一种机器人的运动控制方法及其计算设备与流程

文档序号:15979539发布日期:2018-11-17 00:09

本发明涉及智能机器人领域,尤其涉及一种机器人的运动控制方法及其计算设备。



背景技术:

随着人们生活水平的提高,近些年来各类家用服务型电子产品呈井喷式涌现,比如扫地机器人、智能音箱、电视盒子等等。目前服务型电子产品在完善基本功能的同时,更多地加入了人工智能技术,使产品的操作越发简便、且能够更加高效的完成基本任务。传统扫地机器人绝大部分采用了随机移动来进行清扫任务,这种清扫方法不仅效率低下而且清扫效果也并不理想。目前少数几款智能扫地机器人可以通过智能传感器构建出室内平面地图进行清扫,该方法极大的提升了清扫的覆盖率和效率,但仍然具有如下问题:由于清扫覆盖率极高,扫地机器人容易卡在电线、窗帘等柔性物品上。扫地机器人清扫时进行全自动全屋子清扫,但无法控制其清扫某一特定的区域。



技术实现要素:

本发明的一个目的是提供一种机器人的运动控制方法及其计算设备,以解决控制机器人在指定区域进行清洁工作的问题。

本发明提供一种机器人的运动控制方法,包括:

在机器人的平面作业地图内设置活动区域和运动禁区;

实时监控所述机器人的位置信息;

根据所述位置信息控制所述机器人在所述活动区域内执行清洁程序;

根据所述位置信息禁止所述机器人进入所述运动禁区;当所述机器人位于所述运动禁区内时,将所述运动禁区的虚拟墙设为失效并控制所述机器人移动出所述运动禁区。

进一步,本发明所述的运动控制方法,还包括:

设置与所述活动区域相对应的清洁次数;

控制所述机器人按照所述清洁次数在所述活动区域内执行所述清洁程序;

当所述机器人执行一次所述清洁程序后,减去一次所述清洁次数直至所述清洁次数为零时,停止执行所述清洁程序。

进一步,本发明所述的运动控制方法,所述活动区域为至少两个;

所述方法还包括:

判断得到距离当前的所述位置信息最近的所述活动区域;

根据所述位置信息控制所述机器人移动至最近的所述活动区域内执行所述清洁程序。

进一步,本发明所述的运动控制方法,还包括:

以所述活动区域的中心点作为所述机器人执行所述清洁程序的第一起始位置;

根据所述位置信息控制所述机器人移动至所述第一起始位置后,开始执行所述清洁程序。

进一步,本发明所述的运动控制方法,还包括:

在所述活动区域内设置第二起始位置;

当所述机器人检测到所述第一起始位置有障碍物时,根据所述位置信息控制所述机器人在所述活动区域内按照自内而外半径逐渐增大的方式螺旋运动,以搜索所述第二起始位置;

如果根据所述位置信息判断所述机器人移动至所述第二起始位置,则控制所述机器人在所述第二起始位置开始执行所述清洁程序;

如果根据所述位置信息判断所述机器人在所述活动区域内未搜索到所述第二起始位置,则控制所述机器人移动至下一个所述活动区域执行所述清洁程序。

进一步,本发明所述的运动控制方法,还包括:

当所述机器人移动至所述第一起始位置时,控制所述机器人沿所述活动区域的边缘移动,并执行边缘测定程序;

以所述边缘测定程序测定的边缘更新所述活动区域的原有边缘。

进一步,本发明所述的运动控制方法,还包括:

沿所述运动禁区的边缘设置虚拟墙;

当根据所述位置信息判断所述机器人移动至所述虚拟墙时,控制所述机器人沿与所述运动禁区相反的方向移动。

进一步,本发明所述的运动控制方法,还包括:

根据所述位置信息判断所述机器人是否位于所述运动禁区内;

当所述机器人未位于所述运动禁区内时,控制所述机器人移动至所述活动区域内执行清洁程序;

