機(jī)器人吸塵器自動(dòng)充電回歸的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種吸塵器，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種機(jī)器人吸塵器自動(dòng)充電回歸的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)器人吸塵器，又名掃地機(jī)，是新一代家庭保姆！可以清掃房間的毛發(fā)、瓜子殼、灰塵等房間垃圾。隨著國(guó)內(nèi)生活水平的不斷提高，原本一直在歐美市場(chǎng)銷售的掃地機(jī)器人也逐步的走入平常百姓家，并且逐步的被越來(lái)越多的人所接受，掃地機(jī)器人將在不久的將來(lái)像白色家電一樣成為每個(gè)家庭必不可少的清潔幫手。產(chǎn)品也會(huì)由現(xiàn)在的初級(jí)智能向著更高程度的智能化程度發(fā)展，逐步的取代人工清潔。機(jī)器人吸塵器內(nèi)置高智能芯片，會(huì)充分的計(jì)算房間的大小與障礙物區(qū)域，配合預(yù)定清潔模式，自動(dòng)調(diào)節(jié)清掃路線。機(jī)器人吸塵器智能化的表現(xiàn)有:機(jī)身裝有踩空傳感器?？梢苑乐箯母咛巵G落；還有防纏繞功能，當(dāng)邊刷被一些物體(例如，地毯、流蘇或線纜)纏住時(shí)，他停止旋轉(zhuǎn)并反向旋轉(zhuǎn)以擺脫纏繞；機(jī)器人吸塵器機(jī)身裝有感應(yīng)器可以識(shí)別到前方的家具或者障礙物時(shí)，他會(huì)自動(dòng)減速，以減輕碰撞，自動(dòng)偵測(cè)地板表面的情況，從地毯到硬地面，或從硬地面到地毯，它都會(huì)自動(dòng)調(diào)轉(zhuǎn)速度以及吸力，來(lái)更好的清掃房間，清掃任務(wù)完成后會(huì)自動(dòng)回到充電座充電。
[0003]目前，一般機(jī)器人吸塵器回歸充電的方法為:
[0004]機(jī)器人吸塵器從任意位置開(kāi)始清掃，當(dāng)機(jī)器人檢測(cè)到電量低時(shí)，啟動(dòng)回歸充電程序，機(jī)器人吸塵器按隨機(jī)運(yùn)動(dòng)模式尋找充電座，此方案一般是在充電座上安裝一組紅外發(fā)射管，當(dāng)機(jī)器人的接收傳感器收到紅外信號(hào)時(shí)，即找到了充電座。此方案按隨機(jī)模式尋找充電座，回歸效率比較低，在房間內(nèi)忙找，很有可能找不到充電座，導(dǎo)致機(jī)器人吸塵器回歸充電失敗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的一個(gè)目的是解決至少上述問(wèn)題，并提供至少后面將說(shuō)明的優(yōu)點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種機(jī)器人吸塵器自動(dòng)充電回歸的方法，在充電座上設(shè)置有對(duì)激光具有特殊響應(yīng)結(jié)構(gòu)的識(shí)別區(qū)，當(dāng)激光傳感器掃描到該識(shí)別區(qū)時(shí)，產(chǎn)生特殊狀數(shù)據(jù)圖譜，從激光傳感器的生產(chǎn)數(shù)據(jù)圖譜中提取并比對(duì)該特殊結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)圖譜，一旦比對(duì)成功，即完成了充電座的識(shí)別過(guò)程，標(biāo)記充電座和吸塵器自身的位置坐標(biāo)，當(dāng)需要充電時(shí)，吸塵器即可自行完成回歸充電，本發(fā)明利用對(duì)充電座的圖形識(shí)別，解決了吸塵器充電回歸過(guò)程繁瑣不可靠、充電回歸失敗等技術(shù)問(wèn)題。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種機(jī)器人吸塵器自動(dòng)充電回歸的方法，包括:
[0008]步驟一、在充電座上設(shè)置有特征形狀結(jié)構(gòu)的識(shí)別區(qū)，所述特征形狀結(jié)構(gòu)區(qū)別于環(huán)境中任何其他物體的結(jié)構(gòu)；
[0009]步驟二、在吸塵器機(jī)體上設(shè)置有激光傳感器，所述激光傳感器在所述識(shí)別區(qū)所處水平面內(nèi)進(jìn)行360°持續(xù)掃描，實(shí)時(shí)測(cè)量掃描路徑上的物體到激光傳感器自身的距離；
[0010]步驟三、所述吸塵器在任意位置開(kāi)始清掃，同時(shí)所述激光傳感器開(kāi)始掃描并生成關(guān)于所處環(huán)境空間信息的數(shù)據(jù)圖譜，所述吸塵器根據(jù)所述數(shù)據(jù)圖譜構(gòu)建房間地圖，所述吸塵器確定在所述地圖中的位置；
