一种清洁机器人、智能补水方法及补水站与流程

本发明属于智能清洁领域，尤其涉及一种清洁机器人、智能补水方法及补水站。

背景技术：

清洁机器人用于智能导航清洁室内环境，现有的清洁机器人中存在具有拖地功能的机器人，往往需要设置水箱维持机器人的工作，由于清洁机器人的功率普遍较小，如果水箱太大将造成清洁机器人的重量大大增加，从而影响清洁机器人电能的续航，而采用小水箱则需要频繁对水箱补水，然而行业内的清洁机器人大都采用slam实时地图生成技术，该技术有别于传统的gps导航技术中的地图导航，机器人无法通过导入现有的地图模型再进行路径规划，只能在行进过程中实时生成或更新地图。

现有技术中，通常在清洁机器人的起始地点设置固定的补水站，当清洁机器人需要补水时控制清洁机器人返回起始地点补水，导致难以灵活地规划机器人的工作路径，造成了不必要的能耗，降低了工作效率。因此，如何控制清洁机器人灵活地到相应的补水站进行补水将成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种清洁机器人的智能补水方法，旨在解决清洁机器人无法灵活到相应的补水站补水，导致清洁效率较低的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种清洁机器人的智能补水方法，该方法包括步骤：

清洁机器人定位补水站的位置；

实时获取所述清洁机器人中水箱内的当前水量；

判断所述水箱是否处于缺水状态；

当所述水箱处于缺水状态，控制所述清洁机器人导航至所述补水站的位置对所述水箱补水。

更进一步地，所述清洁机器人定位补水站的位置，包括：

根据所述清洁机器人所处的当前场景更新实时地图；

识别所述当前场景是否存在补水站；

当所述当前场景存在补水站，在所述实时地图中记录补水站的位置。

更进一步地，当所述水箱处于缺水状态时，包括：

若所述实时地图中记录有补水站的位置；

在实时地图中规划补水路径；

根据所述补水路径控制所述清洁机器人导航至所述补水站对所述水箱补水。

更进一步地，当所述水箱处于缺水状态，包括：

若所述实时地图中未记录有补水站的位置；

在实时地图中规划探索路径；

根据所述探索路径控制所述清洁机器人寻找补水站的位置。

更进一步地，当所述实时地图中记录有多个补水站的位置时，包括：

所述补水路径为多个补水站中与清洁机器人的距离最小的路径。

更进一步地，当所述实时地图中记录有多个补水站的位置时，包括：

所述补水路径为多个补水站中与清洁路径的下一时刻目标点距离最小的路径。

更进一步地，所述控制清洁机器人导航至补水站对所述水箱补水之后，包括：

判断所述水箱是否加水到满水状态；

若是，则控制补水站停止为所述水箱补水，并控制所述清洁机器人继续清洁工作。

本发明实施例还提供了一种智能补水的清洁机器人，应用于智能补水方法，所述清洁机器人包括机体和搭载于所述机体上的水箱，所述清洁机器人还包括:

水量状态监测模块，通过实时测量所述水箱内的当前水量判断所述水箱是否处于缺水状态或满水状态；

补水站导航模块，定位所述补水站的位置，并控制所述清洁机器人导航至补水站的位置，以使所述水箱与所述补水站相对接；

补水执行机构，用于执行所述补水站向所述水箱开始补水或停止补水；

所述水量状态监测模块分别与所述补水站导航模块和补水执行机构相连接。

本发明实施例还提供了一种补水站，应用于智能补水方法，所述补水站包括:

可识别特征,用于清洁机器人识别当前场景是否存在补水站；

补水执行机构，用于执行补水站向水箱开始补水或停止补水。

更进一步地，所述补水站还包括充电站，所述补水站与所述充电站分离设置或者一体设置。

本发明实施例提供的清洁机器人的智能补水方法的有益效果：

本发明实施例由于采用清洁机器人定位补水站的位置，然后根据实施获取的清洁机器人中水箱的水量来判断是否缺水，进而控制清洁机器人导航至补水站的位置对水箱补水。因此，在清洁环境内设置多个补水站时，当清洁机器人进行清洁时定位补水站，当清洁机器人中水箱处于缺水状态时，清洁机器人可通过导航至已定位的补水站进行补水，从而能够保证待清洁机器人水箱中缺水时，能够第一时间导航到补水站进行补水，不仅有效避免清洁机器人在缺水后才定位补水站再进行补水操作的情况，使清洁机器人补水灵活，而且有效提升清洁的工作效率。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种清洁机器人的智能补水方法流程示意图；

