清扫机器人及其控制方法
【专利摘要】公开了一种清扫机器人及其控制方法。该机器人包括：第一容器，第二容器，摄像机，在所述清扫机器人工作过程中捕获周围物件的图像；识别装置，将摄像机所捕获的图像与数据库中预先存储的图像进行匹配来确定该物件是有用的还是垃圾，其中在确定该物件是有用的情况下该物件被置入所述第一容器，否则置入所述第二容器。根据上述实施例的方案，能够在清扫的同时避免将有用的物件误清扫掉。
【专利说明】清扫机器人及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机器人技术，具体涉及一种清扫机器人及其控制方法，能够识别有用物件或者避免误清扫有用的物件。
【背景技术】
[0002]清扫机器人广泛应用于办公室或者家庭中。但是现有技术的清扫机器人仅仅只用于清扫地面，也就是将地面上所有的物件和垃圾收集起来。在此过程中，一些重要的小物件，例如硬币、戒指或者小首饰等，可能会被当做垃圾被清扫出去，给用户造成损失。
[0003]专利文献I (KR20080082711)披露了一种使用位置识别算法的清扫机器人系统。为了最小化图像处理时间和识别清扫机器人的位置和方向，专利文献I提出通过图像处理的方法对识别标记进行校正，例如校正桶形失真等，从而能够准确地确定识别标记的中心位置。
[0004]专利文献2 (US8108092B2)公开了一种能够进行干式清扫和湿式清扫的清扫机器人。该专利文献2具有能够清扫地面的第一清扫部和通过施加清扫液体来进行湿式清扫的第二清扫部。该清扫机器人还具有清扫液体提供部分和从清扫表面收集到的废弃材料的废弃物存储部分。
[0005]现有的清扫机器人都是仅仅具备清扫功能，也就清除机器人遇到的各种物件，即使是遇到了诸如硬币、戒指之类的重要的小物件，机器人也将其清扫出去。
【发明内容】
[0006]考虑到现有技术的一个或多个问题，本发明的目的是提供清扫机器人及其控制方法，能够避免误清扫有用的物件。
[0007]在本发明的另一个方面，提出了 一种清扫机器人，包括:第一容器，第二容器，摄像机，在所述清扫机器人工作过程中捕获周围物件的图像；识别装置，将摄像机所捕获的图像与数据库中预先存储的图像进行匹配来确定该物件是有用的还是垃圾，其中在确定该物件是有用的情况下该物件被置入所述第一容器，否则置入所述第二容器。
[0008]在本发明的另一方面，提出了一种控制清扫机器人的方法，包括步骤:在清扫机器人工作过程中捕获周围物件的图像；将所捕获的图像与数据库中预先存储的图像进行匹配来确定该物件是有用的还是垃圾，其中在确定该物件是有用的情况下该物件被置入第一容器，否则置入第二容器。
[0009]根据上述实施例的方案，能够在清扫的同时避免将有用的物件当作垃圾清扫掉。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]从下面结合附图的详细描述中，本发明的上述特征和优点将更明显，其中:
[0011]图1示出了根据本发明实施例清扫机器人的示意性俯视图；
[0012]图2示出了根据本发明实施例的清扫机器人的前面视图；[0013]图3示出了根据本发明实施例的清扫机器人的专用容器和灰尘容器的结构示意图；
[0014]图4示出了根据本发明实施例的清扫机器人的示意性模块图；
[0015]图5示出了根据本发明实施例的清扫机器人的工作过程的一个例子；
[0016]图6示出了根据本发明实施例的清扫机器人的工作过程的另一例子；以及
[0017]图7示出了根据本发明实施例的清扫机器人的工作过程的又一个例子。
【具体实施方式】
[0018]下面，参考附图详细说明本发明的优选实施方式。在附图中，虽然示于不同的附图，但相同的附图标记用于表示相同的或相似的组件。为了清楚和简明，包含在这里的已知的功能和结构的详细描述将被省略，否则它们将使本发明的主题不清楚。
[0019]根据本发明的一些实施例，清扫机器人具有对象识别功能。清扫机器人包括两个容器和设置在机器人前端的摄像机，用来扫描图像并进行对象识别，从而将那些诸如硬币、戒指之类的有用物件与垃圾区分开，并且标记出那些有用物件的位置。
