)生表示物體的信號。所述控制器配置成接收來自所述第一接近傳感器的信 號，使機(jī)器人旋轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離所感測到的障礙物，并且至少部分地基于所接收到的傳感器信號的 確定變化識別所感測到的障礙物。[0017]本公開的此方面的實(shí)施方式可以包括下列特征中的一個或多個。在一些實(shí)施方式 中，第二接近傳感器配置成在機(jī)器人移動越過清潔表面時產(chǎn)生表示機(jī)器人旁邊的物體的信 號，并且所述第一與第二接近傳感器在機(jī)器人移動越過清潔表面時設(shè)置在前后軸的相對兩 側(cè)。[0018]在某些實(shí)施方式中，移動機(jī)器人包括攜載在底座的前部上的保險(xiǎn)杠，其中，所述第 一與第二接近傳感器設(shè)置在保險(xiǎn)杠上。例如，保險(xiǎn)杠可以具有最右側(cè)邊緣和最左側(cè)邊緣，第 一接近傳感器朝向保險(xiǎn)杠的最右側(cè)邊緣設(shè)置，第二接近傳感器朝向保險(xiǎn)杠的最左側(cè)邊緣設(shè) 置。另外或可替代地，第三接近傳感器設(shè)置在第一與第二接近傳感器之間的保險(xiǎn)杠上。保險(xiǎn)杠在與障礙物接觸時可相對于底座移動。[0019]在一些實(shí)施方式中，所述第一與第二接近傳感器分別基本上平行于清潔表面。另 外或可替代地，所述第一與第二接近傳感器彼此相對約180度。[0020]在某些實(shí)施方式中，所述第一接近傳感器包括至少一個紅外發(fā)射器和接收器對， 其在機(jī)器人移動越過清潔表面時基本上平行于清潔表面。[0021]另一方面，一種在地板上導(dǎo)航自主覆蓋機(jī)器人的方法包括引導(dǎo)機(jī)器人以第一行為 模式移動越過地板，在所述第一行為模式過程中監(jiān)測機(jī)器人在地板上的移動，至少部分地 基于在第一行為模式過程中所監(jiān)測的機(jī)器人的移動，確定機(jī)器人是否受到限制，并且在確 定機(jī)器人受限時，啟動第二行為模式。[0022]本公開的此方面的實(shí)施方式可以包括下列特征中的一個或多個。在一些實(shí)施方式 中，所述第一行為模式包括以下行為模式中的一個或多個:反彈模式、障礙物跟蹤模式和點(diǎn) 覆蓋模式。引導(dǎo)機(jī)器人以第一行為模式移動越過地板包括向由機(jī)器人攜載的電機(jī)發(fā)送激活 指令，所述電機(jī)布置成向輪子提供動力，用于使機(jī)器人移動經(jīng)過地板。在某些實(shí)施方式中， 所述第二行為模式可以選自下列行為模式中的一個或多個:撞擊跟蹤模式、墻壁跟蹤模式 和避開模式。[0023]在一些實(shí)施方式中，監(jiān)測機(jī)器人在地板上的移動包括確定一段時間內(nèi)機(jī)器人在地 板上的多個位置。例如，確定一段時間內(nèi)機(jī)器人在地板上的多個位置可以包括接收來自由 機(jī)器人攜載的陀螺儀的信號和/或接收來自布置成監(jiān)測輪子運(yùn)動的輪編碼器的信號。[0024]在某些實(shí)施方式中，確定機(jī)器人受限包括確定機(jī)器人的航向已經(jīng)改變了約360度 或更多，并且機(jī)器人的直線運(yùn)動小于約6米。[0025]另一方面，一種產(chǎn)生清潔表面的局部區(qū)域圖的方法包括在清掃模式下控制自主覆 蓋機(jī)器人移動越過地板，接收表示第一障礙物的傳感器信號，在接收表示第一障礙物的傳 感器信號時使機(jī)器人在遠(yuǎn)離所感測到的第一障礙物的方向上移動，接收表示第二障礙物的 傳感器信號，在接收表示第二障礙物的傳感器信號時確定第一障礙物與第二障礙物的相對 位置?？刂谱灾鞲采w機(jī)器人的運(yùn)動至少部分地基于第一障礙物與第二障礙物的確定的相對 位置。[0026]本公開的此方面的實(shí)施方式可以包括下列特征中的一個或多個。在一些實(shí)施方式 中，控制自主覆蓋機(jī)器人的運(yùn)動包括如果第一障礙物與第二障礙物的相對位置小于閾值距 離，則使自主覆蓋機(jī)器人在遠(yuǎn)離第一與第二障礙物的方向上移動。例如，閾值距離可以約等 于平行于清潔表面的自主覆蓋機(jī)器人的最大尺寸(例如，當(dāng)機(jī)器人移動穿過清潔表面時從 上往下觀察基本呈圓形的大致圓筒狀的機(jī)器人的直徑)。[0027]在某些實(shí)施方式中，機(jī)器人的航向在接收表示第一障礙物的傳感器信號時被確定。[0028]在一些實(shí)施方式中，控制自主覆蓋機(jī)器人的運(yùn)動包括在機(jī)器人相對于第一和/或 第二障礙物移動時使機(jī)器人朝著所感測到的航向偏移運(yùn)動。[0029]在某些實(shí)施方式中，確定第一障礙物與第二障礙物的相對位置包括從第一感測到 的障礙物至第二感測到的障礙物的航位推算。航位推算可以至少部分地基于接收自設(shè)置在 機(jī)器人上的陀螺儀的航向。另外或可替代地，航位推算可以至少部分地基于在自主覆蓋機(jī) 器人移動越過表面時測量自主覆蓋機(jī)器人的輪子的旋轉(zhuǎn)。例如，測量輪子的旋轉(zhuǎn)可以包括接收來自輪編碼器的信號。[0030]在一些實(shí)施方式中，控制自主覆蓋機(jī)器人的移動包括使自主覆蓋機(jī)器人移動以避 免第一與第二障礙物。例如，使自主覆蓋機(jī)器人移動以避免第一與第二障礙物可以包括使 自主覆蓋機(jī)器人在遠(yuǎn)離第一與第二障礙物的方向上移動。[0031 ] 在某些實(shí)施方式中，第一障礙物與第二障礙物的確定的相對方向被存儲(例如，在 存儲器中)。[0032]另一方面，一種在地板上導(dǎo)航自主覆蓋機(jī)器人的方法包括存儲所述自主覆蓋機(jī)器 人的航向、使自主覆蓋機(jī)器人沿著所存儲的航向移動至與自主覆蓋機(jī)器人的轉(zhuǎn)彎圓相切的 障礙物、掃描攜載在所述自主覆蓋機(jī)器人上的傳感器、接收所掃描的傳感器信號、至少部分 地基于所接收到的掃描的傳感器信號對障礙物進(jìn)行分類、至少部分地基于作為柱子的障礙 物的分類使自主覆蓋機(jī)器人運(yùn)行繞過至少部分的分類的障礙物、在繞行所分類的障礙物過 程中將所存儲的航向與自主覆蓋機(jī)器人的航向相比較、以及至少部分地基于在繞行過程中 所存儲的航向與自主覆蓋機(jī)器人的航向的比較恢復(fù)所存儲的航向。[0033]在一些實(shí)施方式中，恢復(fù)所存儲的航向包括如果在繞行過程中自主覆蓋機(jī)器人的 航向等于所存儲的航向，則中斷自主覆蓋機(jī)器人的繞行。[0034]在某些實(shí)施方式中，恢復(fù)所存儲的航向包括使自主覆蓋機(jī)器人朝著所存儲的航向 轉(zhuǎn)彎。在一些示例中，使自主覆蓋機(jī)器人朝著所存儲的航向轉(zhuǎn)彎可以包括使自主覆蓋機(jī)器 人在與自主覆蓋機(jī)器人的繞行方向相反的方向上轉(zhuǎn)彎。例如，自主覆蓋機(jī)器人可以繞行所 分類的障礙物，直至繞行過程中所存儲的航向與自主覆蓋機(jī)器人航向之間的差值是固定值 (例如，±45度)，并且使自主覆蓋機(jī)器人朝向所存儲的航向轉(zhuǎn)彎可以包括使自主覆蓋機(jī)器 人在與繞行方向相反的方向上轉(zhuǎn)彎，直至自主覆蓋機(jī)器人的航向與自主覆蓋機(jī)器人所存儲 的航向相匹配。[0035]在一些實(shí)施方式中，使自主覆蓋機(jī)器人繞行包括以半徑大于自主覆蓋機(jī)器人的轉(zhuǎn) 彎周長使自主覆蓋機(jī)器人移動。[0036]在某些實(shí)施方式中，至少部分地基于所接收到的掃描的傳感器信號對障礙物進(jìn)行 分類包括將掃描的傳感器信號與經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ拖啾容^。[0037]在一些實(shí)施方式中，掃描攜載在自主覆蓋機(jī)器人上的傳感器包括使自主覆蓋機(jī)器 人轉(zhuǎn)彎以使所述傳感器移動。另外或可替代地，掃描攜載在自主覆蓋機(jī)器人上的傳感器可 以包括使所述傳感器相對于自主覆蓋機(jī)器人移動。[0038]在某些實(shí)施方式中，所述傳感器包括以下中的一個或多個:攝像頭、激光器、以及 接近傳感器?！緦＠綀D】

