一种自移动机器人

申请号 CN202111168405.2 申请日 2021-09-30 公开(公告)号 CN113812889B 公开(公告)日 2022-11-29
申请人 深圳银星智能集团股份有限公司; 发明人 张文福; 梁嘉晋;
摘要 本 发明 涉及 机器人 技术领域,公开一种自 移动机器人 。自移动机器人包括机器人主体、行走组件、运动 传感器 、 超 声波 模组和 控制器 ,运动传感器用于采集机器人主体的运动 姿态 数据, 超声波 模组用于朝所述待清洁表面发射超声波 信号 ,并采集经由待清洁表面反射的回 波数 据,控制器用于根据所述运动传感器所采集的运动姿态数据和所述超声波模组所采集的回波数据中的至少一者,确定所述待清洁表面的属性。本 实施例 能够可靠地识别出待清洁表面的属性,为自移动机器人的清洁策略或行走策略提供判断的 基础 ,从而使得自移动机器人能够自适应各种待清洁表面的清洁或行走,有利于提高自移动机器人的工作可靠性和用户体验感。
权利要求

1.一种自移动机器人,其特征在于,包括机器人主体、行走组件、运动传感器声波模组和控制器,所述行走组件安装于所述机器人主体上,用于驱动所述机器人主体在待清洁表面上行走,所述运动传感器、所述超声波模组和所述控制器均设置在所述机器人主体上,所述运动传感器用于采集所述机器人主体的运动姿态数据,所述超声波模组用于朝所述待清洁表面发射超声波信号,并采集经由所述待清洁表面反射的回波数据,所述控制器电连接所述行走组件、所述运动传感器和所述超声波模组,所述控制器用于根据所述运动传感器所采集的运动姿态数据和所述超声波模组所采集的回波数据,确定所述待清洁表面的属性;
若所述控制器根据所述运动传感器所采集的运动姿态数据判断自移动机器人处于平状态,所述控制器判断所述超声波模组所采集的回波数据有效,所述控制器进一步根据所述超声波模组所采集的回波数据确定所述待清洁表面是否为地毯表面。
2.根据权利要求1所述的自移动机器人,其特征在于,当所述待清洁表面为地毯表面时,自移动机器人避开所述待清洁表面。
3.根据权利要求1所述的自移动机器人,其特征在于,所述控制器进一步根据所述超声波模组所采集的回波数据确定所述待清洁表面是否为地毯表面,包括:
所述控制器根据所述超声波模组采集的回波数据判断所述超声波模组所采集的回波数据是否满足预设地毯回波条件,以判断所述待清洁表面是否为地毯表面。
4.根据权利要求3所述的自移动机器人,其特征在于,所述控制器根据所述超声波模组采集的回波数据判断所述超声波模组所采集的回波数据是否满足预设地毯回波条件,包括:
所述控制器判断所述回波数据的预设采样区间是否包括N个回波波峰,其中,N为大于或等于1的整数;
若是,则所述控制器判断所述超声波模组所采集的回波数据不满足预设地毯回波条件;
若否,则所述控制器判断所述超声波模组所采集的回波数据满足预设地毯回波条件。
5.根据权利要求4所述的自移动机器人,其特征在于,所述回波数据包括预设起始时间段内的多个第一采样数据点和预设采样时间段内的多个第二采样数据点,其中,所述预设采样时间段位于所述预设起始时间段之后,将所述预设起始时间段内的多个第一采样数据点定义为所述回波数据的余震波形区间,将所述预设采样时间段内的多个第二采样数据点定义为所述回波数据的预设采样区间。
6.根据权利要求4所述的自移动机器人,其特征在于,所述回波数据的预设采样区间包括预设采样时间段内的多个采样数据点,所述控制器判断所述回波数据的预设采样区间是否包括N个回波波峰,其中,N为大于或等于1的整数,包括:
所述控制器执行依次遍历所述回波数据的操作,提取出满足回波起始条件的起始回波以及次级回波,所述起始回波的平均波峰值大于所述次级回波的平均波峰值。
7.根据权利要求4所述的自移动机器人,其特征在于,所述回波数据的预设采样区间包括预设采样时间段内的多个采样数据点,将所述回波波峰左侧起始的采样数据点定义为左侧数据点,将所述回波波峰右侧终止的采样数据点定义为右侧数据点,将所述回波波峰峰顶处的采样数据点定义为峰顶数据点,将所述左侧数据点与所述右侧数据点之间的幅值最小的采样数据点定义为峰底数据点,其中,所述左侧数据点为所述回波波峰左侧小于预设波峰阈值的首个采样数据点,所述右侧数据点为所述回波波峰右侧小于预设波谷阈值的首个采样数据点。
8.根据权利要求7所述的自移动机器人,其特征在于,将所述峰顶数据点与所述峰底数据点的差值定义为第一差值,将所述峰顶数据点与所述右侧数据点的差值定义为第二差值,所述控制器判断所述回波数据的预设采样区间是否包括N个回波波峰,其中,N为大于或等于1的整数,包括:
所述控制器判断所述第一差值是否大于或等于第一阈值,且所述第二差值是否大于或等于第二阈值,若是,则可提取出对应的回波波峰,若否,则不可提取出对应的回波波峰。
9.根据权利要求4所述的自移动机器人,其特征在于,所述控制器根据所述N个回波波峰,计算相邻两个回波波峰之间的时间差,根据所述时间差与回波传输速度,确定所述自移动机器人与所述待清洁表面的相对距离。
10.根据权利要求1至9任一项所述的自移动机器人,其特征在于,若所述控制器根据所述运动传感器所采集的运动姿态数据判断自移动机器人处于非水平状态,所述控制器判断所述超声波模组所采集的回波数据无效,所述控制器进一步控制所述超声波模组停止工作,直到自移动机器人恢复水平状态。
11.根据权利要求10所述的自移动机器人,其特征在于,所述非水平状态为倾斜状态或上下起伏状态,所述控制器根据所述运动传感器所采集的运动姿态数据判断自移动机器人处于倾斜状态或上下起伏状态时,确定所述待清洁表面为倾斜面或不平整面。
12.根据权利要求1所述的自移动机器人,其特征在于,若所述控制器根据所述运动传感器所采集的运动姿态数据判断自移动机器人处于上下起伏状态,且所述控制器检测到所述超声波模组采集的回波数据在满足预设地毯回波条件与不满足预设地毯回波条件之间切换,则所述控制器确定所述待清洁表面为不平整的非地毯表面。
13.根据权利要求12所述的自移动机器人,其特征在于,所述控制器判断所述超声波模组所采集的回波数据满足预设地毯回波条件时,控制所述行走组件驱动所述机器人主体减速前进,以根据所述超声波模组重新采集的回波数据再次判断待清洁表面的属性。
14.根据权利要求12所述的自移动机器人,其特征在于,所述控制器判断所述超声波模组所采集的回波数据不满足预设地毯回波条件时,控制所述行走组件驱动所述机器人主体前进预设距离,以根据所述超声波模组重新采集的回波数据再次判断待清洁表面的属性。
15.根据权利要求1至9任一项所述的自移动机器人,其特征在于,所述超声波模组每隔预设时间间隔发射超声波信号,并在发射超声波信号之后的预设时间间隔内采集所述回波数据,其中,所述超声波模组的发射频率和采集频率相同。

说明书全文

一种自移动机器人

