一種掃地機器人被困檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了提供一種掃地機器人被困檢測方法，步驟1，在機身四周均勻設(shè)置四個超聲波傳感器和四個測距傳感器；步驟2，檢測到啟動信號，掃地機器人開始工作；步驟3，超聲波傳感器啟動，進行障礙物檢測，得到障礙物信息；步驟4，前方是否有障礙物，若有障礙物，則依次檢測后、左、右三個方位是否有障礙物；步驟5，判斷障礙物與機身距離是否達(dá)到預(yù)設(shè)值，若未達(dá)到預(yù)設(shè)值，重新獲取機身與障礙物之間的距離；若達(dá)到預(yù)設(shè)值，則主電機驅(qū)動機身向無障礙物的方位移動，若四個方位均有障礙物，則執(zhí)行脫困步驟。本發(fā)明能夠使掃地機器人的工作時及時繞開障礙物，或在清掃死角時避免直接碰撞，并在掃地機器人機身被卡住時，通過圖像識別分析得到機身的運動軌跡，幫助機身自動脫困。
【專利說明】
一種掃地機器人被困檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及自動化控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種掃地機器人被困檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]掃地機器人，又稱自動打掃機、智能吸塵、機器人吸塵器等，是智能家用電器的一種，能憑借一定的人工智能，自動在房間內(nèi)完成地板清理工作。一般采用刷掃和真空方式，將地面雜物先吸納進入自身的垃圾收納盒，從而完成地面清理的功能。因為其簡單操作的功能及便利性，現(xiàn)今已慢慢普及，成為上班族或是現(xiàn)代家庭的常用家電用品。機身為自動化技術(shù)的可移動裝置，與有集塵盒的真空吸塵裝置，配合機身設(shè)定控制路徑，在室內(nèi)反復(fù)行走，如:沿邊清掃、集中清掃、隨機清掃、直線清掃等路徑打掃，并輔以邊刷、中央主刷旋轉(zhuǎn)、抹布等方式，加強打掃效果，以完成擬人化居家清潔效果。
[0003]公開號為CN105011866的發(fā)明專利公開了一種掃地機器人，包括用于清掃和儲存垃圾的主清潔機，用于移動垃圾的子清潔機，子清潔機可分離地裝設(shè)于主清潔機上，子清潔機與主清潔機之間進行無線通訊，該掃地機器人的主清潔機前方設(shè)有感應(yīng)器，可偵測障礙物，如遇到墻壁或其他障礙物，會自行轉(zhuǎn)彎，但僅在主清潔機前方設(shè)置感應(yīng)器用于偵測障礙物，若遇到主清潔機或子清潔機被卡住時，只能由用戶找到后人工解困，而一般情況下掃地機器人被卡住的地方可能是床、柜、沙發(fā)下不易進入的地方，為用戶帶來了很多不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種掃地機器人被困檢測方法，用以實現(xiàn)障礙物的實時檢測及機身被卡住時的自動脫困。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種掃地機器人被困檢測方法，包括如下步驟:
步驟1，在機身四周均勻設(shè)置四個超聲波傳感器和四個測距傳感器，所述超聲波傳感器用于檢測機身前、后、左、右四個方位的障礙物，所述測距傳感器用于機身與障礙物的距離檢測;在機身上設(shè)置CMOS模塊，用于采集圖像幀數(shù)據(jù)；
步驟2，檢測到啟動信號，掃地機器人開始工作；
步驟3，超聲波傳感器啟動，進行障礙物檢測，得到障礙物信息；
步驟4，前方是否有障礙物，若無障礙物，則執(zhí)行步驟2;若有障礙物，則依次檢測后、左、右三個方位是否有障礙物，若所述后、左、右三個方位均無障礙物，則執(zhí)行步驟2，若所述后、左、右三個方位中的至少一個方位有障礙物，則啟動測距傳感器，獲取機身與障礙物之間的距離；
步驟5，判斷障礙物與機身距離是否達(dá)到預(yù)設(shè)值，若未達(dá)到預(yù)設(shè)值，則啟動測距傳感器，重新獲取機身與障礙物之間的距離;若達(dá)到預(yù)設(shè)值，則主電機驅(qū)動機身向無障礙物的方位移動，若四個方位均有障礙物，則執(zhí)行脫困步驟。