【附圖說明】[0039]圖1示出了自主覆蓋機(jī)器人示例的上方透視圖。[0040]圖2示出了圖1的自主覆蓋機(jī)器人示例的下方透視圖。[0041 ]圖3示出了圖1的自主覆蓋機(jī)器人示例的分解視圖。[0042]圖4A示出了圖1的自主覆蓋機(jī)器人示例的保險(xiǎn)杠。[0043]圖4B示出了圖1的自主覆蓋機(jī)器人示例的接近傳感器。[0044]圖5示出了圖1的自主覆蓋機(jī)器人示例的地板接近傳感器、動力撞擊傳感器、以及安裝卡具。[0045]圖6A示出了自主覆蓋機(jī)器人示例的方框圖。[0046]圖6B示出了自主覆蓋機(jī)器人示例的運(yùn)動控制的流程圖。[0047]圖6C示出了自主覆蓋機(jī)器人示例的雜波導(dǎo)航的流程圖。[0048]圖7示出了作為自主覆蓋機(jī)器人示例的判優(yōu)器選擇的運(yùn)動控制行為的障礙物分 類的流程圖。[0049]圖8示出了結(jié)合作為自主覆蓋機(jī)器人示例的判優(yōu)器選擇的運(yùn)動控制行為的柱繞 行行為的障礙物分類的流程圖。[0050]圖9A-9H示出了識別和環(huán)繞物體的自主覆蓋機(jī)器人示例的運(yùn)動序列。[0051 ] 圖1OA示出了圖7的障礙物分類示例的流程圖。[0052]圖1OB示出了基于圖1OA障礙物分類的障礙物分類的示例。[0053]圖11示出了圖7的障礙物分類示例的流程圖。[0054]圖12示出了自主覆蓋機(jī)器人示例的柱導(dǎo)航的流程圖。[0055]圖13示出了自主覆蓋機(jī)器人示例的柱繞行的流程圖。[0056]圖14示出了自主覆蓋機(jī)器人示例的柱擺動的流程圖。[0057]圖15示出了自主覆蓋機(jī)器人示例的籠機(jī)器人虛擬傳感器的流程圖。[0058]在各圖中相同的參考符號表示相同的元件。【具體實(shí)施方式】[0059]圖1-3示出了自主覆蓋機(jī)器人100示例的上方透視圖、下方透視圖以及分解視圖。 機(jī)器人100包括底座102、驅(qū)動系統(tǒng)104、主清掃頭106b和控制器108。在一些實(shí)施方式中， 機(jī)器人100包括緣部清掃頭106a。在使用過程中，控制器108向驅(qū)動系統(tǒng)104、主清掃頭 106b以及緣部清掃頭106a提供指令，從而使機(jī)器人100在清潔表面(例如，地板)上移動， 以便將雜物從清洗表面清除。[0060]參照圖1，底座102包括前部103、后部105，并且將前后軸線101限定在其間。當(dāng) 該機(jī)器人被放置在清潔表面上時，前后軸線101基本上平行于清潔表面。前后軸線101將 底座102分成右部107和左部111。[0061]再次參照圖1-3，驅(qū)動系統(tǒng)104安裝在底座102上，并且是配置成操縱機(jī)器人100 的差動驅(qū)動(左右輪子靠近機(jī)器人的中心直徑或在其上，且可獨(dú)立地控制速度)。緣部清掃 頭106a可安裝成延伸經(jīng)過底座102的側(cè)邊緣，用于清除機(jī)器人100下方及與其緊鄰的污物 和碎屑，并且更具體地，在機(jī)器人沿向前方向清掃時將污物和碎屑清掃到主清掃頭106b的 清掃路徑中。在一些實(shí)施方式中，主清掃頭106b或緣部清掃頭106a還可用于施加表面處 理(例如，水和/或洗滌劑)?？刂破?08 (也在圖5A中示出)由底座102攜帶，并且由基于 行為的機(jī)器人控制，以便基于傳感器讀數(shù)或指示，向機(jī)器人100的零部件提供指令，如下所 述，從而以自主的方式來繞過障礙物導(dǎo)航、清掃、和/或處理地板。電池109可以為機(jī)器人 100及其子系統(tǒng)提供電源。底蓋110可以保護(hù)機(jī)器人100的內(nèi)部部分，并且防止灰塵和碎屑 的侵入。[0062]驅(qū)動系統(tǒng)104包括右驅(qū)動輪組件112和左驅(qū)動輪組件114。每個驅(qū)動輪組件112、 114包括輪子113和連結(jié)至輪子113以驅(qū)動輪子113的電機(jī)115。驅(qū)動輪組件112、114連接至底座102并且支承至少部分的底座102于清潔表面上方。在某些實(shí)施方式中，主清掃組件106b和/或緣部清掃頭106a支承至少部分的底座102于清潔表面上方。另外或可替代地，機(jī)器人100可以包括支承至少部分的機(jī)器人100于清潔表面上方的腳輪組件116。
[0063]控制器108可向驅(qū)動系統(tǒng)提供指令來驅(qū)動輪組件112和114向前或向后以操縱機(jī)器人100。例如，指令可以由控制器108發(fā)出，以在向前方向上結(jié)合兩個輪組件112、114，致使機(jī)器人100向前運(yùn)動。在另一個實(shí)例中，指令可以發(fā)出用于左轉(zhuǎn)，其促使左輪組件114在前進(jìn)方向上結(jié)合，而右輪組件112在向后方向上驅(qū)動，致使在從上方觀察時機(jī)器人100沿順時針轉(zhuǎn)。在另一個實(shí)例中，類似的指令可以發(fā)出用于右轉(zhuǎn)，其致使在從上方觀察時機(jī)器人100沿逆時針轉(zhuǎn)。如在下面進(jìn)一步詳細(xì)所述，控制器108可將向前、向后、向右和/或向左的指令結(jié)合發(fā)給輪組件，以使得在機(jī)器人100移動越過清潔表面時使機(jī)器人100繞過所遇到的一個或多個障礙物。
[0064]參照圖4A-B，保險(xiǎn)杠130可用于機(jī)器人100。接近傳感器134A-D容納在保險(xiǎn)杠130內(nèi)，并且基本上平行于清潔表面以感應(yīng)在機(jī)器人旁邊的潛在障礙物(例如，當(dāng)機(jī)器人沿清潔表面在行進(jìn)的向前路徑中移動時在機(jī)器人的前面)。例如，接近傳感器134A-D可適于感知機(jī)器人100旁邊(例如前面)約I英寸至約10英寸的潛在障礙物。在一些實(shí)施方式中，每個接近傳感器134A-D包括紅外線發(fā)射器檢測器對，其應(yīng)從約I英寸至10英寸(優(yōu)選為I英寸至4英寸)發(fā)射(即，當(dāng)接收器接收產(chǎn)生于相互傾斜的發(fā)射器與接收器的重疊空間中的反射時)。這種包括紅外發(fā)射器/檢測器對的接近檢測器公開在題為“覆蓋機(jī)器人移動性”的美國專利第7441298號中，其全部內(nèi)容通過引用并入本文。
[0065]至少兩個接近傳感器(例如，接近傳感器134A和134D)沿保險(xiǎn)杠130的相應(yīng)端部135a、b (例如，沿保險(xiǎn)杠130的最右和最左部)布置，以使得接近傳感器134A和134D彼此相對約180度。在這個方向上，接近傳感器134A和134D在機(jī)器人100沿前后軸101移動時橫跨該機(jī)器人的寬度。接近傳感器134A和134D的這種定位降低了機(jī)器人100的“盲區(qū)”，例如，通過降低機(jī)器人100在其沿行進(jìn)的向前方向移動時將不檢測在其路徑中的障礙物的可能性。
[0066]參照圖5，安裝卡具142可用于支承動力撞擊傳感器132和地板接近傳感器140于機(jī)器人100上。動力撞擊傳感器132可感知機(jī)器人100與機(jī)器人前進(jìn)道路中的物體之間的碰撞。地板接近傳感器可由底座102攜載，并且用于在機(jī)器人100靠近“懸崖”比如一組臺階時檢測。地板接近傳感器140可以發(fā)送信號至控制器108，指示是否檢測到懸崖?；趤碜缘匕褰咏鼈鞲衅?40的信號，控制器108可引導(dǎo)驅(qū)動系統(tǒng)104改變速度或速率，以避開懸崖。
[0067]保險(xiǎn)杠130可移動地支承在底座102的前部103上，以使得在與障礙物接觸時至少部分的保險(xiǎn)杠130朝向底座102移動短距離。保險(xiǎn)杠130的運(yùn)動可以允許保險(xiǎn)杠接觸一個或多個動力撞擊傳感器132,以產(chǎn)生表不撞擊物體的信號。
[0068]參照圖6A，機(jī)器人100的電子設(shè)備包括與保險(xiǎn)杠微控制器137進(jìn)行通信的控制器108。同時，控制器108和保險(xiǎn)杠微控制器137控制全向接收器、定向接收器、壁接近傳感器134A-D和動力沖擊開關(guān)132?？刂破?08監(jiān)視所有其他的傳感器輸入，例如包括用于每個驅(qū)動輪組件112、114的懸崖傳感器和電機(jī)電流傳感器。
[0069]機(jī)器人100的方向與速度的控制可由運(yùn)動控制行為處理，以在接近傳感器134檢測到潛在的障礙物時降低機(jī)器人100的速度幅值，所述運(yùn)動控制行為由根據(jù)用于覆蓋與限制的基于行為的機(jī)器人的原理的判優(yōu)器選擇(并且由控制器108執(zhí)行)，主要公開在美國專利第6809490號和第6781338號中，二者全部內(nèi)容通過引用并入本文。由控制器108指導(dǎo)的運(yùn)動控制行為還可在動力撞擊傳感器132檢測機(jī)器人100與障礙物碰撞時改變機(jī)器人100的速度。
[0070]例如，參照圖6B，控制器108的運(yùn)動控制900包括引導(dǎo)機(jī)器人100在覆蓋模式下穿過902清潔表面。例如，控制器可引導(dǎo)機(jī)器人100在一個或多個下列覆蓋模式(即SPOTCOVERGE、RANDOM和STRAIGHT)下穿過902清潔表面。這些覆蓋模式描述在題為“用于自主機(jī)器人的多模式覆蓋的方法及系統(tǒng)”的美國專利第6809490號中，其全部內(nèi)容通過引用合并于此。
[0071]通過接收來自一個或多個接近傳感器134A-D和/或一個或多個動力撞擊傳感器132的信號，控制器108檢測904接近的障礙物。至少部分地基于產(chǎn)生表示障礙物信號的傳感器134A-D、132，控制器108確定相對于所檢測904的障礙物的機(jī)器人100的大概方向。例如，接收來自置于前后軸101右側(cè)的傳感器134D的信號表示障礙物在機(jī)器人100的右側(cè)。
