扫地机器人及其避障方法与流程

本发明涉及机器人，特别是涉及扫地机器人及其避障方法。

背景技术：

传统技术中，扫地机器人依靠自身设置的滚轮在工作区域内移动工作。扫地机器人设置有传感器，用以侦测墙壁或其他障碍物。扫地机器人侦测墙壁或其他障碍物时可以转向以避免发生碰撞。扫地机器人过早转向时，容易在转向的位置与墙壁或其他障碍物之间形成工作盲区。扫地机器人较晚转向时，扫地机器人与墙壁或其他障碍物碰撞后回弹。

在实现传统技术的过程中，发明人发现存在以下技术问题：

扫地机器人可以设置信号发射器和信号接收器。信号发射器发出的脉冲信号遇到墙壁或其他障碍物时反射。反射的脉冲信号被信号接收器接收，并转换为电信号。通常，可以通过电信号的电压来表征墙壁或其他障碍物相对扫地机器人的距离。然而，墙壁或其他障碍物的表面通常呈现不同的色彩，例如白色和灰色。白色墙壁对脉冲信号的反射率高于灰色墙壁对脉冲信号的反射率。通常可以设置电压阈值，通过控制电信号的电压值不超过电压阈值来控制墙壁与扫地机器人之间的间距。假设，设置的电压阈值相对白色墙壁在合理的范围。面对灰色墙壁，继续使用该电压阈值，灰色墙壁的反射率低于白色墙壁，当电信号的电压值达到电压阈值时，扫地机器人可能已经与墙壁发生碰撞。

因此，需要提供一种对障碍物距离判断的技术方案，以便扫地机器人既不容易与墙壁或其他障碍物发生碰撞，又不容易在扫地机器人与墙壁或其他障碍物之间出现工作盲区。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述扫地机器人与障碍物之间间距控制难的技术问题，提供一种方案。

一种扫地机器人的避障方法，计算机在配置下执行以下步骤：

在扫地机器人趋向障碍物的过程中，即时获取表征扫地机器人与障碍物两者之间距离的信号参数值；

判断所述信号参数值是否达到极大值；

当所述信号参数值达到极大值时，发出避障指令。

在扫地机器人趋向障碍物的过程中，扫地机器人与障碍物两者之间间距逐渐缩小为0，信号参数值随着间距变化，由0值增大至极大值，并从极大值缩小为0值，在信号参数值达到极大值时，发出避障指令可以有效避免扫地机器人与障碍物发生碰撞，同时，使得障碍物附近不存在工作盲区。

在其中一个实施例中，所述方法还包括以下步骤：

获取预设信号参数阈值；

当所述信号参数值超过所述预设信号参数阈值时，判断所述信号参数值是否达到极大值。

预设信号参数阈值，当所述信号参数值超过所述预设信号参数阈值时才进行信号参数值是否达到极大值的判断，从而可以提高判断的有效性，降低执行判断的能耗。

在其中一个实施例中，所述获取预设信号参数阈值的步骤，具体包括：

接收输入的信号参数阈值。

用户可以自定义输入的信号参数阈值，从而，可以使得信号参数阈值合理，提高判断的有效性，降低执行判断的能耗。

在其中一个实施例中，所述信号参数值为信号的电压值。

使用信号的电压值便于进行信号参数值达到极大值的判断，同时，可以提高判断的准确性。

在其中一个实施例中，所述即时获取表征扫地机器人与障碍物两者之间距离的信号参数值的步骤，具体包括：

向环境发出红外光脉冲信号；

接收环境对红外光脉冲信号的反射信号；

将反射信号转化为信号参数值。

使用红外光脉冲信号进行障碍物与扫地机器人之间的间距判断，并进一步利用反射信号的强度变化规律，在信号参数值达到极大值时，发出避障指令，可以有效避免扫地机器人与障碍物发生碰撞，同时，使得障碍物附近不存在工作盲区。

在其中一个实施例中，一种扫地机器人，包括：

获取模块，用于在扫地机器人趋向障碍物的过程中，即时获取表征扫地机器人与障碍物两者之间距离的信号参数值；

判断模块，用于判断所述信号参数值是否达到极大值；

控制模块，用于当所述信号参数值达到极大值时，发出避障指令。

在扫地机器人趋向障碍物的过程中，扫地机器人与障碍物两者之间间距逐渐缩小为0，信号参数值随着间距变化，由0值增大至极大值，并从极大值缩小为0值，在信号参数值达到极大值时，发出避障指令可以有效避免扫地机器人与障碍物发生碰撞，同时，使得障碍物附近不存在工作盲区。