[0020]根据其他的实施例，清扫机器人还存储工作路径和收集到对象的时间。如果发现一些重要的物件遗失，用户可以让机器人按照该物件的图像进行寻找，并且告诉用户该对象是否已被丢弃。此外，识别部分能够在工作过程中通过摄像机扫描来存储一系列图像。系统会记住什么是应该丢弃的，并且将这些物件的图像与存储的图像进行比较。清扫机器人会在自动识别匹配过程后将不应该丢弃的物件放置在专用容器中，并且标记该物件的位直，而将垃圾放在灰尘各器中。
[0021]图1示出了根据本发明实施例清扫机器人的示意性俯视图。如图1所示，根据本发明实施例的清扫机器人配备了摄像机模块12、专用容器10和灰尘容器11。该实施例的清扫机器人还包括识别部分(未示出)。如图2所示，摄像机模块12，例如摄像头，设置在清扫机器人的前端，当机器人运动时，摄像头捕获遇到的各种小物件的图像。
[0022]摄像机模块12在清扫机器人工作过程中捕获遇到的小物件的图像，并且将其存储在存储器中。识别部分将捕获的小物件的图像与数据库中预先存储的图像进行匹配，一旦两幅图像的属性匹配，则判断所遇到的小物件是有用的，有可能是用户遗失的有用物件，例如硬币、戒指等等。在这种情况下，清扫部分将该判断为有用的物件置入到专用容器之中，而在判断为垃圾的情况下，将其置入灰尘容器中。
[0023]根据另一实施例，用户可以设置不清扫对象。例如地面上的某些特定物件的图像被输入到清扫机器人的数据库中，作为判断不清扫对象的依据。当清扫机器人遇到这样的物件时，通过判断图像是否与数据库中的图像匹配来决定是否清扫该对象。在这种情况下，如果是不清扫对象的话，则清扫机器人绕过该特定物件。
[0024]图3示出了根据本发明实施例的清扫机器人的专用容器和灰尘容器的结构示意图。如图3所示，根据本发明实施例的清扫机器人中的专用容器10与灰尘容器11通过管子相连，并且在管子的连接上述两个容器的部位设置有阀门部件，如图3中的标记I所示，从而阀门部件在识别部分根据识别部分的判断结果将清扫机器人的入口部分连接到两个容器中的一个容器。
[0025]图4示出了根据本发明实施例的清扫机器人的示意性模块图。如图4所示，摄像机模块12捕获遇到的各种小物件的图像，传送给识别模块13。识别模块13将该图像与数据库中预先存储的图像进行匹配。如果有匹配的图像，则认为该小物件是有用的，因此清扫模块14将其置入到专用容器之中，否则将其作为垃圾置入到灰尘容器中。
[0026]图5示出了根据本发明实施例的清扫机器人的工作过程的一个例子。如图5所示，本发明实施例的清扫机器人在执行清扫任务时能够避免误将有用的物件清扫掉。
[0027]在步骤51，摄像机扫描清扫机器人工作过程中遇到的小物件，例如，在步骤52执行对象搜索，发现小物件后，就捕获小物件的图像将其发送给识别模块13。在步骤53，识别模块13对图像进行分析，例如提取图像的特征，并且将所提取的特征与数据库中的图像的特征进行比较，并在步骤54判断二者是否匹配。
[0028]在匹配的情况下，在步骤55，识别模块13在存储器中存储的的周围布局图中标记所遇到的小物件的位置，并且在步骤57向用户报警同时将其置入专用容器中。
[0029]在不匹配的情况下，在步骤56，清扫模块14将该物件作为垃圾置入到灰尘容器之中。
[0030]图6示出了根据本发明实施例的清扫机器人的工作过程的另一例子。如图6所示，根据本发明实施例的清扫机器人还可以仅仅工作在物件寻找模式。在步骤61，用户发现某个物件丢失，就在步骤62将该物件的图像(假设有该物件的图像)输入到清扫机器人中。识别模块13判断该图像与数据库中的某个图像匹配与否。如果不匹配则到清扫机器人工作范围之外的其他的地方去寻找。如果匹配，则在步骤65向用户通知该物件的位置。
[0031]图7示出了根据本发明实施例的清扫机器人的工作过程的又一个例子。如图7所示，根据本发明实施例的清扫机器人可以按照用户的要求寻找特定的物件，例如在工厂中寻找地面上的电子元件。
