扫地机器人的制作方法

本实用新型属于智能家居技术领域，尤其涉及一种扫地机器人。

背景技术：

扫地机器人，又称自动打扫机、智能吸尘、机器人吸尘器等，是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作。一般采用刷扫和真空方式，将地面杂物先吸纳进入自身的垃圾收纳盒，从而完成地面清理的功能。一般来说，将完成清扫、吸尘、擦地工作的机器人，也统一归为扫地机器人。

现有扫地机器人通过机身上设置的传感器获取信息感知环境，从而实现扫地机器人的定位导航。但是目前扫地机器人上设置的传感器无法为机器人避障导航提供足够的信息，导致扫地机器人在障碍物躲避问题处理上存在盲区，对于扫地机高度内出现的障碍物不能够完全被检测到。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种扫地机器人，以解决现有扫地机器人上设置的传感器无法为机器人避障导航提供足够的信息，导致扫地机器人在障碍物躲避问题处理上存在盲区的问题。

本实用新型实施例的第一方面，提供了一种扫地机器人，包括扫地机机身、视觉传感器单元、激光雷达单元和控制单元，所述视觉传感器单元、所述激光雷达单元和所述控制单元分别设置在所述扫地机机身上，所述扫地机机身、所述视觉传感器单元和所述激光雷达单元分别与所述控制单元连接，所述视觉传感器单元获取所述扫地机机身前进方向上的第一环境信息，所述激光雷达单元获取所述扫地机机身360度方向的第二环境信息，所述控制单元根据所述第一环境信息控制所述扫地机机身进行避障，所述控制单元根据所述第二环境信息控制所述扫地机机身进行建图定位。

此外，在一个具体示例中，所述的扫地机器人，还包括沿墙传感器、碰撞传感器和防跌落传感器，所述沿墙传感器、所述碰撞传感器和所述防跌落传感器分别设置在所述扫地机机身上，所述沿墙传感器、所述碰撞传感器和所述防跌落传感器分别与所述控制单元连接，所述沿墙传感器、所述碰撞传感器和所述防跌落传感器获取所述扫地机机身前进方向上的第三环境信息，所述控制单元根据所述第一环境信息、所述第二环境信息和所述第三环境信息控制所述扫地机机身进行建图定位以及避障。

此外，在一个具体示例中，若所述视觉传感器单元包括一个视觉传感器，则所述视觉传感器设置在所述扫地机机身运动正前方轴线上；若所述视觉传感器单元包括多个视觉传感器，则各个视觉传感器以所述扫地机机身运动正前方轴线成轴对称分布。

此外，在一个具体示例中，所述视觉传感器单元中各个视觉传感器的视野中心线与水平面在预设范围内上下倾斜。

此外，在一个具体示例中，所述视觉传感器单元中的视觉传感器为单目、双目、飞行时间(Time of Flight，TOF)原理制成的深度或红绿蓝深度(Red Green Blue Depth，RGBD)摄像头。

此外，在一个具体示例中，所述的扫地机器人，还包括信息传输单元，所述信息传输单元包括图像获取模块和通信模块，所述图像获取模块和所述通信模块分别设置在所述扫地机机身上，所述图像获取模块和所述通信模块分别与所述控制单元连接，所述图像获取模块获取所述扫地机机身前进方向上的环境图像，所述控制单元通过所述通信模块将所述环境图像发送至预设终端。

此外，在一个具体示例中，所述的扫地机器人，还包括语音播放器，所述语音播放器设置在所述扫地机机身上，所述语音播放器连接所述控制单元，所述控制单元接收语音播放指令，根据所述语音播放指令控制所述语音播放器播放预设语音。

此外，在一个具体示例中，所述的扫地机器人，还包括供电电源和供电接口，所述供电电源和供电接口分别设置在所述扫地机机身上，所述供电电源分别为所述扫地机机身、所述视觉传感器单元、所述激光雷达单元和所述控制单元供电，所述供电接口外接电源，给所述供电电源充电。

此外，在一个具体示例中，所述的扫地机器人，还包括控制按键和指示单元，所述控制按键和指示单元分别设置在所述扫地机机身上，所述控制按键包括开始按键、停止按键、暂停按键、加速按键和减速按键，所述指示单元包括第一指示灯、第二指示灯、第三指示灯、第四指示灯和第五指示灯；