[0011]步驟四、當(dāng)在所述數(shù)據(jù)圖譜中出現(xiàn)一定寬度的且與所述識(shí)別區(qū)形狀相似的峰形時(shí)，提取該峰形的特征參數(shù)與識(shí)別區(qū)特征形狀結(jié)構(gòu)的特征參數(shù)進(jìn)行比對(duì)，如果所述峰形與所述特征形狀結(jié)構(gòu)的特征參數(shù)一致時(shí)，則判定該峰形對(duì)應(yīng)的物體即為充電座，并根據(jù)該峰形的坐標(biāo)位置確定充電座在所述地圖中的位置，進(jìn)入步驟五，否則返回步驟三；
[0012]步驟五、當(dāng)所述吸塵器檢測(cè)到電量低于設(shè)定值時(shí)或直到清掃過(guò)程結(jié)束時(shí)，所述吸塵器根據(jù)所述充電座和自身的位置，直接返回到所述充電座上進(jìn)行充電。
[0013]優(yōu)選的，將所述識(shí)別區(qū)設(shè)置在所述充電座的上部，且所述特征形狀結(jié)構(gòu)在高度方向具有一定的分布，將所述激光傳感器設(shè)置在所述特征形狀結(jié)構(gòu)所在的高度范圍內(nèi)。
[0014]優(yōu)選的，所述激光傳感器每掃描一周相應(yīng)生成一個(gè)數(shù)據(jù)圖譜，將每一個(gè)數(shù)據(jù)圖譜設(shè)置在同一坐標(biāo)系中，根據(jù)若干個(gè)數(shù)據(jù)圖譜構(gòu)建出完整的房間地圖。
[0015]優(yōu)選的，將所述識(shí)別區(qū)設(shè)置為矩形波狀結(jié)構(gòu)，若干個(gè)矩形狀的凹腔間隔開(kāi)設(shè)在所述識(shí)別區(qū)上，當(dāng)所述數(shù)據(jù)圖譜上出現(xiàn)矩形狀的峰形時(shí)，則提取該矩形狀的峰形的寬度與識(shí)別區(qū)矩形波狀結(jié)構(gòu)的凹腔寬度進(jìn)行比對(duì)。
[0016]優(yōu)選的，將所述識(shí)別區(qū)設(shè)置為方波狀結(jié)構(gòu)，若干個(gè)正方形狀的凹腔等間距開(kāi)設(shè)在所述識(shí)別區(qū)上，且間隔距離與正方形狀等寬，當(dāng)所述數(shù)據(jù)圖譜上出現(xiàn)方波狀的峰形時(shí)，則提取該方波的半周期寬度與識(shí)別區(qū)正方形狀結(jié)構(gòu)的凹腔寬度進(jìn)行比對(duì)。
[0017]優(yōu)選的，所述步驟四中，當(dāng)某一個(gè)所述峰形中至少包括2個(gè)以上的獨(dú)立方波狀峰形時(shí)，且每個(gè)方波狀峰形的寬度與識(shí)別區(qū)正方形狀結(jié)構(gòu)的凹腔寬度一致時(shí)，則判定該峰形對(duì)應(yīng)的物體即為充電座。
[0018]優(yōu)選的，吸塵器在每一個(gè)位置處，所述激光傳感器掃描并生成該位置處房間的局部地圖，若干個(gè)所述局部地圖構(gòu)建成完整的所述房間地圖，一旦在某一所述局部地圖中定位到所述識(shí)別區(qū)，直接進(jìn)入所述步驟五。
[0019]優(yōu)選的，所述吸塵器上還設(shè)置有用于避障的接觸傳感器。
[0020]本發(fā)明至少包括以下有益效果:
[0021]1、采用該方法的吸塵器實(shí)現(xiàn)了在任意位置開(kāi)始工作，都可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)充電回歸過(guò)程，適用性更強(qiáng)；
[0022]2、在吸塵器充電回歸過(guò)程中，對(duì)充電座進(jìn)行圖形識(shí)別，充電座無(wú)需發(fā)出引導(dǎo)信號(hào)，吸塵器可自動(dòng)對(duì)充電座進(jìn)行定位并完成與充電座的對(duì)接過(guò)程，自動(dòng)化程度和智能性更高，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了充電座在待機(jī)時(shí)的零功耗；
[0023]3、吸塵器在整個(gè)過(guò)程中，只要沒(méi)有障礙物擋住，即可迅速對(duì)充電座進(jìn)行定位，避免出現(xiàn)在吸塵器電能用盡前還未對(duì)充電座定位的弊端，提高了吸塵器充電回歸的可靠性和回歸效率。
[0024]本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過(guò)下面的說(shuō)明體現(xiàn)，部分還將通過(guò)對(duì)本發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本發(fā)明的整體工作流程示意圖；