在其中一个实施例中，所述判断模块具体用于：

获取预设信号参数阈值；

当所述信号参数值超过所述预设信号参数阈值时，判断所述信号参数值是否达到极大值。

预设信号参数阈值，当所述信号参数值超过所述预设信号参数阈值时才进行信号参数值是否达到极大值的判断，从而可以提高判断的有效性，降低执行判断的能耗。

在其中一个实施例中，所述判断模块具体用于：

接收输入的信号参数阈值。

用户可以自定义输入的信号参数阈值，从而，可以使得信号参数阈值合理，提高判断的有效性，降低执行判断的能耗。

在其中一个实施例中，所述信号参数值为信号的电压值。

使用信号的电压值便于进行信号参数值达到极大值的判断，同时，可以提高判断的准确性。

在其中一个实施例中，所述获取模块具体用于：

向环境发出红外光脉冲信号；

接收环境对红外光脉冲信号的反射信号；

将反射信号转化为信号参数值。

使用红外光脉冲信号进行障碍物与扫地机器人之间的间距判断，并进一步利用反射信号的强度变化规律，在信号参数值达到极大值时，发出避障指令，可以有效避免扫地机器人与障碍物发生碰撞，同时，使得障碍物附近不存在工作盲区。

附图说明

图1为本申请实施例提供的扫地机器人的边界工作方法的流程图。

图2为本申请实施例提供的扫地机器人趋向障碍物过程中信号参数值随两者距离变化的曲线图。

图3为本申请实施例提供的扫地机器人的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

图1为本申请实施例提供的扫地机器人的避障方法的流程图，具体包括以下步骤：

s100：在扫地机器人趋向障碍物的过程中，即时获取表征扫地机器人与障碍物两者之间距离的信号参数值。

扫地机器人可以借助发出的光信号以及光信号在环境中的反射来定位。例如，扫地机器人可以设置光信号发射器和光信号接收器。扫地机器人的光信号发射器发出的光信号，传播中遇到环境中的墙壁或其他障碍物时，发生反射。扫地机器人接收光信号的反射光信号。扫地机器人根据反射光信号的强度确定扫地机器人与墙壁或其他障碍物的距离。反射光信号的强度与扫地机器人相对墙壁或其他障碍物的距离对应。可以设置反射光强度阈值，用以表征扫地机器人相对墙壁或其他障碍物处于预设距离。反射光信号的强度及其强度阈值可以通过电信号来体现，例如电信号的电压值。

进一步的，在本申请提供的又一实施例中，所述信号参数值为信号的电压值。

当信号参数值使用信号的电压值时，可以通过信号的放大的方式来提高可识别性，相对采用信号的电流值可以提高判断的准确性。

s200：判断所述信号参数值是否达到极大值。

请参照图2，为在扫地机器人趋向障碍物的过程中，即时获取的信号参数值，随扫地机器人与障碍障碍物两者之间距离的变化曲线图。可以通过计算变化曲线图中每一个点的斜率，查找变化曲线图中的极大值拐点。具体的，可以计算信号参数值相对时间的二阶导数，出现二阶导数为0状况，则表明信号参数值达到极大值。

s300：当所述信号参数值达到极大值时，发出避障指令。

当信号参数值达到极大值时，扫地机器人的处理器发出避障指令，以便控制扫地机器人的移动。具体的，例如发出转向的避障指令，以便控制扫地机器人转向。

在扫地机器人趋向障碍物的过程中，扫地机器人与障碍物两者之间间距逐渐缩小为0，信号参数值随着间距变化，由0值增大至极大值，并从极大值缩小为0值，在信号参数值达到极大值时，发出避障指令可以有效避免扫地机器人与障碍物发生碰撞，同时，使得障碍物附近不存在工作盲区。