图2为本申请实施例提供的步骤100的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的s400流程示意图；

图4为本申请实施例提供的另一种步骤s400流程示意图；

图5为本申请实施例提供的另一种清洁机器人的智能补水方法流程示意图；

图6为本申请实施例提供的一种智能补水的清洁机器人结构示意图；

图7为本申请实施例提供一种补水站。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

清洁机器人在清洁室内卫生时，水箱缺水后，需要及时补水，才能保证清洁效率，现有技术中，往往在起始地点设置固定的补水站，因此，清洁机器人在清洁过程中，无论清洁机器人位于哪个位置，均需要移动到起始地点补水，从而导致增加不必要的能耗，降低工作效率。

本申请公开的实施例中，在清洁环境内设置多个补水站，当清洁机器人进行清洁时需要首先找到相应的补水站，然后再开始清洁工作，当清洁机器人中水箱处于缺水状态时，清洁机器人可通过导航至已定位的补水站进行补水，从而能够保证待清洁机器人水箱中缺水时，能够第一时间导航到补水站进行补水，从而保证清洁工作效率。

实施例一

如图1所示，为本申请实施例提供的一种清洁机器人的智能补水方法流程示意图。

在步骤s100中，清洁机器人定位补水站的位置。

本申请实施例中，在清洁环境内设置多个补水站，例如，以家庭为例，可在客厅、卧室及厨房等位置分别设置补水站，清洁不同区域的卫生时，可在该区域内的补水站补水。对于大型车间、商场等清洁环境内，可将清洁环境划分多个区域，每个区域内设置相应的补水站，当清洁机器人在打扫该区域时，由于清洁机器人slam技术的限制，清洁机器人只能扫描到预定区域内的地图，移动到下一位置时，将上一位置的地图保存至历史地图，为了避免在清扫过程中水箱缺水而找不到补水站或者需要机器人移动较长距离到补水站的情况，通过y优先定位补水站的位置，以保证水箱缺水时，在扫描到的区域内能够快速导航至对应的补水站补水。

因此，本申请实施例提供的清洁机器人智能补水方法中，在进入该区域进行清洁时，如果该区域内没有补水站，清洁机器人需要先定位到补水站的位置。例如：以家庭为例，如果在厨房未放置补水站，在厨房和卧室设置有补水站的情况，若清洁机器人首先在厨房进行清洁工作时，清洁机器人进入厨房打开地图后扫描不到补水站的位置，则清洁机器人需要在厨房、客厅和卧室等位置先进扫描，直到定位到补水站位置时，将该补水站位置保存，进而开始执行清扫任务。

在步骤s200中，实时获取清洁机器人中水箱内的当前水量。

将补水站的位置定位后，清洁机器人实时获取清扫机器人的水箱内的当前水量。在实时获取清洁机器人水箱内的当前水量时，可通过压力传感器实现，压力传感器通过实时监测水箱底部或者侧面承受的压力，实现对水箱内当前水量的检测。实时获取清洁机器人中水箱内的水量，可通过水量多少确定何时补水，进一步实现智能补水。

在步骤s300中，判断所述水箱是否处于缺水状态。

在判断水箱是否缺水时，可以设定第一阈值和第二阈值，其中，第一阈值大于第二阈值，如果当前水量小于第一阈值大于第二阈值，则确定水箱内的水量较少，即将缺水，可设置报警功能进行报警。如果当前水量小于第二阈值，则确定水箱内缺水，需要尽快补水。

如果使用压力传感器检测水箱内的当前水量，则第一阈值和第二阈值可设置为通过压力值换算后的水量值，当然也可以为压力值。

在步骤s400中，当水箱处于缺水状态，控制清洁机器人导航至补水站的位置对所述水箱补水。

水箱处于缺水状态后，清洁机器人停止清洁，清洁机器人根据定位的补水站的位置，导航至补水站补水。对补水站的识别，可通过红外对射、编码特征识别、特征对象识别等方式实现。