[0072]控制器108確定905機(jī)器人100是否接觸障礙物。確定905可以至少部分地基于所述控制器是否接收到來自接近傳感器134A-D和/或動力撞擊傳感器132的信號。例如，如果控制器108僅接收來自接近傳感器134A-D之一但不是來自動力撞擊傳感器132的信號，則控制器108確定905機(jī)器人100接近但尚未接觸障礙物。作為另一個示例，如果控制器108接收來自動力撞擊傳感器132的信號(例如，單獨(dú)或與接近傳感器134A-D結(jié)合)，則控制器108確定905機(jī)器人接近且接觸障礙物。
[0073]當(dāng)控制器108確定905接近但尚未接觸障礙物(例如，通過接近傳感器134A-D)時，控制器108執(zhí)行溫和的觸摸程序901 (這可以是一個行為、一個行為的部分、或由一個以上的行為形成)。控制器108降低906機(jī)器人100的速度，以使得機(jī)器人100不以全清掃速度進(jìn)入所感測到的障礙物中。在一些實(shí)施方式中，機(jī)器人100的速度通過減少提供給驅(qū)動輪組件112、114的電量而降低906。例如，控制器108降低906機(jī)器人的接近速度，從約300毫米/秒的全清掃速度至約100毫米/秒的降低的清掃速度。清掃速度的這種減少可以降低整體噪音、對機(jī)器人100的潛在損害和/或?qū)λ袦y到的障礙物的潛在損害。
[0074]當(dāng)控制器108通過動力撞擊傳感器132以全速檢測905接觸障礙物時，或者當(dāng)控制器108通過動力撞擊傳感器132以降低的速度檢測908接觸障礙物時，控制器108可以執(zhí)行一個或多個判優(yōu)器選擇的運(yùn)動控制行為918。判優(yōu)器選擇的運(yùn)動控制行為918的示例公開在題為“用于自主機(jī)器人的多模式覆蓋的方法及系統(tǒng)”的美國專利第6809490號和題為“覆蓋機(jī)器人移動性”的美國專利第7441298號中，二者的全部內(nèi)容通過引用并入本文。另外或可替代地，判優(yōu)器選擇的運(yùn)動控制行為918包括雜波導(dǎo)航，如下所述。
[0075]雜波(c Iutter )導(dǎo)航包括對環(huán)境的各個方面作出反應(yīng)以通過環(huán)境(例如，通過沿著環(huán)境設(shè)置的障礙物)有效地操縱機(jī)器人100的一個或多個行為。例如，雜波導(dǎo)航平均起來可以減少周期到周期的變化和單個η通覆蓋變化。另外或可替代地，雜波導(dǎo)航可以減少高沖擊碰撞的數(shù)量，否則的話，高沖擊碰撞在機(jī)器人100穿過雜亂區(qū)域時可能會出現(xiàn)。
[0076]參照圖6C，在一個示例中，雜波導(dǎo)航950包括使機(jī)器人100沿著航向與速度設(shè)定移動952、檢測954雜亂區(qū)域、操縱956機(jī)器人100通過雜亂區(qū)域、以及恢復(fù)958航向與速度設(shè)定?；謴?fù)958機(jī)器人100的航向與速度設(shè)定可以包括返回到航向與速度設(shè)定，例如，如果障礙物在一段時間內(nèi)(例如，一個固定的時間段)并沒有被檢測954。
[0077]使機(jī)器人100沿著航向與速度設(shè)定移動952可以當(dāng)作是清掃模式的一部分，或作為另一個判優(yōu)器選擇的運(yùn)動控制行為的一部分。通過將航向設(shè)定與由一個或多個輪編碼器121a、121b、121c和/或陀螺儀119 (參照圖3)測量的實(shí)際航向相比較，并且至少基于該比較來調(diào)整一個或多個驅(qū)動輪組件112和114的移動，可以控制機(jī)器人100的航向。通過將速度設(shè)定與例如由一個或多個輪編碼器121a、121b、121c測量的實(shí)際速度相比較，可以控制機(jī)器人100的速度。
[0078]檢測954雜亂區(qū)域可以包括接收來自一個或多個觸發(fā)器的信號，比如，例如檢測與障礙物接觸(參照圖6B)。在一些實(shí)施方式中，檢測954雜亂區(qū)域包括障礙物的光學(xué)檢測(例如,通過圖4B中的接近傳感器134A-D)。
[0079]操縱956機(jī)器人100通過雜亂區(qū)域可以包括減少機(jī)器人100的速度設(shè)定(例如，從約300毫米/秒至約100毫米/秒)。另外或可替代地，操縱956機(jī)器人100通過雜亂區(qū)域可以包括使機(jī)器人100繞著檢測到的障礙物移動，同時使機(jī)器人100朝著航向設(shè)定偏置運(yùn)動。在某些實(shí)施方式中，機(jī)器人100僅在啟動后的固定時間段之后(例如,在啟動后約10秒鐘至約一分鐘之后)操縱956通過雜亂區(qū)域。另外或可替代地，機(jī)器人100僅在啟動后的固定時間段之前操縱956通過雜亂區(qū)域，以便例如，如果機(jī)器人100接近清掃周期的尾聲，則機(jī)器人100將不會試圖操縱956通過雜亂區(qū)域。在一些實(shí)施方式中，如果電池109(圖3所示)的充電狀態(tài)高于閾值，則機(jī)械人100將不會視圖操縱956通過雜亂區(qū)域。
[0080]在某些情況下，操縱956機(jī)器人100可包括響應(yīng)檢測到的障礙物(例如，響應(yīng)與障礙物接觸)而引導(dǎo)機(jī)器人100繞著障礙物移動。例如，機(jī)器人100可以繞開物體以稍微的半圓弧路徑移動，或者以連續(xù)的交替部分的螺旋形(例如，圓弧半徑逐漸減小)移動。在另一個示例中，機(jī)器人100可以移動遠(yuǎn)離物體，然后在與物體稍微相切的方向上移動。另外或可替代地，如在下面進(jìn)一步詳細(xì)描述，操縱956可包括至少部分地基于由控制器108所接收的來自裝在機(jī)器人100上的一個或多個傳感器的信號(例如，來自一個或多個接近傳感器134A-D的信號)的障礙物的分類，和至少部分地基于該分類的操縱機(jī)器人100。
[0081]參照圖6A、6B、6C和7，判優(yōu)器選擇的運(yùn)動控制行為918可以包括障礙物分類1000(例如，作為雜波導(dǎo)航950的一部分)，從而在使用過程中，控制器108使機(jī)器人100在清掃模式下移動902越過地板，檢測908與障礙物接觸，并且至少部分地基于檢測908與障礙物908接觸，啟動可包括障礙物分類1000的判優(yōu)器選擇的運(yùn)動控制行為918。與障礙物的接觸由動力撞擊傳感器132檢測908。如下面所述，障礙物分類1000至少部分地基于接近傳感器134A和/或134D。
[0082]障礙物分類1000包括接收1001表示接近障礙物的傳感器信號、使傳感器相對于表示接近障礙物的接收到的傳感器信號旋轉(zhuǎn)1002 (例如，通過使機(jī)械人100旋轉(zhuǎn)和/或使傳感器旋轉(zhuǎn))、確定1004在機(jī)器人100旋轉(zhuǎn)的至少一部分的過程中的傳感器信號的變化，至少部分地基于所接收到的傳感器信號中確定的變化來識別1006感測到的障礙物。如下面所述，例如，障礙物分類1000可以確定感測到的障礙物是否是柱或壁(或壁狀結(jié)構(gòu))。在一些實(shí)施方式中，這樣的確定有利于機(jī)器人100高效移動通過雜亂區(qū)域，例如，允許控制器108通過一個或多個環(huán)游行為確定使機(jī)器人100移動的潛在效力以基本上保持機(jī)器人100通過雜亂區(qū)域的航向設(shè)定。
[0083]接收1001表示障礙物的傳感器信號包括接收來自一個或多個接近傳感器134A-D(參照圖4B)的信號。然而，在一些實(shí)施方式中，機(jī)器人100在接收1001來自接近傳感器134A-D的信號之前移動遠(yuǎn)離接觸908信號(代表障礙物)。使機(jī)器人100移動遠(yuǎn)離接觸908可以提高由接近傳感器134A-D所接收的信號強(qiáng)度。例如，至少基于接收接觸908信號，機(jī)器人100可以最初移動遠(yuǎn)離所檢測到的障礙物約15毫米至約50毫米(例如，38毫米)的距離。在某些情況下，機(jī)器人100在相反方向上移動的距離小于機(jī)器人100的前后尺寸的一半。機(jī)器人100的反向運(yùn)動與機(jī)器人100的前后尺寸之間的這樣的比率可以減少機(jī)器人100在相反的方向上移動時遇到障礙物和/或懸崖的可能性。在某些實(shí)施方式中，機(jī)器人100在相反方向上移動遠(yuǎn)離接觸908信號，直至接收1001的來自一個或多個接近傳感器134A-D的傳感器信號在閾值之上。另外或可替代地，機(jī)器人100通常移動遠(yuǎn)離(例如，通常在向前方向上修正向后)接觸908信號，直至接收1001的來自一個或多個接近傳感器134A-D的傳感器信號的強(qiáng)度約為最大值。
