一种机器人的工作模式切换方法、装置及机器人与流程

本发明属于智能机器人技术领域，尤其涉及一种机器人的工作模式切换方法、装置及机器人。

背景技术：

随着机器人技术的快速发展，用于窗户清洁、地板清洁的机器人逐渐融入社会生活中，在人们的日常起居中起到了不可或缺的作用。

然而，在实际使用过程中，窗户清洁机器人与地板清洁机器人的工作模式存在较大差异，如窗户清洁机器人处于水平状态行走时，路径混乱，甚至出现工作异常状态，从而导致两者不能复用，进而造成利用率低，不能给人们带来更多的便利。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了一种机器人的工作模式切换方法、装置及机器人，以解决现有的清洁类机器人不能复用，利用效率低的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种机器人的工作模式切换方法，包括：

在所述机器人启动后，控制所述机器人原地旋转；

获取所述机器人在旋转过程中的三轴角度值及变化规律并确定其当前位姿；

根据所述机器人的当前位姿切换至对应的工作模式。

本发明实施例的第二方面提供了一种机器人的工作模式切换装置，包括：

机器人旋转控制单元，用于在所述机器人启动后，控制所述机器人原地旋转；

当前位姿确定单元，用于获取所述机器人在旋转过程中的三轴角度值及变化规律并确定其当前位姿；

工作模式切换单元，用于根据所述机器人的当前位姿切换至对应的工作模式。

本发明实施例的第三方面提供了一种机器人，包括：

存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明实施例的第一方面提供的机器人的工作模式切换方法的步骤。

其中，所述计算机程序包括：

机器人旋转控制单元，用于在所述机器人启动后，控制所述机器人原地旋转；

当前位姿确定单元，用于获取所述机器人在旋转过程中的三轴角度值及变化规律并确定其当前位姿；

工作模式切换单元，用于根据所述机器人的当前位姿切换至对应的工作模式。

本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例的第一方面提供的机器人的工作模式切换方法的步骤。

其中，所述计算机程序包括：

机器人旋转控制单元，用于在所述机器人启动后，控制所述机器人原地旋转；

当前位姿确定单元，用于获取所述机器人在旋转过程中的三轴角度值及变化规律并确定其当前位姿；

工作模式切换单元，用于根据所述机器人的当前位姿切换至对应的工作模式。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：通过在机器人启动后，控制该机器人原地旋转，并获取该机器人在旋转过程中的三轴角度值及变化规律并确定其当前位姿，据该机器人的当前位姿切换至对应的工作模式，使得机器人能在不同的位姿下能够顺利地完成清洁工作，提高了机器人的复用率，使得其具有更高的利用价值，用户体验更好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种机器人的工作模式切换方法的实现流程图；

图2是本发明实施例提供一种控制机器人原地旋转的方法的实现流程图；

图3是本发明实施例提供的一种确定机器人的当前位姿的方法的具体实现流程图；

图4是本发明实施例提供的一种根据当前位姿切换至对应的工作模式的方法的具体实现流程图；

图5是本发明实施例提供的一种机器人的工作模式切换装置的示意图；

图6是本发明实施例提供的一种机器人的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、系统、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。请参考图1，图1示出了本发明实施例提供的一种机器人的工作模式切换方法的实现流程，详述如下：

在步骤s101中，在所述机器人启动后，控制所述机器人原地旋转。

在本发明实施例中，上述机器人为能够同时满足用户对擦窗、擦地和擦天花板的需求的机器人，使得用户不需要购买多种规格的机器人来满足日常生活中的清洁需求，通过复用式的机器人，降低了用户的购买成本，使得用户体验更好。

在这里，上述机器人内设置有气压泵、角度传感器，通过气压泵控制该机器人的气压仓内的气压值，使得其在不同位姿下能够正常工作；通过角度传感器比如陀螺仪，采集机器人在不同位姿下的角度值，以根据该角度值的变化规律确定机器人的当前位姿，从而切换到对应的工作模式，以触发气压泵控制机器人的气压仓内的气压值。

在这里，当机器人启动后，控制该机器人原地旋转一圈或者左右各旋转半圈，以便于采集该机器人旋转过程中的三轴角度值，从而根据该三轴角度值的变化规律确定该机器人的当前位姿。

这里所指的位姿包括水平位姿和非水平位姿，其中水平位姿包括第一水平位姿和第二水平位姿。这里所指的第一水平位姿为机器人放置在水平地面上时的自身姿态，第二水平位姿为机器人放置在天花板表面上时的自身姿态。非水平位姿为机器人放置在具有一定角度的平面上比如玻璃时的自身姿态。

可选的，在用户将机器人放置在水平地面、窗玻璃或者天花板并启动之后，可以通过设置于机器人之上的吸附按钮来启动气泵，以使得机器人能够吸附在窗玻璃或者天花板完成清洁工作。