当所述机器人位于所述运动禁区内时,将所述运动禁区的虚拟墙设为失效并控制所述机器人移动出所述运动禁区;当所述机器人移动出所述运动禁区后,将所述虚拟墙设为生效。

本发明还提供一种计算机可读存储介质,其中,包括指令,所述指令可被处理单元根据本发明所述的机器人的运动控制方法进行执行。

本发明又提供一种计算设备,其中,所述计算设备可根据本发明所述的机器人的运动控制方法执行指令。

本发明提供的一种机器人的运动控制方法及其计算设备,通过设置活动区域和运动禁区,控制机器人在指定的活动区域内进行清洁作业,同时可以将窗帘、电线等物品的放置区域设为运动禁区,避免机器人进入运动禁区而卡在物品上,同时也避免扫地机器人发生触电危险。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:

图1为本发明实施例的机器人的运动控制方法的流程示意图;

图2为本发明实施例的机器人的运动控制装置的结构示意图;

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

图1为本发明实施例的机器人的运动控制方法的流程示意图,如图1所示,本发明实施例的机器人的运动控制方法,包括:

步骤S101,在机器人的平面作业地图内设置活动区域和运动禁区;

步骤S102,实时监控所述机器人的位置信息;

步骤S103,根据所述位置信息控制所述机器人在所述活动区域内执行清洁程序;

步骤S104,根据所述位置信息禁止所述机器人进入所述运动禁区。

其中,机器人指扫地机器人、拖地机器人、扫拖一体机等用于清洁作业的智能机器人。平面作业地图即机器人存储的用于划定清洁作业区域的室内地图,例如机器人通过自动扫描得到的家庭室内地图、写字楼室内地图等。机器人通过激光或红外传感器探测周围环境,或者沿室内墙壁边缘移动,通过对结构探测或运动轨迹分析得到平面作业地图。用户可以通过终端获取到平面作业地图,并通过拖拽区域的方式在平面作业地图内划定出活动区域和运动禁区。例如对于窗帘、电线等物品的放置区域,将其设为运动禁区,机器人在去程、回程以及清扫过程中都无法进入,避免扫地机器人进入碰触窗帘而卡住或碰触电线而导致漏电。对于灰尘或垃圾产生较多的地方,将其设为活动区域,以指定重点清洁区域,控制机器人对活动区域进行更为重点和细致的清理。用户可以设置多个任意的活动区域,即活动区域的数量、形状和方向均通过用户自定义设置,可以任意变化。机器人可以通过激光传感器、红外传感器等扫描周边环境的墙壁,通过探测到的墙壁与平面作业地图的比较匹配以及距离墙壁的距离等信息,计算得到机器人在平面作业地图内的位置信息。机器人可以根据该位置信息在室内的平面作业地图内确定自己的位置,进而可以进入在平面作业地图上划定的活动区域进行清洁活动或者避免进入运动禁区。清洁程序是预设于机器人内部的程序,控制机器人根据设定或计算得到的运动路径在活动区域内进行清理。运动路径可以选择“S”形路线,或者,自外向内或自内向外的螺旋形路线,运动路径需覆盖活动区域,以保证机器人的清洁活动能覆盖整个活动区域。

在本发明一个实施例中,本发明所述的运动控制方法,还包括:

设置与所述活动区域相对应的清洁次数;

控制所述机器人按照所述清洁次数在所述活动区域内执行所述清洁程序;

当所述机器人执行一次所述清洁程序后,减去一次所述清洁次数直至所述清洁次数为零时,停止执行所述清洁程序。

其中,用户可以设置多个活动区域,并为每个活动区域设置其清洁次数。对于灰尘或垃圾产生较多的区域,设置清洁次数较多。对于较为干净、不容易产生垃圾、灰尘的地方,设置清洁次数较少。能够合理安排扫地机器人的清洁策略,不需要对平面作业地图的所有区域都以同样的强度进行清洁,对易脏区域进行重点清洁,以提升清洁效率和效果。

在本发明一个实施例中,本发明所述的运动控制方法,还包括:

机器人向终端发送位置信息、开始清洁程序的信息和结束清洁程序的信息;

终端根据位置信息、开始清洁程序的信息和结束清洁程序的信息生成机器人清洁运动轨迹;

