机器人清洁器的制造方法
【专利摘要】一种机器人清洁器包括：主体、光发送单元、图像传感器、基座、旋转驱动单元、倾斜单元以及倾斜驱动单元。所述光发送单元发射光。从所述光发送单元发射并被反射或散射的光形成在所述图像传感器上。所述基座支撑所述光发送单元和所述图像传感器，并且可旋转地布置在所述主体中。所述旋转驱动单元旋转所述基座。所述倾斜单元使所述光发送单元和所述图像传感器倾斜。
【专利说明】机器人清洁器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请请求2013年3月5日提交的申请号为10-2013-0023557的韩国专利申请的优先权，其通过引用合并于此。
【技术领域】
[0003]本发明涉及一种机器人清洁器。
【背景技术】
[0004]机器人清洁器是一种通过自主行进并从地板抽吸诸如灰尘的杂质而无需用户操控地自动清洁目标区域的装置。
[0005]一般而言，机器人清洁器感测与待清洁的目标区域内诸如家具、办公设备以及墙壁的障碍物的距离，并通过映射目标区域和控制其左、右轮的驱动来避开这些障碍物。在现有技术中，由控制器使用传感器观测天花板或地板来测量机器人清洁器的行进距离，并且基于这些观测结果来计算与障碍物的距离。然而，由于这种方法采用基于机器人清洁器的行进距离来间接估计与障碍物的距离，所以当机器人清洁器的行进距离例如由于地板的不平整而不准确时，与障碍物的距离会不可避免地发生误差。尤其是，这样的机器人清洁器中主要使用的距离测量方法使用红外线或超声波。因此，当障碍物散射大量红外线或超声波时，可能在距离测量中发生明显的误差。
[0006]而且，诸如门槛的突出障碍物和诸如桌子或床的在其下方具有一定空间的障碍物三维地布置在待清洁区域中，但是通常的机器人清洁器不能识别这样的障碍物情况。
【发明内容】
[0007]因此，一个目的是提供一种机器人清洁器，其可以准确地识别出待清洁区域中的障碍物情况。
[0008]根据本发明的一个方案，提供了一种机器人清洁器，包括:主体；发射光的光发送单元；图像传感器，感测由障碍物对所述光发送单元发射的光反射或散射的光；基座，支撑所述光发送单元和所述图像传感器，所述基座可旋转地布置在所述主体中；旋转驱动单元，旋转所述基座；以及倾斜单元，倾斜所述光发送单元和所述图像传感器。
[0009]机器人清洁器还可以包括控制器，其控制所述旋转驱动单元和所述倾斜单元中的至少一个的操作。所述倾斜单元可以基于所述控制器的控制相对于水平面向下或向上倾斜所述光发送单元和所述图像传感器。从所述光发送单元发射的光可以对应于所述倾斜单元使所述光发送单元倾斜的倾斜角度而向下或向上行进。所述控制器可以执行第一障碍物感测控制和第二障碍物感测控制中的至少一个，该第一障碍物感测控制通过控制所述倾斜驱动单元以倾斜至第一位置，从而在所述倾斜单元的所述第一位置处产生从所述光发送单元向障碍物发射的光，该第二障碍物感测控制通过控制所述倾斜单元以从所述第一位置倾斜至第二位置，从而在所述倾斜单元的所述第二位置处产生从所述光发送单元向障碍物发射的光。所述控制器可以在执行所述第一障碍物感测控制和所述第二障碍物感测控制之后，通过控制所述旋转驱动单元来执行所述基座的旋转。所述基座可以在一定角度范围、360度或大于360度内转动。
[0010]由所述控制器执行的所述第一障碍物感测控制可以感测区域的较低位置处的障碍物，并且由所述控制器执行的所述第二障碍物感测控制可以感测所述区域的比所述第一障碍物感测控制的所述较低位置更高的位置处的障碍物。
[0011]所述机器人清洁器还可以包括:行进驱动单元，允许所述机器人清洁器行进。在执行所述第一障碍物感测控制和所述第二障碍物感测控制中的至少一个之后，所述控制器可以控制所述行进驱动单元，使得所述机器人清洁器行进。
[0012]所述控制器可以使用由所述旋转驱动单元旋转所述基座的旋转角度、由所述倾斜单元倾斜所述基座的倾斜角度、以及从在所述图像传感器上形成的斑点的位置获得的与障碍物的距离,来三维映射区域中的障碍物。