[0084]傳感器的旋轉(zhuǎn)1002可以包括使機(jī)器人100旋轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離接收1001的來自一個或多個接近傳感器134A-D的傳感器信號，從而可以是或順時針方向或逆時針方向。例如，如果接收1001的信號對應(yīng)于朝向機(jī)器人100左側(cè)設(shè)置的接近傳感器134A (例如，對應(yīng)于在130中所示的前后軸的左側(cè))，則旋轉(zhuǎn)1002可以是順時針方向。機(jī)器人100可以以類似的逆時針方向移動，以響應(yīng)接收1001的來自朝向機(jī)器人100右側(cè)設(shè)置的接近傳感器134D的信號(例如，對應(yīng)于在圖1-2中所示的前后軸101的右側(cè))。在一些實(shí)施方式中，順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)1002通過如上所述的引導(dǎo)驅(qū)動系統(tǒng)104 (圖2-3)以使機(jī)器人100原地旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)。在某些實(shí)施方式中，旋轉(zhuǎn)1002是另一行為的一部分，比如例如，避開行為、障礙物回避行為和/或清掃行為。
[0085]確定1004在機(jī)器人100旋轉(zhuǎn)的至少一部分的過程中接收1001的傳感器信號的變化可以包括確定接收1001的來自接近傳感器134A-D之一的傳感器信號的增加。另外或可替代地，確定1004在機(jī)器人100旋轉(zhuǎn)的至少一部分的過程中接收1001的傳感器信號的變化可以包括確定所接收的傳感器信號的強(qiáng)度的峰值。
[0086]在一些實(shí)施方式中，確定1004接收1001的傳感器信號的變化包括將接收1001的傳感器信號的大致瞬時值與接收1001的傳感器信號的處理(例如，低通濾波)值相比較。瞬時信號與處理信號的這種比較可以減少產(chǎn)生于嘈雜或其它高度可變的傳感器信號的假陽性確定(例如，增加或峰值)的可能性。
[0087]識別1006感測到的障礙物包括至少部分地基于所接收的傳感器信號的確定1004的變化對障礙物進(jìn)行分類。在一些實(shí)施方式中，所接收的傳感器信號的確定1004的變化可以表示在朝向機(jī)器人100的方向上障礙物的角寬度。例如，如果所接收的傳感器信號的確定1004的變化表示角寬度小于閾值(例如，小于約，另外或可替代地，在下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的某些實(shí)施方式中，識別1006可以至少部分地基于所接收1001的傳感器信號的增加，并且基于所接收1001的傳感器信號的確定的峰值。
[0088]圖8示出了判優(yōu)器選擇的運(yùn)動控制行為918，其中障礙物分類1000與柱繞行程序1250相結(jié)合，以使得機(jī)器人100繞過已被識別為柱子的障礙物移動。
[0089]一般而言，參照圖8，航向H被存儲1402，機(jī)器人100沿著所存儲的航向H移動1404至障礙物，傳感器(例如，一個或多個接近傳感器134A-D)被掃描1406。如在下面進(jìn)一步詳細(xì)描述，判定1410關(guān)于障礙物是否為柱子。如果判定1410障礙物不是柱子，則機(jī)器人100壁跟蹤1414或者根據(jù)一個或多個其他的判優(yōu)器選擇的運(yùn)動控制行為移動。如果判定1410表示障礙物是柱子，則機(jī)器人根據(jù)柱繞行程序1250移動。
[0090]下面進(jìn)一步詳細(xì)描述柱繞行程序1250。然而，一般而言，柱繞行程序1250包含繞1408柱運(yùn)行，直至判定1410所存儲1402的航向與機(jī)器人100的當(dāng)前航向之間的差值等于閾值(例如，零和/或非零值)，并且當(dāng)滿足閾值條件的判定1410時恢復(fù)1412所存儲1402的航向。
[0091]圖9A-9H示出了在結(jié)合的障礙物分類1000與柱繞行程序1250使機(jī)器人100繞過已被識別為柱子的障礙物移動的過程中機(jī)器人100的運(yùn)動序列。在這些圖中所示的運(yùn)動序列示出了柱子的分類，使用最左側(cè)的接近傳感器134A和逆時針繞柱運(yùn)行。然而，應(yīng)該理解的是，柱子的分類和繞行可以通過使用最右邊的接近傳感器134D來實(shí)現(xiàn)，旋轉(zhuǎn)方向相反。
[0092]如圖9A所示，機(jī)器人100沿著所存儲的航向H移動，直至機(jī)器人100接近柱子133。例如，機(jī)器人100可以沿著所存儲的航向H移動，直至一個或多個動力撞擊傳感器132檢測柱子133。另外或可替代地，機(jī)器人100可以沿著所存儲的航向H移動，直至一個或多個接近傳感器134A-134D檢測柱子133。
[0093]如圖9B所示，在一些實(shí)施方式中，機(jī)器人100在檢測接近柱子133后逐漸從柱子133后退(例如，直接對著所存儲的航向H)。為了最佳的信號強(qiáng)度，機(jī)器人100遠(yuǎn)離柱子133的運(yùn)動可以允許接近傳感器134A和134D定位成足以遠(yuǎn)離柱子133。另外或可替代地，遠(yuǎn)離柱子133的機(jī)器人100的這種運(yùn)動可以減少機(jī)器人100在繞著柱子133運(yùn)行時將會刮擦或以其他方式干擾柱子133的可能性。
[0094]如圖9C所示，機(jī)器人100在基本上置于機(jī)器人100端部上的接近傳感器的方向上旋轉(zhuǎn)。例如，機(jī)器人100可以朝向接近傳感器134A或接近傳感器134D旋轉(zhuǎn)(每個基本彼此相對地置于機(jī)器人100的相應(yīng)的左右側(cè)上)。在圖9C所示的示例中，機(jī)器人100沿順時針朝向最接近檢測到柱子133位置的接近傳感器(接近傳感器134A)旋轉(zhuǎn)。例如，朝向最接近的端部接近傳感器134A或134D的機(jī)器人100的這種旋轉(zhuǎn)通過減少障礙物分類1000過程中所需的旋轉(zhuǎn)量可以減少識別柱子133所需的時間。
[0095]如圖9C和9D所示，機(jī)器人100順時針旋轉(zhuǎn)，以使得接近傳感器134A移動經(jīng)過柱子133。如在下面進(jìn)一步詳細(xì)所述，相對于障礙物分類程序1000，在圖9C和9D所示的移動過程中由機(jī)器人100所接收的信號允許機(jī)器人100確定柱子133的角寬度。如果該角寬度小于閾值，則障礙物被歸類為柱子。應(yīng)該理解的是，作為柱子的障礙物的分類并不一定需要該物體是實(shí)際的柱子。相反，作為柱子的障礙物的分類在本文中用作可以繞行像類似寬度柱子的物體的術(shù)語。
[0096]在圖9C和9D所示的移動之后，如圖9E所示，機(jī)器人100逆時針旋轉(zhuǎn)，以對齊平行于在碰撞初始點(diǎn)柱子133的切線的行進(jìn)的向前方向?；诮咏鼈鞲衅?34A的已知位置和柱子133的檢測到的角位置，可以實(shí)現(xiàn)相對于柱子133的機(jī)器人的這種垂直對齊。例如，在圖9D所示的順時針方向運(yùn)動的結(jié)尾，接近傳感器134A的角位置相對于柱子133是已知的，并且接近傳感器134A的角度偏移相對于機(jī)器人100的幾何形狀是已知的。因此，機(jī)器人100的垂直對齊可由原地旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)，以使得行進(jìn)的向前方向平行于在初始碰撞點(diǎn)的柱子133的切線。例如，一旦柱子133的角位置通過使機(jī)器人100順時針原地旋轉(zhuǎn)來確定以便接近傳感器134A檢測在障礙物分類1000結(jié)尾的峰值信號(如圖9D所示)，則機(jī)器人100的對齊通過逆時針原地旋轉(zhuǎn)約20度來實(shí)現(xiàn)，以將機(jī)器人100的向前方向平行對齊在初始碰撞點(diǎn)的柱子133的切線(如圖9E所示)。
[0097]如圖9F所示，由于機(jī)器人100與柱子133垂直對齊，機(jī)器人100可以繞著柱子133運(yùn)行。例如，通過使機(jī)器人100沿逆時針方向移動，機(jī)器人100可以繞著柱子133運(yùn)行，轉(zhuǎn)彎半徑大于或等于機(jī)器人100的直徑。這可以方便機(jī)器人100至少繞著部分的柱子133移動，以在柱子133附近清掃。
[0098]如圖9G所示，圖9F中開始的繞行可以繼續(xù)，直至機(jī)器人100的瞬時航向等于所存儲的航向H，然后機(jī)器人100可以沿著所存儲的航向H在與柱子133基本相切的路徑上移動。機(jī)器人100繞著柱子133的這種運(yùn)動可以便于使機(jī)器人100沿著盡可能長的清掃路徑移動(例如，以致在給定的時間段內(nèi)使所覆蓋的清潔表面的量最大化)。
[0099]另外或可替代地，如圖9H所示，圖9F中開始的繞行可以繼續(xù)，直至所存儲的航向H與機(jī)器人100的瞬時航向之間的差值等于閾值。例如，機(jī)器人100可以繞著柱子133運(yùn)行，直至所存儲的航向H與機(jī)器人100的瞬時航向之間的差值的絕對值等于約45度。當(dāng)該閾值條件得到滿足時，機(jī)器人100可以在順時針方向卿，與繞行方向相反的方向)上原地旋轉(zhuǎn)，以使機(jī)器人100朝向所存儲的航向H往回移動。機(jī)器人100往回朝向所存儲的航向H的順時針旋轉(zhuǎn)可以繼續(xù)，直至機(jī)器人100的瞬時航向等于所存儲的航向H。然后機(jī)器人100可以繼續(xù)沿著所存儲的航向H。因此，在這些實(shí)施方式中，機(jī)器人100的凈移動是使機(jī)器人100繞著柱子133運(yùn)行至越過所存儲的航向H的位置，然后使機(jī)器人100往回朝著所存儲的航向H原地旋轉(zhuǎn)，直至機(jī)器人100的瞬時航向等于所存儲的航向H。