终端显示清扫区域和运动禁区,并在清扫区域内显示机器人清洁运动轨迹,以监控机器人的清洁活动。

其中,当机器人正在执行清洁程序时,终端根据开始清洁程序的信息和位置信息生成机器人清洁运动轨迹。清扫区域包括:机器人正在进行清洁程序所位于的当前的活动区域和机器人已经完成清洁程序的历史的活动区域。

终端可以将平面作业地图以及用户设置的活动区域和运动禁区通过自动同步的方式发送至云端服务器,便于下次使用机器人时,终端一键调用平面作业地图及其内部的活动区域和运动禁区。

在本发明一个实施例中,本发明所述的运动控制方法,所述活动区域为至少两个;

所述方法还包括:

判断得到距离当前的所述位置信息最近的所述活动区域;

根据所述位置信息控制所述机器人移动至最近的所述活动区域内执行所述清洁程序。

其中,当设置的活动区域有多个的情况下,机器人优先选择距离自己最近的活动区域进行清洁作业。

在本发明一个实施例中,本发明所述的运动控制方法,还包括:

以所述活动区域的中心点作为所述机器人执行所述清洁程序的第一起始位置;

根据所述位置信息控制所述机器人移动至所述第一起始位置后,开始执行所述清洁程序。

其中,一般在活动区域的中心位置设置机器人清洁作业的起始位置,机器人优先到达活动区域中心,可避免碰到活动区域周围摆设的家具或墙壁等,可提高机器人的移动效率。机器人碰到家具或墙壁后,会重新规划运动路径,如果活动区域较小,机器人会多次碰到周围的物品,耗费时间。可在平面作业地图内建立二维平面坐标系,此时机器人的位置信息就是其位置坐标,而第一起始位置也是在平面作业地图内标定的坐标,当这两个坐标相等时,判定机器人移动至第一起始位置。

在本发明一个实施例中,本发明所述的运动控制方法,还包括:

在所述活动区域内设置第二起始位置;

当所述机器人检测到所述第一起始位置有障碍物时,根据所述位置信息控制所述机器人在所述活动区域内按照自内而外半径逐渐增大的方式螺旋运动,以搜索所述第二起始位置;

如果根据所述位置信息判断所述机器人移动至所述第二起始位置,则控制所述机器人在所述第二起始位置开始执行所述清洁程序;

如果根据所述位置信息判断所述机器人在所述活动区域内未搜索到所述第二起始位置,则控制所述机器人移动至下一个所述活动区域执行所述清洁程序。

其中,第一起始位置可能有临时摆放的物品,机器人无法到达第一起始位置,从而影响机器人启动清洁作业。可以设置一个或多个第二起始位置,在第一起始位置被障碍物占用的情况下,机器人自动探测第二起始位置,以启动清洁作业。由于机器人首先会向活动区域中心的第一起始位置移动,即使第一起始位置有障碍物,机器人也会位于活动区域中心附近,此时机器人采取从中心开始自内而外半径逐渐增大的方式探索活动区域,以寻找第二起始位置。机器人可采取圆形螺旋状或方形“回”字状运动路径进行探索。当机器人的位置坐标与第二起始位置的坐标相等时,判定机器人移动至第二起始位置。在此过程中,如果机器人探测到前方路径存在障碍物,则绕开障碍物继续按照探索运动路径移动。如果机器人在活动区域内未搜索到第二起始位置,有可能第二起始位置也被障碍物占用,说明活动区域内摆放物品较多,不适宜进行清洁作业,机器人移动至下一个活动区域进行清洁作业。当设定第一起始位置后,可自动在第一起始位置周围预设范围内设定第二起始位置,以便于机器人从第二起始位置启动清洁作业

在本发明一个实施例中,本发明所述的运动控制方法,还包括:

当所述机器人移动至所述第一起始位置时,控制所述机器人沿所述活动区域的边缘移动,并执行边缘测定程序;

