具有地板类型检测的移动地面清扫机器人的制作方法
【专利摘要】清扫机器人可以使用地面类型检测技术作为触发器用于自主地改变各种地面清扫特性。在一些示例中，机器人的控制器电路被配置成作为来自所述运动传感器的信号的函数确定地面类型，所述信号表示由所述机器人越过地面间断所引起的俯仰的变化。在一些示例中，控制器电路被配置成基于对应于机器人的清扫头组件的功率消耗信号，确定地面类型。
【专利说明】
具有地板类型检测的移动地面清扫机器人
技术领域
[0001]本发明涉及自主的地板清扫机器人。
【背景技术】
[0002]通常，机器人是一种由计算机或电子程序引导执行任务的机电机器。在没有人机交互的情况下，执行诸如地板清扫的家务功能的自主机器人现在是容易获得的消费产品。许多清扫机器人有能力进行“清扫任务”，机器人横穿并且同时清扫(例如，真空吸尘)所处环境的地板表面。可以由移动清扫机器人完成的清扫任务的长度通常受到电池充电的制约。
【发明内容】
[0003]在本发明的一个方面中，一种清扫机器人包括:底盘；驱动器，其连接至底盘并且配置成驱动机器人越过地板表面；清扫头组件，其联接至底盘并且当机器人由驱动器操纵时，被定位成接合地板表面；运动传感器，其响应于俯仰的变化，运动传感器由底盘承载；以及控制器电路，其与清扫头组件和运动传感器通信，控制器电路配置成确定与机器人的清扫特性相关联的地面类型并且配置成作为来自所述运动传感器的信号的函数改变机器人的清扫特性，所述信号表示由所述机器人越过地面间断所引起的俯仰的变化清扫。
[0004]在一些实施方式中，清扫头组件包括机动滚轮，其平行于所述地板表面可旋转地安装并且配置成使用期间接触和搅动地板表面。在一些实施方式中，机动滚轮包括前滚轮，并且清扫头还包括后滚轮，其平行于地板表面可旋转地安装并且与前滚轮间隔开一小的细长间隙。
[0005]在实施方式中，前滚轮和后滚轮中的至少一个是顺应的弹性滚轮，其展现沿其圆柱体外部分布的V形叶片图案，并且至少后滚轮的叶片沿滚轮的长度与地板表面接触，使得在旋转期间滚轮经历所施加的一致的摩擦力。
[0006]在一些实施方式中，控制器电路还被配置成:基于来自运动传感器的反馈，检测底盘的俯仰变化、该俯仰变化由越过地面间断的机器人引起；检测清扫头组件运行中的变化；并且在检测俯仰变化的预定时间内响应于检测清扫头组件的运行中的变化，识别地板表面的地面类型的变化。在一些实施方式中，控制器电路被配置成检测清扫头组件的运行中的变化，作为对清扫头的机动滚轮的旋转的抵抗力的变化。在一些应用中，控制器电路被配置成检测阻止滚轮旋转的变化，如由驱动滚轮的电机产生的功率的变化。在一些实施方式中，控制器电路被配置成监测作为电机电流、电池电压和电机速度中一个或多个的函数的电机功率。
[0007]在一些实施方式中，清扫机器人还包括由底盘承载的清扫箱，以及位于清扫箱内以提供将碎肩牵引至清扫箱中的抽吸力的电机驱动风扇，并且改变机器人的清扫特性包括改变抽吸力。在一些实施方式中，改变抽吸力包括响应于通过从硬地板表面到软地板表面越过地面不连续的变化的控制器电路的识别、增加抽吸力。在一些实施方式中，改变抽吸力包括响应于通过从软地板表面到硬地板表面越过地面间断的变化的控制器电路的识别，减小抽吸力。
[0008]在一些实施方式中，运动传感器是六轴惯性测量单元，并且包括三轴陀螺仪和三轴加速计中的至少一个。
[0009]在一些实施方式中，控制器电路被配置成通过确定地板表面种类的变化来识别越过地面间断的地面类型的改变。在一些实施方式中，控制器电路被配置成基于表示清扫头组件操作的信号来确定地板表面的种类。在一些应用中，控制器电路被配置成通过基于多个预定范围区分信号来确定地板表面的种类。在一些应用中，控制器电路被配置成基于概率分类器模型来确定地板表面的种类。在一些实施方式中，控制器电路被配置成响应于由越过地面间断的机器人引起的俯仰变化的检测来改变概率分类器模型。在一些实施方式中，改变概率分类器模型包括增加地面类型变化的概率。在一些实施方式中，改变概率分类器模型包括重置当前的地面类型。在一些实施方式中，概率分类器模型包括贝叶斯过滤器。在一些实施方式中，控制器被配置成当机器人由驱动器以弧的形式驱动时，暂停地板表面的重新分类。
[0010]在本发明的另一方面中，一种清扫机器人包括:底盘；驱动器，其连接至底盘并配置成驱动机器人越过地板表面；清扫头组件，其联接至底盘并且在机器人由驱动器操纵时，被定位成接合地板表面；以及控制器电路，其与清扫头组件通信。控制器电路被配置成:基于对应于清扫头组件的功率消耗信号，确定地板表面初始的的原始种类；识别地板表面种类的变化；并响应于识别从地板表面初始的的原始种类的地板表面变化，调整机器人的清扫特性。识别地板表面种类的变化包括集成来自数个所监测的输入的数据，输入包括下述中的至少一个:清扫头状态信号；运动信号，以及惯性测量单元(MU)信号。
[0011]在一些实施方式中，识别地板表面种类的变化包括:基于运动信号，确定机器人沿地板表面上的弯曲路径转动；以及响应于确定机器人转动，保持清扫特性处在当前状态。
[0012]在一些实施方式中，识别地板表面种类的变化包括:基于运动信号，确定机器人在地板表面上原地旋转；以及响应于确定机器人旋转并且不移动越过地板表面交界，保持清扫特性处在当前状态。在一些实施方式中，识别地板表面种类的变化包括:基于运动信号，确定机器人的转动半径；并且改变与转动半径的大小成比例的清扫特性。
[0013]在一些实施方式中，机器人还包括由底盘承载的清扫箱，以及位于清扫箱中以提供将碎肩牵引至清扫箱的抽吸力的电机驱动风扇，并调整机器人的清扫特性包括调整抽吸力。
[0014]在一些实施方式中，集成来自数个监测输入的数据包括:基于每个所述输入，计算出所述功率消耗信号的变化与所述地板表面的种类的变化相对应的概率。在一些实施方式中，基于运动信号计算概率包括计算机器人执行原地转动和弧形的转动中的至少一个的概率。在一些实施方式中，基于清扫头状态信号计算概率包括计算驱动清扫头组件的电机已经停转的概率。在一些实施方式中，基于MU信号计算概率包括计算机器人越过地面间断的概率。
[0015]在一些实施方式中，确定地板表面初始的原始种类包括:基于储存在控制器的计算机存储器中的经验数据，确定最可能地板种类。在一些实施方式中，确定最可能的地板种类包括基于储存在计算机存储器中的数个概率密度函数，计算在预定地面类型种类的组的范围上的后验概率分布。
[0016]在一些实施方式中，清扫头组件包括机动滚轮，其平行于地板表面可旋转地安装并且配置成在使用期间接触和搅动地板表面。在一些实施方式中，机动滚轮包括前滚轮，并且清扫头还包括后滚轮，其平行于地板表面可旋转地安装并且与前滚轮间隔开一小的细长间隙。