技术领域

[0001] 本发明涉及机器人技术领域,具体涉及一种自移动机器人

背景技术

[0002] 随着人们生活平的提高和生活节奏的加快,越来越多的中产民众希望从室内清洁这项繁重的工作中解放,因此,购买清洁机器人帮助他们解决室内日常清洁问题成为最佳选择。
[0003] 现有清洁机器人基于地图构建算法,可在外部环境的各类待清洁表面上自动导航和清洁,通常现有清洁机器人配置的单一清洁策略仅适用于固定地面属性的待清洁表面。由于外部环境比较复杂,当清洁机器人在多种不同地面属性中进行切换行走时,由于清洁机器人无法可靠有效地识别待清洁表面的地面属性,导致单一清洁策略无法有效地满足地面属性的切换所需的清洁需求。

发明内容

[0004] 本发明实施例的一个目的旨在提供一种自移动机器人,用于解决现有技术存在的至少一种技术缺陷
[0005] 在第一方面,本发明实施例提供一种自移动机器人,包括机器人主体、行走组件、运动传感器声波模组和控制器,所述行走组件安装于所述机器人主体上,用于驱动所述机器人主体在待清洁表面上行走,所述运动传感器、所述超声波模组和所述控制器均设置在所述机器人主体上,所述运动传感器用于采集所述机器人主体的运动姿态数据,所述超声波模组用于朝所述待清洁表面发射超声波信号,并采集经由所述待清洁表面反射的回波数据,所述控制器电连接所述行走组件、所述运动传感器和所述超声波模组,所述控制器用于根据所述运动传感器所采集的运动姿态数据和所述超声波模组所采集的回波数据中的至少一者,确定所述待清洁表面的属性。
[0006] 可选地,若所述控制器根据所述运动传感器所采集的运动姿态数据判断自移动机器人处于水平状态,所述控制器判断所述超声波模组所采集的回波数据有效,所述控制器进一步根据所述超声波模组所采集的回波数据确定所述待清洁表面是否为地毯表面。
[0007] 可选地,当所述待清洁表面为地毯表面时,自移动机器人避开所述待清洁表面。
[0008] 可选地,所述控制器进一步根据所述超声波模组所采集的回波数据确定所述待清洁表面是否为地毯表面,包括:
[0009] 所述控制器根据所述超声波模组采集的回波数据判断所述超声波模组所采集的回波数据是否满足预设地毯回波条件,以判断所述待清洁表面是否为地毯表面。
[0010] 可选地,所述控制器根据所述超声波模组采集的回波数据判断所述超声波模组所采集的回波数据是否满足预设地毯回波条件,包括:
[0011] 所述控制器判断所述回波数据的预设采样区间是否包括N个回波波峰,其中,N为大于或等于1的整数;
[0012] 若是,则所述控制器判断所述超声波模组所采集的回波数据不满足预设地毯回波条件;
[0013] 若否,则所述控制器判断所述超声波模组所采集的回波数据满足预设地毯回波条件。
[0014] 可选地,所述回波数据包括预设起始时间段内的多个第一采样数据点和预设采样时间段内的多个第二采样数据点,其中,所述预设采样时间段位于所述预设起始时间段之后,将所述预设起始时间段内的多个第一采样数据点定义为所述回波数据的余震波形区间,将所述预设采样时间段内的多个第二采样数据点定义为所述回波数据的预设采样区间。
[0015] 可选地,所述回波数据的预设采样区间包括预设采样时间段内的多个采样数据点,所述控制器判断所述回波数据的预设采样区间是否包括N个回波波峰,其中,N为大于或等于1的整数,包括:
[0016] 所述控制器执行依次遍历所述回波数据的操作,提取出满足回波起始条件的起始回波以及次级回波,所述起始回波的平均波峰值大于所述次级回波的平均波峰值。
[0017] 可选地,所述回波数据的预设采样区间包括预设采样时间段内的多个采样数据点,将所述回波波峰左侧起始的采样数据点定义为左侧数据点,将所述回波波峰右侧终止的采样数据点定义为右侧数据点,将所述回波波峰峰顶处的采样数据点定义为峰顶数据点,将所述左侧数据点与所述右侧数据点之间的幅值最小的采样数据点定义为峰底数据点,其中,所述左侧数据点为所述回波波峰左侧小于预设波峰阈值的首个采样数据点,所述右侧数据点为所述回波波峰右侧小于预设波谷阈值的首个采样数据点。
[0018] 可选地,将所述峰顶数据点与所述峰底数据点的差值定义为第一差值,将所述峰顶数据点与所述右侧数据点的差值定义为第二差值,所述控制器判断所述回波数据的预设采样区间是否包括N个回波波峰,其中,N为大于或等于1的整数,包括:
[0019] 所述控制器判断所述第一差值是否大于或等于第一阈值,且所述第二差值是否大于或等于第二阈值,若是,则可提取出对应的回波波峰,若否,则不可提取出对应的回波波峰。
[0020] 可选地,所述控制器根据所述N个回波波峰,计算相邻两个回波波峰之间的时间差,根据所述时间差与回波传输速度,确定所述自移动设备与所述待清洁表面的相对距离。
[0021] 可选地,若所述控制器根据所述运动传感器所采集的运动姿态数据判断自移动机器人处于非水平状态,所述控制器判断所述超声波模组所采集的回波数据无效,所述控制器进一步控制所述超声波模组停止工作,直到自移动机器人恢复水平状态。
[0022] 可选地,所述非水平状态为倾斜状态或上下起伏状态,所述控制器根据所述运动传感器所采集的运动姿态数据判断自移动机器人处于倾斜状态或上下起伏状态时,确定所述待清洁表面为倾斜面或不平整面。
[0023] 可选地,若所述控制器根据所述运动传感器所采集的运动姿态数据判断自移动机器人处于上下起伏状态,且所述控制器检测到所述超声波模组采集的回波数据在满足预设地毯回波条件与不满足预设地毯回波条件之间切换,则所述控制器确定所述待清洁表面为不平整的非地毯表面。
[0024] 可选地,所述控制器判断所述超声波模组所采集的回波数据满足预设地毯回波条件时,控制所述行走组件驱动所述机器人主体减速前进,以根据所述超声波模组重新采集的回波数据再次判断待清洁表面的属性。
[0025] 可选地,所述控制器判断所述超声波模组所采集的回波数据不满足预设地毯回波条件时,控制所述行走组件驱动所述机器人主体前进预设距离,以根据所述超声波模组重新采集的回波数据再次判断待清洁表面的属性。
[0026] 可选地,所述超声波模组每隔预设时间间隔发射超声波信号,并在发射超声波信号之后的预设时间间隔内采集所述回波数据,其中,所述超声波模组的发射频率和采集频率相同。
[0027] 在本发明实施例提供的自移动机器人中,行走组件安装于机器人主体上,用于驱动机器人主体在待清洁表面上行走,运动传感器、超声波模组和控制器均设置在机器人主体上,运动传感器用于采集机器人主体的运动姿态数据,超声波模组用于朝待清洁表面发射超声波信号,并采集经由待清洁表面反射的回波数据,控制器电连接行走组件、运动传感器和所述超声波模组,控制器用于根据运动传感器所采集的运动姿态数据和超声波模组所采集的回波数据中的至少一者,确定待清洁表面的属性,因此,本实施例能够可靠地识别出待清洁表面的属性,为自移动机器人的清洁策略或行走策略提供判断的基础,从而使得自移动机器人能够自适应各种待清洁表面的清洁或行走,有利于提高自移动机器人的工作可靠性和用户体验感。附图说明