[0006]優(yōu)選的，所述脫困步驟包括: 步驟6，獲取CMOS模塊采集到的圖像幀；
步驟7，識別圖像，根據(jù)識別出的圖像中的物體位置，得到機身的運動軌跡；
步驟8，主電機開啟最大速度，沿機身的運動軌跡移動；
步驟9，判斷預(yù)設(shè)時間后，是否產(chǎn)生位移，且位移達(dá)到預(yù)設(shè)值，若是，則機身恢復(fù)正常速度，返回步驟2，若否，則掃地機器人停止工作;在收到啟動的觸發(fā)信號時，啟動聲光報警。
[0007]優(yōu)選的，所述超聲波傳感器和測距傳感器均設(shè)置在機身的側(cè)壁上，所述超聲波傳感器和四個測距傳感器上封裝有透明視窗。
[0008]優(yōu)選的，所述CMOS模塊設(shè)置在機身的側(cè)壁上，所述CMOS模塊外封裝有光學(xué)透鏡。
[0009]優(yōu)選的，所述超聲波傳感器和測距傳感器在垂直方向上平行設(shè)置。
[0010]優(yōu)選的，所述CMOS模塊四周均勻設(shè)置多個LED白光燈。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明采用超聲波傳感器與測距傳感器進行障礙物的檢測與障礙物距離的判斷，使掃地機器人的工作時可及時繞開障礙物，或在清掃死角時避免直接碰撞。當(dāng)掃地機器人機身被卡住時，通過圖像識別分析得到機身的運動軌跡，主電機開啟最大速度，幫助機身脫困。
[0012]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的流程圖。
[0014]圖2為本發(fā)明脫困步驟的流程圖。
[0015]圖3為本發(fā)明掃地機器人的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述。
[0017]如圖1、圖3所示，一種掃地機器人被困檢測方法，包括如下步驟:
步驟1，在機身I四周均勻設(shè)置四個超聲波傳感器2和四個測距傳感器6，超聲波傳感器2用于檢測機身I前、后、左、右四個方位的障礙物，測距傳感器6用于機身I與障礙物的距離檢測;在機身I上設(shè)置CMOS模塊4，用于采集圖像幀數(shù)據(jù)；
步驟2，檢測到啟動信號，掃地機器人開始工作；
步驟3，超聲波傳感器啟動，進行障礙物檢測，得到障礙物信息；
步驟4，前方是否有障礙物，若無障礙物，則執(zhí)行步驟2;若有障礙物，則依次檢測后、左、右三個方位是否有障礙物，若后、左、右三個方位均無障礙物，則執(zhí)行步驟2，若后、左、右三個方位中的至少一個方位有障礙物，則啟動測距傳感器，獲取機身與障礙物之間的距離；步驟5，判斷障礙物與機身距離是否達(dá)到預(yù)設(shè)值，若未達(dá)到預(yù)設(shè)值，則啟動測距傳感器，重新獲取機身與障礙物之間的距離;若達(dá)到預(yù)設(shè)值，則主電機驅(qū)動機身向無障礙物的方位移動，若四個方位均有障礙物，則執(zhí)行脫困步驟。
[0018]該實施例中，在機身I的側(cè)面均勻設(shè)置四個超聲波傳感器2和四個測距傳感器6，當(dāng)熱機機器人啟動，開始工作時，超聲波傳感器啟動，進行障礙物檢測，當(dāng)超聲波傳感器檢測到前方有障礙物時，再依次判斷其它三個方位是否有障礙物，因為如果有兩個或兩個以上方位都有障礙物，當(dāng)機身與障礙物距離過近時，就有可能使得機身被卡住，進而掃地機器人無法正常工作。因此，在障礙物與機身距離未達(dá)到預(yù)設(shè)值時，例如預(yù)設(shè)值為lcm，當(dāng)距離大于I cm時，掃地機器人繼續(xù)沿原來的方向移動，進行清掃工作，若距離等于I cm時，掃地機器人的機身與障礙物距離較近，為防止機身被困，則主電機驅(qū)動機身向無障礙物的方位移動，這樣，即可保證掃地機器人在工作時能清掃干凈，不留死角，又可避免機身被卡住，影響正常工作，同時還可避免機身被磕碰、損壞。
[0019]在一個實施例中，如圖2所示，脫困步驟包括:
步驟6，獲取CMOS模塊4采集到的圖像幀；
步驟7，識別圖像，根據(jù)識別出的圖像中的物體位置，得到機身的運動軌跡；