[0100]圖10A-10B示出了障礙物分類1000的示例，用于將白色的椅子腿與白色的墻壁區(qū)分開。在這個示例中，如果驅(qū)動半徑小于約2000毫米(例如，小于約1300毫米)并且包括將第一 AO與第二 Al存儲航向設(shè)定初始化1003為零，則障礙物分類1000得以啟動。
[0101]機(jī)器人100遠(yuǎn)離障礙物的旋轉(zhuǎn)1002包括確定1110機(jī)器人是否沿順時針方向旋轉(zhuǎn)。如果機(jī)器人100被確定1110沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，則處理來自最左側(cè)的接近傳感器134A(圖4B中所示)的信號。如果機(jī)器人100被確定沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)，則處理來自最右側(cè)的接近傳感器134D (圖4B中所示)的信號。
[0102]判定1004所接收的傳感器信號的變化包括接收1112來自最左側(cè)接近傳感器134A或最右側(cè)接近傳感器134D的大致瞬時的傳感器信號。瞬時傳感器信號是低通濾波的1114，以便瞬時傳感器信號可以比作低通濾波1114的。如在下面進(jìn)一步詳細(xì)描述，接近障礙物的估計(jì)角寬度至少部分地基于所接收到1112與低通濾波1114的比較。
[0103]如果第一存儲航向設(shè)定AO被確定1116為初始值，則控制器108監(jiān)測1122來自接近傳感器134A或134D的感測信號是否處于上升沿1150a、b。對于上升沿(例如，圖1OB中的上升沿1150a、b)的監(jiān)測1122包括將接收到1112和低通濾波1114的信號之間的差值與閾值(例如，非零值)相比較。如果該差值大于閾值，則第一存儲航向設(shè)定AO被設(shè)定1124為旋轉(zhuǎn)機(jī)器人100的當(dāng)前航向設(shè)定。例如，當(dāng)前航向設(shè)定可以由陀螺儀119和/或由一個或多個輪編碼器121a、b、c (參照圖3)確定。
[0104]如果第一存儲航向設(shè)定AO被確定1116為初始值以外的值，則控制器108監(jiān)測1118來自接近傳感器134A或134D的感測信號是否處于拐點(diǎn)(例如，圖1OB中的拐點(diǎn)1152a、b)。對于拐點(diǎn)1152a、b的監(jiān)測1118包括將接收到1112和低通濾波1114的信號之間的差值與閾值相比較。如果該差值小于閾值，則第二存儲航向設(shè)定Al被設(shè)定1120為旋轉(zhuǎn)機(jī)器人100的當(dāng)前航向設(shè)定。
[0105]在一些實(shí)施方式中，對于上升沿的監(jiān)測1122閾值等于對于拐點(diǎn)的監(jiān)測1118閾值。這些閾值中的每個都可以大于零，以減少上升沿和/或拐點(diǎn)的假陽性判定的可能性。在一些實(shí)施方式中，這些閾值中的一個或二者被設(shè)定為校準(zhǔn)過程的一部分，校準(zhǔn)過程包括接收1112從對準(zhǔn)已知角寬度的物體的接近傳感器134A或134D反射的瞬時和低通濾波1114的
傳感器信號。
[0106]識別1006感測到的障礙物包括計(jì)算1126所感測的障礙物的角寬度、將計(jì)算1126出的所感測的障礙物的角寬度與閾值相比較1128、以及如果計(jì)算1126出的所感測的障礙物的角寬度小于該閾值，則確定1130障礙物是柱子(或者，更一般地，具有柱子角寬度特征的物體)。如果計(jì)算1126出的所感測的障礙物的角寬度大于或等于該閾值，則障礙物1132被確定為墻壁(或其他類似廣泛的物體)。
[0107]計(jì)算1126出的所感測的障礙物的角寬度至少部分地基于所述第一與第二存儲航向設(shè)定A0、A1之間的差值的絕對值。第一與第二存儲航向設(shè)定A0、A1之間的差值的絕對值是障礙物角寬度的一半。要理解的是，角寬度的此減半值可以用作替代障礙物的全角寬度。因此，除非有相反的規(guī)定，關(guān)于障礙物的全角寬度與障礙物的減半角寬度，術(shù)語角寬度可以互換使用在本文中。
[0108]用于與計(jì)算1126出的角寬度相比較1128的閾值可以至少部分地基于接收1001到的傳感器信號的強(qiáng)度被設(shè)定。例如，如果接收1001到的傳感器信號弱，則可以增加閾值，以使得機(jī)器人100將不太可能基于這樣的弱信號執(zhí)行柱導(dǎo)航或其它環(huán)游行為。在一些實(shí)施方式中，用于進(jìn)行比較1128的閾值可以至少部分地基于所計(jì)算出的障礙物的角寬度。
[0109]圖1OB示出了對于白色椅子腿1151和白色墻壁1153的作為角度的函數(shù)的接收1001到的傳感器信號。對于對應(yīng)于白色椅子腿1151的接收1001到的信號來說，上升沿1150a發(fā)生在約15度處，拐點(diǎn)1152a發(fā)生在約20度處，從而計(jì)算1126出的角寬度為5度。對于對應(yīng)于白色墻壁1153的接收1001到的信號來說，上升沿1150b發(fā)生在約13度處，拐點(diǎn)1152b發(fā)生在約50度處，從而計(jì)算1126出的角寬度為37度。因此，在該示例中，用于與角寬度相比較1128的閾值可以設(shè)定在約5度至約37度之間，以將柱子(例如，椅子腿)與墻壁區(qū)分開。
[0110]在一些實(shí)施方式中，當(dāng)判定1132障礙物是墻壁時，通過改變機(jī)器人100的轉(zhuǎn)彎半徑，墻壁跟蹤的行為可用于使機(jī)器人100在離墻壁基本固定的距離沿著墻壁移動。例如，轉(zhuǎn)彎半徑的這種變化可以包括使機(jī)器人100沿第一方向轉(zhuǎn)彎遠(yuǎn)離所感測的障礙物，直至所感測的障礙物不再被檢測到，然后使機(jī)器人100沿第二方向朝著所感測的障礙物轉(zhuǎn)彎。這種墻壁跟蹤行為公開在題為“用于自主機(jī)器人的多模式覆蓋的方法及系統(tǒng)”的美國專利第7388343號中，其全部內(nèi)容通過引用并入本文。
[0111]在某些實(shí)施方式中，當(dāng)判定1132障礙物是墻壁時，反彈行為可以用來使機(jī)器人100移動遠(yuǎn)離墻壁，以繼續(xù)清掃清潔表面。這種反彈行為公開在題為“用于自主機(jī)器人的多模式覆蓋的方法及系統(tǒng)”的美國專利第7388343號中，其全部內(nèi)容通過引用并入本文。[0112]關(guān)于傳感器子系統(tǒng)50的這方面操作的進(jìn)一步詳情，以及具有檢測與靜止物體或障礙物接觸或者接近的實(shí)用性的傳感器的替代實(shí)施例可以被發(fā)現(xiàn)在2002年I月24日提交的題為“用于自主機(jī)器人的多模式覆蓋的方法及系統(tǒng)”的共同擁有、共同未決的美國專利申請系列號為10/056804中。
[0113]當(dāng)判定1130障礙物是柱子時，機(jī)器人可以通過執(zhí)行一個或多個柱導(dǎo)航行為嘗試操縱繞過該柱子。如在下面進(jìn)一步的詳細(xì)描述，這些柱導(dǎo)航行為可以包括用于操縱繞過所識別的柱子的柱繞行行為和用于操縱通過障礙物之間的小開口的柱擺動行為。
[0114]圖11示出了使用由機(jī)器人100攜載的可移動傳感器進(jìn)行障礙物分類1000的示例。在該示例中，如果驅(qū)動半徑小于約2000毫米(例如，小于約1300毫米)并且包括將第一AO與第二 Al存儲航向設(shè)定初始化1003為零，則障礙物分類1000得以啟動。
[0115]傳感器遠(yuǎn)離障礙物的旋轉(zhuǎn)1002包括使攜載在機(jī)器人100上的傳感器(例如，聲學(xué)傳感器和/或基于視覺的傳感器，比如攝像頭、掃描儀、紅外線或激光)移動1110’，以使得傳感器相對于機(jī)器人100移動。例如，一個或多個接近傳感器134A可以是相對于機(jī)器人100可以移動以跨越視場(例如，機(jī)器人100前面的視場)的基于視覺的傳感器。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，使基于視覺的傳感器移動1110’包括在存儲航向H的方向上越過機(jī)器人100前面180度的視場對其清掃?；谝曈X的傳感器的這種旋轉(zhuǎn)可以進(jìn)行，同時機(jī)器人100保持靜止，這可以減少進(jìn)行障礙物分類1000所需的時間量。
[0116]判定1004接收到的傳感器信號的變化包括接收1113來自基于視覺的傳感器的信號(例如，圖像)并且從這些信號中提取1115特征。例如，在基于視覺的傳感器是攝像頭的實(shí)施方式中，通過使用霍夫變換或其它的線分類器，可以從由攝像頭獲得的信號(圖像)中提取1115特征。在一些實(shí)施方式中，從接收1113來自基于視覺的傳感器的信號中提取1115的特征包括障礙物邊緣的閾值確定和大致對應(yīng)于障礙物的寬度中心的拐點(diǎn)。對應(yīng)于閾值的基于視覺的傳感器的角度設(shè)定1117為A0。同樣，對應(yīng)于拐點(diǎn)的基于視覺的傳感器的角度設(shè)定 1119 為 Al。