[0017]在实施方式中，前滚轮和后滚轮中的至少一个是适应的弹性滚轮，其展现沿其圆柱体外部分布的V形叶片图案，并且至少后滚轮的叶片沿滚轮的长度与地板表面接触，使得在旋转期间滚轮体验所施加的一致的摩擦力。
[0018]本发明的一个或多个实施方式的细节阐述于所附附图和下文的描述中。从描述和附图，以及权利要求中，本发明的其它特征、目的、以及优点将是显而易见的。
【附图说明】
[0019]图1A是移动地面清扫机器人的透视图。
[0020]图1B是图1A的机器人的仰视图。
[0021]图2A是包括清扫头组件和清扫箱的一部分移动地面清扫机器人的剖面侧视图。
[0022]图2B是清扫机器人的清扫箱的透视图。
[0023]图3是示出用于操作移动地面清扫机器人的一示例控制结构的图表。
[0024]图4是示出清扫各种类型的地板表面时，随着时间的推移，滚轮电机功率消耗的曲线图。
[0025]图5是示出用于识别地板表面类型的一示例协议的功能图表。
[0026]图6是示出根据图5的图表，用于识别地板表面类型的一组预定概率函数的曲线图。
[0027]图7A是示出基于所检测的地板类型的变化，操作移动清扫机器人的第一方法的流程图。
[0028]图7B是示出基于所检测的地板类型的变化，操作移动清扫机器人的第二方法的流程图。
[0029]图8是示出基于所检测的地板类型的变化，操作移动清扫机器人的第三方法的流程图。
[0030]图9A和图9B是执行显示与移动清扫机器人的操作相关的信息的软件应用程序的移动设备的平面图。
【具体实施方式】
[0031]本发明涉及机器人系统，特别是移动清扫机器人。下面所描述的清扫机器人使用地板类型检测技术作为用于自主地改变各种地面清扫特性的触发器。例如，机器人可被配置成基于清扫元件或者机器人的其它元件与地板表面之间的摩擦的变化来检测地板类型的变化，机器人在地板表面上行驶并且同时清扫。低摩擦表面(例如，像硬木或光滑瓷砖的固体表面)需要较少的真空抽吸，并且与由地板表面与清扫元件之间的较高感应的摩擦表示的需要较多真空抽吸(例如，像有纹理的石料或高绒毛地毯的有纹理或易弯曲表面)的表面相比，低摩擦表面会从不同的清扫特性中受益。基于对于各种地板类型所感应的电阻，机器人优化的清扫效果(例如，增加或减少真空风扇的功率)。在一些示例中，基于对应于电机的功率消耗的信号，机器人被配置成确定机器人与地板表面之间相互作用的摩擦性质，清扫期间，电机驱动与表面接触的旋转清扫滚轮。来自电机的相对高的功率消耗可以表示高摩擦，反之亦然。
[0032]在一些示例中，当地面清扫机器人检测到从硬地板表面到软地板表面的变化时，它自动增加其真空抽吸以保持一致的清扫效果。在相反的情况下一一检测到从软地板表面到硬地板表面的变化一一地面清扫机器人可以自动地降低其真空抽吸以优化任务的持续时间并且改善声音反射表面上的用户体验。通过选择性地增加/减少产生真空的功率，机器人可以延长电池寿命，从而在充电时间之间执行较长的清扫任务并且减小固体地板表面上的不必要的风扇电机分贝的音量。参照由附图示出的实施方式，其它的示例和优点将在下文中提供。
[0033]图1A-图2B示出了一示例移动地面清扫机器人100，其可被设计为自主地横穿并清扫地板表面。机器人100包括主底盘102，用于承载和支撑下述各种功能机器人部件(例如，清扫元件、传感器、控制器，等等)。可拆卸的盖104越过底盘102的平顶延伸，以在使用期间保护机器人免受固体物体和无意间滴在或洒在机器人顶部的液体的损坏。
[0034]机器人100可以在向前和相反的驱动方向上移动，因此，机壳102具有相应的前端和后端102a、102b。缓冲器106安装在前端102a并且面向向前的驱动方向。在识别家具和其它障碍物时(例如，经由飞行成像传感器、摄像头传感器、声纳、接近传感器，或其它ODOA传感器的时期)，机器人100可以减缓其步骤并且用缓冲器106轻轻地、逐渐地接触障碍物，随后，选择性地变化方向以避免在墙壁跟踪路线中沿障碍物的外表面和/或边缘进一步与障碍物接触。在一些实施方式中，机器人100可用定向在运动的方向上的后端102b在相反的方向上导航，例如，在逃脱、反弹，以及避开障碍物行为期间，其中，机器人100在反面驱动。
[0035]清扫头组件108位于联接至底盘102的中间部分的滚轮壳体109中。清扫头组件108安装在可附接至底盘102的清扫头框架107 (参见图2A)中。清扫头框架107将滚轮壳体109联接至底盘102。在一些实施方案中，当机器人100横穿地板表面的场所时，滚轮壳体109由允许滚轮壳体在框架内移动或“浮动”的连杆机构连接至清扫头框架107。因此，在操作期间，承载清扫头组件108的滚轮壳体109垂直地运动，例如，以容纳地面的间断，同时保持地板表面上的清扫头的一致的航行高度。2012/0317744号美国公开(通过引用将其整体并入本文)描述了四杆连杆作为合适的机构，以支持滚轮壳体109在清扫头框架107内，从而在机器人真空操作期间允许滚轮壳体相对于框架移动用于垂直调整，而不需枢转的方式，该方式将引起滚轮壳体失去其相对于地板的平行位置。
[0036]清扫头组件108包括平行于地板表面并彼此分开一小的细长间隙的可旋转安装的前滚轮110和后滚轮112。前滚轮110和后滚轮112被设计成使用期间接触并搅动地板表面。在该示例中，每个滚轮110、112是适应的弹性滚轮，其展现沿其圆柱体外部分布的V形叶片图案，并且至少后滚轮的叶片沿滚轮的长度与地板表面接触并且在旋转期间经历所施加的一致的摩擦力，其不存在具有柔韧刷毛的刷子。然而，也可以考虑其它合适的配置。例如，在一些实施方式中，前滚轮和后滚轮中的至少一个可包括用于搅动地板表面的刷毛和/或细长柔韧薄片。
[0037]每个前滚轮110和后滚轮112可旋转地由滚轮电机113(参见图2A)驱动以从地板表面动态提升(或“提取”)搅动的碎肩。置于清扫箱116朝向底盘102的后端102b的真空源114(参见图2B)包括电机驱动风扇(未示出)，该风扇将空气向上拔起通过滚轮110、112之间的间隙115(参见图2A)，以提供有助于从地板提取碎肩滚轮的抽吸力。穿过滚轮间隙115的空气和碎肩被发送通过高压间117(参见图2A)，该高压间引导至清扫箱116的内部。从真空源114耗尽的空气定向的通过排气口 118。在一些实施方式中，排气口 118包括向上成角度的一系列的平行板条，以便引导气流远离地板。当机器人100执行清扫程序时，该设计防止排出的空气沿地面吹动灰尘和其它碎肩。清扫箱116可通过弹簧加载释放机构120从底盘102移除.