步驟8，主電機開啟最大速度，沿機身的運動軌跡移動；
步驟9，判斷預(yù)設(shè)時間后，是否產(chǎn)生位移，且位移達(dá)到預(yù)設(shè)值，若是，則機身恢復(fù)正常速度，返回步驟2，若否，則掃地機器人停止工作;在收到啟動的觸發(fā)信號時，啟動聲光報警。
[0020]該實施例中，當(dāng)掃地機器人被困時，有兩種情況，第一種是可以機身被卡，可能自動脫困；第二種是機身落入相對較深的凹部，掃地機器人通過自身無法脫困。針對這兩種情況，該實施例中通過識別CMOS模塊4采集到的圖像幀，得到機身的運動軌跡，主電機以最大速度驅(qū)動機身沿與之前運動軌跡相反的方向移動，一般來說，根據(jù)運動軌跡即可脫困，但是遇到上述第二種情況時，掃地機器人無法脫困。此時在預(yù)設(shè)時間后檢測位移判斷機身是否脫困，例如，在Imin后，若主電機開啟最大速度，此時機身必然產(chǎn)生相對較長的位移，根據(jù)主電機的最大速度結(jié)合運動軌跡得到位移數(shù)據(jù)，因在脫困時可能會花費少許時間，位移的預(yù)設(shè)值可選擇計算的位移數(shù)據(jù)的一半，若達(dá)到預(yù)設(shè)值，則認(rèn)定機身已脫困，恢復(fù)正常速度，掃地機器人正常工作。則未達(dá)到預(yù)設(shè)值，則掃地機器人遇到了上述第二種情形，機身無法自行脫困，需要人工解困，此時掃地機器人停止工作，進入待機狀態(tài)，在收到啟動的觸發(fā)信號，即開始掃地機器人工作的觸發(fā)信號時，進行聲光報警，以便用戶及時找到被困的掃地機器人。在一般家庭使用場合，第二種情形較為少見，一般情況下掃地機器人均可自行脫困，而無需麻煩用戶去尋找被困的掃地機器人。
[0021]在一個實施例中，如圖3所示，超聲波傳感器2和測距傳感器6均設(shè)置在機身I的側(cè)壁上，超聲波傳感器2和四個測距傳感器6上封裝有透明視窗。
[0022]該實施例中，為了更好地發(fā)現(xiàn)機身四周的障礙物，本實施例中采用在機身側(cè)壁四周均勻設(shè)置四個超聲波傳感器，可以檢測四個方位的障礙物，更有利于判斷掃地機器人機身附近的障礙物情況。在發(fā)現(xiàn)障礙物后，為了進一步判斷機身距離障礙物的遠(yuǎn)近距離，通過在機身側(cè)壁四周均勻設(shè)置四個測距傳感器，可檢測機身距離四周障礙物的距離，判斷是否需要執(zhí)行下一步動作。
[0023]由于掃地機器人在工作時或在使用完畢放置時，機身比較容易出現(xiàn)磕碰情況，為了使得超聲波傳感器和測距傳感器更好地工作，降低傳感器被磕碰出現(xiàn)故障，因此將兩種傳感器均設(shè)置在機身側(cè)壁內(nèi)，并為了不影響傳感器的正常工作，在傳感器外的機身側(cè)壁上封裝透明視窗。
[0024]在一個實施例中，如圖3所示，CMOS模塊4設(shè)置在機身I的側(cè)壁上，CMOS模塊5外封裝有光學(xué)透鏡3。
[0025]該實施例中，將CMOS模塊設(shè)置在機身的側(cè)壁上用于圖像采集，在機身的側(cè)壁上更有利于采集機身四周的圖像數(shù)據(jù)，同時為了避免磕碰損壞CMOS模塊，本發(fā)明在CMOS模塊外的機身側(cè)壁上封裝光學(xué)透鏡。
[0026]在一個實施例中，如圖3所示，超聲波傳感器2和測距傳感器6在垂直方向上平行設(shè)置。
[0027]該實施例中，在超聲波傳感器檢測到某個方位有障礙物時，為了更好測距，將測距傳感器設(shè)置在超聲波傳感器的正上方或正下方，這樣得到的測距數(shù)據(jù)更加精確。
[0028]在一個實施例中，如圖3所示，CMOS模塊4四周均勻設(shè)置多個LED白光燈5。
[0029]該實施例中，目前白色LED發(fā)光效率已經(jīng)突破120LM/W，是白熾燈15LM/W的8倍，是熒光燈50LM/W的2倍多。LED的光譜中沒有紫外線和紅外線成分，所以不會發(fā)熱，不產(chǎn)生有害輻射。而且LED的光通量半衰期大于5萬小時，可以正常使用20年，器件壽命一般都在10萬小時以上，是熒光燈壽命的10倍，是白熾燈的100倍，所以基本不會損壞，這種燈具具有非常好的節(jié)能長壽命特性。該實施例中，在CMOS模塊四周設(shè)置多個LED白光燈，在掃地機器人工作時，自動檢測環(huán)境光對比度，當(dāng)環(huán)境光線過暗時會影響CMOS模塊采集到的圖像質(zhì)量，此時根據(jù)環(huán)境光線的亮度，控制需要開啟的LED白光燈的數(shù)量，開啟一部分或全部LED白光燈，以達(dá)到最佳的圖像采集質(zhì)量。
