【技术领域】
本发明属于智能家居和计算机领域，尤其涉及一种智能家用服务机器人。
背景技术：
目前，家庭服务机器人市场俨然已经进入高速发展期，整个产业已经站上风口。但是目前的家用服务机器人形式还比较单一，能够真正走入家庭的更不多，主要形式还仅仅是扫地机器人和具有简单交流功能的玩具机器人。此外，随着工作节奏的加快、人们生活压力的增加，人们没有时间来进行房间的深度打扫，而随着人民生活水平的提高，急需机器人来帮助家庭进行清洁，这从扫地机器人的火爆就可以看出。因此，需要多样化机器人形式，能够真正的走入家庭，主动的帮主人做家务。
对很多家庭，尤其是有小孩的家庭，墙面和地面一样往往不能脏的很快，小孩经常会在墙面上写写画画，磕磕碰碰，因此，针对墙面的清洁修复也迫在眉睫，为此，本发明提出一种墙面清洁修复机器人，通过图像识别的方式，可以自动的识别出墙面污迹的存在，通过不断的进行图像对比，分层次的进行墙面的清洁，对简单的污迹采用简单的清洁方式处理，而对于复杂的污迹，则采用复杂的方式进行遮盖处理，从而能够智能主动的帮家人干活，干好活。
技术实现要素：
为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出了一种墙面清洁修复机器人，其特征在于，包括主体单元、控制单元、图像获取单元、墙面识别单元、污迹识别单元、清洁单元、修补单元、存储单元、移动单元、电源单元，这些单元之间通信连接；
图像获取单元用于在位置x获取预设大小的墙面方向的墙面辩识图像cx，并返回获取到的墙面辩识图像cx；还用于在位置x获取区域集合{al}的清洁完成图像集合{cal}，并返回获取到的清洁完成图像集合{cal}；
墙面识别单元用于将获取的墙面辩识图像cx和墙面样本图像作比对，以确定该获取的墙面辩识图像是否为墙面图像，如果是，则返回位置x及其关联的墙面辩识图像cx；
污迹识别单元用于获取位置x及其关联的墙面辩识图像，并确定该墙面辩识图像中是否包含污迹区域，如果是，则确定该污迹区域，返回位置x及其关联的污迹区域编号集合；如果否，则返回无污迹消息给控制单元；
清洁单元用于在接收到清洁消息后，获取位置x及其关联的污迹区域编号集合{al}；对该位置x关联的每个区域al进行清洁；针对每个区域al清洁第一预定时间t1，清洁完毕后，给控制单元发送一次清洁完成消息、位置x及其关联的区域编号集合{al}；还用于在接收到二次清洁消息后，获取位置x及其关联的新污迹区域编号集合{al}；对该位置x关联的每个区域al进行清洁；针对每个区域al清洁第二预定时间t1，清洁完毕后，给控制单元发送二次清洁完成消息、位置x及其关联的新的污迹区域编号集合{al}；
控制单元用于控制移动单元移动到位置x，并通知图像获取单元在位置x进行图像获取；控制单元采用导航算法计算需要移动到的所有位置x；
还用于接收墙面识别单元返回的位置x及其关联的墙面辩识图像cx，并发送给污迹识别单元；如果接收到污迹识别单元返回的无污迹消息则控制移动单元移动到下一位置x，以对该下一位置x对应的墙面进行处理；如果接收到污迹识别单元返回的位置x及其关联的污迹区域编号集合，则将其发送给清洁单元，并同时发送一次清洁消息；
修补单元用于对位置x关联的每个区域编号集合{al}中的区域al进行修补。
进一步的，将获取的墙面辩识图像cx和墙面样本图像作比对，以确定该墙面方向获取的墙面辩识图像是否为墙面图像，具体为：根据公式(1)计算该图像辩识图像和墙面样本图像之间的相似度s；其中，(pri，pgi，pbi)为墙面辩识图像中第i个像素的rgb值，n为墙面辩识图像中总的像素个数；(srj，sgj，sbj)为墙面样本图像中第j个像素的rgb值，m为墙面样本图像中总的像素个数；
当s<st1时，则认为获取的墙面辩识图像为墙面图像；st1为预设值。
进一步的，确定该墙面辩识图像中是否包含污迹区域，具体为：如果s<st1且log2s>st2则认为包含污迹区域；如果log2s<＝st2则认为不包含污迹区域；如果包含污迹区域，则针对墙面辩识图像识别其中的污迹区域；其中st1>st2，且st1、st2为预设值。
进一步的，针对墙面辩识图像cx识别其中的污迹区域具体为：将该墙面辩识图像划分为u个区域，针对每个区域al(1＝<l<＝u)，根据公式(2)计算该区域和墙面样本图像之间的相似度s；其中，(ark，agk，abk)为区域中第k个像素的rgb值，w为一个区域中总的像素个数；(srj，sgj，sbj)为墙面样本图像中第j个像素的rgb值，m为墙面样本图像中总的像素个数；
当s>st3时，则判断该区域为污迹区域，记录该区域的编号al，否则判断该区域为非污迹区域；在整个墙面辩识图像cx的所有u个区域均判断完毕后，返回所有的污迹区域编号集合{al}；污迹区域集合中元素的数目小于等于u。