[0038]沿着底盘102的侧壁安装的，在向前的驱动方向上，靠近前端102a和滚轮110、112的前面的是关于垂直于地板表面的轴线可旋转的电机驱动侧刷122。该侧刷122延伸超出机器人100的主体，并允许机器人100产生更宽的覆盖面积用于沿地板表面清扫。特别是，侧刷122可以从机器人100的区域外侧将碎肩轻弹到位于清扫头组件中央的路径中。
[0039]沿底盘102的任一侧安装的，包围滚轮壳体109的纵向轴线的是独立驱动轮124a、124b，该驱动轮移动机器人100并且提供两个与地板表面接触的点。底盘102的前端102a包括非驱动、多方向脚轮126，该脚轮提供用于机器人100的另外的支撑作为与地板表面接触的第三点。
[0040]控制器电路128(示意性地描绘)由底盘102承载。在一些示例中，控制器电路128包括印刷电路板(PCB)，该印刷电路板承载若干电子部件和计算部件(例如，计算机存储器和计算机处理芯片、输入/输出组件等)，并且在底盘平顶下面的内部隔室中附接至底盘102。在一些实施方式中，控制器电路128包括微控制器的分布网，每个微处理器配置成管理机器人100的各子系统。控制器电路128被配置(例如，适当地设计和编程)成管理机器人100的各种其它部件(例如，滚轮110、112，侧刷122，和/或驱动轮124a、124b)。作为一示例，控制器电路128提供命令以操作驱动轮124a、124b —致地操纵机器人100前进或后退。作为另一示例，控制器电路128可以发出命令在向前的方向上操作驱动轮124a并且在向后的方向上操作驱动轮124b以执行顺时针转动。类似地，控制器电路128可以提供命令以开始或停止的旋转滚轮110、112或侧刷122的操作。例如，如果滚轮110、112变得缠绕，控制器电路128可以发出命令以减活化或倒转滚轮110、112。在一些实施方式中，控制器电路128被设计为执行合适的基于行为机器人技术方案以发出使机器人100以自主的方式来导航和清扫地板表面的命令。参照图3中所示的控制结构，控制器电路128在下文中更详细地描述。控制器电路128以及机器人100的其它部件由置于清扫头组件108的向前的底座102上的电池系统130来供电。
[0041]响应于从关于机器人100分布并且通信地联接至控制器电路128的数个传感器接收的反馈，控制器电路128执行基于行为机器人技术方案。例如，在本示例中，接近传感器131的阵列(在图1A中示意性地描绘)沿包括前端缓冲器106的机器人100的外围安装。接近传感器131响应于潜在障碍物的存在，当机器人100在向前的驱动方向上移动时，潜在障碍物可能出现在机器人100的前面或旁边。机器人100还包括沿底盘102的底部安装的悬崖传感器132的阵列。当机器人100在驱动方向上移动(例如，向前、向后、转动等)时，该悬崖传感器132被设计成检测潜在悬崖或地面下跌。更具体地，悬崖传感器132响应于由边缘或地板表面的悬崖(例如，楼梯的下降边缘)表示的地板特征的突然变化。在本示例中，机器人100还包括与保护罩104的基本透明的窗口 135对齐的视觉传感器134。在实施方式中，例如，使用VSLAM技术，视觉传感器134是以具有定向在机器人的向前的驱动方向上的观察光学轴线场的数字摄像头的形式，用于检测特征和在操作环境中的地标并且构建虚拟地图。
[0042]在实施方式中，信标通信模块136被安装在底盘102的前端102a并且通信地联接至控制器电路128。在一些实施方式中，信标通信模块是可操作的以发送信号至远程设备和从远程设备接收信号。例如，信标通信模块136可以检测从导航或虚拟壁信标的发射器射出的导航信号或者从对接站的发射器射出的归航信号。对接、限制、总部，和归航技术在7196487和7188000号美国专利、20050156562号美国专利申请公开和20140100693号美国专利申请公开(其全部内容通过引用并入本文)中讨论。在本示例中，机器人100还包括无线通信模块137。如在美国专利公开2014/0207282(其全部内容通过引用并入本文)中所描述的，无线通信模块137 (示意性地描绘)便于描述在合适的无线网络(例如，无线局域网络)范围的机器人100的状况信息与一个或多个移动设备(例如，在图9A和图9B中不出的移动设备900)的通信。
[0043]现在转至图3，控制器电路128通信地联接至机器人100的各种子系统，包括通信系统205、清扫系统210、驱动系统215，以及导航传感器系统220。控制器电路128包括存储器单元222，其保持由处理器224处理的数据和指令。处理器224接收程序指令和来自存储器单元222的反馈数据，执行由程序指令要求的逻辑运算，并产生命令信号，用于操作机器人100的各个子系统部件。输入/输出单元226发射命令信号并且从各个图示部件接收反馈。
[0044]在本示例中，通信系统205包括信标通信模块136和无线通信模块137，其中每一个的运行如上文所述。清扫系统210包括滚轮电机113、驱动侧刷122的侧刷电机154，以及在清扫箱116中给真空源114供电的抽吸风扇电机156。清扫系统210还包括多个电机传感器157，该电机传感器监测滚轮电机113、侧刷电机154，和抽吸风扇电机156的操作，以促进由控制器电路128的电机的闭环控制。在一些实施方式中，根据经由闭环脉宽调制(PWM)技术的特定的速度设定，滚轮电机113由控制器电路128(或合适的微控制器)来操作以驱动滚轮110、112，其中，来自监测表示滚轮电机113的旋转速度的信号的电机传感器157的反馈信号被接收。例如，该电动机传感器157可以以电机电流传感器的形式(例如，分流电阻器、电流传感变压器，和/或霍尔效应电流传感器)被提供。
[0045]该驱动系统215包括响应于来自控制器电路128的驱动命令或控制信号、用于操作各个驱动轮124a、124b的右驱动轮电机158和左驱动轮电机160，以及多个驱动电机传感器161以促进驱动轮的闭环控制(例如，经由如上所述的适当的PWM技术)。在一些实施方式中，分配至驱动系统215的微控制器被配置成解读具有x、y和Θ部件的驱动命令。控制器电路128可以将单独的控制信号发出至驱动轮电机158、160。在任何情况下，经由驱动轮电机158、160，该控制器电路128能够通过独立地控制每个驱动轮124a、124b的旋转速度和方向在越过清扫表面的任何方向上来操纵机器人100。