[0028] 一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。
[0029] 图1为本发明实施例提供的一种自移动机器人的结构示意图;
[0030] 图2为图1所示的运动传感器配置有坐标系的示意图;
[0031] 图3a为当待清洁表面为非地毯表面时,经过ADC转换后的回波数据的第一种形态示意图;
[0032] 图3b为当待清洁表面为地毯表面时,经过ADC转换后的回波数据的第一形态示意图;
[0033] 图4a为图1所示的控制器的第一种结构示意图;
[0034] 图4b为图4a所示的控制单元向驱动单元发送的PWM方波的示意图;
[0035] 图4c为当待清洁表面为非地毯表面时,经过ADC转换后的回波数据的第二种形态示意图;
[0036] 图4d为当待清洁表面为地毯表面时,经过ADC转换后的回波数据的第二种形态示意图;
[0037] 图5a为当待清洁表面为非地毯表面时,经过ADC转换后的回波数据的第三种形态示意图;
[0038] 图5b为当待清洁表面为非地毯表面时,经过ADC转换后的回波数据的第四种形态示意图;
[0039] 图5c为当待清洁表面为非地毯表面时,经过ADC转换后的回波数据的第五种形态示意图;
[0040] 图5d为当待清洁表面为地毯表面时,经过ADC转换后的回波数据的第三种形态示意图;
[0041] 图6为在图5a中截取时间点1至101对应的回波数据的局部形态图;
[0042] 图7为本发明实施例提供的一种控制器的第二种结构示意图。

具体实施方式

[0043] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0044] 需要说明的是,如果不冲突,本发明实施例中的各个特征可以相互结合,均在本发明的保护范围之内。另外,虽然在装置示意图中进行了功能模划分,在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于装置中的模块划分,或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。再者,本发明所采用的“第一”、“第二”、“第三”等字样并不对数据和执行次序进行限定,仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。
[0045] 本发明实施例自移动机器人包括清洁机器人、宠物机器人、搬运机器人或看护机器人等,其中,清洁机器人包括且不限于扫地机器人、吸尘机器人、拖地机器人或洗地机器人等。
[0046] 请参阅图1,自移动机器人100包括机器人主体11、行走组件12、运动传感器13、超声波模组14和控制器15。
[0047] 机器人主体11可被构造成任意合适形状,诸如圆柱状、椭圆柱状或方状等,机器人主体11提供收容空间,以收容各个零部件。
[0048] 行走组件12安装于机器人主体11上,用于驱动机器人主体11在待清洁表面上行走,其中,行走组件12可采用任意合适动机构以驱动机器人主体11行走。
[0049] 在一些实施例中,行走组件12包括左轮驱动单元和右轮驱动单元,左轮驱动单元和右轮驱动单元互相协作,共同驱动机器人主体11行走。其中,每个轮驱动单元都包括电机、轮驱动机构及行走轮,电机的转轴与轮驱动机构连接,行走轮与轮驱动机构连接,电机与控制器15电连接,根据控制器15发送的控制指令,控制轮驱动机构驱动行走轮转动,从而能够驱动机器人主体11前进或后退或转弯。
[0050] 运动传感器13设置在机器人主体11上,用于采集机器人主体11的运动姿态数据,其中,运动姿态数据用于表示机器人主体11相对待清洁表面的姿态,可以理解的是,本领域技术人员可采用任意合适类型的运动姿态数据以表示机器人主体11相对待清洁表面的姿态。
[0051] 举例而言,运动姿态数据为机器人主体11在指定方向上的速度或加速度或速度,请参阅图2,运动传感器13设置在机器人主体11的中心,运动传感器13配置有坐标系,其中,正X轴为机器人主体11的行走方向,正Z轴垂直于机器人主体11所在的待清洁表面,正Y轴指向机器人主体11的侧方,指定方向为正X轴,运动姿态数据为机器人主体11在正X轴上的姿态分量,此姿态分量可为角速度或加速度或速度。
[0052] 可以理解的是,自移动机器人100在不同属性的待清洁表面上行走时,运动姿态数据会表现出不同形态特征,举例而言,当自移动机器人100在表面平整的待清洁表面上行走时,在正Z轴方向上的角速度比较稳定。当自移动机器人100在表面凹凸不平的待清洁表面上行走时,在正Z轴方向上的角速度会上下起伏式地波动
[0053] 再举例而言,当自移动机器人100在表面硬质的待清洁表面上行走时,在正Z轴方向上的加速度曲线的频域幅值大于预设频域阈值。当自移动机器人100在表面软质的待清洁表面上行走时,表面软质的待清洁表面相对于表面硬质的待清洁表面会使得自移动机器人100在正Z轴方向上的震动减弱,因此会使得在正Z轴方向上的加速度曲线的频域幅值小于预设频域阈值。
[0054] 在一些实施例中,运动传感器13为惯性测量单元、陀螺仪磁场计、加速度计或速度计等。
[0055] 超声波模组14设置在机器人主体11上,用于朝待清洁表面发射超声波信号,并采集经由待清洁表面反射的回波数据,回波数据为经由待清洁表面反射的超声波数据,其中,超声波模组14可安装在机器人主体11的底部或前方。
[0056] 可以理解的是,超声波模组14朝向不同属性的待清洁表面发射超声波信号时,反射回的回波数据会表现不同形态。请参阅图3a,当待清洁表面为硬质光滑的清洁地面时,控制器15控制超声波模组14朝向待清洁表面发射超声波信号,由于绝大部分超声波都能够反射回自移动机器人100,因此,图3a所示的回波数据的形态会出现多个波峰形态,例如,回波数据出现了第一波峰31、第二波峰32、第三波峰33及第四波峰34。其中,在图3a中,回波数据也出现了余震波形30,余震波形30包括起伏不断的多个波峰。通常,由于受到超声波模组的硬件特性和时序控制特性的限制,回波数据在启动阶段会出现余震波形30,余震波形30对待清洁表面的确定结果会产生干扰,经过余震波形30后,之后的回波数据会呈现与待清洁表面对应的规律形态,因此,为了保证可靠地确定待清洁表面的属性,在工程应用上需要跳过余震波形30,选择位于余震波形30后面的回波数据进行分析。
[0057] 由图3a可知,对于硬质光滑的待清洁表面,回波数据通常会呈现出一个波峰或两个以上波峰的形态。