[0026]圖2為所述吸塵器的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3為一種實(shí)施例中所述識(shí)別區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖4為圖3中識(shí)別區(qū)對(duì)應(yīng)的識(shí)別峰形示意圖；
[0029]圖5為另一種實(shí)施例中所述識(shí)別區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖6為圖5中識(shí)別區(qū)對(duì)應(yīng)的識(shí)別峰形示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說(shuō)明書(shū)文字能夠據(jù)以實(shí)施。
[0032]應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語(yǔ)并不配出一個(gè)或多個(gè)其它元件或其組合的存在或添加。
[0033]如圖1-6所示，本發(fā)明提供一種家用的機(jī)器人吸塵器自動(dòng)充電回歸的方法，包括:
[0034]步驟一、在充電座上設(shè)置有特征形狀結(jié)構(gòu)的識(shí)別區(qū)，所述特征形狀結(jié)構(gòu)區(qū)別于環(huán)境中任何其他物體的結(jié)構(gòu)，所述特征形狀結(jié)構(gòu)可以是有規(guī)律或無(wú)規(guī)律的凹槽結(jié)構(gòu)、凹腔結(jié)構(gòu)、凸起結(jié)構(gòu)等其他結(jié)構(gòu)，事先將這些特征形狀結(jié)構(gòu)的特征參數(shù)輸入到吸塵器的控制系統(tǒng)中，將充電座放置在房間中，且識(shí)別區(qū)朝向空曠區(qū)域；
[0035]步驟二、在吸塵器機(jī)體100上設(shè)置有激光傳感器110，將激光傳感器110設(shè)置在機(jī)體100上表面上，所述激光傳感器110在所述識(shí)別區(qū)所處水平面內(nèi)進(jìn)行360°持續(xù)掃描，以實(shí)時(shí)測(cè)量掃描路徑上的物體到激光傳感器110自身的距離，也就是測(cè)量吸塵器運(yùn)動(dòng)路徑上障礙物離自身的距離，吸塵器控制系統(tǒng)可以依次做路徑規(guī)劃，提高清掃效率，同時(shí)，激光傳感器110在測(cè)量的同時(shí)構(gòu)建房間的局部地圖；本實(shí)施例中，將所述識(shí)別區(qū)設(shè)置在所述充電座的上部，且所述特征形狀結(jié)構(gòu)在高度方向具有一定的分布，將所述激光傳感器110設(shè)置在所述特征形狀結(jié)構(gòu)所在的高度范圍內(nèi)，使得激光傳感器110能識(shí)別到識(shí)別區(qū)的結(jié)構(gòu)特征，依次來(lái)尋找充電座。
[0036]步驟三、所述吸塵器在任意位置開(kāi)始清掃，無(wú)需事先記錄充電座的位置，同時(shí)所述激光傳感器110開(kāi)始掃描并生成關(guān)于所處環(huán)境空間信息的數(shù)據(jù)圖譜，也即房間中在吸塵器運(yùn)動(dòng)路徑上各個(gè)物體到吸塵器的距離以及各個(gè)物體的形狀特征，因?yàn)榧す鈧鞲衅?10可以根據(jù)激光返回接收器的時(shí)間差來(lái)識(shí)別物體各個(gè)部分到接收器的路徑長(zhǎng)度，從而分析出物體的形狀，所述吸塵器控制系統(tǒng)根據(jù)所述數(shù)據(jù)圖譜構(gòu)建房間地圖，從而確定所述吸塵器在所述地圖中的位置；
[0037]步驟四、當(dāng)在所述數(shù)據(jù)圖譜中出現(xiàn)一定寬度的且與所述識(shí)別區(qū)形狀相似的峰形時(shí)，提取該峰形的特征參數(shù)與識(shí)別區(qū)特征形狀結(jié)構(gòu)的特征參數(shù)進(jìn)行比對(duì)，特征參數(shù)可以是凹槽、凹腔或凸起之間的間隔距離，從數(shù)據(jù)圖譜中可以提取出這些長(zhǎng)度參數(shù)，如果所述峰形與事先記錄在控制系統(tǒng)中的所述特征形狀結(jié)構(gòu)的特征參數(shù)一致時(shí)，則判定該峰形對(duì)應(yīng)的物體即為充電座，并根據(jù)該峰形的坐標(biāo)位置確定充電座在所述地圖中的位置，識(shí)別過(guò)程即可結(jié)束，從而充電座和吸塵器自身在房間中的位置都已確定，進(jìn)入步驟五，如果沒(méi)有識(shí)別到充電座，也就吸塵器所在區(qū)中沒(méi)有探測(cè)到充電座，則返回步驟三；
[0038