[0117]在該實(shí)施方式中，至少部分地基于所接收的傳感器信號的確定變化識別1006感測到的障礙物可以參照如圖10A-10B所述來實(shí)現(xiàn)。
[0118]參照圖12-14，柱導(dǎo)航1200包括使機(jī)器人100柱繞行1250并且評估1252柱繞行1250是否使機(jī)器人100移動繞過障礙物。如果柱繞行1250不成功，則判定1254是否重試柱繞行1250。如果機(jī)器人100被確定1256在可能的小開口附近，則機(jī)器人100柱擺動1300以試圖移動通過可能的小開口。柱擺動1300的成功被評估1258，以確定機(jī)器人100是否已操縱通過可能的小開口。如果柱擺動1300不成功，則判定1260是否重試柱擺動1300。
[0119]在一些實(shí)施方式中，每個判定1254和1260是否重試基于嘗試的次數(shù)是否已經(jīng)超過嘗試的固定次數(shù)。在某些實(shí)施方式中，每個判定1254和1260是否重試基于嘗試的次數(shù)是否已經(jīng)超過與柱子角寬度成比例的閾值，以使得將對具有較大角寬度的障礙物進(jìn)行更多的嘗試執(zhí)行柱繞行1250和/或柱擺動1300行為。另外或可替代地，每個判定1254和1260是否重試基于嘗試的次數(shù)是否已經(jīng)超過基于機(jī)器人100已在清潔模式下運(yùn)作的時間量而降低的閾值。
[0120]如上參照圖9A-9H所述，柱繞行1250可以使機(jī)器人100繞過識別為柱子的障礙物移動，以使得機(jī)器人100可以恢復(fù)航向設(shè)定以及在某些情況下的處于與障礙物的初始碰撞的機(jī)器人100的速度設(shè)定。柱繞行1250包括旋轉(zhuǎn)1262以對齊平行于在與柱子初始碰撞點(diǎn)的切線的機(jī)器人100行進(jìn)的向前方向，在與用于對齊的旋轉(zhuǎn)1262相反的方向上繞行1264，以及確定1266是否機(jī)器人100的航向是否等于閾值。如果機(jī)器人100的航向被確定1266不同于閾值并且嘗試?yán)@行柱子的次數(shù)被確定1268小于或等于最大次數(shù)，則繞行半徑逐步增加1270。如果機(jī)器人100的航向被確定1266不同于閾值并且嘗試?yán)@行柱子的次數(shù)被確定1268大于最大次數(shù)，則機(jī)器人100通過大半徑轉(zhuǎn)彎1280。
[0121 ] 如上參照圖9A-9H所述，使機(jī)器人100旋轉(zhuǎn)1262以對齊平行于在初始碰撞點(diǎn)的柱子133的切線的行進(jìn)的向前方向包括使機(jī)器人100旋轉(zhuǎn)。
[0122]在與用于對齊的旋轉(zhuǎn)1262相反的方向上使機(jī)器人100繞行1264可以包括引導(dǎo)機(jī)器人朝向感測到的障礙物轉(zhuǎn)彎。例如，如果機(jī)器人100的接近傳感器134A (圖4B)感測到障礙物，則繞行1264包括使機(jī)器人100在逆時針方向上旋轉(zhuǎn)，如從機(jī)器人100上方所觀察。在機(jī)器人100基本上是圓柱形的示例中，繞行1264可以包括以半徑約等于或略大于(例如，1.8倍)機(jī)器人100的半徑使機(jī)器人100轉(zhuǎn)彎。另外或可替代地，繞行1264可以包括以至少部分地基于障礙物的確定的角寬度的半徑使機(jī)器人100轉(zhuǎn)彎。例如，機(jī)器人100可以與障礙物的確定的角寬度成比例的半徑轉(zhuǎn)彎。
[0123]在一些實(shí)施方式中，確定1266機(jī)器人100的航向是否等于閾值可以包括確定機(jī)器人100的航向是否等于機(jī)器人所存儲的航向。在這些實(shí)施例中，如圖9F-9G所示，機(jī)器人100繞柱子133運(yùn)行，直至機(jī)器人100的瞬時航向等于所存儲的航向H，在該點(diǎn)處機(jī)器人100的運(yùn)行被中斷，并且機(jī)器人100在碰撞之前在平行于原始路徑的路徑上沿著所存儲的航向H移動。機(jī)器人100繞過柱子133的這種環(huán)游可以減少所需的使機(jī)器人100移動經(jīng)過柱子133的時間量，同時仍允許機(jī)器人100在柱子133附近清掃。
[0124]在某些實(shí)施方式中，確定1266機(jī)器人100的航向是否等于閾值可以包括確定在所存儲的航向H與繞行機(jī)器人100的瞬時航向之間的差值是否等于閾值(例如，±45度)。在這些實(shí)施例中，如圖9F和9H所示，機(jī)器人100繞過柱子133運(yùn)行，直至機(jī)器人100的瞬時航向不同于所存儲的航向H達(dá)閾值(例如，對于順時針和逆時針旋轉(zhuǎn)要考慮的絕對值)，在該點(diǎn)處機(jī)器人100的運(yùn)行被中斷，并且機(jī)器人100在與繞行(圖9H)方向相反的方向上轉(zhuǎn)彎，直至機(jī)器人100的瞬時航向等于所存儲的航向H。然后，機(jī)器人100繼續(xù)沿著所存儲的航向H。機(jī)器人100繞著柱子133的這種環(huán)游提高了機(jī)器人100在柱子133附近的覆蓋，例如，通過允許機(jī)器人100繞過柱子133的外周的較大部分移動。
[0125]逐步地增加1270繞行半徑，在機(jī)器人100試圖繞柱運(yùn)行時識別1272哪個動力撞擊傳感器132被觸發(fā)(例如哪個動力撞擊傳感器132對應(yīng)于防止機(jī)器人100恢復(fù)初始航向的撞擊)。例如，在圖10所示的實(shí)施方式中，識別1272是在繞行側(cè)動力撞擊傳感器132、遠(yuǎn)側(cè)動力撞擊傳感器132以及中心動力撞擊傳感器132之間。
[0126]如果所識別的動力撞擊傳感器132在機(jī)器人100的繞行側(cè)上(例如，在逆時針轉(zhuǎn)彎過程中機(jī)器人100的左側(cè)上或者在順時針轉(zhuǎn)彎過程中機(jī)器人100的右側(cè)上)，則繞行半徑增加1274。例如，繞行半徑可以增加約10毫米至約100毫米每次嘗試。另外或可替代地，繞行半徑可以在每次嘗試過程中增加，增加的量與所檢測到的柱子的角寬度成比例，以使得對于較大角寬度的柱子的繞行半徑的增加1274大于其對于較小角寬度的柱子的增加。
[0127]如果所識別的動力撞擊傳感器132在機(jī)器人100的遠(yuǎn)側(cè)上(例如，在逆時針轉(zhuǎn)彎過程中機(jī)器人100的右側(cè)上或者在順時針轉(zhuǎn)彎過程中機(jī)器人100的左側(cè)上)，則設(shè)定1276柱擺動觸發(fā)。如果機(jī)器人100不能通過柱繞行1250而繞柱移動，則該柱擺動觸發(fā)可以允許機(jī)器人100執(zhí)行柱擺動1300，如下所述。
[0128]如果所識別的動力撞擊傳感器132在機(jī)器人100的中心上，則將嘗試的次數(shù)設(shè)定1278為嘗試的最大數(shù)目，以使得機(jī)器人100將在機(jī)器人100通過大半徑轉(zhuǎn)彎1280之前再做
一次嘗試?yán)@柱運(yùn)行。
[0129]使機(jī)器人100通過大半徑轉(zhuǎn)彎1280可以減少在進(jìn)行不成功嘗試?yán)@柱運(yùn)行中由機(jī)器人100所花費(fèi)的時間和精力。例如，使機(jī)器人100通過大半徑轉(zhuǎn)彎可以便于使機(jī)器人100移動經(jīng)過不規(guī)則形狀的柱子。在一些實(shí)施方式中，機(jī)器人100通過半徑約100毫米至約500毫米(例如，約150毫米至約350毫米)的圓弧轉(zhuǎn)彎1280。在某些實(shí)施方式中，機(jī)器人100在通過大半徑移動之前轉(zhuǎn)彎(例如，約100度至約180度)。如果撞擊在機(jī)器人100通過大的轉(zhuǎn)彎半徑移動時被檢測到，則柱繞行1250結(jié)束，并且在一些實(shí)施方式中，啟動另一判優(yōu)器選擇的運(yùn)動控制行為。這可以提高機(jī)器人100繞過障礙物移動的效率。如果機(jī)器人100通過大半徑圓弧轉(zhuǎn)彎1280達(dá)多于一段時間(例如，約I秒至約5秒)，則柱繞行1250行為結(jié)束。在大半徑圓弧超時的時候，機(jī)器人100很可能超越障礙物，和/或另一判優(yōu)器選擇的行為在使機(jī)器人100朝著初始航向設(shè)定移動中可能會更有效。
[0130]參照圖14，柱擺動行為1300包括通過一系列逐漸變小的旋轉(zhuǎn)以交替的方向操縱機(jī)器人100移動通過兩個障礙物之間的空間。這種操縱可以允許機(jī)器人100移動通過該空間以恢復(fù)初始航向設(shè)定(例如，在與障礙物初始接觸之前的航向設(shè)定)。障礙物之間的空間可以約等于平行于清潔表面的機(jī)器人100的最大尺寸。