[0013]当由所述控制器通过所述第一障碍物感测控制感测的区域内感测到多个障碍物时，所述控制器可以执行所述第二障碍物感测控制。当由所述控制器通过所述第一障碍物感测控制感测到两个直线部件以一定间距彼此间隔开时，所述控制器可以执行所述第二障碍物感测控制。所述控制器可以控制所述行进驱动单元使得所述机器人清洁器以一定距离接近所述直线部件或共线的线，然后执行所述第二障碍物感测控制。
[0014]所述控制器可以基于所述第一障碍物感测控制和所述第二障碍物感测控制的结果，来控制所述行进驱动单元使得所述机器人清洁器避开多个障碍物行进。
[0015]当由所述控制 器通过所述第一障碍物感测控制感测到两个直线部件在相同的线上以一定间距彼此间隔开时，所述控制器可以控制所述行进驱动单元以便避开所述两个直线部件之间行进。
[0016]所述光发送单元可以包括发射激光束的激光二极管。
[0017]所述主体可以具有在其前表面中形成的开口，并且从所述光发送单元发射的光可以穿过所述开口。所述主体的所述开口可以供由障碍物对所述光发送单元发射的光反射或散射的光传递到所述图像传感器。
[0018]所述机器人清洁器还可以包括:透明件，设置在所述主体的所述开口中，以供从所述光发送单元发射的光或由障碍物反射或散射的光穿过。
[0019]所述机器人清洁器还可以包括:光接收透镜，其中所述光接收透镜布置在所述图像传感器与障碍物之间，并且当障碍物与所述光接收透镜之间的距离被定义为距离L，则距离L由下面等式确定，
r -fg
[0020]L=----
P - / tan Θ
[0021]其中，f是焦距，g是所述光发送单元和所述光接收透镜之间的间距，Θ是从所述光发送单元发射的光和所述光接收透镜的正交于所述光接收透镜的中心的主轴线之间的角度，而P是从所述图像传感器的中心O到所述图像传感器的检测到由障碍物反射或散射的光的斑点的长度。
[0022]结合附图通过下面的详细描述，上述和其它目的、特征、方案和优点将变得更加明显。【专利附图】
【附图说明】
[0023]将参照下面的附图详细描述实施例，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且附图中:
[0024]图1是示出根据本发明实施例的机器人清洁器的立体图；
[0025]图2是示出图1的机器人清洁器的底面的视图；
[0026]图3是示出图1的机器人清洁器的分解立体图；
[0027]图4是示出图3的位置传感器的视图；
[0028]图5是示出图4的位置传感器的分解立体图；
[0029]图6是示出图5的倾斜单元的视图；
[0030]图7是示出当倾斜单元倾斜时的光照射方向的视图；
[0031]图8是示出根据本发明实施例的机器人清洁器的主要单元之间的控制关系的视图；
[0032]图9是示出测量与物体的距离的原理的视图；
[0033]图10A、图1OB和图1OC是示出在位置传感器的图像传感器上形成的三个示例性斑点分布的视图；
[0034]图11是示出基于由图10的图像传感器获取的位置信息的映射的视图；
[0035]图12是示出根据本发明实施例的控制机器人清洁器的方法的流程图；
[0036]图13是示出根据本发明另一实施例的控制机器人清洁器的方法的流程图；以及
[0037]图14A、图14B和图14C是示出在清洁区域内感测到的三种示例性障碍物情况的视图。
【具体实施方式】
[0038]通过下面结合附图的详细描述，上述和其它目的、特征、方案和优点将变得更加明显。现在将参照附图具体描述本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施并且不应被解释为限于本文所阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使得本公开内容对本领域技术人员而言透彻而完整。在附图中，为清楚起见，可以扩大形状和尺寸，并且通篇将使用相同的附图标记表示相同或类似的部件。