进一步的，在本申请提供的又一实施例中，所述方法还包括以下步骤：

获取预设信号参数阈值；

当所述信号参数值超过所述预设信号参数阈值时，判断所述信号参数值是否达到极大值。

进一步的，在本申请提供的又一实施例中，所述获取预设信号参数阈值的步骤，具体包括：

接收输入的信号参数阈值。

预设信号参数阈值，当信号参数值超过所述预设信号参数阈值时才进行信号参数值是否达到极大值的判断，从而可以提高判断的有效性，降低执行判断的能耗。可以设置信号参数阈值，一种方式为将信号参数阈值直接植入控制程序。例如，例如可以将信号参数阈值存储于存储器内，在执行程序时直接调用。另一种方式为接收外部直接输入的信号参数阈值，并进一步存储于存储器内。在扫地机器人趋向障碍物的过程中，即时获取到的表征扫地机器人与障碍物两者之间距离的信号参数值先是逐渐增大，当信号参数值达到信号参数阈值时，开始进行信号参数值是否达到极大值的判断。具体的，可以做信号参数值随时间的二阶导数。当信号参数值随时间的二阶导数为0时，说明信号参数值达到极大值。信号参数值从0值到达信号参数阈值之前，则不做信号参数值随时间的二阶导数，从而，相对全程做信号参数值随时间的二阶导数的运算，可以降低能耗。

进一步的，在本申请提供的又一实施例中，所述方法还包括：

所述即时获取表征扫地机器人与障碍物两者之间距离的信号参数值的步骤，具体包括：

向环境发出红外光脉冲信号；

接收环境对红外光脉冲信号的反射信号；

将反射信号转化为信号参数值。

使用红外光脉冲信号进行障碍物与扫地机器人之间的间距判断，并进一步利用反射信号的强度变化规律，在信号参数值达到极大值时，发出避障指令，可以有效避免扫地机器人与障碍物发生碰撞，同时，使得障碍物附近不存在工作盲区。

以上是本申请实施例提供的方法，基于同样的思路，请参照图3，为本申请实施例提供的扫地机器人。

本申请还提供一种扫地机器人，包括：

获取模块11，用于在扫地机器人趋向障碍物的过程中，即时获取表征扫地机器人与障碍物两者之间距离的信号参数值；

判断模块12，用于判断所述信号参数值是否达到极大值；

控制模块13，用于当所述信号参数值达到极大值时，发出避障指令。

在扫地机器人趋向障碍物的过程中，扫地机器人与障碍物两者之间间距逐渐缩小为0，信号参数值随着间距变化，由0值增大至极大值，并从极大值缩小为0值，在信号参数值达到极大值时，发出避障指令可以有效避免扫地机器人与障碍物发生碰撞，同时，使得障碍物附近不存在工作盲区。

进一步的，在本申请提供的又一实施例中，所述判断模块12具体用于：

获取预设信号参数阈值；

当所述信号参数值超过所述预设信号参数阈值时，判断所述信号参数值是否达到极大值。

预设信号参数阈值，当所述信号参数值超过所述预设信号参数阈值时才进行信号参数值是否达到极大值的判断，从而可以提高判断的有效性，降低执行判断的能耗。

进一步的，在本申请提供的又一实施例中，所述判断模块12具体用于：

接收输入的信号参数阈值。

用户可以自定义输入的信号参数阈值，从而，可以使得信号参数阈值合理，提高判断的有效性，降低执行判断的能耗。

进一步的，在本申请提供的又一实施例中，所述信号参数值为信号的电压值。

使用信号的电压值便于进行信号参数值达到极大值的判断，同时，可以提高判断的准确性。

进一步的，在本申请提供的又一实施例中，所述获取模块11具体用于：

向环境发出红外光脉冲信号；

接收环境对红外光脉冲信号的反射信号；

将反射信号转化为信号参数值。

使用红外光脉冲信号进行障碍物与扫地机器人之间的间距判断，并进一步利用反射信号的强度变化规律，在信号参数值达到极大值时，发出避障指令，可以有效避免扫地机器人与障碍物发生碰撞，同时，使得障碍物附近不存在工作盲区。

下面介绍本申请实施的具体应用场景：

扫地机器人设置的光信号发射器向环境发射红外光脉冲信号，扫地机器人设置的光信号接收器接收环境对红外光脉冲信号的反射信号。在扫地机器人趋向障碍物的过程中，即时获取表征扫地机器人与障碍物两者之间距离的信号参数值，从0值逐渐增大。扫地机器人的控制程序中可以植入预设信号参数阈值。也可以由用户自定义预设信号参数阈值，并输入扫地机器人的存储器。当即时获取的信号参数值等于或超过预设信号参数阈值时，扫地机器人的处理器开始计算信号参数值随时间的二阶导数。这里的信号参数值随时间的二阶导数，具体为信号的电压值随时间的二阶导数。当信号参数值随时间的二阶导数为0时，说明信号参数值达到最大值，扫地机器人的处理器发出避障指令，并进一步根据避障指令控制扫地机器人移动。例如，根据避障指令控制扫地机器人转向。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。