[0131]柱擺動1300包括初始化1302變量，確定1303是否已達(dá)到嘗試移動通過該空間的最大次數(shù)，如果已經(jīng)達(dá)到了最大嘗試次數(shù)(或者如果已經(jīng)經(jīng)過了最大的時間量)則使機(jī)器人100轉(zhuǎn)彎1304通過大半徑，如果還沒有達(dá)到最大嘗試次數(shù)則使機(jī)器人100相對于該空間擺動 1306。
[0132]初始化1302可以包括確定柱擺動觸發(fā)是否由遠(yuǎn)側(cè)撞擊設(shè)定1276，同時柱繞行1250障礙物(參照圖13)。這樣的遠(yuǎn)側(cè)撞擊及因此柱擺動觸發(fā)可以表明機(jī)器人100已遇到彼此附近間隔開的障礙物的傾向。如果尚未設(shè)定柱擺動觸發(fā)，則柱擺動行為1300可以結(jié)束。另外或可替代地，啟動1302擺動變量可以包括設(shè)定下列變量中的一個或多個:柱擺動嘗試的次數(shù)、擺動運(yùn)動的旋轉(zhuǎn)角度R、以及機(jī)器人100的初始航向。在某些情況下，柱擺動的嘗試的最大次數(shù)隨著機(jī)器人100在清掃模式下已經(jīng)使用的時間量而減小。
[0133]如果已經(jīng)達(dá)到了最大嘗試次數(shù)，則使機(jī)器人100通過大半徑轉(zhuǎn)彎1304類似于如上關(guān)于柱繞行1250 (圖10)所述的轉(zhuǎn)彎1280。
[0134]擺動1306包括檢測1308撞擊，在檢測1308右和/或中心撞擊時使機(jī)器人100逆時針旋轉(zhuǎn)1310旋轉(zhuǎn)角度R，在檢測1308左撞擊時使機(jī)器人100順時針旋轉(zhuǎn)1312旋轉(zhuǎn)角度R，減少1314旋轉(zhuǎn)角度R，以及直線行駛1316。響應(yīng)于檢測1308到的撞擊的旋轉(zhuǎn)角度R的這種漸進(jìn)的減少1314可重復(fù)進(jìn)行，直至檢測1318已超過最大嘗試次數(shù)，或者直至機(jī)器人100能夠自由向前移動1318，并且沿圓弧1320返回朝著航向H，直至達(dá)到航向H或直至感測到撞擊。當(dāng)檢測1303已超過最大嘗試次數(shù)時,機(jī)器人100朝著任意航向相反H轉(zhuǎn)彎1304,并且向前移動至圓弧達(dá)預(yù)定的時間或距離，或直至感測到撞擊。[0135]在一些實(shí)施方式中，減少1314旋轉(zhuǎn)角度R可以包括降低旋轉(zhuǎn)角度R固定的量。在某些實(shí)施方式中，減少1314旋轉(zhuǎn)角度R可以包括降低旋轉(zhuǎn)角度R每步逐漸較少的量。
[0136]參照圖15，籠機(jī)器人虛擬傳感器1350可以檢測機(jī)器人100是否被局限在小區(qū)域中。例如，籠機(jī)器人虛擬傳感器1350可以檢測機(jī)器人100是否已導(dǎo)航進(jìn)入難以離開的區(qū)域(例如，以使得機(jī)器人100基本上局限于該地區(qū))。如在下面進(jìn)一步詳細(xì)描述，通過切換機(jī)器人100至另一種行為模式，籠機(jī)器人虛擬傳感器1350可以試圖使機(jī)器人100移出受限區(qū)域。因此，在某些情況下，籠機(jī)器人虛擬傳感器1350可以提高清潔表面的機(jī)器人覆蓋效率，例如通過降低機(jī)器人100將保持局限在一區(qū)域的可能性。
[0137]籠機(jī)器人虛擬傳感器1350包括引導(dǎo)1352機(jī)器人100以第一行為模式移動,監(jiān)測1354機(jī)器人100以第一行為模式移動,確定1356機(jī)器人100是否受限,并且在確定1356機(jī)器人100受限時啟動1358第二行為模式。在一些實(shí)施方式中，籠機(jī)器人虛擬傳感器1350在判定機(jī)器人100處于雜亂區(qū)域時被激活(例如，通過接收來自于圖4A-B和5中的接近傳感器134A-D和/或動力撞擊傳感器132的一個或多個信號)。
[0138]引導(dǎo)1352機(jī)器人100以第一行為模式移動可以包括引導(dǎo)機(jī)器人以柱繞行1250和/或柱擺動1300行為(參照圖13-14)移動。另外或可替代地，引導(dǎo)1352機(jī)器人100以第一行為模式移動可以包括引導(dǎo)機(jī)器人100通過一組行為模式移動。另外或可替代地，所述第一行為模式或一組行為模式可以包括下列行為模式中的一個或多個:反彈模式、障礙物跟蹤模式、以及點(diǎn)覆蓋模式。
[0139]監(jiān)測1354機(jī)器人100在第一行為模式過程中的移動可以包括測量機(jī)器人100的航向并且測量由機(jī)器人100行進(jìn)的直線距離。該監(jiān)測1354可以在行為模式過程中和/或在一組行為模式過程中進(jìn)行一段時間。在一些實(shí)施方式中，機(jī)器人100的所測量的航向包括來自陀螺儀119和/或由一個或多個輪編碼器121a、b、C (圖3)的測量。
[0140]確定1356機(jī)器人100受限可以包括:確定監(jiān)測1354機(jī)器人100的移動包括360度或以上的航向變化和小于閾值(例如，小于約6米、小于約4米、小于約2米)的機(jī)器人100的所測量的直線運(yùn)動。航向變化與直線運(yùn)動的這種組合表明機(jī)器人100受限于小區(qū)域。例如，機(jī)器人100的直線運(yùn)動可以由一個或多個輪編碼器121a、b、c測量。
[0141]在確定1356機(jī)器人100受限時，第二行為模式得以啟動1358。例如，第二行為模式可以包括避開模式。另外或可替代地，啟動1358第二行為模式可以包括提供警報(bào)(例如，聲音警報(bào)、視覺警報(bào))和/或?qū)C(jī)器人100切斷電源。
[0142]在一些實(shí)施方式中，確定1356機(jī)器人100受限包括至少部分地基于確定所接觸的障礙物之間的距離來產(chǎn)生局部區(qū)域圖。例如，可以通過在與第一障礙物初始接觸時存儲機(jī)器人100的航向以及在與第二障礙物初始接觸時使用航位推測法以確定第一與第二障礙物之間的距離，產(chǎn)生局部區(qū)域圖。用于航位推測的速度或距離信息可以包括來自所述一個或多個輪編碼器121a、b、C的里程計(jì)信息和/或來自所述驅(qū)動輪組件112、114的電機(jī)功率信息。
[0143]已描述了許多實(shí)施方式。盡管如此，要理解的是，在不脫離下面權(quán)利要求的精神和范圍的情況下，可以做出各種修改。因此，其它實(shí)施方式在下面權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種在地板上導(dǎo)航自主覆蓋機(jī)器人的方法，所述方法包括:在清掃模式下控制所述機(jī)器人越過地板的運(yùn)動；接收表示障礙物的傳感器信號；使機(jī)器人旋轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離所感測到的障礙物；在至少部分的機(jī)器人旋轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離所感測到的障礙物的過程中確定所接收到的傳感器信號的變化；以及至少部分地基于所接收到的傳感器信號的確定變化識別所感測到的障礙物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，接收表示障礙物的傳感器信號包括確定所接收到的傳感器信號強(qiáng)度的增加。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，確定所接收到的傳感器信號強(qiáng)度的增加包括低通濾波所接收到的傳感器信號并且將低通濾波的傳感器信號與瞬時傳感器信號相比較。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其中，確定所接收到的傳感器信號的變化包括確定所接收到的傳感器信號的強(qiáng)度的峰值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，確定所接收到的傳感器信號的強(qiáng)度的峰值包括低通濾波所接收到的傳感器信號并且將低通濾波的傳感器信號與瞬時傳感器信號相比較。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其中，至少部分地基于所接收到的傳感器信號的確定變化識別所感測到的障礙物包括存儲與表示障礙物的所接收到的傳感器信號相關(guān)聯(lián)的第一機(jī)器人航向并且存儲與所接收到的傳感器信號的確定峰值相關(guān)聯(lián)的第二機(jī)器人航向。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，識別所感測到的障礙物還包括至少部分地基于所存儲的第一與第二機(jī)器人航向之間的差值確定所感測到的障礙物的角寬度并且將所感測到的障礙物的確定角寬度與閾值相比較。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述閾值至少部分地基于所接收到的傳感器信號的強(qiáng)度和/或障礙物的角寬度而設(shè)定。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其中，所述機(jī)器人限定了前后軸，并且表示障礙物的傳感器信號從第一傳感器與第二傳感器之一接收，所述第一傳感器與第二傳感器設(shè)置在所述前后軸的相應(yīng)左右側(cè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9 所述的方法，還包括:如果障礙物的確定角寬度小于所述閾值，則操縱機(jī)器人以使所述前后軸方向基本上平行于所感測到的障礙物進(jìn)行導(dǎo)向。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，操縱機(jī)器人以使所述前后軸方向基本上平行于所感測到的障礙物進(jìn)行導(dǎo)向包括對機(jī)器人進(jìn)行定位，以使得對應(yīng)于所接收到的傳感器信號的傳感器最接近所感測到的障礙物。