识别到对应的补水站后，控制清洁机器人移动到补水站位置补水。可以在补水站的出水口设置连接器，清洁机器人移动到补水站位置，将水箱进水口与连接器相连接，发送补水信号至连接器，连接器执行打开动作，从而实现水箱的补水动作。

由上述描述可知，本申请实施例中，在清洁环境中设置多个补水站，在清洁过程中，或者补水之前，清洁其几人定位补水站的位置，通过实时获取清洁机器人水箱内的当前水量，判断水箱是否处于缺水状态，如果处于缺水状态，则控制清洁机器人移动定位的补水站位置补水。与现有技术相比，清洁机器人不需要在补水时不断的回到起始点位置处补水，从定位的所有补水站位置中选择补水站即可，可以灵活的规划工作路径，提升工作效率。

本发明实施例由于采用清洁机器人定位补水站的位置，然后根据实施获取的清洁机器人中水箱的水量来判断是否缺水，进而控制清洁机器人导航至补水站的位置对水箱补水。因此，在清洁环境内设置多个补水站时，当清洁机器人进行清洁时定位补水站，当清洁机器人中水箱处于缺水状态时，清洁机器人可通过导航至已定位的补水站进行补水，从而能够保证待清洁机器人水箱中缺水时，能够第一时间导航到补水站进行补水，不仅有效避免清洁机器人在缺水后才定位补水站再进行补水操作的情况，使清洁机器人补水灵活，而且有效提升清洁的工作效率。

实施例二

在实施例一的基础上参见图2，图2为本申请实施例提供的步骤100的流程示意图。

在步骤s101中，根据所述清洁机器人所处的当前场景更新实时地图。

清洁机器人可以在开机后，或者清洁之前定位补水站的位置。清洁机器人通过扫描当前场景，更新存储在清洁机器人存储器内的地图。更新当前场景的实时地图后，可根据实时地图规划清洁路线。在更新实时地图时，扫描当前场景，扫描当前场景可通过红外扫描实现。

在步骤s102中，识别所述当前场景是否存在补水站。

在更新实时地图的前提下，识别补水站，对补水站的识别，可通过红外对射、编码特征识别、特征对象识别等方式实现。以特征对象识别为例，清洁机器人通过传感器扫描当前清洁环境，然后分析清洁环境信息，识别其中是否包含预设的特征对象，其中，预设的特征对象为每个补水站，不同的补水站预设特征不同。

在步骤s103中，当所述当前场景存在补水站，在所述实时地图中记录补水站的位置。

清洁机器人识别到特征对象以后，根据特征对象与机器人的相对位置，然后得到补水站在地图中的位置信息。在更新后的实时地图中根据补水站的位置信息，将补水站记录、标记在实时地图中。随着实时地图的更新，补水站的记录也需要更新。

由上述描述可知，本申请实施例中，在清扫环境内设置多个补水站时，清洁机器人需要定位补水站的位置，在更新的实时地图中记录补水站的位置，以满足缺水时，清洁机器人及时定位补水站的位置，并导航至补水站补水，从而减少长距离移动补水的能耗，提高工作效率。

实施例三

在实施例一和实施例二的基础上，参见图3，为本申请实施例提供的s400流程示意图。

在步骤s401中，若实时地图中记录有补水站的位置。

在步骤s402中，在实时地图中规划补水路径。

在实施例二中，将补水站位置记录、标记在实时地图中，因此，在水箱处于缺水状态需要补水时，需要选择补水站进行补水，所以，本申请实施例中，通过所有补水站的位置，在实时地图中规划补水路径。在需要补水时，根据清洁机器人当前的位置，选择最合理的补水路径。

在步骤s403中，根据补水路径控制清洁机器人导航至补水站对所述水箱补水。

当计算出补水路径后，可选择补水路径中多个补水站与清洁机器人的距离最小的路径，或者，多个补水站中清洁路径的下一时刻目标点距离最小的路径。

因此，在选择补水路径时，可通过计算补水路径中补水站与情节机器人当前位置之间的距离值，以及清洁机器人下一时刻目标点(清洁点)与补水路径中补水站之间的距离值，选择距离值中的最小值对应的补水站进行补水。