可选的，请参考图2，图2示出了本发明实施例提供的一种控制机器人原地旋转的方法的具体实现流程，详述如下：

在步骤s201中，当检测到启动信号时，启动气压泵，并实时采集所述机器人的气压仓内的气压值。

在本发明实施例中，由于机器人处于未吸附状态时，其难以确定自身当前位姿是第一水平位姿、第二水平位姿还是非水平位姿。因此需要先启动气压泵并在确定该机器人处于完全吸附状态时，才启动机器人并控制其原地旋转以采集该机器人的三轴角度值，并根据该三轴角度值的变化规律来确定机器人的当前位姿。这里所指的三轴角度值包括俯仰角度ɑ、偏航角度β和翻滚角度γ。

在这里，当用户将机器人放在工作面比如地面、玻璃、天花板等时，并且按下设置于该机器人之上的启动按键时，该机器人会检测到启动信号，这时，先启动设置于机器人之内的气压泵，并实时采集该机器人的气压仓内的气压值，以根据该采集到的气压值与预设气压阈值的比较结果确定该机器人是否处于完全吸附状态。

在步骤s202中，将所述气压值与预设气压阈值进行比较。

在本发明实施例中，预设气压阈值为机器人处于完全吸附状态时的气压值，当然，该预设气压阈值也可以是大于机器人处于完全吸附状态时的任意一个气压值。

在步骤s203中，根据比较结果确定所述机器人是否处于完全吸附状态。

在本发明实施例中，比较结果包括第一比较结果和第二比较结果，其中：

第一比较结果为采集到的气压值大于或等于预设气压阈值；

第二比较结果为采集到的气压值小于预设气压阈值。

在这里，当上述比较结果为第一比较结果时，可以确定机器人处于完全吸附状态，这时，可以进入步骤s204，启动该机器人并控制其原地旋转。

当上述比较结果为第二比较结果时，可以确定该机器人未处于完全吸附状态，这时，气压泵继续工作，往该机器人的气压仓内增加气压，使得气压仓内的气压逐渐增大直到气压仓内的气压值大于或等于预设气压阈值。

在步骤s204中，当所述机器人处于完全吸附状态时，启动所述机器人并控制其原地旋转。

在本发明实施例中，当机器人处于完全吸附状态后，启动该机器人，并控制该机器人原地旋转以采集其在旋转过程中的多个三轴角度值，再根据该多个三轴角度值的变化规律确定机器人的当前位姿。

在步骤s102中，获取所述机器人在旋转过程中的三轴角度值及变化规律并确定其当前位姿。

可选的，请参考图3，图3示出了本发明实施例提供的一种确定机器人的当前位姿的方法的具体实现流程，详述如下：

在步骤s301中，在所述机器人旋转过程中，按照预设周期获取所述机器人的三轴角度值。

在本发明实施例中，三轴角度值包括俯仰角度ɑ、偏航角度β和翻滚角度γ。角度传感器按照一定的频率对机器人的三轴角度进行采集，这时预设周期可以为角度传感器的采集的频率的倒数，或者大于角度传感器的采集的频率的倒数，方便在该预设周期内能够获取到一次机器人的三轴角度值。

在步骤s302中，将n组三轴角度值中的俯仰角度ɑ、偏航角度β和翻滚角度γ逐一进行比较，得到所述三轴角度值的变化规律，所述n为大于1的正整数。

在本发明实施例中，机器人在不同位姿下，其三轴角度值的变化规律是不同的，比如：

当机器人的当前位姿为第一水平位姿时，其三轴角度值的变化规律如下：

机器人在旋转过程中，俯仰角度ɑ和翻滚角度γ都在0°左右波动(-5°～5°)，偏航角度β在0°～180°之间变化。优选的，俯仰角度ɑ和翻滚角度γ都在0°左右波动(-5°～5°)，即可认为机器人的当前位姿为第一水平位姿。

当机器人的当前位姿为第二水平位姿时，其三轴角度值的变化规律如下：

机器人在旋转过程中，俯仰角度ɑ和/或翻滚角度γ的值在90°～180°之间，且左右波动范围在5°内(-5°～5°)，偏航角度β在0°～180°之间变化。

当机器人的当前位姿为非水平位姿时，其三轴角度值的变化规律如下

机器人在旋转过程中，当俯仰角度ɑ和/或翻滚角度γ的值在15°～90°之间，且左右波动范围在5°内(-5°～5°)，偏航角度β在0°～180°之间变化。

在这里，通过将n组三轴角度值中的俯仰角度ɑ、偏航角度β和翻滚角度γ逐一进行比较，可以得到机器人在旋转过程中的三轴角度值的变化规律。

在步骤s303中，根据所述变化规律，查找与所述变化规律相匹配的机器人位姿信息。

在本发明实施例中，预先设定了不同的变化规律对应不同的位姿，通过机器人在旋转过程中的三轴角度值的变化规律，可以查找到与该变化规律相匹配的机器人位姿信息，这里所指的机器人位姿信息为不同位姿对应的三轴角度值的变化规律的关联信息，比如：