所述控制单元根据所述开始按键开启时发送的第一信号控制所述扫地机机身、所述视觉传感器单元和所述激光雷达单元开始工作，并根据所述第一信号点亮所述第一指示灯；所述控制单元根据所述停止按键开启时发送的第二信号控制所述扫地机机身、所述视觉传感器单元和所述激光雷达单元停止工作，并根据所述第二信号点亮所述第二指示灯；所述控制单元根据所述暂停按键开启时发送的第三信号控制所述扫地机机身、所述视觉传感器单元和所述激光雷达单元暂停工作，并根据所述第三信号点亮所述第三指示灯；所述控制单元根据所述加速按键开启时发送的第四信号控制所述扫地机机身按照预设加速速度运行，并根据所述第四信号点亮所述第四指示灯；所述控制单元根据所述减速按键开启时发送的第五信号控制所述扫地机机身按照预设减速速度运行，并根据所述第五信号点亮所述第五指示灯。

此外，在一个具体示例中，所述的扫地机器人，还包括扫地机外壳，所述扫地机机身、所述视觉传感器单元、所述激光雷达单元和所述控制单元均设置在所述扫地机外壳内

本实用新型实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本实用新型实施例在传统智能扫地机机身上设置视觉传感器单元和激光雷达单元，视觉传感器单元获得机器人前进方向上的第一环境信息，激光雷达单元获取所述扫地机机身360度方向的第二环境信息，控制单元根据第一环境信息和第二环境信息对扫地机机身进行建图定位和避障，减少扫地机器人运动控制中的信息盲区，解决现有扫地机器人上设置的传感器无法为机器人避障导航提供足够的信息，导致扫地机器人在障碍物躲避问题处理上存在盲区的问题，使得扫地机器人在运动过程中对障碍物的感知能力大幅提升，大量减少碰撞与被困的情况，并使得机器人绕行障碍物更为流畅，满足实际应用需要。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例一提供的扫地机器人的俯视结构示意图；

图2是本实用新型实施例二提供的扫地机器人的俯视结构示意图。

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，以便透彻理解本实用新型实施例。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实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一

图1中示出本实用新型实施例一提供的扫地机器人的俯视结构示意图。

如图1所示，在该实施例中，该扫地机器人包括：扫地机机身101、视觉传感器单元102、激光雷达单元103和控制单元104，所述视觉传感器单元102、所述激光雷达单元103和所述控制单元104分别设置在所述扫地机机身101上，所述扫地机机身101、所述视觉传感器单元102和所述激光雷达单元103分别与所述控制单元104连接，所述视觉传感器单元102获取所述扫地机机身101前进方向上的第一环境信息，所述激光雷达单元103获取所述扫地机机身360度方向的第二环境信息，所述控制单元104根据所述第一环境信息控制所述扫地机机身101进行避障，所述控制单元104根据所述第二环境信息控制所述扫地机机身101进行建图定位。

这里，视觉传感器单元102中可以包括一个或多个视觉传感器，激光雷达单元103中包括一个或多个激光雷达，具体视觉传感器地个数和激光雷达的个数可以根据实际情况设置。视觉传感器接收信号的方向朝着扫地机机身侧壁安装，视觉传感器是可以获得深度信息的。

视觉传感器单元102获取扫地机机身101前进方向上的第一环境信息，激光雷达单元103获取扫地机机身101周围360度方向上的第二环境信息，控制单元104根据上述环境信息判断扫地机机身101前进方向上是否有障碍物，控制扫地机机身101进行避障导航。

具体地，控制单元104可以接收远程终端发送的指令，根据该指令实现对扫地机机身101、视觉传感器单元102和激光雷达单元103的远程控制，例如启动指令，根据该启动指令启动扫地机机身101、视觉传感器单元102和激光雷达单元103。

上述扫地机器人还可以包括报警单元，该报警单元设置扫地机机身101上，报警单元连接控制单元104，控制单元104在根据上述环境信息判断有障碍物时，可以控制报警单元报警，进行相应提示。