[0046]仍然参照图3，响应于从导航传感器系统220接收的信号，控制器电路128操作驱动系统215。例如，控制器电路128可以操作驱动系统215改变机器人100的方向，以避开处理地板表面时遇到的障碍物和干扰。在另一示例中，在使用期间，如果机器人100遇到困难或被缠住时，控制器电路128可根据一个或多个逃脱行为来操作驱动系统215。为了实现可靠的自主运动，导航传感器系统220可以包括若干不同类型的传感器，这些传感器可彼此结合使用以允许机器人100进行关于特定环境的智能决定。在本示例中，导航传感器系统220包括接近传感器131、悬崖传感器132，以及视觉传感器134，其中的每个均在上文中被描述。导航传感器系统220还包括响应于缓冲器106启动的触觉传感器162和惯性测量单元(IMU) 164。
[0047]IMU164部分地响应于机器人100相对于基本上垂直于地面的垂直轴线的位置的变化和在机器人100被定位在具有高度差的地板类型交界时的感应，这是潜在的归因于地板类型的变化。在一些示例中，頂U164是具有陀螺传感器的六轴頂U，陀螺传感器测量机器人100相对于垂直轴线的角速度。然而，其它合适的配置也可以考虑。例如，頂U164可以包括敏感于机器人100沿垂直轴线的线性加速度的加速计。在任何情况下，从頂U164的输出由控制器电路128接收并且处理(如参照图5在下文所描述的)，以检测地板表面的不连续，机器人100行驶越过该地板表面。在本发明的上下文中，术语“地面间断”和“门槛”涉及由机器人100横穿的地板表面的任何不规则性(例如，在地面类型的变化或地面交界处的高度的变化)，但是，这导致离散的垂直运动事件(例如，向上或向下的“撞击”)。垂直运动事件可以涉及在驱动系统的一部分(例如，驱动轮124a、124b中的一个)或底盘102，这取决于頂U164的配置和布置。地面门槛，或地面交界的检测可能促使控制器电路128预料地板类型的变化。例如，当机器人从高绒毛地毯(软地板表面)移动到瓷砖地面(硬地板表面)时，机器人100可以经历显著的向下的垂直撞击，并且在相反的情况下，经历向上的撞击。
[0048]多种其它类型的传感器，虽然未示出或结合所示的示例进行了描述，其在不偏离本发明的范围的情况下可以并入在导航传感器系统220(或任何其它子系统)中。这种传感器可以用作障碍物检测单元、障碍检测避障(ODOA)传感器、轮下降传感器、障碍物跟随传感器、失速传感器单元、驱动轮编码器单元、缓冲器传感器等。
[0049]基于机器人与地面之间的相互作用的摩擦性质，机器人100可配置成检测地板类型的变化。如上所述，根据通过闭环PWM技术的特定速度设置，滚轮电机113被操作以驱动滚轮110、112。该PffM由将交替的开启/关闭信号发送至滚轮电机13的控制器电路128来执行。术语“占空比”描述了“开启”时间与规则的间隔或时间的“期间”的比例，低占空比对应于低功率消耗，因为对于大部分时间电源是关闭的，反之亦然。滚轮110、112与地板表面之间的摩擦损耗可能使控制器电路128增加PffM的占空比以保持速度设定。因此，根据对应于滚轮电机113的功率消耗的信号，地板表面相互作用的摩擦性质可以确定。如图4的曲线图所示，高功率消耗表明高摩擦表面的相互作用，并且低功率消耗表明低摩擦表面的相互作用。在一些示例中，基于所测量的电池系统130的电压，所测量的滚轮电机113的电流，以及馈送至滚轮电机的PWM控制信号特性(例如，开关频率和占空比)，功率信号可以计算。例如，功率信号可被计算如根据以下公式:
[0050]电池电压X电机电流X (所测量的PffM/最大的PffM)
[0051]图4的曲线图400示出当机器人横穿不同类型的地板表面时，在5毫秒至25毫秒的速率(例如，约15采样率)时通过15000样品所观察得多个功率信号。应注意的是图4的功率的信号被绘制成具有标准偏差带的平均曲线。具有大约2000毫瓦的标准偏差的在大约11700毫瓦与9500毫瓦之间的平均值的功率信号402对应于一采样周期，其中机器人用清扫滚轮横穿产生相对较高摩擦的“软”表面。具有大约700毫瓦的标准偏差的在大约3500毫瓦与2000毫瓦之间的平均值的功率信号404对应于一采样周期，其中机器人用清扫滚轮横穿产生相对较低摩擦的“硬”表面。具有大约700毫瓦的标准偏差的大约1800毫瓦的平均值的功率信号406对应于一采样周期，其中滚轮110、112不与由机器人横穿的地板表面接触。由滚轮电机的功率消耗是异常低的，因为在地板表面没有摩擦损耗，这种状况被称为“不足状况。”当清扫滚轮在该不足状况一致地操作时，可能它们已被磨损或损坏。相反地，由滚轮电机的功率消耗非常高(例如，在本示例中高于12000毫瓦)的情况被称为“过度状况。”对于延长的时间段，当清扫滚轮在该过度状况操作时，可能它们已经被缠住或被阻塞，当控制器试图在所创建的速度设定操作滚轮电机时，引起了功率消耗。
[0052]在一些示例中，基于储存在存储单元222中的预定功率信号范围，控制器电路128在不同类型的地板表面(例如，软与硬表面)和滚轮状况(例如，过度状况与不足状况)之间区分。基于历史测试数据，信号分类的该方法可能涉及运用参数估计技术以选择预定功率信号范围。基于预定范围的地板类型检测可以由控制器电路128用非常简单的判定算法(例如，二元判定树)来执行。然而，如图4的示例性曲线图所示，滚轮电机113的功率信号是固有的噪声，并且有越过不同的操作状况(例如，硬地面、软地面，不足状况和过度状况)所观察到的信号范围之间显著的重叠，这引入了大量的不确定的信号分类处理。噪声可能来自许多源，其包括电机中的电刷、齿轮箱中的机械滞后、地板上的纹理、制造公差、PWM控制算法等。重过滤可用于处理原始功率信号，但在响应时间中可以引入高延迟。这些延迟将影响传感器的空间分辨率，(例如，可以由地面类型分类的地面的最小长度)。使用对于地板类型的机器学习并且提供具有用于将原始功率信号与原始地面类型相关联的所学的功率分布的机器人100，本发明企图克服该延迟和噪声(其不能够由任何过滤器完全地移除)。