[0058] 请参阅图3b,当待清洁表面为地毯表面时,控制器15控制超声波模组14朝向待清洁表面发射超声波信号,由于绝大部分超声波都被地毯所吸收,只有少量超声波信号反射回自移动机器人100,因此,相对于图3a,图3b所示的回波数据的形态并未呈现波峰形态,相反,图3b所呈现的是波谷35的形态,亦即,回波数据的幅值几乎在一个较小的幅值范围内波动。
[0059] 还可以理解的是,超声波模组14在不同运动姿态下,朝向不同属性的待清洁表面发射超声波信号时,反射回的回波数据会表现不同形态,举例而言,自移动机器人100处于爬/下坡状态或者过坎状态或者上下起伏状态时,由于超声波模组14相对待清洁表面出现过度倾斜,导致发射出的大部分超声波信号未能够反射回超声波模组14,即使自移动清洁设备位于硬质光滑的待清洁表面上,回波数据呈现地却是如图3b所示的波谷形态,从而容易引起自移动机器人100对待清洁表面的属性的误判,因此,若可将运动姿态数据与回波数据进行组合分析,可提高对待清洁表面的属性的判断概率。
[0060] 控制器15设置在机器人主体11上,并分别与行走组件12、运动传感器13和超声波模组14电连接,用于根据运动传感器13所采集的运动姿态数据和超声波模组14所采集的回波数据中的至少一者,确定待清洁表面的属性,其中,待清洁表面的属性用于表示待清洁表面的材质或者表示待清洁表面的平整程度,当待清洁表面的属性用于表示待清洁表面的材质时,待清洁表面的属性包括水泥表面、木质表面、瓷砖表面、胶质表面或地毯表面等。当待清洁表面的属性用于表示待清洁表面的平整程度时,待清洁表面的属性包括平整表面或不平整表面等。
[0061] 在一些实施例中,请参阅图4a,控制器15包括:控制单元151、驱动单元152及信号调理单元153。
[0062] 控制单元151作为控制核心,被配置有本文所阐述的软件控制逻辑,可根据运动姿态数据和回波数据中的至少一者,确定待清洁表面的属性,其中,控制单元151为通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程阵列(FPGA)、单片机、ARM(Acorn RISC Machine)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。
[0063] 驱动单元152分别与控制单元151和超声波模组14电连接,驱动单元152在控制单元151的控制下,驱动超声波模组14发射预设的发射频率的超声波信号,例如,请参阅图4b,控制单元151向驱动单元152发送如图4b所示的多个PWM方波,以控制驱动单元152驱动超声波模组14发射300KHz的超声波信号。
[0064] 在一些实施例中,驱动单元152可以为驱动芯片,亦可以为由各类分立元件搭建的驱动电路。
[0065] 信号调理单元153分别与控制单元151和超声波模组14电连接,超声波模组14在控制单元151的控制下,按照采集频率接收反射回的超声波信号,并且,信号调理单元153也在控制单元151的控制下,接收超声波模组14采集的超声波信号,并对超声波模组14采集的超声波信号进行滤波和放大,最后,信号调理单元153对控制单元151输出模拟信号,控制单元151便可以对模拟信号进行模数转换(ADC转换),生成回波数据。
[0066] 在一些实施例中,信号调理单元153为滤波放大电路,其中,信号调理单元可采用任意合适滤波电路结构和放大电路结构。
[0067] 在一些实施例中,超声波模组14每隔预设时间间隔发射超声波信号,并在发射超声波信号之后的预设时间间隔内采集回波数据,其中,超声波模组14的发射频率和采集频率相同,举例而言,控制单元151通过驱动单元152控制超声波模组14在t1至t2时间段内,按照发射频率发射超声波信号,在t2到t3时间段内,控制单元151控制超声波模组14暂停发射超声波信号,并控制超声波模组14按照采集频率接收反射回超声波信号,并通过信号调理单元153获得反射回超声波信号,t1至t2时间段或者t2到t3时间段都为预设的时间间隔。
[0068] 由于超声波模组14错开发射和接收超声波信号,便可以保证发射超声波信号时不受接收超声波信号的过程的干扰,也可以保证接收超声波信号时不受发射超声波信号的过程的干扰,有利于得到更为可靠准确的回波数据。另外,由于发射频率和采集频率相同,可保证超声波模组14尽量采集到全部发射出的超声波信号,以便得到完整回波数据,有利于后续更加准确可靠地分析回波数据。
[0069] 请参阅图4c,当待清洁表面的属性为非地毯表面时,经过ADC转换后的回波数据如图4c所示。如图4c所示,在余震波形40对应的预设起始时间段内,余震波形在上升和下探之间循环变化,但是每次下探峰谷都比较高,亦即每次下探一定深度时,余震波形即可反弹,余震波形从峰值下降到峰谷时,峰值与峰谷的差值一般在200以内。另外,待清洁表面的属性为地毯表面时反射的回波数据中的波谷与下探峰谷存在明显的区别,如图4c所示,下探峰谷的幅值一般都在400到500之间,但是,波谷的幅值一般都在30到80之间。
[0070] 另外,对于波峰形态的成立,一般需要波峰与峰谷的差值至少大于300,当波峰与峰谷的差值至少大于300,可视为波峰的形态已成立,当波峰与峰谷的差值小于300,可视为波峰的形态并未成立。
[0071] 如图4c所示,回波数据呈现了第一波峰41、第二波峰42、第三波峰43及第四波峰44。
[0072] 通常,余震波形的持续时间可视为确定的,在设计过程中,可对超声波模组进行多次测试,根据测试数据,估计余震波形的预设起始时间段。后续分析回波数据时,控制器15跳过预设起始时间段内的采样点数据,并自预设起始时间段之后的首个采样点数据开始进行分析。
[0073] 请参阅图4d,当待清洁表面为地毯表面时,经过ADC转换后的回波数据如图4d所示。如图4d所示,回波数据呈现了波谷45的形态,波谷的幅值为30。
[0074] 在一些实施例中,控制器15可根据运动姿态数据,确定待清洁表面的属性,例如,如前所述,运动姿态数据为机器人主体11在指定方向上的运动参数,控制器15判断所述运动参数是否满足预设运动条件,若是,则确定待清洁表面的属性为平整表面,若否,则确定待清洁表面的属性为不平整表面。当待清洁表面的属性为平整表面时,控制器15控制自移动设备100按照第一预设行走策略进行行走,例如,第一预设行走策略包括保持原速前进或者加速前进。当待清洁表面的属性为不平整表面时,控制器15控制自移动设备100按照第二预设行走策略进行行走,第二预设行走策略包括减速前进或者避开待清洁表面。
[0075] 在一些实施例中,运动参数为角速度,满足预设运动条件为在指定方向上的角速度的变化平均值小于或等于预设平均值,其中,预设平均值可由用户根据工程经验自行定义,变化平均值为多个角速度对时间的导数的平均值。