[0039]图1是示出根据本发明实施例的机器人清洁器的立体图。图2是示出图1的机器人清洁器的底面的视图。图3是示出图1的机器人清洁器的分解立体图。图4是示出图3的位置传感器的视图。图5是示出图4的位置传感器的分解立体图。图6是示出图5的倾斜单元的视图。图7是示出当倾斜单元倾斜时的光照射方向的视图。图8是示出根据本发明实施例的机器人清洁器的主要单元之间的控制关系的视图。
[0040]参照图1至图8，根据本发明实施例的机器人清洁器I可以包括主体10、位置传感器20、旋转驱动单元40、倾斜驱动单元80以及控制器90。
[0041]在主体10的左轮61a和右轮62a旋转的同时，主体10可以围绕待清洁区域(下文称为“清洁区”)行进以通过抽吸单元70抽吸诸如灰尘或垃圾的杂质。
[0042]抽吸单元70可以包括:布置在主体10中以产生抽吸力的抽吸风扇72 ;以及用于抽吸由抽吸风扇72的旋转产生的空气流的抽吸入口 71。另外，抽吸单元70还可以包括:用于过滤通过抽吸入口 71抽吸的空气中的杂质的过滤器(未示出);以及用于收集由过滤器过滤的杂质的杂质容器(未不出)。
[0043]机器人清洁器I还可以包括用于驱动左轮61a和右轮62a的行进驱动单元60，并且还可以包括用于驱动左轮的左轮驱动单元61以及用于驱动右轮62a的右轮驱动单元62(图3的附图标记62表示布置在左轮驱动单元61对侧的右轮驱动单元)。因为由控制器90独立控制左轮驱动单元61和右轮驱动单元62的操作，所以主体10可以向前和向后移动或转向。例如，当左轮61a通过左轮驱动单元61在向前方向上旋转并且右轮62a通过右轮驱动单元62在向后方向上旋转时，主体可以向右转。控制器90可以控制左轮驱动单元61和右轮驱动单元62的转速以彼此不同。因此，可以引起能够执行直线移动和旋转移动两者的主体10的平移移动。由控制器90控制的主体10的移动能够避开障碍物或相对于障碍物转向。机器人清洁器I还可以包括至少一个辅助轮13以稳定地支撑主体10。
[0044]主体10可以包括容纳旋转驱动单元40、倾斜驱动单元80和行进驱动单元60的下体11，以及覆盖下体11的上体12。
[0045]可以在从位置传感器20的光发送单元21发射的光或光接收单元22所接收的光的行进路径上布置透明件32。透明件32可以固定在主体10上。主体10的前侧可以具有开口。透明件32可以由安装在该开口中的透明件框架31固定。
[0046]从光发送单元21发射的光可以通过透明件32朝向主体的前侧行进，并且由障碍物反射或散射的光可以朝向透明件32行进以被光接收单元22接收。
[0047]位置传感器20可以通过向障碍物照射光来感测障碍物的位置或距离。位置传感器20可以可旋转地并可倾斜地布置在主体10上。除了光发送单元21和光接收单元22之夕卜，位置传感器20还可以包括基座23和倾斜单元50。
[0048]光发送单元21可以包括发射光的光源和折射从所述光源发射的光(图4和图5中的LI)以便平行行进的准直透镜(collimate)。光源可以包括发光元件，例如发射红外线或可见光线的红外线或可见光线发光二极管(LED)。优选地，光源可以是发射激光束的发光元件。在本实施例中，将以激光二极管(LD) 210作为光源的示例。尤其是，由于激光束的单色、方向性和准直特性，使用激光束的光源与其他光相比可以实现精确的测量。例如，与激光束相比，红外线或可见光线可能根据诸如对象的颜色或纹理的周围环境因素而在测量精度上变化。
[0049]光接收单元22可以包括图像传感器220，在其上形成由障碍物反射或散射的光斑(图4和图5中的L2)。
[0050]图像传感器220可以是以mXn矩阵形式排布的多个单元像素的集合。上述单元像素可以由各种类型的光接收元件实现，例如硫化镉电池(CdS)、光电二极管、光电晶体管、太阳能电池和光电管。这些光接收元件可以将光信号转换为电信号。图像传感器的一个示例可以是互补型金属氧化物半导体(CMOS)传感器。此外，光接收单元22可以包括光接收透镜230。由障碍物反射或散射的光可以经过光接收透镜230以在图像传感器220上形成图像。光接收透镜230可以包括多个透镜。