12.根據(jù)權(quán)利要求7至11中任一項(xiàng)所述的方法，還包括，當(dāng)確定障礙物的角寬度小于閾值時，引導(dǎo)機(jī)器人朝向所感測到的障礙物轉(zhuǎn)彎。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述機(jī)器人基本上是圓柱形的，并且引導(dǎo)機(jī)器人朝向所感測到的障礙物轉(zhuǎn)彎包括使機(jī)器人的轉(zhuǎn)彎半徑稍大于機(jī)器人的半徑。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，以半徑約等于機(jī)器人的半徑至機(jī)器人半徑的約1.8倍來引導(dǎo)所述機(jī)器人轉(zhuǎn)彎。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14中任一項(xiàng)所述的方法，其中，以至少部分地基于障礙物的確定角寬度的轉(zhuǎn)彎半徑來引導(dǎo)機(jī)器人轉(zhuǎn)彎。
16.根據(jù)權(quán)利要求12至15中任一項(xiàng)所述的方法，其中，引導(dǎo)機(jī)器人朝向所感測到的障礙物轉(zhuǎn)彎包括引導(dǎo)機(jī)器人轉(zhuǎn)彎直至達(dá)到所述第一機(jī)器人航向，并且當(dāng)達(dá)到第一機(jī)器人航向時，引導(dǎo)機(jī)器人沿著對應(yīng)于所述第一機(jī)器人航向的基本上直的路徑移動。
17.根據(jù)權(quán)利要求7至17中任一項(xiàng)所述的方法，還包括，當(dāng)確定所感測到的障礙物的角寬度大于或等于閾值時，通過改變機(jī)器人的轉(zhuǎn)彎半徑來操縱機(jī)器人以基本固定的距離跟蹤所感測到的障礙物。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，改變機(jī)器人的轉(zhuǎn)彎半徑包括在第一方向上使機(jī)器人轉(zhuǎn)彎遠(yuǎn)離所感測到的障礙物，并且當(dāng)確定不再檢測到傳感器信號時，使機(jī)器人在第二方向上朝著所感測到的障礙物轉(zhuǎn)彎。
19.根據(jù)權(quán)利要求7至18中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所存儲的第一與第二機(jī)器人航向中的至少一個由機(jī)器人攜載的陀螺儀確定。
20.根據(jù)權(quán)利要求7至19中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所存儲的第一與第二機(jī)器人航向中的至少一個由至少支承部分機(jī)器人于清潔表面之上的輪子的輪編碼器確定。
21.根據(jù)權(quán)利要求1至20中任一項(xiàng)所述的方法，還包括，當(dāng)接收表示障礙物的傳感器信號時，使機(jī)器人在與所接收到的傳感器信號相反的方向上沿大致直線移動。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述機(jī)器人沿大致直線移動約15毫米至約50 毫米的距離。
23.根據(jù)權(quán)利要求1至22中任一項(xiàng)所述的方法，還包括，至少部分地基于表示障礙物的所接收到的傳感器信號降低清掃模式下覆蓋機(jī)器人越過地板的速度。
24.一種在地板上導(dǎo)航自主覆蓋機(jī)器人的方法，所述方法包括:存儲所述自主覆蓋機(jī)器人的航向；使自主覆蓋機(jī)器人沿著所存儲的航向移動至與自主覆蓋機(jī)器人的轉(zhuǎn)彎圓相切的障礙物；掃描攜載在所述自主覆蓋機(jī)器人上的傳感器；接收所掃描的傳感器信號；至少部分地基于所接收到的掃描的傳感器信號對障礙物進(jìn)行分類；至少部分地基于作為柱子的障礙物的分類使自主覆蓋機(jī)器人運(yùn)行繞過至少部分的分類的障礙物；在繞行所分類的障礙物過程中將所存儲的航向與自主覆蓋機(jī)器人的航向相比較；以及至少部分地基于在繞行過程中所存儲的航向與自主覆蓋機(jī)器人的航向的比較恢復(fù)所存儲的航向。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的導(dǎo)航自主覆蓋機(jī)器人的方法，其中，恢復(fù)所存儲的航向包括如果在繞行過程中自主覆蓋機(jī)器人的航向等于所存儲的航向，則中斷自主覆蓋機(jī)器人的繞行。
26.根據(jù)權(quán)利要求24或25 所述的導(dǎo)航自主覆蓋機(jī)器人的方法，其中，恢復(fù)所存儲的航向包括使自主覆蓋機(jī)器人朝著所存儲的航向轉(zhuǎn)彎。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的導(dǎo)航自主覆蓋機(jī)器人的方法，其中，使自主覆蓋機(jī)器人朝著所存儲的航向轉(zhuǎn)彎包括使自主覆蓋機(jī)器人在與自主覆蓋機(jī)器人的繞行方向相反的方向上轉(zhuǎn)彎。
28.根據(jù)權(quán)利要求24至27中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)航自主覆蓋機(jī)器人的方法，其中，使自主覆蓋機(jī)器人繞行包括以半徑大于自主覆蓋機(jī)器人的轉(zhuǎn)彎周長使自主覆蓋機(jī)器人移動。
29.根據(jù)權(quán)利要求24至28中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)航自主覆蓋機(jī)器人的方法，其中，至少部分地基于所接收到的掃描的傳感器信號對障礙物進(jìn)行分類包括將掃描的傳感器信號與經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ拖啾容^。
30.根據(jù)權(quán)利要求24至29中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)航自主覆蓋機(jī)器人的方法，其中，掃描攜載在自主覆蓋機(jī)器人上的傳感器包括使自主覆蓋機(jī)器人轉(zhuǎn)彎以使所述傳感器移動。
31.根據(jù)權(quán)利要求24至30中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)航自主覆蓋機(jī)器人的方法，其中，掃描攜載在自主覆蓋機(jī)器人上的傳感器包括使所述傳感器相對于自主覆蓋機(jī)器人移動。
32.根據(jù)權(quán)利要求24至31中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)航自主覆蓋機(jī)器人的方法，其中，所述傳感器包括以下中的一個或多個:攝像頭、激光器、紅外線傳感器、接近傳感器以及聲學(xué)傳感器。
33.一種自主覆蓋移動機(jī)器人，其包括:底座，其具有前部、后部，并且限定了在其間延伸的前后軸；驅(qū)動組件，其聯(lián)接至所述底座以使機(jī)器人移動越過清潔表面；清掃頭，其布置成從上面驅(qū)動有機(jī)器人的地板上去除碎片；第一傳感器，其配置成在機(jī)器人移動越過清潔表面時產(chǎn)生表示障礙物的信號；以及控制器，其與所述驅(qū)動器組件通信以控制機(jī)器人移動越過清潔表面，所述控制器配置成執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至32中任一項(xiàng)所述的方法的操作。
34.一種編碼有計(jì)算機(jī)程 序的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包括執(zhí)行時操作以促使計(jì)算機(jī)執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至32中任一項(xiàng)所述的方法的操作的指令。
【文檔編號】G05D1/02GK103534659SQ201180068875
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2010年12月30日
【發(fā)明者】M.S.施尼特曼 申請人:美國iRobot公司