[0030]說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項】
1.一種掃地機器人被困檢測方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟I，在機身四周均勻設(shè)置四個超聲波傳感器和四個測距傳感器，所述超聲波傳感器用于檢測機身前、后、左、右四個方位的障礙物，所述測距傳感器用于機身與障礙物的距離檢測;在機身上設(shè)置CMOS模塊，用于采集圖像幀數(shù)據(jù)； 步驟2，檢測到啟動信號，掃地機器人開始工作； 步驟3，超聲波傳感器啟動，進行障礙物檢測，得到障礙物信息； 步驟4，前方是否有障礙物，若無障礙物，則執(zhí)行步驟2;若有障礙物，則依次檢測后、左、右三個方位是否有障礙物，若所述后、左、右三個方位均無障礙物，則執(zhí)行步驟2，若所述后、左、右三個方位中的至少一個方位有障礙物，則啟動測距傳感器，獲取機身與障礙物之間的距離； 步驟5，判斷障礙物與機身距離是否達(dá)到預(yù)設(shè)值，若未達(dá)到預(yù)設(shè)值，則啟動測距傳感器，重新獲取機身與障礙物之間的距離;若達(dá)到預(yù)設(shè)值，則主電機驅(qū)動機身向無障礙物的方位移動，若四個方位均有障礙物，則執(zhí)行脫困步驟。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種掃地機器人被困檢測方法，其特征在于:所述脫困步驟包括: 步驟6，獲取CMOS模塊采集到的圖像幀； 步驟7，識別圖像，根據(jù)識別出的圖像中的物體位置，得到機身的運動軌跡； 步驟8，主電機開啟最大速度，沿機身的運動軌跡移動； 步驟9，判斷預(yù)設(shè)時間后，是否產(chǎn)生位移，且位移達(dá)到預(yù)設(shè)值，若是，則機身恢復(fù)正常速度，返回步驟2，若否，則掃地機器人停止工作;在收到啟動的觸發(fā)信號時，啟動聲光報警。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種掃地機器人被困檢測方法，其特征在于:所述超聲波傳感器和測距傳感器均設(shè)置在機身的側(cè)壁上，所述超聲波傳感器和四個測距傳感器上封裝有透明視窗。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種掃地機器人被困檢測方法，其特征在于:所述CMOS模塊設(shè)置在機身的側(cè)壁上，所述CMOS模塊外封裝有光學(xué)透鏡。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種掃地機器人被困檢測方法，其特征在于:所述超聲波傳感器和測距傳感器在垂直方向上平行設(shè)置。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種掃地機器人被困檢測方法，其特征在于:所述CMOS模塊四周均勻設(shè)置多個LED白光燈。
【文檔編號】G01S15/02GK106093948SQ201610392003
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月3日 公開號201610392003.3, CN 106093948 A, CN 106093948A, CN 201610392003, CN-A-106093948, CN106093948 A, CN106093948A, CN201610392003, CN201610392003.3
【發(fā)明人】劉尚爭, 劉群坡, 王澤生, 楊旭, 朱清慧, 翟天嵩
【申請人】南陽中衡智能科技有限公司