[0051]基座23可以支撑光发送单元21和光接收单元22，并且可以可旋转地布置在主体10中。光发送单元21和图像传感器220可以以一定间隔布置在基座23上。
[0052]倾斜单元50可以支撑光发送单元21和光接收单元22，并且可以可倾斜地布置在基座23上。光发送单元21和光接收单元22可以彼此以恒定间隔布置在基座23上。由于基座23可以由旋转驱动单元40旋转(下文描述)，并且倾斜单元50可以由倾斜驱动单元80倾斜，所以从光发送单元21发射的光能够三维扫描清洁区域内的障碍物(参见图7)。
[0053]尤其是，如图7所示，当倾斜单元50向下倾斜时，从光发送单元21发射的光可以相对于当倾斜单元50没有倾斜时的水平方向向下行进。在这种情况下，可以感测机器人清洁器I的前方下侧存在的障碍物、门槛和悬壁。
[0054]参照图4、图5、图6和图8，旋转基座23的旋转驱动单元40可以包括:用于提供转矩的电机41 ;以及传递电机41的转矩以旋转基座23的传动件，例如传动带和/或齿轮。上述传动件被示为包括连接到电机41的轴的滑轮42以及在滑轮42和基座23之间传递电机41的转矩的传动带43，但本发明并不限于此。
[0055]同时，还可以设置支撑件25以支撑位置传感器20。基座23可以由支撑件25可旋转地支撑。支撑件25可以通过诸如螺钉或螺栓的联接件固定在下体11上。在这种情况下，旋转驱动单元40可以相对于支撑件25旋转基座23。
[0056]基座盖24可以联接到基座23，并且可以与基座23—起旋转。可以在基座盖24和基座23之间形成供光发送单元21发射的光通过的光发送通道21a和供光接收单元22中接收的光通过的光接收通道22a。
[0057]倾斜驱动单元80可以使倾斜单元50倾斜。倾斜驱动单元80可以包括线性或旋转电机81。可以设置传动单元以在倾斜驱动单元80和倾斜单元50之间执行动力传递或转换。上述传动单元可以由诸如齿轮、滑轮和/或传动带的构件实现。当倾斜驱动单元80使用旋转电机81时，上述传动单元可以包括由电机81旋转的蜗轮82、可旋转地布置在基座23中并且与蜗轮82啮合的第一正齿轮83、以及固定地布置在倾斜单元50中并且与第一正齿轮83啮合的第二正齿轮84。第二正齿轮84可以与倾斜单元50 —起移动，并且可以根据第一正齿轮83的旋转使倾斜单元50倾斜。在此实施例中，第一正齿轮83被示为包括具有用于调节齿轮传动比的不同齿轮齿的多个正齿轮83a和83b，但本发明并不限于此。
[0058]控制器90可以控制旋转驱动单元40和倾斜驱动单元80的操作。根据实施例，控制器90可以执行对部件的控制，例如光源210、图像传感器220、行进驱动单元60和/或构成机器人清洁器I的其它部件。例如，控制器90可以包括处理从图像传感器220输入的电信号的微处理器。控制器90可以仅包括一个控制器。然而，机器人清洁器I可以包括用于控制每个部件的多个控制器。在这种情况下，控制器90可以被限定为多个控制器的一部分或全部。就发送/接收信号而言，控制器只需要彼此电连接。控制器之间的空间布置可以与控制器90的限定无关。
[0059]图9是示出测量与物体的距离的原理图。参照图9，使用位置传感器20感测物体位置的基本原理可以基于三角测量方法。
[0060]从光源210发射的光可以相对于与光接收透镜230的中心面正交的主轴线C具有一定的角度Θ。该角度Θ可能与物体的距离测量的精度密切相关。如果角度Θ过小，则可能难以测量近距离物体的距离。另一方面，如果角度Θ过大，则可能难以测量远距离物体的距离。因此，角度Θ需要具有适当的值，以使得可以测量位于约0.1m至约4m范围内的物体。
[0061]图像传感器220可以布置成使得其与光源210间隔开。光接收透镜230可以布置在图像传感器220和物体或障碍物300之间。在这种情况下，当障碍物300和光接收透镜230之间的距离被定义为物体距离L，则物体距离L可以表示为下面的等式I。
[0062]L=-gf/p-ftanθ⑴