上述扫地机器人还可以包括定位单元，该定位单元设置扫地机机身101上，定位单元连接控制单元104，控制单元104将定位单元获取的位置信息发送至预设终端，方便相关人员及时了解扫地机器人的位置，其中，预设终端可以根据实际情况设置，例如设置为用户手机。

上述扫地机器人还可以外接设备的接口，该接口用于连接外部设备，具体接口类型可以根据实际需要设置，满足多种应用场景需要。

从以上描述可知，本实用新型实施例的扫地机器人，解决现有扫地机器人上设置的传感器无法为机器人避障导航提供足够的信息，导致扫地机器人在障碍物躲避问题处理上存在盲区的问题，使得扫地机器人在运动过程中对障碍物的感知能力大幅提升，大量减少碰撞与被困的情况，并使得机器人绕行障碍物更为流畅，满足实际应用需要。

此外，在一个具体示例中，所述的扫地机器人，还包括沿墙传感器、碰撞传感器和防跌落传感器，所述沿墙传感器、所述碰撞传感器和所述防跌落传感器分别设置在所述扫地机机身101上，所述沿墙传感器、所述碰撞传感器和所述防跌落传感器分别与所述控制单元104连接，所述沿墙传感器、所述碰撞传感器和所述防跌落传感器获取所述扫地机机身101前进方向上的第三环境信息，所述控制单元104根据所述第一环境信息、所述第二环境信息和所述第三环境信息控制所述扫地机机身101进行建图定位以及避障。

这里，扫地机机身101上设有多种传感器，可以对扫地机器人前方信息进行全面获取，减少扫地机器人运动控制中的信息盲区，为机器人避障导航提供足够的信息。

此外，在一个具体示例中，若所述视觉传感器单元102包括一个视觉传感器，则所述视觉传感器设置在所述扫地机机身运动正前方轴线上；若所述视觉传感器单元102包括多个视觉传感器，则各个视觉传感器以所述扫地机机身运动正前方轴线成轴对称分布。

此外，在一个具体示例中，所述视觉传感器单元102中各个视觉传感器的视野中心线与水平面在预设范围内上下倾斜。

具体地，从俯视方向看，视觉传感器视野中心(朝向)在扫地机器人运动正前方轴线上，如果有多个则以轴线成轴对称分布，以保证最佳的水平广度视野。视觉传感器应在扫地机器人正前方的侧面安装，从侧视方向看，视觉传感器的视野中心线可以与水平面平行或略微上下倾斜，以保证视野尽可能落在所需观测位置。

由于视觉传感器是安装在侧面的正前方，且观测视角高度较低，因此对使用者的隐私保护具有益处。

此外，在一个具体示例中，所述视觉传感器单元102中的视觉传感器为单目、双目、TOF原理制成的深度或RGBD摄像头，具体视觉传感器单元102中的视觉传感器类型可以根据实际需要设置，满足多种应用需要。

此外，在一个具体示例中，上述扫地机器人，还包括信息传输单元，所述信息传输单元包括图像获取模块和通信模块，所述图像获取模块和所述通信模块分别设置在所述扫地机机身101上，所述图像获取模块和所述通信模块分别与所述控制单元104连接，所述图像获取模块获取所述扫地机机身101前进方向上的环境图像，所述控制单元104通过所述通信模块将所述环境图像发送至预设终端。

这里，预设终端可以根据实际需要设置，例如用户手机，用户可以通过手机向控制单元104发送控制指令，控制单元104对控制指令进行执行，利用图像获取模块对扫地机机身101前进方向上的环境图像进行获取，然后控制单元104通过通信模块将图像信息发送至用户手机上，便于用户及时了解机器人所处环境信息，可以达到防盗的效果，满足人们的日常需求。

此外，在一个具体示例中，上述的扫地机器人，还包括语音播放器，所述语音播放器设置在所述扫地机机身上101，所述语音播放器连接所述控制单元104，所述控制单元104接收语音播放指令，根据所述语音播放指令控制所述语音播放器播放预设语音。