当机器人的当前位姿为第一水平位姿时，其三轴角度值的变化规律如下：

机器人在旋转过程中，俯仰角度ɑ和翻滚角度γ都在0°左右波动(-5°～5°)，偏航角度β在0°～180°之间变化。优选的，俯仰角度ɑ和翻滚角度γ都在0°左右波动(-5°～5°)，即可认为机器人的当前位姿为第一水平位姿。

当机器人的当前位姿为第二水平位姿时，其三轴角度值的变化规律如下：

机器人在旋转过程中，俯仰角度ɑ和/或翻滚角度γ的值在90°～180°之间，且左右波动范围在5°内(-5°～5°)，偏航角度β在0°～180°之间变化。

当机器人的当前位姿为非水平位姿时，其三轴角度值的变化规律如下

机器人在旋转过程中，当俯仰角度ɑ和/或翻滚角度γ的值在15°～90°之间，且左右波动范围在5°内(-5°～5°)，偏航角度β在0°～180°之间变化。

在步骤s304中，根据所述机器人位姿信息，确定所述机器人的当前位姿。

在本发明实施例中，根据所查找到的机器人位姿信息，可以确定该机器人的当前位姿是为第一水平位姿、第二水平位姿还是非水平位姿。

在步骤s103中，根据所述机器人的当前位姿切换至对应的工作模式。

可选的，请参考图4，图4示出了本发明实施例提供的一种根据当前位姿切换至对应的工作模式的方法的具体实现流程，详述如下：

在步骤s401中，根据所述机器人的当前位姿，查找与所述当前位姿对应的工作模式。

在步骤s402中，判断所述机器人的当前工作模式是否为所述当前位姿对应的工作模式。

在步骤s403中，当所述机器人的当前工作模式不为所述当前位姿对应的工作模式时，将所述机器人的当前工作模式切换至所述当前位姿对应的工作模式。

在本发明实施例中，第一水平位姿对应的工作模式为水平工作模式比如擦地工作模式，第二水平位姿对应的工作模式为第二水平工作模式比如擦天花板工作模式，非水平位姿对应的工作模式为非水平工作模式比如擦窗工作模式。

在确定机器人的当前位姿后，可以查找到对应的工作模式，如果机器人当前的工作模式与所查找到的工作模式不相同，则将机器人当前的工作模式切换至所查找到当前位姿对应的工作模式，否则，不执行任何操作。

可选的，将所述机器人的当前工作模式切换至所述当前位姿对应的工作模式具体包括：

当所述机器人的当前位姿为第一水平位姿时，将所述机器人的当前工作模式切换至第一水平工作模式，并调节所述机器人的气压仓内的气压值使得所述机器人停止吸附；

当所述机器人的当前位姿为第二水平位姿时，将所述机器人的当前工作模式切换至第二水平工作模式，并调节所述机器人的气压仓内的气压值使得所述机器人能够吸附在天花面板上；

当所述机器人的当前位姿为非水平位姿时，将所述机器人的当前工作模式切换至非水平工作模式，根据由所述三轴角度值计算得到的坡度值，按正比例关系调节所述机器人的气压仓内的气压值使得所述机器人保持吸附状态。

可以理解的是，当所述机器人的当前位姿为第一水平位姿时，可以通过降低气压泵的功率或者停止气压泵以调节所述机器人的气压仓内的气压值，使得机器人停止吸附从而能够在第一水平面上正常工作。

当所述机器人的当前位姿为第二水平位姿时，可以通过增大气压泵的功率或者增大气压泵的吸力以调节所述机器人的气压仓内的气压值，使得机器人能够吸附在第二水平面上正常工作。

当所述机器人的当前位姿为非水平位姿时，可以根据由所述三轴角度值计算得到的坡度值，按正比例关系调节所述机器人的气压仓内的气压值使得所述机器人能够吸附在非水平面上正常工作。

在本发明实施例中，通过在机器人启动后，控制该机器人原地旋转，并获取该机器人在旋转过程中的三轴角度值及变化规律并确定其当前位姿，据该机器人的当前位姿切换至对应的工作模式，使得机器人能在不同的位姿下能够顺利地完成清洁工作，提高了机器人的复用率，使得其具有更高的利用价值，用户体验更好。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑控制，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

对应于上文实施例所述的一种机器人的工作模式切换方法，图5示出了本发明实施例提供的一种机器人的工作模式切换装置的示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