[0063]这里，f是焦距，g是光源210和光接收透镜230之间的间距，Θ是从光源210发射的光和光接收透镜230的主轴线C之间的角度，而P是从图像传感器220的中心O到图像传感器220的检测到由物体反射或散射的光的斑点的长度。
[0064]图10A、图1OB和图1OC是示出在位置传感器的图像传感器上形成的三种示例性斑点分布的视图。图11是示出基于由图10的图像传感器获取的位置信息的三维映射的视图。
[0065]参照图10A、图1OB和图10C，在表示图像传感器220上形成的斑点位置的mXn的矩阵上，列对应于基座23的旋转角度ω 1，而行对应于倾斜单元50的倾斜角度ω2。图像传感器220的各个像素表示清洁区域中的障碍物分布情况。
[0066]构成图像传感器220的各个像素的位置信息可以包括与对应于每个像素的障碍物的距离以及在矩阵上的坐标。因此，可以通过各个像素的位置信息获取对应于各个像素的障碍物的三维位置信息。
[0067]在基座23旋转一周时，在图像传感器220上形成的斑点可以表示在同一行中。因此，矩阵中点坐标的每一列可以对应于基座23的旋转角度ω I。
[0068]基座23的旋转可以视为是在一定范围内的转动，或可以视为是360度或更大角度的旋转。例如，旋转驱动单元40可以在一个方向上连续地旋转基座23。在这种情况下，由于仅当从光发送单元21发射的光被反射并且穿过透明件32被图像传感器220接收时才在图像传感器220上形成斑点，所以可以从对应于透明件32的轮廓的部分，例如O度至180度之间的部分获得用于清洁区域的映射的位置信息。
[0069]而且，可以根据倾斜驱动单元80的操作来使倾斜单元50倾斜。在这种情况下，旋转角度可以被定义为倾斜角度《2。矩阵上的每行点坐标可以对应于倾斜单元50的倾斜角度ω2。
[0070]与此相关地，在图1OA中斑点分布在三行上。每行的斑点可以是以倾斜单元50由倾斜驱动单元80的操作而倾斜的三个不同倾斜角度形成在图像传感器220上的斑点。例如，图1OA示出当障碍物存在于清洁区域内的上部和下部时斑点的排布。
[0071]类似地，图1OB和图1OC示出当倾斜单元50通过倾斜驱动单元80的操作倾斜并且通过旋转驱动单元40旋转时清洁区域的扫描结果。图1OB示出与图1OA相比障碍物主要分布在清洁区域的下部的情况，而图1OC示出与图1OA相比障碍物主要分布在清洁区域的上部的情况。
[0072]换而言之，根据本发明实施例的位置传感器20可以在相对于主体10倾斜和旋转的同时扫描清洁区域。在这种情况下，在图像传感器220上形成的斑点的坐标可以在行上对应于倾斜单元50的倾斜角度ω 2，且可以在列上对应于基座23的旋转角度ω?。因此，控制器90可以由斑点的坐标和根据上述等式(I)对应于每个斑点的障碍物的距离来三维映射清洁区域中的障碍物分布情况。在下文中，对应于每个斑点的旋转角度ω 1、倾斜角度ω 2和物体距离L将被称为位置信息。[0073]参照图11，控制器90可以基于位置信息来映射清洁区域中的障碍物分布情况。图11示出每个像素的坐标[ω?，co2，L]在X_Y_Z空间中的映射，并且三维地示出清洗区域中的障碍物情况。如图11所示，由于根据对应于每个像素的物体距离L分配Z轴线上的位置，所以可以示出像素所在的X-Y平面在Z轴线上被扭曲。
[0074]倾斜单元50可以根据倾斜驱动单元80的操作而向上或向下倾斜。在下文中，倾斜单元50的、光在一定方向上从光发送单元21发射的位置被定义为第一位置，而倾斜单元50根据倾斜驱动单元80的操作从第一位置倾斜的位置被定义为第二位置。这里，应当指出的是，第二位置不必限定于一定的位置。第二位置仅需为从第一位置倾斜的位置即可。此外，倾斜方向可以是向上或向下的方向，并且倾斜角度也可以具有一定的值。
[0075]也就是说，第一位置和第二位置可以是彼此相对的。倾斜驱动单元80的操作可以被控制为使得能够在从光发射单元21发射的光向下行进最大限度的位置和光向上行进最大限度的位置之间再细分倾斜单元50的位置，使得能够在向上最大限度和向下最大限度之间的每个倾斜角度处检测障碍物。