进一步的，控制单元还用于在接收到一次清洁完成消息后，获取及其关联的污迹区域编号集合{al}，并将该位置x和区域编号集合{al}发送给图像获取单元，接收图像获取单元返回的该区域编号集合{al}对应的清洁完成图像集合{cal}，根据公式(2)计算该清洁完成图像集合{cal}中的每个区域cal和墙面样本图像之间的相似度s；如果s>st4，则判断该区域al的清洁完成不合格，记录该区域编号al在新的污迹区域编号集合中，否则，判断该区域al的清洁完成合格，不记录该区域编号；当全部清洁完成图像集合{cal}中的区域均判断完成后，如果新的区域编号集合中的元素个数大于等于1，则发送二次清洁消息给清洁单元，同时发送位置x及其关联的新的污迹区域编号集合{al}。
进一步的，控制单元还用于在接收到二次清洁完成消息后，获取及其关联的新的污迹区域编号集合{al}，并将该位置x和新的污迹区域编号集合{al}发送给图像获取单元，接收图像获取单元返回的该新的污迹区域编号集合{al}的清洁完成图像集合{cal}，使用公式根据公式(2)计算该清洁完成图像集合{cal}中的每个区域cal和墙面样本图像之间的相似度s；如果s>st5，则判断该区域al的清洁完成不合格，记录该区域编号al在新的污迹区域编号集合中，否则，判断该区域al的清洁完成合格，不记录该区域编号；当全部清洁完成图像集合{cal}中的区域均判断完成后，计算该新的污迹区域编号集合{al}中元素的个数，如果个数大于第一阈值t1，则发送修补消息给修补单元，同时发送该位置x及其关联的新的区域编号集合{al}；否则控制移动单元移动到下一位置x，以对该下一位置x对应的墙面进行处理。
进一步的，移动单元用于在控制单元的控制下在移动到指定位置。
进一步的，移动单元用于在控制单元的控制下在移动到指定位置，具体为，移动到位置x以方便图像获取单元进行图像获取，移动到合适的位置方便清洁单元进行清洁，移动到合适的位置方便修补单元进行修补等。
进一步的，主体单元起到容纳和支撑的作用；主体单元用于容纳控制单元，墙面识别单元、污迹识别单元、存储单元、电源单元；用于支撑图像获取单元、清洁单元、修补单元和移动单元；存储单元用于存储所有的中间数据。
进一步的，电源用于对上述组件供电。
本发明的有益效果包括：可以自动的识别出墙面污迹的存在，通过不断的进行图像对比，分层次的进行墙面的清洁，对简单的污迹采用简单的清洁方式处理，而对于复杂的污迹，则采用复杂的方式进行遮盖处理，从而能够智能主动的帮家人干活，干好活。
【附图说明】
此处所说明的附图是用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，但并不构成对本发明的不当限定，在附图中：
图1是墙面清洁修复机器人总体架构图。
【具体实施方式】
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
参见附图1，其示出了本发明所应用的一种墙面清洁修复机器人。该机器人包括主体单元、控制单元、图像获取单元、墙面识别单元、污迹识别单元、清洁单元、修补单元、存储单元、移动单元、电源单元，这些单元之间通信连接。
主体单元起到容纳和支撑的作用；主体结构可以呈人形，宠物形等。
主体单元用于容纳控制单元，墙面识别单元、污迹识别单元、存储单元、电源单元；用于支撑图像获取单元、清洁单元、修补单元和移动单元；
图像获取单元用于在位置x获取预设大小的墙面方向的墙面辩识图像cx，并返回获取到的墙面辩识图像cx；还用于在位置x获取区域集合{al}的清洁完成图像集合{cal}，并返回获取到的清洁完成图像集合{cal}；
墙面识别单元用于将获取的墙面辩识图像cx和墙面样本图像作比对，以确定该获取的墙面辩识图像是否为墙面图像，如果是，则返回位置x及其关联的墙面辩识图像cx；
墙面样本图像可以由用户获取或者指定，还可以通过机器人学习来确定；
获取的墙面辩识图像cx和墙面样本图像作比对，以确定该墙面方向获取的墙面辩识图像是否为墙面图像，具体为：根据公式(1)计算该图像辩识图像和墙面样本图像之间的相似度s；其中，(pri，pgi，pbi)为墙面辩识图像中第i个像素的rgb值，n为墙面辩识图像中总的像素个数；(srj，sgj，sbj)为墙面样本图像中第j个像素的rgb值，m为墙面样本图像中总的像素个数；
当s<st1时，则认为获取的墙面辩识图像为墙面图像；st1为预设值；
污迹识别单元用于获取位置x及其关联的墙面辩识图像，并确定该墙面辩识图像中是否包含污迹区域，如果是，则确定该污迹区域，返回位置x及其关联的污迹区域编号集合；如果否，则返回无污迹消息给控制单元；