[0053]现在转至图5，功能图表500示出了用于由控制器电路128来执行地面类型检测的机器学习方法。如图所示，功能图表500包括地板类型检测模块502、地面交界检测模块504、集成模块506，以及行为模块507，所有这些都是在机器人100上运行的软件模块并且由控制器电路128来处理。分别对应于电机电流、电池电压和电机控制信号的数据信号508、510和512被馈送至地板类型检测模块502的功率计算器514。该功率计算器514计算滚轮电机113的实时功率消耗并且将功率信号515馈送至功率过滤器516。该功率过滤器516估计功率消耗的电流值，其给出在数据信号508、510和512中提供的电机电流、电池电压和电机控制信号的观测结果。在一些示例中，功率过滤器516包括快速卡尔曼过滤器，其是贝叶斯过滤器的特定类型。
[0054]所过滤的功率信号518被馈送至地面类型分类器520，其执行地板类型的分类并将原始地板类型种类522馈送至积分器524，其考虑若干不同的机器人的状态来确定地板类型种类是否已经变化和已经保证真空风扇114的功率变化。原始地板类型种类是对于积分器524的一个输入，并且纯粹地基于滚轮电机113所过滤的功率信号(例如，过滤的主滚轮功率级)来计算。在一些示例中，基于所过滤得功率信号518，地面类型分类器520是设计成计算一组地板类型种类(例如，硬地板、软地板面、不足状况，和过度状况)范围上的后验概率分布的概率分类器。例如，地板类型分类器520可包括贝叶斯过滤器(也称为递归贝叶斯估计器)，其用确定性的计算级(例如，后验概率)，统计地预测当前的地板类型(例如，硬地板或软地板)或滚轮状况(例如，不足状况或过度状况)。在一些实施方式中，对于每一中地板类型和滚轮状况来说，基于经验数据概率密度函数可以由地面类型分类器520储存在用于在计算中使用的控制电路128的存储器单元222中。图6的曲线图600示出一组概率密度函数602、604、606，和608，基于所过滤的功率信号518，对于采取的给定值(例如，不足状况、硬地面、软地面和过度状况)，其描述了地板类型种类的相对可能性(来自控制器的角度来看的随机变量)。这些概率密度函数通过运行越过关于12种地板类型(例如，小瓷砖、中瓷砖、大理石、油毡、竹、橡木、层压板、榻榻米、非常低的绒毛地毯、低绒毛低密度地毯、低绒毛级圈绒地毯、中绒毛地毯，以及高绒毛地毯)。概率密度函数被储存在机器人100的存储器中，使得分类器能够确定落入一种地面类型分布或另一中分布中的所测的功率信号的概率。
[0055]返回至图5，在一些示例中，地板类型分类器520被保守地参数化，以限制地板类型变化的误报确定，使得从所过滤的功率信号518中收集的地面类型变化的唯一强有力的证据将使原始地板类型种类522改变。例如，地板类型分类器520可以回避原始地板类型种类522的改变，除非新种类的概率超过相对高的置信界限(例如，约90%的后验概率)。如另一示例，地板类型分类器520可以被参数化，以便衡量地板类型的过往的证据比现在的证据更重，使得长期存在的地板类型种类变得越来越抵制变化。
[0056]积分器524接收原始原始地板类型种类522，并且鉴于一个或多个另外的监测输入:地面交界信号526、运动信号528，和/或清扫头状态529 (例如，清扫头滚轮110、112的停转状态或不匹配所命令速度的实际测量滚轮速度)，进行最终地板类型确定530。在一个实施方式中，控制器电路128监测所有三个另外的输入并且集成收集的数据作出最终地板类型确定。该最终地板类型确定530由行为模块507接收以由控制器电路128来影响将来的命令。例如，基于最终地面类型确定530，经由反馈信号531，控制器电路128可改变机器人100的清扫特性，如下所述。在一些示例中，积分器524执行第二级地板类型分类(例如，诸如贝叶斯过滤、简单判决树等的概率分类)，其结合每个原始地板类型种类522、地面交界信号526，和运动信号528，以产生最终地板类型确定530。然而，如下所述，积分器524还可以被配置成基于地面交界信号526和运动信号528实现地板类型分类器520的实质性改变并且提示地板类型的第一级重新分类。
[0057]地面交界信号526是由地面交界检测模块504提供的，地面交界检测模块被配置成处理来自頂U164(例如，在六轴頂U中由陀螺仪检测的俯仰变化)的数据信号532，以确定机器人100是否已经穿过了地板表面门槛，或地板类型交界。在实现方式中，例如，地板类型交界可以是凸起的门口门槛或硬木地面与区域地毡之间的交界。类似于地面类型检测模块502，地面交界检测模块504可包括地面交界分类器534。该地面交界分类器534可包括概率分类器(例如，贝叶斯过滤器)，基于运动信号528，概率分类器能够在一组种类的范围(例如，门槛，或地面交界，存在或不存在的门槛)上预测后验概率分布。如上所述，门槛的检测，(或地板的间断)，可以表明地板类型的变化。因此，当地面交界信号526表示机器人100已穿过门槛，或地板的间断时，积分器524的分类过程很可能产生表示地板类型变化的最终地板类型确定530。此外，在一些示例中，当地面交界信号526表示机器人100已穿过门槛，或地面的间断时，积分器524可以激起地板类型分类器520变化，以临时取代其固有的保守性质。例如，通过降低置信界限(例如，减小置信界限，从大约90%的后验概率至大约30%的后验概率)和/或通过减少或删除地板类型的过往的证据，地板类型分类器520可以被改变成更自由。
[0058]运动信号528包括描述机器人100运动状态(例如，速度、方向等)的数据，并且与清扫头状态529 (例如，停转的滚轮110、112，所命令的滚轮速度与所测量的滚轮速度)结合由积分器524考虑。例如，运动信号528可以包括用于操作驱动轮电机158、160的驱动命令。在一些示例中，基于运动信号528以限制地板类型变化的误报确定和/或基于清扫头状态529，积分器524激起地板类型分类器520变化。例如，当运动信号528表示机器人100在原地转动或逐渐转向跟踪曲线路径时或者如果滚轮110和112停转，地板类型分类器520可改变得越来越保守。如一示例，地板类型分类器520的置信界限可以增加，其与由运动信号528表示的机器人的转动半径成比例，更短的转动半径对应于更高的置信界限，反之亦然。如另一示例，如果机器人100旋转到位，控制器电路可以安全地假设机器人100保持原位并且尚未移动到不同的地板类型。在实施方式中，当转动半径低于预定转动界限时，地面类型分类可以暂时暂停。用于暂停分类的阈值是基于机器人100的速度动态地计算的。为了避免在(306毫米/秒)的最高速度暂停分类，机器人100转向更紧密(例如，每秒2-8度并且优选地每秒5度)。在其它实施方式中，如果机器人的移动更慢，在不暂停地面类型分类的情况下，机器人100可以逐渐转动。