[0076]如上所述，图10Α、图10Β、图1OC和图11示出扫描覆盖三行或更多行范围时的斑点的分布。这意味着，在倾斜单元50的倾斜角度彼此不同的三个或更多位置处感测障碍物。
[0077]如上所述，主体10可以在其前侧具有开口以允许从光源210发射的光穿过。根据实施例，开口可以设置有透光的透明件32。
[0078]控制器90可以执行第一障碍物感测控制和第二障碍物感测控制中的至少一个，该第一障碍物感测控制通过在倾斜单元50位于第一位置处时控制旋转驱动单元40来旋转基座23，而该第二障碍 物感测控制通过在控制倾斜驱动单元80将倾斜单元50倾斜到第二位置之后控制旋转驱动单元40来旋转基座23。第一障碍物感测控制可以感测在清洁区域中相对下方位置处分布的障碍物的位置，而第二障碍物感测控制可以感测在比第一障碍物感测控制相对更高位置处分布的障碍物的位置。关于同一障碍物，由第一障碍物感测控制获取的位置信息和由第二障碍物感测控制获取的位置信息可以包括关于平面上相同障碍物的信息。然而，在这种情况下，根据待感测障碍物的高度，由第二障碍物感测控制获取的位置信息可能指示障碍物存在于平面上的一定位置处，而由第一障碍物感测控制获取的位置信息指示障碍物不存在于平面上的相同位置处。这可能是例如在支撑床的床架(在第二位置处感测到的障碍物)下存在一定空间(在第一位置处未感测到)的情况。
[0079]控制器90可以基于清洁区域中的障碍物的情况，即通过映射获取的周围障碍物情况或者通过图像传感器220获取的位置信息，来控制行进驱动单元60。
[0080]图12是示出根据本发明实施例的控制机器人清洁器的方法的流程图。参照图12，控制器90可以通过在倾斜单元50位于第一位置处的同时控制旋转驱动单元40使得基座23旋转来感测障碍物的位置(第一障碍物感测；S11)。如果在第一障碍物感测时感测到障碍物，则控制器90可以控制倾斜驱动单元使得倾斜单元50倾斜到第二位置(位置传感器上升；S12)，并且可以通过控制旋转驱动单元40使得基座23在第二位置处旋转来再次感测障碍物的位置(第二障碍物感测；S13)。此后，控制器90可以基于第一位置和第二位置处的障碍物感测结果来映射清洁区域中的障碍物情况，并且可以基于映射结果执行机器人清洁器I的行进(行进；S14)。[0081]如参照图10A、图1OB和图1OC所描述的，操作S14中的行进根据障碍物情况可以包括避开行进、跨越行进以及穿过行进。
[0082]图13是示出根据本发明另一实施例的控制机器人清洁器的方法的流程图。图14A、图14B和图14C是示出在清洁区域内感测到的三种示例性障碍物情况的视图。参照图
13、图14A、图14B和图14C，控制器90可以通过在倾斜单元50位于第一位置处时控制旋转驱动单元40使得基座23旋转来感测障碍物的位置(第一障碍物感测；S21)。
[0083]图14A、图14B和图14C的三种情况可以被假定在第一障碍物感测所感测的范围内存在障碍物的示例。
[0084]图14A示出通过由第一障碍物感测映射的周围障碍物情况而感测到四个或更多的障碍物P1、P2、P3和P4分布在一定范围S中的情况。这主要发生在清洁区域内存在诸如桌子、椅子、台子和床之类的由四个或更多的腿支撑的家具的情况。此感测结果可以对应于预期存在上方障碍物(例如，支撑床垫的床架)的情况(步骤S22为“是”)。控制器90可以控制倾斜驱动单元80使得倾斜单元50倾斜到第二位置(向上倾斜位置传感器；S25)，然后可以控制旋转驱动单元40使得基座23在第二位置处旋转以再次感测障碍物的位置(第二障碍物检测；S26)。
[0085]此后，控制器90可以基于第一位置和第二位置处的障碍物感测结果来映射清洁区域中的障碍物情况，并且可以基于映射结果执行机器人清洁器I的行进(行进；S27)。如参照图10A、图1OB和图1OC所描述的，操作S27中的行进可以根据障碍物情况包括避开行进、跨越行进以及穿过行进。