确定该墙面辩识图像中是否包含污迹区域，具体为：如果s<st1且log2s>st2则认为包含污迹区域；如果log2s<＝st2则认为不包含污迹区域；如果包含污迹区域，则针对墙面辩识图像识别其中的污迹区域；其中st1>st2，且st1、st2为预设值；
针对墙面辩识图像cx识别其中的污迹区域具体为：将该墙面辩识图像划分为u个区域，针对每个区域al(1＝<l<＝u)，根据公式(2)计算该区域和墙面样本图像之间的相似度s；其中，(ark，agk，abk)为区域中第k个像素的rgb值，w为一个区域中总的像素个数；(srj，sgj，sbj)为墙面样本图像中第j个像素的rgb值，m为墙面样本图像中总的像素个数；
当s>st3时，则判断该区域为污迹区域，记录该区域的编号al，否则判断该区域为非污迹区域；在整个墙面辩识图像cx的所有u个区域均判断完毕后，返回所有的污迹区域编号集合{al}；污迹区域集合中元素的数目小于等于u；
清洁单元用于在接收到清洁消息后，获取位置x及其关联的污迹区域编号集合{al}；对该位置x关联的每个区域al进行清洁；针对每个区域al清洁第一预定时间t1，清洁完毕后，给控制单元发送一次清洁完成消息、位置x及其关联的区域编号集合{al}；在该第一预定时间内，清洁单元可以采用第一种清洁方式进行清洁；
还用于在接收到二次清洁消息后，获取位置x及其关联的新污迹区域编号集合{al}；对该位置x关联的每个区域al进行清洁；针对每个区域al清洁第二预定时间t1，清洁完毕后，给控制单元发送二次清洁完成消息、位置x及其关联的新的污迹区域编号集合{al}；
在该第二预定时间内，清洁单元可以采用第二种清洁方式进行清洁；
控制单元用于控制移动单元移动到位置x，并通知图像获取单元在位置x进行图像获取；控制单元采用导航算法计算需要移动到的所有位置x，基于所有位置x进行图像获取可以覆盖到所有室内墙面；
还用于接收墙面识别单元返回的位置x及其关联的墙面辩识图像cx，并发送给污迹识别单元；如果接收到污迹识别单元返回的无污迹消息则控制移动单元移动到下一位置x，以对该下一位置x对应的墙面进行处理；如果接收到污迹识别单元返回的位置x及其关联的污迹区域编号集合，则将其发送给清洁单元，并同时发送一次清洁消息；
还用于在接收到一次清洁完成消息后，获取及其关联的污迹区域编号集合{al}，并将该位置x和区域编号集合{al}发送给图像获取单元，接收图像获取单元返回的该区域编号集合{al}对应的清洁完成图像集合{cal}，根据公式(2)计算该清洁完成图像集合{cal}中的每个区域cal和墙面样本图像之间的相似度s；如果s>st4，则判断该区域al的清洁完成不合格，记录该区域编号al在新的污迹区域编号集合中，否则，判断该区域al的清洁完成合格，不记录该区域编号；当全部清洁完成图像集合{cal}中的区域均判断完成后，如果新的区域编号集合中的元素个数大于等于1，则发送二次清洁消息给清洁单元，同时发送位置x及其关联的新的污迹区域编号集合{al}；优选的，st4>st3；st4和st3均为预设值；
还用于在接收到二次清洁完成消息后，获取及其关联的新的污迹区域编号集合{al}，并将该位置x和新的污迹区域编号集合{al}发送给图像获取单元，接收图像获取单元返回的该新的污迹区域编号集合{al}的清洁完成图像集合{cal}，使用公式根据公式(2)计算该清洁完成图像集合{cal}中的每个区域cal和墙面样本图像之间的相似度s；如果s>st5，则判断该区域al的清洁完成不合格，记录该区域编号al在新的污迹区域编号集合中，否则，判断该区域al的清洁完成合格，不记录该区域编号；当全部清洁完成图像集合{cal}中的区域均判断完成后，计算该新的污迹区域编号集合{al}中元素的个数，如果个数大于第一阈值t1，则发送修补消息给修补单元，同时发送该位置x及其关联的新的区域编号集合{al}；否则控制移动单元移动到下一位置x，以对该下一位置x对应的墙面进行处理；优选的，st5>st4；st4和st5均为预设值；
修补单元用于对位置x关联的每个区域编号集合{al}中的区域al进行修补；修补的方式可以是重新喷漆等方式；
移动单元用于在控制单元的控制下在移动到指定位置，例如：移动到位置x以方便图像获取单元进行图像获取，移动到合适的位置方便清洁单元进行清洁，移动到合适的位置方便修补单元进行修补等；
存储单元用于存储所有的中间数据；
电源用于对上述组件供电，优选移动可充电式电池组。
以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。