以所述边缘测定程序测定的边缘更新所述活动区域的原有边缘。

其中,用户划定的活动区域有可能并未与墙壁紧密贴合,此时需要机器人启动边缘测定程序,对墙壁边缘进行探测,以准确得到真实的待清洁区域。机器人移动至第一起始位置后,可启动边缘测定程序,命令机器人移动至活动区域边缘,机器人在活动区域边缘的预设范围内进行贴边运动,即紧贴墙壁等障碍物运动,边缘测定程序记录机器人的运动路径并根据运动路径与墙壁的距离计算得到活动区域的边缘坐标,并以该坐标替换活动区域原有的错误坐标,以准确划定清扫区域的真实边沿。

在本发明一个实施例中,本发明所述的运动控制方法,还包括:

沿所述运动禁区的边缘设置虚拟墙;

当根据所述位置信息判断所述机器人移动至虚拟墙时,控制所述机器人沿与所述运动禁区相反的方向移动。

其中,虚拟墙是一组坐标,以划定运动禁区的边缘,当机器人移动至虚拟墙的坐标周围时,控制机器人沿朝向运动禁区以外的其他方向移动,以避免机器人进入运动禁区。

在本发明一个实施例中,本发明所述的运动控制方法,还包括:

根据所述位置信息判断所述机器人是否位于所述运动禁区内;

当所述机器人未位于所述运动禁区内时,控制所述机器人移动至所述活动区域内执行清洁程序;

当所述机器人位于所述运动禁区内时,将所述运动禁区的虚拟墙设为失效并控制所述机器人移动出所述运动禁区;当所述机器人移动出所述运动禁区后,将所述虚拟墙设为生效。

其中,原则上机器人不能进入运动禁区,但如果机器人由于特殊原因进入运动禁区,例如被人为放置于运动禁区内,由于虚拟墙的作用,机器人无法自动移动出运动禁区。此时需使虚拟墙失效,使机器人移动出运动禁区,然后设置虚拟墙生效,避免机器人再次进入运动禁区。机器人可以检测自身的位置坐标是否处于运动禁区的坐标范围内,以判断是否自身是否处于运动禁区内。当机器人没有位于运动禁区内时,机器人按照正常程序工作,例如前往最近的活动区域进行清洁作业。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,其中,包括指令,所述指令可被处理单元根据本发明图1所示的机器人的运动控制方法进行执行。

本发明实施例又提供一种计算设备,其中,所述计算设备可根据本发明图1所示的机器人的运动控制方法执行指令。

图2为本发明实施例的机器人的运动控制装置的结构示意图,如图2所示,本发明实施例的机器人的运动控制装置,包括:

区域设置模块21,用于在机器人的平面作业地图内设置活动区域和运动禁区;

位置监测模块22,用于实时监控所述机器人的位置信息;

清洁作业模块23,用于根据所述位置信息控制所述机器人在所述活动区域内执行清洁程序;

运动禁止模块24,用于根据所述位置信息禁止所述机器人进入所述运动禁区。

图2所示的运动控制装置为图1所示的运动控制方法的实现装置,具体原理参考图1所示的运动控制方法,此处不再赘述。

显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

需要注意的是,本发明可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施,例如,可采用专用集成电路(ASIC)、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一个实施例中,本发明的软件程序可以通过处理器执行以实现上文所述步骤或功能。同样地,本发明的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中,例如,RAM存储器,磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外,本发明的一些步骤或功能可采用硬件来实现,例如,作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。

另外,本发明的一部分可被应用为计算机程序产品,例如计算机程序指令,当其被计算机执行时,通过该计算机的操作,可以调用或提供根据本发明的方法和/或技术方案。而调用本发明的方法的程序指令,可能被存储在固定的或可移动的记录介质中,和/或通过广播或其他信号承载媒体中的数据流而被传输,和/或被存储在根据所述程序指令运行的计算机设备的工作存储器中。在此,根据本发明的一个实施例包括一个装置,该装置包括用于存储计算机程序指令的存储器和用于执行程序指令的处理器,其中,当该计算机程序指令被该处理器执行时,触发该装置运行基于前述根据本发明的多个实施例的方法和/或技术方案。

对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外,显然“包括”一词不排除其他单元或步骤,单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一,第二等词语用来表示名称,而并不表示任何特定的顺序。

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