[0076] 在一些实施例中,运动参数为加速度,满足预设运动条件为在指定方向上的加速度曲线的频域幅值小于预设频域阈值,其中,加速度曲线由时间连续的多个加速度形成,预设频域阈值可由用户根据工程经验自行定义。
[0077] 在一些实施例中,控制器15可根据回波数据,确定待清洁表面的属性,举例而言,控制器15根据超声波模组14采集的回波数据判断超声波模组14所采集的回波数据是否满足预设地毯回波条件,以判断待清洁表面是否为地毯表面,其中,预设地毯回波条件可由用户根据工程经验自行构建。若回波数据满足预设地毯回波条件,则判断待清洁表面为地毯表面,若回波数据不满足预设地毯回波条件,则判断待清洁表面为非地毯表面。
[0078] 为了方便读者深入理解本实施例,本实施例结合图5a至图5d,提供四种回波数据的形态,以帮助读者理解待清洁表面为地毯表面和非地毯表面时的回波变化。
[0079] 如图5a所示,当待清洁表面为非地毯表面时,在余震波形之后的时间段内出现了多个起伏不定的波峰,此时,控制器15根据回波数据,可判断待清洁表面为非地毯表面。
[0080] 同理,如图5b或图5c所示,在余震波形之后的时间段内也出现了多个起伏不定的波峰,此时,控制器15根据回波数据,可判断待清洁表面为非地毯表面。
[0081] 如图5d所示,当待清洁表面为地毯表面时,在余震波形之后的时间段内几乎呈现的是波谷形态,并未出现如图5a至图5c所示的多个起伏不定的波峰,此时,控制器15根据回波数据,可判断待清洁表面为地毯表面。
[0082] 在一些实施例中,控制器15根据超声波模组14采集的回波数据判断超声波模组14所采集的回波数据是否满足预设地毯回波条件包括:控制器15判断回波数据的预设采样区间是否包括N个回波波峰,其中,N为大于或等于1的整数,若是,则控制器15判断超声波模组14所采集的回波数据不满足预设地毯回波条件,若否,则控制器15判断超声波模组14所采集的回波数据满足预设地毯回波条件。
[0083] 当待清洁表面的属性为地毯表面时,控制器15控制自移动设备100执行第一清洁策略,例如,第一清洁策略包括减速前进或者避开待清洁表面或者停止拖地或者加大吸力等。当待清洁表面的属性为非地毯表面时,控制器15控制自移动设备100执行第二清洁策略,例如,第二清洁策略包括保持原速前进或者加速前进或者继续拖地等。
[0084] 在一些实施例中,控制器15可根据运动姿态数据和回波数据,确定待清洁表面的属性。
[0085] 总体而言,本实施例能够可靠地识别出待清洁表面的属性,为自移动机器人的清洁策略或行走策略提供判断的基础,从而使得自移动机器人能够自适应各种待清洁表面的清洁或行走,有利于提高自移动机器人的工作可靠性和用户体验感。
[0086] 在一些实施例中,若控制器15根据运动传感器13所采集的运动姿态数据判断自移动机器人处于水平状态,控制器15判断超声波模组14所采集的回波数据有效,控制器15进一步根据超声波模组14所采集的回波数据确定待清洁表面是否为地毯表面。
[0087] 举例而言,运动姿态数据为角速度,控制器15获取在指定方向上的角速度,根据各个时间点的角速度,求取预设时长内的角速度平均值,根据角速度平均值与预设角度阈值,判断自移动机器人是否处于水平状态,例如,记角速度为a(i),角速度平均值若角速度平均值A大于或等于预设角度阈值A’,则说明自移动机器人非处于水平状态。若角速度平均值A小于预设角度阈值A’,则说明自移动机器人处于水平状态。
[0088] 如前所述,当自移动机器人处于非水平状态时,例如自移动机器人在越障或者在不规整的地面上行走,自移动机器人整体产生倾斜,超声波模组容易倾斜,导致绝大部分超声波信号无法有效地反射回超声波模组,使得超声波模组出现误判,另外,通常自移动机器人在正常工作阶段处于水平状态的时长远大于处于非水平状态下的时长,因此,本实施例每次判断待清洁表面的属性时,都需要先判断自移动机器人是否处于水平状态,从而保证采集的回波数据能够可靠地反映待清洁表面的属性,以便自移动机器人可靠地选择清洁策略或行走策略。
[0089] 在一些实施例中,当待清洁表面为地毯表面时,自移动机器人避开待清洁表面,例如,当待清洁表面为地毯表面时,自移动机器人执行后退操作或者避让待清洁表面,避让待清洁表面后,自移动机器人可以继续执行原有的清洁策略,例如保持拖地操作等,因此,本实施例能够避免自移动机器人爬上地毯实施清洁操作时出现损坏地毯或者被地毯所缠绕等情况出现,从而提高自移动机器人的工作可靠性。
[0090] 在一些实施例中,控制器15进一步根据超声波模组14所采集的回波数据确定待清洁表面是否为地毯表面包括:控制器15根据超声波模组采集的回波数据判断超声波模组14所采集的回波数据是否满足预设地毯回波条件,以判断待清洁表面是否为地毯表面。
[0091] 如前所述,由属于地毯表面和属于非地毯表面反射回的回波数据在形态上会出现较大的差异,本领域技术人员可以根据差异,配置用于识别待清洁表面的属性的地毯回波条件,以便自移动机器人根据回波数据,结合地毯回波条件以判断待清洁表面是否为地毯表面。
[0092] 在一些实施例中,控制器15根据超声波模组14采集的回波数据判断超声波模组14所采集的回波数据是否满足预设地毯回波条件包括:控制器15判断回波数据的预设采样区间是否包括N个回波波峰,其中,N为大于或等于1的整数,若是,则控制器15判断超声波模组14所采集的回波数据不满足预设地毯回波条件,若否,则控制器15判断超声波模组14所采集的回波数据满足预设地毯回波条件。
[0093] 举例而言,回波数据的时间段为tm到tn,其中,tm到tk的时间段为余震波形区间,tk到tn的时间段为预设采样区间。在预设采样区间内,若控制器15判断预设采样区间只存在1个回波波峰,则控制器15判断回波数据满足预设地毯回波条件,若控制器15判断预设采样区间未存在1个回波波峰,则控制器15判断回波数据未满足预设地毯回波条件。
[0094] 再举例而言,在预设采样区间内,若控制器15判断预设采样区间存在两个以上回波波峰,则控制器15判断回波数据满足预设地毯回波条件。由于综合判断出两个以上回波波峰方可判断回波数据满足预设地毯回波条件,相对只判断预设采样区间是否存在1个回波波峰的方式,本实施例能够避免一些因素对回波数据的干扰,从而提高判断可靠性。
[0095] 在一些实施例中,回波数据包括预设起始时间段内的多个第一采样数据点和预设采样时间段内的多个第二采样数据点,其中,预设采样时间段位于预设起始时间段之后,将预设起始时间段内的多个第一采样数据点定义为回波数据的余震波形区间,将预设采样时间段内的多个第二采样数据点定义为回波数据的预设采样区间。
[0096] 下文结合图6对此展开说明,其中,图6为在图5a中截取时间点1至101对应的回波数据的局部形态图。