这里，预设语音可以根据实际需要设置，例如设置为音乐，可以使扫地机器人工作时播放音乐，实现较好的娱乐功能。控制单元104可以接收预设终端发送的语音播放指令，根据该语音播放指令控制语音播放器播放预设语音，预设终端可以根据实际情况设置，适合应用。

此外，在一个具体示例中，上述的扫地机器人，还包括供电电源和供电接口，所述供电电源和供电接口分别设置在所述扫地机机身101上，所述供电电源分别为所述扫地机机身101、所述视觉传感器单元102、所述激光雷达单元103和所述控制单元104供电，所述供电接口外接电源，给所述供电电源充电。

这里，供电电源为可充电电源，分别为各个设备单元供电，在电量不足时，可以通过供电接口外接电源充电，节能环保，满足实际应用需要。

此外，在一个具体示例中，所述的扫地机器人，还包括控制按键和指示单元，所述控制按键和指示单元分别设置在所述扫地机机身101上，所述控制按键包括开始按键、停止按键、暂停按键、加速按键和减速按键，所述指示单元包括第一指示灯、第二指示灯、第三指示灯、第四指示灯和第五指示灯；

所述控制单元104根据所述开始按键开启时发送的第一信号控制所述扫地机机身101、所述视觉传感器单元102和所述激光雷达单元103开始工作，并根据所述第一信号点亮所述第一指示灯；所述控制单元104根据所述停止按键开启时发送的第二信号控制所述扫地机机身101、所述视觉传感器单元102和所述激光雷达单元103停止工作，并根据所述第二信号点亮所述第二指示灯；所述控制单元104根据所述暂停按键开启时发送的第三信号控制所述扫地机机身101、所述视觉传感器单元102和所述激光雷达单元103暂停工作，并根据所述第三信号点亮所述第三指示灯；所述控制单元104根据所述加速按键开启时发送的第四信号控制所述扫地机机身101按照预设加速速度运行，并根据所述第四信号点亮所述第四指示灯；所述控制单元104根据所述减速按键开启时发送的第五信号控制所述扫地机机身101按照预设减速速度运行，并根据所述第五信号点亮所述第五指示灯。

这里，控制单元104接收开始按键、停止按键、暂停按键、加速按键或减速按键触发后生成的信号，某个按键被按下后，对应的功能就会响应，同时相应的灯亮起，提示在使用某功能。具体地控制按键中案件的种类和指示单元中指示灯的个数可以根据实际需要设置。

此外，在一个具体示例中，上述的扫地机器人，还包括扫地机外壳，所述扫地机机身101、所述视觉传感器单元102、所述激光雷达单元103和所述控制单元104均设置在所述扫地机外壳内。

这里，扫地机机身101、视觉传感器单元102、激光雷达单元103和控制单元104的全部结构包含在扫地机外壳轮廓内，减少损坏，扫地机外壳起到保护作用，适合应用。其中，视觉传感器102应与扫地机外壳略微内缩，既保证可靠安装和避免碰撞损坏，同时减少视觉传感器视锥前端视野不够的问题。

实施例二

为了更好地理解上述设备，以下详细阐述一个本实用新型扫地机器人的应用实例。

如图2所示，在本实施例中，扫地机器人可以包括：扫地机机身101、视觉传感器单元102、激光雷达单元103、控制单元104、沿墙传感器105、碰撞传感器106、防跌落传感器107、信息传输单元108、语音播放器109、供电电源110、供电接口111、控制按键112和指示单元113。

所述视觉传感器单元102、所述激光雷达单元103、所述控制单元104、所述沿墙传感器105、所述碰撞传感器106和所述防跌落传感器107分别设置在所述扫地机机身101上，所述信息传输单元108包括图像获取模块1081和通信模块1082，所述图像获取模块1081和所述通信模块1082分别设置在所述扫地机机身101上。所述语音播放器109、所述供电电源110和供电接口111、所述控制按键112和指示单元113分别设置在所述扫地机机身101上。