[0059]—旦积分器524接收原始地板类型种类522、地面交界信号526、运动信号528，和清扫头状态529，基于如由頂U164检测的机器人100的运动、机器人100的清扫头状态和/或门槛或地面间断的任何迹象，积分器524通过调整地面类型变化的概率来进行最终地板类型确定530。如果积分器524已经确定地板类型已变化，例如，从硬地面变成软地面，控制器电路128将增加清扫箱116中的风扇114的电机，从而增加真空抽吸用于从地毯绒毛中更有效地提取碎肩。如果积分器524已经确定地板类型已变化，例如，从纹理或易变形的地板表面变成固体地板表面，控制器电路128将减小风扇114中的电机，平息机器人100并减少电池的使用率，因为从硬面类型移除碎肩比从地毯、特别是致密和/或高绒毛地毯的纤维中提取碎肩需要更少的抽吸。
[0060]图7A和图7B示出了依照一个或多个地面类型检测技术的用于操作移动清扫机器人100的示例性过程700a、700b。该过程700a、700b可以由例如图3中控制器电路128的机载计算设备来执行。因此，为了说明的目的，该过程700a、700b将被描述为由控制器电路128和机器人100的各种其它部件来执行。
[0061]根据过程700a，控制器监测(702)多个传感器信号和功率信号以确定地面类型变化，包括来自頂U164的信号。頂U信号可包括描述机器人100相对于竖直轴线(诸如，可以由六轴頂U的陀螺传感器产生的)的角速度或俯仰的数据、描述机器人100沿竖直轴线(诸如，由六轴MU的加速度计所产生的)的线性加速度的数据，或者数据的组合。随后，积分器524考虑该IMU信号，并部分地基于表示机器人100俯仰和/或倾斜同时在地面的间断或门槛上驱动的MU信号，确定(704)地板类型是否已经变化。因此，在一些示例中，控制器接收来自积分器524的确定，如果頂U信号反映垂直运动的大小(例如，向上或向下的俯仰，和/或由一个驱动轮比另一个下降的更低而引起的侧壁倾斜)大于表示地板类型改变的高概率的预定值，那么已经有地板类型的变化。在一些示例中，控制器电路128执行基于IMU信号的分类程序(例如，贝叶斯过滤器)，以确定机器人100已经横穿地面门槛，或地面间断的概率。在一些示例中，控制器电路128还监测来自前缓冲器的触觉传感器的信号，以确定机器人100是否已横穿地面门槛或地面的间断，或地面类型之间凸起的地面交界(例如，硬、低绒毛与软、高绒毛之间的交界)。尤其是，在与前缓冲器106处的障碍物没有对应的传感接触情况下，机器人所检测的俯仰变化可以作为表示地面类型可能变化的地面交界横穿的可靠的信号。
[0062]一旦积分器524进行地板类型确定，控制器电路128确定(704)地面类型是否已经变化，并且是否改变(706)机器人100的清扫特性。改变清扫特性可以包括改变给侧刷122供电的侧刷电机速度和/或改变给清扫箱中的真空风扇114供电的抽吸风扇电机的速度。在一些示例中，当地板类型从硬表面到软表面变化时，控制器电路128可以改变机器人100的清扫特性以增加清扫功率(例如，增加侧刷122的电机速度和/或增加真空风扇114的速度)，并且当地板类型从软或易变形的表面到硬或固体表面变化时，减小清扫功率(例如，通过减小侧刷122的电机速度和/或增加真空风扇114的速度)。在软或易变形的表面上通过选择性地增加清扫功率，因为陷入和卷入长纤维和/或纹理裂缝中的碎肩，这可能比硬或固体表面更加难于清扫，并且在硬表面上降低功率，控制器电路128可以优化机器人100的电池消耗以增加充电时间之间的清扫任务的长度。作为另一优点，当机器人100横穿固体表面时，降低清扫功率可以防止损坏精致的地面材料(例如，榻榻米地板表面)和/或在表面清扫期间减小由机器人100产生的噪音。
[0063]根据过程700b，控制器电路128监测(752)数个电机传感器信号。电机传感器信号可以包括对应于滚轮电机的电机电流、电池电压和控制信号的数据。随后，基于电机传感器信号，控制器电路128计算(754)功率信号，并且基于功率信号，确定(756)地板类型是否已变化。在一些示例中，通过将功率信号与一组预定的功率信号范围相比，控制器确定地板类型已变化。在该示例中，当功率信号落在对应于与当前地面类型不同的地板类型的范围中时，控制器能积极地识别地板变化。在一些示例中，基于功率信号，控制器执行分类程序(例如，贝叶斯过滤器)以确定地板已经变化的概率。如果控制器确定(756)没有发生地板类型变化，重新开始监测(752)电机传感器信号。如果控制器确定(756)地板类型已经变化，其适当地改变(758)机器人的清扫特性(如上所述)，随后重新开始监测(752)电机传感器信号。
[0064]图8还示出依照地板类型检测技术的用于操作移动清扫机器人的另一示例性过程800。该过程800可以通过例如图3中控制器电路128的车载计算设备来执行。因此，为了说明的目的，过程800将被描述为由控制器电路1285和机器人100的各种其它部件来执行。
[0065]根据过程800，控制器同时地监测(802)数个输入。控制器电路128监测数个电机传感器信号(804)，其可包括对应于滚轮电机的电机电流、电池电压和控制信号的数据。随后，基于电机传感器信号，控制器计算(806)功率信号，基于功率信号，过滤(808)滚轮电机的功率信号并且确定(810)原始地板类型种类。如上所述，控制器电流128可以通过执行概率分类程序(例如，贝叶斯过滤器)来确定原始地板类型种类以计算当前地板类型(例如，硬地板或软地板)或滚轮状况(不足状况或过度状况)的后验概率。
[0066]控制器电路还监测(812) —个或多个运动信号并且计算(814)机器人100执行表示无地板类型变化的运动命令的概率，诸如原地转动运动或紧凑的弧形转动。控制器电路还监测(816)清扫头状态并且基于除了地板类型变化之外的原因，例如，滚轮电机停转或者与命令的速度不匹配的实际测量的滚轮速度，计算(818)清扫头状态表示功率信号变化的概率。