[0097] 可以理解的是,预设起始时间段由用户根据工程经验自定义,如图6所示,预设起始时间段为时间点1到时间点15之间的时间段,预设起始时间段包括多个第一采样数据点,例如包括第一采样数据点C1、第一采样数据点C2等,其中,可将预设起始时间段内的多个第一采样数据点定义为余震波形区间。
[0098] 如图6所示,预设采样时间段为时间点16到时间点101之间的时间段,预设采样时间段位于预设起始时间段之后,其中,预设采样时间段包括多个第二采样点,例如包括第二采样数据点D1、第二采样数据点D2、第二采样数据点D3、第二采样数据点D4、第二采样数据点D5等,其中,可将预设采样时间段内的多个第二采样数据点定义为回波数据的预设采样区间。
[0099] 在一些实施例中,回波数据的预设采样区间包括预设采样时间段内的多个采样数据点,控制器15判断回波数据的预设采样区间是否包括N个回波波峰,其中,N为大于或等于1的整数,包括:控制器15执行依次遍历回波数据的操作,提取出满足回波起始条件的起始回波以及次级回波,起始回波的平均波峰值大于次级回波的平均波峰值。
[0100] 回波起始条件用于辅助判断预设采样区间内的回波数据是否存在起始回波,其中,起始回波为在预设采样区间内的首个回波波峰,次级回波为位于起始回波之后的回波波峰,亦即,次级回波可为位于起始回波之后的第一个回波波峰或第二个回波波峰或第三个回波波峰等。
[0101] 由图5a至图5c可知,起始回波的形态与次级回波的形态存在区别,例如,起始回波的平均波峰值大于次级回波的平均波峰值,或者,起始回波中的最大波峰值大于次级回波的波峰值等,因此,本领域技术人员可以根据起始回波与次级回波的差异,构建回波起始条件,以便根据回波起始条件,从预设采样区间内提取出起始回波,或者从预设采样区间内提取出次级回波。
[0102] 由于本实施例不仅能够在预设采样区间内提取出起始回波,还可在预设采样区间内提取出次级回波,因此,后续本实施例可以结合多个回波波峰对待清洁表面的属性进行可靠准确地判断。
[0103] 在一些实施例中,回波数据的预设采样区间包括预设采样时间段内的多个采样数据点,将回波波峰左侧起始的采样数据点定义为左侧数据点,将回波波峰右侧终止的采样数据点定义为右侧数据点,将回波波峰峰顶处的采样数据点定义为峰顶数据点,将所述左侧数据点与所述右侧数据点之间的幅值最小的采样数据点定义为峰底数据点,其中,左侧数据点为回波波峰左侧小于预设波峰阈值的首个采样数据点,右侧数据点为回波波峰右侧小于预设波谷阈值的首个采样数据点。
[0104] 可以理解的是,预设波峰阈值用于辅助确定回波波峰的左侧数据点,预设波谷阈值用于辅助确定回波波峰的右侧数据点,其中,预设波峰阈值与预设波谷阈值可由用户根据工程经验自定义。
[0105] 举例而言,请结合图6,假设预设波峰阈值为500,预设波谷阈值为300。预设波峰阈值500对应的阈值线为L1,预设波谷阈值300对应的阈值线为L2,由于采样数据点D1小于预设波谷阈值500且最接近阈值线L1,因此,采样数据点D1为起始回波的左侧数据点。
[0106] 同理,由于采样数据点D5小于预设波谷阈值300且最接近阈值线L2,因此,采样数据点D5为起始回波的右侧数据点。
[0107] 在采样数据点D1与采样数据点D5之间,采样数据点D3的幅值是最小的,因此,采样数据点D3为峰底数据点。
[0108] 由于采样数据点D4位于起始回波的峰顶处,且幅值在起始回波内是最高的,因此,采样数据点D4为起始回波的峰顶数据点。
[0109] 在一些实施例中,将峰顶数据点与峰底数据点的差值定义为第一差值,将峰顶数据点与右侧数据点的差值定义为第二差值,控制器判断回波数据的预设采样区间是否包括N个回波波峰,其中,N为大于或等于1的整数,包括:控制器判断第一差值是否大于或等于第一阈值,且第二差值是否大于或等于第二阈值,若是,则可提取出对应的回波波峰,若否,则不可提取出对应的回波波峰,亦即若第一差值小于第一阈值,或者,第二差值小于第二阈值,则不可提取出对应的回波波峰。
[0110] 可以理解的是,第一阈值与第二阈值可由用户根据工程经验定义。
[0111] 举例而言,请继续结合图6,假设第一阈值与第二阈值都为400,作为峰顶数据点的采样数据点D4的幅值为800,作为峰底数据点的采样数据点D3的幅值为150,作为右侧数据点的采样数据点D5的幅值为230,因此,第一差值=800‑150=650,第二差值=800‑230=570,由于第一差值650大于第一阈值400,同时,第二差值570大于第二阈值400,因此,控制器15可从回波数据中提取出起始回波(回波波峰)。
[0112] 在一些实施例中,当控制器15可从回波数据中提取出起始回波后,控制器15依序遍历回波数据是否还存在次级回波。
[0113] 在一些实施例中,控制器15依序遍历回波数据是否还存在次级回波包括:在右侧数据点后,控制器15判断是否存在满足左侧条件的次级左侧数据点,若存在次级左侧数据点,判断是否存在满足右侧条件的次级右侧数据点;若未存在次级左侧数据点,则回波数据未存在次级回波;若存在次级右侧数据点,则回波数据还存在次级回波,若未存在次级右侧数据点,则回波数据未存在次级回波。
[0114] 在一些实施例中,在右侧数据点后,控制器15判断是否存在满足左侧条件的次级左侧数据点包括:在右侧数据点后,确定幅值小于预设左侧阈值的首个采样数据点为起始数据点,自起始数据点开始,计算每相邻两个采样数据点的左侧幅差,判断左侧幅差是否大于预设左侧差值,若是,则存在次级左侧数据点,若否,则不存在次级左侧数据点。
[0115] 举例而言,请继续结合图6,假设预设左侧阈值为50,预设左侧差值为10,其中,预设左侧阈值50对应的阈值线为L3。在作为右侧数据点的采样数据点D5之后,由于采样数据点E1的幅值是首个小于预设左侧阈值50的采样数据点,因此,采样数据点E1为起始数据点。
[0116] 自采样数据点E1开始,控制器15计算每相邻两个采样数据点的左侧幅差,亦即,左侧幅差Δh1=y(i+1)‑y(i),y(i)为第i个采样数据点的幅值,由于采样数据点E2与采样数据点E1的左侧幅差Δh1、采样数据点E3与采样数据点E2的左侧幅差Δh1、采样数据点E4与采样数据点E3的左侧幅差Δh1都小于预设左侧差值10,因此,控制器15还得继续往下遍历。
[0117] 由于采样数据点E6与采样数据点E5的左侧幅差Δh1大于预设左侧差值10,则说明自采样数据点E1到采样数据点E6,幅值是递增趋势的,回波波峰的左侧形态得以成立,因此,采样数据点E5或采样数据点E6可作为次级左侧数据点。
[0118] 在一些实施例中,左侧形态和右侧形态同时具备时,一个回波波峰的形态方可成立,因此,控制器15还得继续判断回波数据是否存在满足右侧条件的次级右侧数据点。