所述扫地机机身101、所述视觉传感器单元102和所述激光雷达单元103、所述沿墙传感器105、所述碰撞传感器106和所述防跌落传感器107分别与所述控制单元104连接，所述视觉传感器单元102获取所述扫地机机身101前进方向上的第一环境信息，所述激光雷达单元103获取所述扫地机机身360度方向的第二环境信息，所述沿墙传感器105、所述碰撞传感器106和所述防跌落传感器107获取所述扫地机机身101前进方向上的第三环境信息，所述控制单元104根据所述第一环境信息、所述第二环境信息和所述第三环境信息控制所述扫地机机身101进行建图定位以及避障。所述图像获取模块1081和所述通信模块1082分别与所述控制单元104连接，所述图像获取模块1081获取所述扫地机机身101前进方向上的环境图像，所述控制单元104通过所述通信模块1082将所述环境图像发送至预设终端。所述语音播放器109连接所述控制单元104，所述控制单元104接收语音播放指令，根据所述语音播放指令控制所述语音播放器109播放预设语音。所述供电电源110分别为所述扫地机机身101、所述视觉传感器单元102、所述激光雷达单元103、所述控制单元104、沿墙传感器105、碰撞传感器106、防跌落传感器107、信息传输单元108、语音播放器109、控制按键112和指示单元113供电，所述供电接口111外接电源，给所述供电电源110充电。

所述控制按键112包括开始按键1121、停止按键1122、暂停按键1123、加速按键1124和减速按键1125，所述指示单元113包括第一指示灯1131、第二指示灯1132、第三指示灯1133、第四指示灯1134和第五指示灯1135。所述控制单元104根据所述开始按键1121开启时发送的第一信号控制所述扫地机机身101、所述视觉传感器单元102和所述激光雷达单元103开始工作，并根据所述第一信号点亮所述第一指示灯1131；所述控制单元104根据所述停止按键1122开启时发送的第二信号控制所述扫地机机身101、所述视觉传感器单元102和所述激光雷达单元103停止工作，并根据所述第二信号点亮所述第二指示灯1132；所述控制单元104根据所述暂停按键1123开启时发送的第三信号控制所述扫地机机身101、所述视觉传感器单元102和所述激光雷达单元103暂停工作，并根据所述第三信号点亮所述第三指示灯1133；所述控制单元104根据所述加速按键1124开启时发送的第四信号控制所述扫地机机身101按照预设加速速度运行，并根据所述第四信号点亮所述第四指示灯1134；所述控制单元104根据所述减速按键1125开启时发送的第五信号控制所述扫地机机身101按照预设减速速度运行，并根据所述第五信号点亮所述第五指示灯1135。

其中，若所述视觉传感器单元102包括一个视觉传感器，则所述视觉传感器设置在所述扫地机机身运动正前方轴线上；若所述视觉传感器单元102包括多个视觉传感器，则各个视觉传感器以所述扫地机机身运动正前方轴线成轴对称分布。所述视觉传感器单元102中各个视觉传感器的视野中心线可以与水平面平行或略微上下倾斜，以保证视野尽可能落在所需观测位置。所述视觉传感器单元102中的视觉传感器为单目、双目、TOF原理制成的深度或RGBD摄像头。

上述的扫地机器人，还包括扫地机外壳，所述扫地机机身101、所述视觉传感器单元102、所述激光雷达单元103、所述控制单元104、沿墙传感器105、碰撞传感器106、防跌落传感器107、信息传输单元108、语音播放器109和供电电源110均设置在所述扫地机外壳内，供电接口111、控制按键112和指示单元113分别设置在所述扫地机外壳上。

从以上描述可知，本实施例在扫地机机身上设置视觉传感器单元、激光雷达单元、沿墙传感器、碰撞传感器和防跌落传感器，获得机器人前进方向上的环境信息，减少扫地机器人运动控制中的信息盲区，控制单元根据该环境信息指导机器人运动，解决现有扫地机器人上设置的传感器无法为机器人避障导航提供足够的信息，导致扫地机器人在障碍物躲避问题处理上存在盲区的问题，使得扫地机器人在运动过程中对障碍物的感知能力大幅提升，大量减少碰撞与被困的情况，并使得机器人绕行障碍物更为流畅，满足实际应用需要。

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，即将所述装置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。上述实施例中模块的具体工作过程，可以参考前述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模块，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实用新型的范围。

在本实用新型所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，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，装置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，在本实用新型各个实施例中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。

以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。