[0086]在图14B (图14B不对应于此通道)中，基于由第一障碍物感测(S21)和第二障碍物感测(S26)映射的周围障碍物情况，当检测到两个直线部件Wl和W2在相同的线W上彼此间隔一定间距时，可以根据两个直线部件Wl和W2之间的部分W3的高度来控制行进驱动单元60。图14B对应于墙壁之间的门被打开的情况。两个直线部件Wl和W2对应于墙壁，而两个直线部件Wl和W2之间的部分W3对应于门槛。在这种情况下，控制器90可以根据门槛的高度来控制行进驱动单元60。也就是说，当不存在门槛或门槛的高度低到足以越过门槛时，控制器90可以控制行进驱动单元60以便执行跨越行进，否则，控制器90可以控制行进驱动单元60以便执行避开行进。
[0087]在图14C中，基于由第一障碍物感测(S21)和第二障碍物感测(S26)映射的周围障碍物情况，检测到两个直线部件Wl和W2在相同的线W上彼此间隔一定间距，并且检测到远离两个直线部件Wl和W2的直线部件W3。这可能对应于在墙壁之间存在一定凹陷区域C的前门。通常，诸如放置鞋子的前门的凹陷区域C可能具有低于起居室地板的底部。因此，控制器90可以控制行进驱动单元60以便对凹陷区域C执行避开行进。
[0088]然而，机器人清洁器I可以根据凹陷区域C的深度执行穿过(或跨越)行进。如图14C所示，当预期存在低障碍物(例如，诸如前门的凹陷障碍物)时(S23中为“是”)，控制器90可以控制倾斜驱动单元80使得倾斜单元50向下倾斜(S24)，并且可以控制旋转驱动单元40使得基座23再一次旋转以执行对清洁区域的障碍物感测。由于在倾斜单元50向下倾斜的同时执行障碍物感测，所以能够测量凹陷区域C的深度。
[0089]然而，在这种情况下，为了精确地测量凹陷区域C的深度，从光发送单元21发射的光需要到达凹陷区域C的底部。因此，控制器90可以控制行进驱动单元60使得主体10以一定距离接近直线部件Wl、W2或共线的线W，然后可以执行第二障碍物感测的控制(S24、S26)。此后，控制器90可以基于由第二障碍物感测控制所测量的结果来判定穿过或避开凹陷区域C。
[0090]根据本发明实施例的机器人清洁器具有准确扫描清洁区域中的障碍物情况的效果。尤其是，可以三维扫描清洁区域中的障碍物情况，并且基于此，可以执行适当的障碍物避开或跨越行进。
[0091]另外，根据本发明实施例的机器人清洁器具有准确扫描清洁区域中的障碍物分布情况以及与障碍物的距离的效果。
[0092]根据本发明的实施例的控制机器人清洁器的方法还可以实施为计算机可读记录介质上的计算机可读代码。计算机可读记录介质是能够存储此后可由计算机系统读取的数据的任何数据存储设备。计算机可读记录介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、⑶-ROM、磁带、软盘、光数据存储设备以及诸如通过因特网的数据传输的载波。计算机可读记录介质还可以分布在联接计算机系统的网络上，从而存储并且以分布方式执行计算机可读代码。
[0093]尽管已经参照多个示例性实施例描述了实施例，但应理解的是，本领域技术人员能够设计的许多其他修改和实施例落入本公开原理的精神和范围内。更具体地，可以对本公开内容、附图和所附权利要求书的范围内的主题组合排布的零部件和/或排布进行各种变型和修改。除了零部件和/或排布的变型和修改之外，替代性使用对本领域技术人员也是明显的。
【权利要求】
1.一种机器人清洁器，包括: 主体； 发射光的光发送单元； 图像传感器，感测由障碍物对所述光发送单元发射的光反射或散射的光； 基座，支撑所述光发送单元和所述图像传感器，所述基座可旋转地布置在所述主体中； 旋转驱动单元，旋转所述基座；以及 倾斜单元，倾斜所述光发送单元和所述图像传感器。
2.根据权利要求1所述的机器人清洁器，还包括: 控制器，控制所述旋转驱动单元和所述倾斜单元中的至少一个的操作。
3.根据权利要求2所述的机器人清洁器，其中，所述倾斜单元基于所述控制器的控制，相对于水平面向下或向上倾斜所述光发送单元和所述图像传感器。
4.根据权利要求3所述的机器人清洁器，其中，从所述光发送单元发射的光对应于所述倾斜单元使所述光发送单元倾斜的倾斜角度而向下或向上行进。