参照图5，该装置包括：

机器人旋转控制单元51，用于在所述机器人启动后，控制所述机器人原地旋转；

当前位姿确定单元52，用于获取所述机器人在旋转过程中的三轴角度值及变化规律并确定其当前位姿；

工作模式切换单元53，用于根据所述机器人的当前位姿切换至对应的工作模式。

可选的，所述机器人旋转控制单元51包括：

气压值采集子单元，用于当检测到启动信号时，启动气压泵，并实时采集所述机器人的气压仓内的气压值；

气压值比较子单元，用于将所述气压值与预设气压阈值进行比较；

吸附状态确定子单元，用于根据比较结果确定所述机器人是否处于完全吸附状态；

机器人旋转控制子单元，用于在所述机器人处于完全吸附状态时，启动所述机器人并控制其原地旋转。

可选的，所述当前位姿确定单元52包括：

三轴角度值获取子单元，用于在所述机器人旋转过程中，按照预设周期获取所述机器人的三轴角度值，所述三轴角度值包括俯仰角度ɑ、偏航角度β和翻滚角度γ；

三轴角度值比较子单元，用于将n组三轴角度值中的俯仰角度ɑ、偏航角度β和翻滚角度γ逐一进行比较，得到所述三轴角度值的变化规律，所述n为大于1的正整数；

机器人位姿信息查找子单元，用于根据所述变化规律，查找与所述变化规律相匹配的机器人位姿信息；

当前位姿确定子单元，用于根据所述机器人位姿信息，确定所述机器人的当前位姿。

在本发明实施例中，通过在机器人启动后，控制该机器人原地旋转，并获取该机器人在旋转过程中的三轴角度值及变化规律并确定其当前位姿，据该机器人的当前位姿切换至对应的工作模式，使得机器人能在不同的位姿下能够顺利地完成清洁工作，提高了机器人的复用率，使得其具有更高的利用价值，用户体验更好

图6是本发明一实施例提供的一种机器人的示意图。如图6所示，该实施例的机器人6包括：处理器60、存储器61以及存储在所述存储器61中并可在所述处理器60上运行的计算机程序62。所述处理器60执行所述计算机程序62时实现上述各个机器人的工作模式切换方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤101至103。或者，所述处理器60执行所述计算机程序62时实现上述各系统实施例中各单元的功能，例如图5所示模块51至53的功能。

示例性的，所述计算机程序62可以被分割成一个或多个单元，所述一个或者多个单元被存储在所述存储器61中，并由所述处理器60执行，以完成本发明。所述一个或多个单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序62在所述机器人6中的执行过程。例如，所述计算机程序62可以被分割成机器人旋转控制单元51、当前位姿确定单元52、工作模式切换单元53，各单元具体功能如下：

机器人旋转控制单元51，用于在所述机器人启动后，控制所述机器人原地旋转；

当前位姿确定单元52，用于获取所述机器人在旋转过程中的三轴角度值及变化规律并确定其当前位姿；

工作模式切换单元53，用于根据所述机器人的当前位姿切换至对应的工作模式。

可选的，所述机器人旋转控制单元51包括：

气压值采集子单元，用于当检测到启动信号时，启动气压泵，并实时采集所述机器人的气压仓内的气压值；

气压值比较子单元，用于将所述气压值与预设气压阈值进行比较；

吸附状态确定子单元，用于根据比较结果确定所述机器人是否处于完全吸附状态；

机器人旋转控制子单元，用于在所述机器人处于完全吸附状态时，启动所述机器人并控制其原地旋转。

可选的，所述当前位姿确定单元52包括：

三轴角度值获取子单元，用于在所述机器人旋转过程中，按照预设周期获取所述机器人的三轴角度值，所述三轴角度值包括俯仰角度ɑ、偏航角度β和翻滚角度γ；

三轴角度值比较子单元，用于将n组三轴角度值中的俯仰角度ɑ、偏航角度β和翻滚角度γ逐一进行比较，得到所述三轴角度值的变化规律，所述n为大于1的正整数；

机器人位姿信息查找子单元，用于根据所述变化规律，查找与所述变化规律相匹配的机器人位姿信息；

当前位姿确定子单元，用于根据所述机器人位姿信息，确定所述机器人的当前位姿。

所述机器人6可包括，但不仅限于，处理器60、存储器61。本领域技术人员可以理解，图6仅仅是机器人6的示例，并不构成对机器人6的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器60可以是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器61可以是所述机器人6的内部存储单元，例如机器人6的硬盘或内存。所述存储器61也可以是所述机器人6的外部存储设备，例如所述机器人6上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard,smc)，安全数字(securedigital,sd)卡，闪存卡(flashcard)等。进一步地，所述存储器61还可以既包括所述机器人6的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器61用于存储所述计算机程序以及所述终端所需的其他程序和数据。所述存储器61还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述系统的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的系统/机器人和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统/机器人实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，系统或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为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单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或系统、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；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精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。