[0067]控制器电路128还监测(820)来自頂U164的信号。该IMU信号可以包括描述机器人100相对于竖直轴线(诸如，可以由检测机器人100的俯仰变化的陀螺传感器来产生)的角速度的数据、描述机器人100沿竖直轴线(诸如由加速计产生)的线性加速度的数据，或者数据的组合。随后，控制器电路128计算(822)机器人100横穿地面门槛或凸起的地面交界(例如，硬、低绒毛地毯与软、高绒毛地毯之间的交界)的概率。如上所述，基于MU信号，控制器可以执行概率分类程序(例如，贝叶斯过滤器)以计算机器人100横穿地面门槛或凸起的地面交界的概率。
[0068]在一实施方式中，如果控制器电路128确定(810)机器人横穿地面门槛或凸起的地面交界，积分器(524)考虑该确定是否地板类型已经变化并且控制器电路128是否需要改变(812)地板类型分类程序。例如，控制器电路128可以改变地板类型分类程序以降低程序的保守性，使得分类器对于变化更少抵抗。在另一实施方式中，控制器同时地集成(824)来自确定地板类型是否已变化以及控制器电路128是否需要改变地板类型分类和机器人100的清扫特性的每个所监测的输入的一个或多个的数据。在一实施方式中，控制器电路128同时地集成(824)原始地板类型确定、机器人100执行表示无地面类型变化的运动命令的所计算的概率、基于除了地板类型变化之外的原因，清扫头状态表示滚轮电机功率信号变化的所计算的概率，以及机器人100横穿门槛/凸起的地面交界的所计算的概率。在其它实施方式中，控制器电路128监视侧刷122的电流消耗和/或滚轮电机的电流消耗，并且把数据比作所学习的概率分布，其将这些电流消耗与特定的地面类型相关联。控制器电路128进行(826)最终地板类型确定并且给予集成的数据，考虑(828)是否已经有地板类型分类变化。如果控制器电路128确定没有地板类型变化，控制器电路128重新开始监测(802)输入。如果控制器电路128确定已经有地板类型变化，它适当地改变(830)机器人100的清洗特性(如上所述)，随后重新开始(832)监测(802)电机传感器信号。
[0069]返回至图3，在一些示例中，控制器电路128被配置成操作无线通信模块137以将描述机器人100状态的信息通信至适合的远程移动设备，诸如由用户操作的设备。例如，控制器电路128可以操作无线通信模块137，以通知操作移动设备的用户清扫滚轮110、112发生故障(例如，滚轮子可能磨损或被缠住)。如上所述，基于对应于滚轮电机113的功率消耗的信号，控制器电路128可确定滚轮110、112的状况。例如，基于功率消耗信号，当控制器检测到过度状况时，其可以确定滚轮已经被缠住；并且当控制器检测到不足状况时，其可以确定滚轮被磨损或损坏。合适的移动设备可以是任何类型的移动计算设备(例如，移动电话、智能电话、PDA、平板计算机，或其它便携式设备)，并且除其它部件外，可以包括一个或多个处理器、存储软件应用程序的计算机可读介质、输入设备(例如，键盘、触摸屏、麦克风等)、输出设备(例如，显示屏、扬声器等)，以及通信接口。
[0070]在图9A-图9C所描绘的示例中，移动设备900以智能电话的形式提供。如图所示，移动装置900被操作以执行软件应用程序，其在显示屏幕上显示从机器人100接收的状态信息。在图9A中，经由文本904和图形906用户界面元件，在显示屏幕902上呈现清扫滚轮110、112可被磨损或损坏的警告。类似的用户界面元件可以被运用在显示屏幕902上，以表明滚轮110、112已经被缠住。此外，在图9B中，显示屏幕902提供了一个或多个“点击”选择选项908，用于购买新的清扫滚轮，以取代不再正常运转的当前组。另外，在图示的示例中，文本用户界面元件910呈现随相应的在线供应商的名称表示的一个或多个定价选项。
[0071]在前述示例中，由移动设备900执行的软件应用程序被示出和描述为将警报类型指示提供给用户，需要维护机器人100。然而，在一些示例中，软件应用程序被配置成提供预定时间间隔的状态更新。此外，在一些示例中，控制器电路128检测移动设备900进入网络的时刻，并且响应于该检测，提供一个或多个部件的状态更新，以经由软件应用程序，在显示屏幕902上呈现。更进一步地，软件应用程序是可操作的，以提供允许用户控制机器人100的各种其它类型的用户界面屏幕和元件，如在美国专利公开2014/0207282以及美国专利公开2014/0207280中示出和描述的，其全部内容通过引用并入本文。
[0072]虽然本说明书包含许多具体细节，但这些不应被解释为限制本发明的范围或限制可以保护的范围，而是作为特定于本发明的【具体实施方式】的特征的描述。在本说明书的分离实施方式中所描述的某些特征也可以以组合的方式在单独的实施方式中执行。相反地，在单独实施方式中描述的各种特征也可以在多个实施方式中分离地执行或在任何合适的子组合中执行。而且，尽管上文的特征被描述为以特定组合作用，甚至最初主张如此，但是在一些情况下，来自所要求组合的一个或多个特征可以从该组合中切除，并且所要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变型。
[0073]类似地，虽然操作以特定的顺序描述在附图中，这不应被理解为这些操作需要以示出的特定顺序或者以连续的顺序来执行或者需要执行所有图示的操作才能达到期望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。而且，在上文所描述的实施方式中的各种系统组件的分离不应被理解为在所有实施方式中均需要这样的分离，并且应当理解的是，所描述的程序组件和系统一般可以一起集成在单独软件产品中或打包到多个软件产品中O
[0074]因此，其它实施方式在下述权利要求书的范围内。
【主权项】