5.根据权利要求4所述的机器人清洁器，其中，所述控制器执行第一障碍物感测控制和第二障碍物感测控制中的至少一个，所述第一障碍物感测控制通过控制所述倾斜驱动单元以倾斜至第一位置，从而在所述倾斜单元的所述第一位置处从所述光发送单元向障碍物发射光，所述第二障碍物感测控制通过控制所述倾斜单元从所述第一位置倾斜至第二位置，从而在所述倾斜单元的所述第二位置处从所述光发送单元向障碍物发射光。
6.根据权利要求5所述的机器人清洁器，其中，所述控制器在执行所述第一障碍物感测控制或所述第二障碍物感测控制之后，通过控制所述旋转驱动单元来执行所述基座的旋转。
7.根据权利要求6所述的机器人清洁器，其中，所述基座在一定角度范围、360度或大于360度内转动。
8.根据权利要求5所述的机器人清洁器，其中，由所述控制器执行的所述第一障碍物感测控制感测一区域的较低位置处的障碍物，并且由所述控制器执行的所述第二障碍物感测控制感测所述区域的比所述第一障碍物感测控制的所述较低位置更高的位置处的障碍物。
9.根据权利要求5所述的机器人清洁器，还包括: 行进驱动单元，允许所述机器人清洁器行进， 其中，在执行所述第一障碍物感测控制和所述第二障碍物感测控制中的至少一个之后，所述控制器控制所述行进驱动单元，使得所述机器人清洁器行进。
10.根据权利要求6所述的机器人清洁器，其中，所述控制器使用由所述旋转驱动单元旋转所述基座的旋转角度、由所述倾斜单元倾斜所述基座的倾斜角度、以及从在所述图像传感器上形成的斑点的位置获得的与障碍物的距离，来三维映射区域中的障碍物。
11.根据权利要求8所述的机器人清洁器，其中，当由所述控制器通过所述第一障碍物感测控制在感测的区域内感测到多个障碍物时，所述控制器执行所述第二障碍物感测控制。
12.根据权利要求11所述的机器人清洁器，其中，当由所述控制器通过所述第一障碍物感测控制感测到两个直线部件以一定间距彼此间隔开时，所述控制器执行所述第二障碍物感测控制。
13.根据权利要求12所述的机器人清洁器，其中，所述控制器控制所述行进驱动单元使得所述机器人清洁器以一定距离接近所述直线部件或共线的线，然后执行所述第二障碍物感测控制。
14.根据权利要求12所述的机器人清洁器，其中，所述控制器基于所述第一障碍物感测控制和所述第二障碍物感测控制的结果，来控制所述行进驱动单元使得所述机器人清洁器避开多个障碍物行进。
15.根据权利要求11所述的机器人清洁器，其中，当由所述控制器通过所述第一障碍物感测控制感测到两个直线部件在相同的线上以一定间距彼此间隔开时，所述控制器控制所述行进驱动单元以便避开所述两个直线部件之间行进。
16.根据权利要求1所述的机器人清洁器，其中，所述光发送单元包括发射激光束的激光二极管。
17.根据权利要求1所述的机器人清洁器，其中，所述主体具有在其前表面中形成的开口，并且从所述光发送单元发射的光穿过所述开口。
18.根据权利要求17所述的机器人清洁器，其中，所述主体的所述开口供由障碍物对所述光发送单元发射的光反射或散射的光传递到所述图像传感器。
19.根据权利要求18所述的机器人清洁器，还包括: 透明件，设置在所述主体的所述开口中，以供从所述光发送单元发射的光或由障碍物反射或散射的光穿过。
20.根据权利要求1所述的机器人清洁器，还包括: 光接收透镜， 其中，所述光接收透镜布置在所述图像传感器与障碍物之间，并且当障碍物与所述光接收透镜之间的距离被定义为距离L时，距离L由下面等式确定， L = -fg
P - / Ian Θ 其中，f是焦距，g是所述光发送单元和所述光接收透镜之间的间距，Θ是从所述光发送单元发射的光和所述光接收透镜的正交于所述光接收透镜的中心的主轴线之间的角度，而P是从所述图像传感器(220)的中心O到所述图像传感器的检测到由障碍物反射或散射的光的斑点的长度。
【文档编号】A47L9/00GK104027040SQ201410043548
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年1月29日 优先权日:2013年3月5日
【发明者】朴成吉, 郑载宪 申请人:Lg电子株式会社