[0032]在步骤71，用户将要寻找的电子元件的图像输入到清扫机器人中。在步骤72，机器人开始工作并通过摄像头扫描。在步骤73，识别模块将摄像头捕获的小物件的图像与用户输入的图像进行匹配，如果匹配则在步骤75将其置入专用容器并在步骤76进行记录。否贝U，在步骤74，将该物件作为垃圾置入灰尘容器中。这样重复执行，就可以将工厂地面上的特定电子元件收集在一起。
[0033]根据本发明的实施例，基于机器人内部的数据库，清扫机器人能够收集“可疑的”对象，将其与垃圾分开或者向用户报警，发现了可能是有用的对象。该机器人还能够记住所发现的对象的位置，因此当发现什么东西在房间中丢失时，用户可以将遗失物件的图像输入到清扫机器人中，看是不是被误清扫了。同时，清扫机器人中的图像数据库可以在机器人工作之前通过扫描来存储各种物件的一系列图像。如果在清扫过程中，清扫机器人发现捕获的图像与某个物件的图像的属性匹配，则将该物件置入专用容器之中，并且标记该物件的位置。
[0034]根据本发明的实施例，提供了一种清扫机器人，包括:两个容器、摄像机和识别装置。摄像机，在清扫机器人工作过程中捕获周围物件的图像。识别装置将摄像机所捕获的图像与数据库中预先存储的图像进行匹配来确定该物件是有用的还是垃圾，其中在确定该物件是有用的情况下该物件被置入所述第一容器，否则置入所述第二容器。
[0035]根据本发明的实施例，所述清扫机器人还包括:布局存储装置，存储清扫机器人工作场地的布局；定位装置，在所述识别装置发现有用物件的情况下确定该有用物件的位置，并且在所述布局存储装置所存储的布局中标示该位置。
[0036]根据本发明的实施例，所述清扫机器人工作在单独执行清扫的模式下或者工作在执行寻找物件的模式下或者工作在执行清扫功能的同时执行寻找物件的模式下。
[0037]根据本发明的实施例，所述识别装置接收用户输入的指定物件的图像，当清扫机器人确定所述指定物件的图像与摄像机捕获的图像匹配时，将该指定的物件放入第一容器，并同时通知用户。
[0038]根据本发明的实施例，所述识别装置还接收用户输入的指定不清扫物件的图像，当清扫机器人确定所述指定不清扫物件的图像与摄像机捕获的图像匹配时，主动规避该物件。
[0039]根据本发明的实施例，所述的清扫机器人还包括:通知装置，当同时执行寻找物件功能及清扫功能时，在所述识别装置发现有用物件的情况下，向用户通知找到该有用物件。
[0040]根据本发明的实施例，所述第一容器具有第一入口通道，所述第二容器具有第二入口通道，并且所述第一入口通道和所述第二入口通道与一阀门连接，所述阀门响应于所述识别装置的匹配结果来允许该物件进入所述第一容器或者所述第二容器。
[0041]根据本发明的实施例，所述清扫机器人还包括:通知装置，定期向用户通知所述识别装置所得到的匹配结果
[0042]虽然在以上描述中对摄像机模块和识别模块采用了分立模块的方式进行描述，但是本领域的技术人员应该意识到，可以将一些模块合并在一起，例如将识别模块并入到摄像机模块中。
[0043]以上的详细描述通过使用方框图、流程图和/或示例，已经阐述了清扫机器人和/或方法的众多实施例。在这种方框图、流程图和/或示例包含一个或多个功能和/或操作的情况下，本领域技术人员应理解，这种方框图、流程图或示例中的每一功能和/或操作可以通过各种硬件、软件、固件或实质上它们的任意组合来单独和/或共同实现。在一个实施例中，本发明的实施例所述主题的若干部分可以通过专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、或其他集成格式来实现。然而，本领域技术人员应认识到，这里所公开的实施例的一些方面在整体上或部分地可以等同地实现在集成电路中，实现为在一台或多台计算机上运行的一个或多个计算机程序(例如，实现为在一台或多台计算机系统上运行的一个或多个程序)，实现为在一个或多个处理器上运行的一个或多个程序(例如，实现为在一个或多个微处理器上运行的一个或多个程序)，实现为固件，或者实质上实现为上述方式的任意组合，并且本领域技术人员根据本公开，将具备设计电路和/或写入软件和/或固件代码的能力。此外，本领域技术人员将认识到，本公开所述主题的机制能够作为多种形式的程序产品进行分发，并且无论实际用来执行分发的信号承载介质的具体类型如何，本公开所述主题的示例性实施例均适用。信号承载介质的示例包括但不限于:可记录型介质，如软盘、硬盘驱动器、紧致盘(⑶)、数字通用盘(DVD)、数字磁带、计算机存储器等；以及传输型介质，如数字和/或模拟通信介质(例如，光纤光缆、波导、有线通信链路、无线通信链路等)。