1.一种清扫机器人，包括: 底盘； 驱动器，其连接至所述底盘并且配置成驱动所述机器人越过地板表面； 清扫头组件，其联接至所述底盘并且被定位成当所述机器人由所述驱动器操纵时接合所述地板表面； 运动传感器，其响应于俯仰的变化，所述运动传感器由所述底盘承载；以及 控制器电路，其与所述清扫头组件和所述运动传感器通信，所述控制器电路配置成确定与所述机器人的清扫特性相关联的地面类型并且配置成作为来自所述运动传感器的信号的函数改变机器人的清扫特性，所述信号表示由所述机器人越过地面间断所引起的俯仰的变化。2.根据权利要求1所述的清扫机器人，其中，所述清扫头组件包括机动滚轮，其平行于所述地板表面可旋转地安装并且配置成在使用期间接触和搅动所述地板表面。3.根据权利要求2所述的清扫机器人，其中，所述机动滚轮包括前滚轮，并且所述清扫头还包括后滚轮，其平行于所述地板表面可旋转地安装并且与所述前滚轮间隔开一小的细长间隙。4.根据权利要求1所述的清扫机器人，其中，所述控制器电路还配置成: 基于来自所述运动传感器的反馈，检测所述底盘的俯仰变化，所述俯仰变化由越过地面间断的所述机器人引起； 检测所述清扫头组件运行中的变化；并且 在检测所述俯仰变化的预定时间内，响应于检测所述清扫头组件的运行中的变化，识别所述地板表面的地面类型的变化。5.根据权利要求4所述的清扫机器人，其中，所述控制器电路被配置成检测所述清扫头组件的运行中的变化，作为对所述清扫头的机动滚轮的旋转的抵抗力的变化。6.根据权利要求5所述的清扫机器人，其中，所述控制器电路被配置成检测阻止所述滚轮旋转的抵抗力的变化，作为由驱动所述滚轮的电机产生的功率的变化。7.根据权利要求6所述的清扫机器人，其中，所述控制器电路被配置成监测作为电机电流、电池电压和电机速度中一个或多个的函数的电机功率。8.根据权利要求1所述的清扫机器人，还包括由所述底盘承载的清扫箱，以及位于所述清扫箱内以提供将碎肩牵引至所述清扫箱中的抽吸力的电机驱动风扇，并且 其中，改变所述机器人的清扫特性包括改变所述抽吸力。9.根据权利要求8所述的清扫机器人，其中，改变所述抽吸力包括响应于通过从硬地板表面到软地板表面越过所述地面间断的变化的控制器电路的识别、增加所述抽吸力。10.根据权利要求8所述的清扫机器人，其中，改变所述抽吸力包括响应于通过从软地板表面到硬地板表面越过所述地面间断的变化的控制器电路的识别、减小所述抽吸力。11.根据权利要求1所述的清扫机器人，其中，所述运动传感器是六轴惯性测量单元，并且包括三轴陀螺仪和三轴加速计中的至少一个。12.根据权利要求1所述的清扫机器人，其中，所述控制器电路被配置成通过确定所述地板表面的种类的变化来识别越过所述地面间断的地面类型的改变。13.根据权利要求12所述的清扫机器人，其中，控制器电路被配置成基于表示所述清扫头组件的操作的信号来确定所述地板表面的种类。14.根据权利要求13所述的清扫机器人，其中，所述控制器电路被配置成通过基于数个预定范围区分所述信号来确定所述地板表面的种类。15.根据权利要求13所述的清扫机器人，其中，所述控制器电路被配置成基于概率分类器模型来确定所述地板表面的种类。16.根据权利要求15所述的清扫机器人，其中，所述控制器电路被配置成响应于通过越过地面间断的所述机器人引起的俯仰变化的检测来改变所述概率分类器模型。17.根据权利要求16所述的清扫机器人，其中，改变所述概率分类器模型包括增加地板类型变化的概率。18.根据权利要求16所述的清扫机器人，其中，改变所述概率分类器模型包括重置当前的地面类型。19.根据权利要求15所述的清扫机器人，其中，所述概率分类器模型包括贝叶斯过滤器。20.根据权利要求12所述的清扫机器人，其中，所述控制器被配置成当所述机器人被所述驱动器以弧的形式驱动时、暂停所述地板表面的重新分类。21.—种清扫机器人，包括: 底盘； 驱动器，其连接至所述底盘并配置成驱动所述机器人越过地板表面； 清扫头组件，其联接至所述底盘并且被定位成在所述机器人被所述驱动器操纵时、接合所述地板表面；以及 控制器电路，其与所述清扫头组件通信，所述控制器电路被配置成: 基于对应于所述清扫头组件的功率消耗信号，确定所述地板表面初始的原始种类； 识别所述地板表面的种类的变化；并且 响应于识别从所述地板表面初始的原始种类的地板表面变化，调整所述机器人的清扫特性， 其中，识别所述地板表面种类的变化包括集成来自数个所监测的输入的数据，所述输入包括以下至少一个: 清扫头状态ig号； 运动信号，以及 惯性测量单元(IMU)信号。22.根据权利要求21所述的清扫机器人，其中，识别所述地板表面种类的变化包括: 基于所述运动信号，确定所述机器人沿所述地板表面上的弯曲路径转动；以及 响应于确定所述机器人转动，保持所述清扫特性处在当前状态。23.根据权利要求21所述的清扫机器人，其中，识别所述地板表面种类的变化包括: 基于所述运动信号，确定所述机器人在所述地板表面上原地旋转；以及 响应于确定所述机器人旋转并且不移动越过地板表面交界，保持所述清扫特性处在当前状态。24.根据权利要求23所述的清扫机器人，其中，识别所述地板表面种类的变化包括: 基于所述运动信号，确定所述机器人的转动半径和驱动速度；以及 改变与所述转动半径的大小成比例的所述清扫特性。25.根据权利要求21所述的清扫机器人，还包括由所述底盘承载的清扫箱，以及位于所述清扫箱中以提供将碎肩牵引至所述清扫箱的抽吸力的电机驱动风扇，并且 其中，调整所述机器人的清扫特性包括调整所述抽吸力。26.根据权利要求21所述的清扫机器人，其中，集成来自数个所监测的输入的数据包括，基于每个所述输入，计算出所述功率消耗信号的变化与所述地板表面的种类的变化相对应的概率。27.根据权利要求26所述的清扫机器人，其中，基于所述运动信号计算概率包括计算所述机器人执行原地转动和弧形的转动中的至少一个的概率。28.根据权利要求26所述的清扫机器人，其中，基于所述清扫头状态信号计算概率包括计算驱动所述清扫头组件的电机已经停转的概率。29.根据权利要求26所述的清扫机器人，其中，基于所述IMU信号计算概率包括计算所述机器人已经越过地面间断的概率。30.根据权利要求21所述的清扫机器人，其中，确定所述地板表面初始的原始种类包括基于储存在所述控制器的计算机存储器中的经验数据，确定最可能地板种类。31.根据权利要求30所述的清扫机器人，其中，确定所述最可能的地板种类包括基于储存在所述计算机存储器中的数个概率密度函数，计算在预定地面类型种类的组的范围上的后验概率分布。32.根据权利要求21所述的清扫机器人，其中，所述清扫头组件包括机动滚轮，其平行于所述地板表面可旋转地安装并且配置成在使用期间接触和搅动所述地板表面。33.根据权利要求32所述的清扫机器人，其中，所述机动滚轮包括前滚轮，并且所述清扫头还包括后滚轮，其平行于所述地板表面可旋转地安装并且与所述前滚轮间隔开小的细长间隙。
【文档编号】G05D1/02GK105892457SQ201510507560
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2015年8月18日
【发明人】F.桑蒂尼
【申请人】美国iRobot公司