在另一种实施方式中，参见图4，为本申请实施例提供的另一种步骤s400流程示意图。

在步骤s404中，若所述实时地图中未记录有补水站的位置。

在步骤s405中，在实时地图中规划探索路径。

如果清洁机器人通过识别没有发现补水站位置，那么在实时地图中便没有标记的补水站位置，此时，需要继续探索寻找补水站，因此，需要在实时地图中规划探索路径。规划探索路径时，可以将探索路径与清洁路径重合；也可以绕清洁环境的外周探索，再向内减小范围。

在步骤s406中，根据所述探索路径控制所述清洁机器人寻找补水站的位置。

探索路径可以由清洁机器人的当前位置开始，展开全方位的探索。如果探索路径与清洁路径重合，在清洁过程中可以在清洁的同时探索补水站，也可以在清洁之前沿着清洁路径探索寻找补水站。

由上述描述可知，当水箱处于缺水状态需要补水时，需要先确认实时地图中是否记录有补水站的位置，如果有，则根据补水站的位置计算最优补水路径，并选择补水站补水，如果没有记录补水站位置，则需要规划探索路径，探索寻找补水站后再导航至补水站补水。因此，本申请实施例中，通过补水站位置，计算最后补水路径，以及探索补水路径，可控制清洁机器人灵活的导航至补水站进行补水。

实施例四

参见图5，为本申请实施例提供的另一种清洁机器人的智能补水方法流程示意图。

在步骤s500中，判断水箱是否加水到满水状态。

在步骤s600中，若是，则控制补水站停止为所述水箱补水，并控制清洁机器人继续清洁工作。

在水箱补水过程中，判断水箱是否加水到满水状态，防止水溢出水箱。判断水箱是否为满水状态时，通过检测水量是否达到第三阈值，确定是否为满水状态，其中第三阈值大于上述第一阈值和第二阈值。第三阈值可设置为水箱95％-98％对应的水量，从监测到水量达到阈值至停止为水箱补水期间，补水站仍然为水箱补水，因此可有效防止补水站响应期间，水箱被补水站加满。

当监测到水箱中的水量达到第三阈值时，发送停止加水信号至补水站，补水站执行停止加水操作，从而停止为水箱加水。

由上述描述可知，上述实施例提供的清洁机器人的智能补水方法中，实时监测清洁机器人的水箱状态，如果缺水，则确定补水站位置，导航至补水站补水，确定的补水站为最优补水路径对应的补水站，从而可减少清洁机器人因为移动到起始地点处的补水站补水到指挥的不必要的能耗，同时减少补水过程中的时间，提升工作效率。

本申请实施例还提供了一种智能补水的清洁机器人，应用于上述实施例提供的智能补水方法，包括机体和搭载于机体上的水箱，如图6所示，为本申请实施例提供的一种智能补水的清洁机器人结构示意图，清洁机器人还包括:

水量状态监测模块，通过实时测量所述水箱内的当前水量判断水箱是否处于缺水状态或满水状态；补水站导航模块，定位补水站的位置，并控制清洁机器人导航至补水站的位置，以使水箱与所述补水站相对接；补水执行机构，用于执行补水站向水箱开始补水或停止补水；水量状态监测模块分别与补水站导航模块和补水执行机构相连接。

水量状态监测模块通过实时测量水箱内的当前水量判断水箱是否处于缺水状态或满水状态，如果处于缺水状态，则补水站导航模块定位补水站的位置，补水站导航模块在定位过程中，从设置有多个补水站的实时地图中进行定位，控制机器人导航至补水站的位置，使水箱与补水站相对接，补水执行机构执行向水箱开始补水或停止补水。由上述描述可知，本申请实施例提供的智能补水的清洁机器人可在水箱处于缺水状态时，通过定位补水站位置，找到快速、方便的补水站进行补水，从而提升清洁效率。

参见图7，本申请实施例还提供了一种补水站，应用于上述实施例中的智能补水方法，补水站包括:可识别特征,用于清洁机器人识别当前场景是否存在补水站；补水执行机构，用于执行补水站向水箱开始补水或停止补水。补水站与充电站分离设置或者一体设置。

补水站包括可识别特征，方便清洁机器人在缺水状态时，通过可识别特征定位补水站，同时方便清洁机器人识别补水站并在实时地图中记录补水站，方便需要补水时，进行补水路径规划。补水站可与充电站分离设置或者一体设置，一体设置可增加清洁环境中位值的利用率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。