[0119] 在一些实施例中,控制器15判断回波数据是否存在满足右侧条件的次级右侧数据点包括:确定幅值小于预设右侧阈值的首个采样数据点为结束数据点,及在起始数据点到结束数据点之间,确定幅值最大的次级峰值数据点,计算次级峰值数据点与结束数据点的右侧幅差,判断右侧幅差是否大于预设右侧差值,若是,则存在次级右侧数据点,若否,则不存在次级右侧数据点。
[0120] 举例而言,请继续结合图6,假设预设右侧阈值为50,预设右侧差值为400,其中,预设右侧阈值50对应的阈值线为L4。在作为起始数据点的采样数据点E6之后,由于采样数据点F1的幅值是首个小于预设右侧阈值50的采样数据点,因此,采样数据点F1为结束数据点。
[0121] 在采样数据点E6与采样数据点F1之间,采样数据点F2的幅值是最大的,因此,采样数据点F2为次级峰值数据点。
[0122] 采样数据点F1的幅值为40,采样数据点F2的幅值为880,采样数据点F2与采样数据点F1的右侧幅差Δh2大于预设右侧差值400,则存在次级右侧数据点,其中,采样数据点F1可作为次级右侧数据点。
[0123] 由于同时具备次级左侧数据点和次级右侧数据点,至此,次级回波的回波波峰形态已成立,则说明控制器15可从回波数据提取出次级回波。
[0124] 在一些实施例中,控制器15根据N个回波波峰,计算相邻两个回波波峰之间的时间差,根据时间差与回波传输速度,确定自移动设备与待清洁表面的相对距离,举例而言,请结合图5b,当控制器15从回波数据中提取出多个回波波峰之后,可记录每个回波波峰的波峰时间,例如,第一回波波峰5b1的波峰时间为t1,第二回波波峰5b2的波峰时间为t2,第三回波波峰5b3的波峰时间为t3。控制器15计算第一回波波峰5b1与第二回波波峰5b2之间的时间差Δt12=t2‑t1,自移动设备与待清洁表面的相对距离S12=v*Δt12/2,其中,v为回波传输速度,v=340m/s,以此类推,控制器15可根据第三回波波峰5b3与第二回波波峰5b2,确定自移动设备与待清洁表面的相对距离S32=v*Δt32/2,Δt32=t3‑t2。接着,控制器15可将相对距离S12与相对距离S32进行相加,并求取两者相加后的平均值,将此平均值作为最终相对距离。
[0125] 后续,控制器15根据相对距离,识别障碍物或者进行定位或者进行悬崖判断操作,因此,本实施例使用超声波模组不仅可实现对待清洁表面的属性确定,而且还可识别障碍物或定位或进行悬崖判断操作,避免单独另设其它传感器,从而降低设计成本和设计难度。
[0126] 在一些实施例中,自移动机器人在运动过程中确定待清洁表面的属性时,尤其当待清洁表面为地毯表面时,由于一些地毯表面中某个局部地方比较光滑,当超声波信号打向此局部地方时,超声波信号被反射到其它地方,而未能反射回超声波模组,或者,如前所述,自移动机器人处于非水平状态时,发射的超声波信号绝大部分却未能够反射回超声波模组,从而容易引起误判,因此,在一些实施例中,当待清洁表面为地毯表面时,控制器根据回波数据,执行滤波操作。
[0127] 在一些实施例中,控制器根据回波数据,执行滤波操作包括:当待清洁表面为地毯表面时,控制器判断时间连续且预设数量的回波数据对应的判断结果是否都为地毯表面,若是,则确认待清洁表面为地毯表面,若否,则确定待清洁表面为非地毯表面。
[0128] 举例而言,控制器15每间隔50毫秒获取一帧回波数据,一直连续获取3帧回波数据,若此3帧回波数据对应的判断结果都为地毯表面,则控制器15确认待清洁表面为地毯表面,反之则否。
[0129] 在一些实施例中,若控制器15根据运动传感器13所采集的运动姿态数据判断自移动机器人100处于非水平状态,控制器15判断超声波模组14所采集的回波数据无效,控制器15进一步控制超声波模组14停止工作,直到自移动机器人恢复水平状态。当自移动机器人处于非水平状态时,例如自移动机器人在越障或者在不规整的地面上行走,自移动机器人整体产生倾斜,超声波模组容易倾斜,导致绝大部分超声波信号无法有效地反射回超声波模组,使得超声波模组出现误判,另外,通常自移动机器人在正常工作阶段处于水平状态的时长远大于处于非水平状态下的时长,因此,本实施例每次判断待清洁表面的属性时,都需要先判断自移动机器人是否处于水平状态,从而保证采集的回波数据能够可靠地反映待清洁表面的属性。采用此种作法,本实施例能够保证后续用于分析是否存在回波波峰的回波数据是可靠的,从而为后续准确可靠地确定待清洁表面的属性作好准备。
[0130] 在一些实施例中,非水平状态为倾斜状态或上下起伏状态,控制器15根据运动传感器13所采集的运动姿态数据判断自移动机器人100处于倾斜状态或上下起伏状态时,确定待清洁表面为倾斜面或不平整面。
[0131] 具体的,当根据运动姿态数据判断自移动机器人100处于倾斜状态时,控制器15确定待清洁表面为倾斜面,亦即待清洁表面相对自移动机器人100而言是倾斜设置的,例如,当自移动机器人100处于爬坡状态或下坡状态时,待清洁表面相对自移动机器人100是倾斜的,因此,为了保证提供后续分析的回波数据是可靠的,控制器15可将此时采集的回波数据设置为无效,控制器15进一步控制超声波模组14停止工作,直到自移动机器人恢复水平状态。
[0132] 当根据运动姿态数据判断自移动机器人100处于上下起伏状态时,控制器15确定待清洁表面为不平整面,举例而言,运动姿态数据为角速度,控制器15获取在指定方向上的角速度,计算每相邻两个角速度的差值,将各个差值的绝对值进行相加得到总差值,根据角速度的数量,计算总差值的平均值以得到变化平均值,判断变化平均值是否小于或等于预设平均值,若小于或等于,则控制器15判断自移动机器人处于水平状态,控制器15判断回波数据有效,便可以进一步根据回波数据确定待清洁表面是否为地毯表面。若大于,则控制器15判断自移动机器人处于上下起伏状态,控制器15可将此时采集的回波数据设置为无效,控制器15进一步控制超声波模组14停止工作,直到自移动机器人恢复水平状态。
[0133] 在一些实施例中,控制器15判断自移动机器人是否处于上下起伏状态包括:获取在指定方向上的每个角速度,曲线拟合各个角速度,求取每个角速度对时间的导数,根据各个导数,计算方差/标准差,根据方差/标准差,判断自移动机器人是否处于上下起伏状态。
[0134] 举例而言,首先,记角速度为x(i),将各个角速度x(i)进行拟合,并且求取每个角速度x(i)的导数dx(i)。接着,计算每相邻两个导数的导数差值,Δdx(i)=dx(i+1)‑dx(i)。再接着,根据各个导数,计算方差/标准差S0。最后,当方差/标准差S0大于预设统计差值时,则说明角速度比较波动,待清洁表面的属性为不平整表面,控制器15判断自移动机器人处于上下起伏状态。当方差/标准差S0小于预设统计差值时,则说明角速度的变化比较稳定,待清洁表面的属性为平整表面,此时自移动机器人100可能处于爬坡状态或下坡状态或水平状态。