[0044]虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。
【权利要求】
1.一种清扫机器人，包括: 第一容器， 第二容器， 摄像机，在所述清扫机器人工作过程中捕获周围物件的图像； 识别装置，将所述摄像机捕获的图像与数据库中预先存储的图像进行匹配来确定所述物件是有用的还是垃圾，其中在确定所述物件是有用的情况下所述物件被置入所述第一容器，否则置入所述第二容器。
2.如权利要求1所述的清扫机器人，还包括: 布局存储装置，存储所述清扫机器人的工作场地的布局； 定位装置，在所述识别装置发现所述物件为有用的情况下确定所述物件的位置，并且在所述布局存储装置所存储的布局中标示该位置。
3.如权利要求1所述的清扫机器人，其中，所述清扫机器人工作在单独执行清扫的模式下或者工作在执行寻找物件的模式下或者工作在执行清扫功能的同时执行寻找物件的模式下。
4.如权利要求1所述的清扫机器人，其中，所述识别装置接收用户输入的指定物件的图像，当所述清扫机器人确定所述指定物件的图像与所述摄像机捕获的图像匹配时，将该指定的物件放入第一容器，并同时通知用户。
5.如权利要求1所述的清扫机器人，其中，所述识别装置还接收用户输入的指定不清扫物件的图像，当清扫机器人确定所述指定不清扫物件的图像与所述摄像机捕获的图像匹配时,主动规避该物件。
6.如权利要求1所述的清扫机器人，还包括: 通知装置，当同时执行寻找物件功能及清扫功能时，在所述识别装置发现所述物件为有用的情况下，向用户通知找到所述物件。
7.如权利要求1所述的清扫机器人，其中所述第一容器具有第一入口通道，所述第二容器具有第二入口通道，并且所述第一入口通道和所述第二入口通道与一阀门连接，所述阀门响应于所述识别装置的匹配结果来允许所述物件进入所述第一容器或者所述第二容器。
8.如权利要求1所述的清扫机器人，还包括: 通知装置，定期向用户通知所述识别装置所得到的匹配结果。
9.一种控制清扫机器人的方法，包括步骤: 在清扫机器人工作过程中捕获周围物件的图像； 将所捕获的图像与数据库中预先存储的图像进行匹配来确定所述物件是有用的还是垃圾，其中在确定所述物件是有用的情况下所述物件被置入第一容器，否则置入第二容器。
10.如权利要求9所述的方法，其中，所述清扫机器人具有布局存储装置，存储所述清扫机器人的工作场地的布局，所述方法还包括步骤: 在发现所述物件为有用的情况下确定所述物件的位置，并且在布局存储装置所存储的布局中标示该位置。
11.如权利要求9所述的方法 ，其中，所述清扫机器人工作在单独执行清扫的模式下或者工作在执行寻找物件的模式下或者工作在执行清扫功能的同时执行寻找物件的模式下。
12.如权利要求9所述的方法，其中，所述清扫机器人接收用户输入的指定物件的图像，当所述清扫机器人确定所述指定物件的图像与所述摄像机捕获的图像匹配时，将该指定的物件放入第一容器，并同时通知用户。
13.如权利要求9所述的方法，其中，所述清扫机器人接收用户输入的指定不清扫物件的图像，当清扫机器人确定所述指定不清扫物件的图像与所述摄像机捕获的图像匹配时，主动规避该物件。
14.如权利要求9所述的方法，还包括步骤: 在发现所述物件为有用的情况下，向用户通知找到所述物件。
15.如权利要求9所述的方法，还包括步骤: 定期向用户通知匹配结果。
【文档编号】A47L11/40GK103565366SQ201210279944
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年8月8日 优先权日:2012年8月8日
【发明者】张彤, 李浩鹏, 佐藤俊一 申请人:夏普株式会社