[0135] 在一些实施例中,若控制器15根据运动传感器13所采集的运动姿态数据判断自移动机器人100处于上下起伏状态,且控制器15检测到超声波模组14采集的回波数据在满足预设地毯回波条件与不满足预设地毯回波条件之间切换,则控制器15确定待清洁表面为不平整的非地毯表面。
[0136] 举例而言,自移动机器人在类似鹅卵石地面的待清洁表面上行走时,控制器15根据运动姿态数据,可判断自移动机器人100处于上下起伏状态。由于自移动机器人在鹅卵石地面上时而下跌,时而上升,下跌或上升都会使得超声波模组相对待清洁表面过度倾斜,加上超声波模组的发射频率或采集频率都比较高,在极短时间内都可以获得多帧回波数据,这会使得控制器15时而检测到回波数据满足预设地毯回波条件,时而检测到回波数据不满足预设地毯回波条件,再时而检测到回波数据满足预设地毯回波条件,亦即,控制器15检测到回波数据在满足预设地毯回波条件与不满足预设地毯回波条件之间进行多次的切换。
[0137] 由于待清洁表面为地毯表面所对应的清洁策略或行走策略,会与正常清洁情况下的清洁策略或行走策略出现不同,例如避让地毯或者减速前进等。为了更加可靠安全地为后续清洁策略或行走策略提供判断基础,本实施例可以将此时的待清洁表面确定为不平整的非地毯表面,采用此种作法,能够提高自移动机器人的工作可靠性和安全性。
[0138] 在一些实施例中,控制器15判断超声波模组14所采集的回波数据满足预设地毯回波条件时,控制行走组件12驱动机器人主体11减速前进,以根据超声波模组14重新采集的回波数据再次判断待清洁表面的属性。
[0139] 举例而言,若控制器15首次判断回波数据满足预设地毯回波条件,亦即首次确定待清洁表面为地毯表面,为了提高检测可靠性,控制器15控制行走组件12驱动机器人主体11减速前进预设距离,例如,驱动机器人主体11减速前进3厘米。机器人主体11前进预设距离后,控制器15控制超声波模组14重新发射超声波信号,根据反射回的超声波信号生成回波数据,判断重新采集的回波数据是否满足预设地毯回波条件,若是,自移动机器人避开待清洁表面,若否,自移动机器人保持原有工作状态,因此,采用此种作法,本实施例能够增强检测待清洁表面的属性的可靠性,有利于提高自移动机器人的工作可靠性。
[0140] 可以理解的是,为了多次增强检测可靠性,控制器15可控制行走组件12驱动机器人主体11进行多次减速前进预设距离,在每次减速前进预设距离后,控制器15都控制超声波模组14重新发射超声波信号,以便可判断重新采集的回波数据是否满足预设地毯回波条件。其中,具体次数可由用户根据工程经验自定义,在此不赘述。
[0141] 在一些实施例中,控制器15判断超声波模组14所采集的回波数据不满足预设地毯回波条件时,控制行走组件12驱动机器人主体11前进预设距离,以根据超声波模组14重新采集的回波数据再次判断待清洁表面的属性。
[0142] 举例而言,当地毯表面为塑胶地毯或印制有光滑字体的地毯或者表面光滑的地毯时,容易出现控制器15首次判断回波数据不满足预设地毯回波条件的情况,从而引发误判,将地毯表面识别为非地毯表面。在一些实施例中,为了提高检测可靠性,控制器15控制行走组件12驱动机器人主体11前进预设距离,例如,驱动机器人主体11前进3厘米。机器人主体11前进预设距离后,控制器15控制超声波模组14重新发射超声波信号,根据反射回的超声波信号生成回波数据,判断重新采集的回波数据是否满足预设地毯回波条件,若否,控制器
15继续控制行走组件12驱动机器人主体11前进预设距离。若是,自移动机器人保持原有工作状态。
[0143] 当机器人主体11第二次前进3厘米后,控制器15根据超声波模组14重新采集的回波数据再次判断待清洁表面的属性,若判断重新采集的回波数据满足预设地毯回波条件,自移动机器人保持原有工作状态,若判断重新采集的回波数据不满足预设地毯回波条件,则确定待清洁表面为非地毯表面,采用此种作法,本实施例能够增强检测待清洁表面的属性的可靠性,有利于提高自移动机器人的工作可靠性。
[0144] 请参阅图7,控制器700包括一个或多个处理器71以及存储器72。其中,图7中以一个处理器71为例。
[0145] 处理器71和存储器72可以通过总线或者其他方式连接,图7中以通过总线连接为例。
[0146] 存储器72作为一种非易失性计算机可读存储介质,可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块,如上述各个实施例中涉及的待清洁表面属性确定方法对应的程序指令/模块。处理器71通过运行存储在存储器72中的非易失性软件程序、指令以及模块,从而实现上述实施例提供的待清洁表面属性确定方法的功能。
[0147] 存储器72可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中,存储器72可选包括相对于处理器71远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至处理器71。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
[0148] 所述程序指令/模块存储在所述存储器72中,当被所述一个或者多个处理器71执行时,执行上述任意实施例中的待清洁表面属性确定方法方法对应的逻辑。
[0149] 以上所描述的装置或设备实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元模块可以是或者也可以不是物理上分开的,作为模块单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络模块单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
[0150] 通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0151] 最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;在本发明的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化,为了简明,它们没有在细节中提供;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
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