機器人吸塵器自動充電回歸的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種吸塵器，更具體地說，本發(fā)明涉及一種機器人吸塵器自動充電回歸的方法。
【背景技術】
[0002]機器人吸塵器，又名掃地機，是新一代家庭保姆！可以清掃房間的毛發(fā)、瓜子殼、灰塵等房間垃圾。隨著國內生活水平的不斷提高，原本一直在歐美市場銷售的掃地機器人也逐步的走入平常百姓家，并且逐步的被越來越多的人所接受，掃地機器人將在不久的將來像白色家電一樣成為每個家庭必不可少的清潔幫手。產品也會由現(xiàn)在的初級智能向著更高程度的智能化程度發(fā)展，逐步的取代人工清潔。機器人吸塵器內置高智能芯片，會充分的計算房間的大小與障礙物區(qū)域，配合預定清潔模式，自動調節(jié)清掃路線。機器人吸塵器智能化的表現(xiàn)有:機身裝有踩空傳感器?？梢苑乐箯母咛巵G落；還有防纏繞功能，當邊刷被一些物體(例如，地毯、流蘇或線纜)纏住時，他停止旋轉并反向旋轉以擺脫纏繞；機器人吸塵器機身裝有感應器可以識別到前方的家具或者障礙物時，他會自動減速，以減輕碰撞，自動偵測地板表面的情況，從地毯到硬地面，或從硬地面到地毯，它都會自動調轉速度以及吸力，來更好的清掃房間，清掃任務完成后會自動回到充電座充電。
[0003]目前，一般機器人吸塵器回歸充電的方法為:
[0004]機器人吸塵器從任意位置開始清掃，當機器人檢測到電量低時，啟動回歸充電程序，機器人吸塵器按隨機運動模式尋找充電座，此方案一般是在充電座上安裝一組紅外發(fā)射管，當機器人的接收傳感器收到紅外信號時，即找到了充電座。此方案按隨機模式尋找充電座，回歸效率比較低，在房間內忙找，很有可能找不到充電座，導致機器人吸塵器回歸充電失敗。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優(yōu)點。
[0006]本發(fā)明還有一個目的是提供一種機器人吸塵器自動充電回歸的方法，在充電座上設置有對激光具有特殊響應結構的識別區(qū)，當激光傳感器掃描到該識別區(qū)時，產生特殊狀數(shù)據(jù)圖譜，從激光傳感器的生產數(shù)據(jù)圖譜中提取并比對該特殊結構的數(shù)據(jù)圖譜，一旦比對成功，即完成了充電座的識別過程，標記充電座和吸塵器自身的位置坐標，當需要充電時，吸塵器即可自行完成回歸充電，本發(fā)明利用對充電座的圖形識別，解決了吸塵器充電回歸過程繁瑣不可靠、充電回歸失敗等技術問題。
[0007]為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點，提供了一種機器人吸塵器自動充電回歸的方法，包括:
[0008]步驟一、在充電座上設置有特征形狀結構的識別區(qū)，所述特征形狀結構區(qū)別于環(huán)境中任何其他物體的結構；
[0009]步驟二、在吸塵器機體上設置有激光傳感器，所述激光傳感器在所述識別區(qū)所處水平面內進行360°持續(xù)掃描，實時測量掃描路徑上的物體到激光傳感器自身的距離；
[0010]步驟三、所述吸塵器在任意位置開始清掃，同時所述激光傳感器開始掃描并生成關于所處環(huán)境空間信息的數(shù)據(jù)圖譜，所述吸塵器根據(jù)所述數(shù)據(jù)圖譜構建房間地圖，所述吸塵器確定在所述地圖中的位置；
[0011]步驟四、當在所述數(shù)據(jù)圖譜中出現(xiàn)一定寬度的且與所述識別區(qū)形狀相似的峰形時，提取該峰形的特征參數(shù)與識別區(qū)特征形狀結構的特征參數(shù)進行比對，如果所述峰形與所述特征形狀結構的特征參數(shù)一致時，則判定該峰形對應的物體即為充電座，并根據(jù)該峰形的坐標位置確定充電座在所述地圖中的位置，進入步驟五，否則返回步驟三；
[0012]步驟五、當所述吸塵器檢測到電量低于設定值時或直到清掃過程結束時，所述吸塵器根據(jù)所述充電座和自身的位置，直接返回到所述充電座上進行充電。
[0013]優(yōu)選的，將所述識別區(qū)設置在所述充電座的上部，且所述特征形狀結構在高度方向具有一定的分布，將所述激光傳感器設置在所述特征形狀結構所在的高度范圍內。
[0014]優(yōu)選的，所述激光傳感器每掃描一周相應生成一個數(shù)據(jù)圖譜，將每一個數(shù)據(jù)圖譜設置在同一坐標系中，根據(jù)若干個數(shù)據(jù)圖譜構建出完整的房間地圖。
[0015]優(yōu)選的，將所述識別區(qū)設置為矩形波狀結構，若干個矩形狀的凹腔間隔開設在所述識別區(qū)上，當所述數(shù)據(jù)圖譜上出現(xiàn)矩形狀的峰形時，則提取該矩形狀的峰形的寬度與識別區(qū)矩形波狀結構的凹腔寬度進行比對。
[0016]優(yōu)選的，將所述識別區(qū)設置為方波狀結構，若干個正方形狀的凹腔等間距開設在所述識別區(qū)上，且間隔距離與正方形狀等寬，當所述數(shù)據(jù)圖譜上出現(xiàn)方波狀的峰形時，則提取該方波的半周期寬度與識別區(qū)正方形狀結構的凹腔寬度進行比對。
[0017]優(yōu)選的，所述步驟四中，當某一個所述峰形中至少包括2個以上的獨立方波狀峰形時，且每個方波狀峰形的寬度與識別區(qū)正方形狀結構的凹腔寬度一致時，則判定該峰形對應的物體即為充電座。
[0018]優(yōu)選的，吸塵器在每一個位置處，所述激光傳感器掃描并生成該位置處房間的局部地圖，若干個所述局部地圖構建成完整的所述房間地圖，一旦在某一所述局部地圖中定位到所述識別區(qū)，直接進入所述步驟五。
[0019]優(yōu)選的，所述吸塵器上還設置有用于避障的接觸傳感器。
[0020]本發(fā)明至少包括以下有益效果:
[0021]1、采用該方法的吸塵器實現(xiàn)了在任意位置開始工作，都可以實現(xiàn)自動充電回歸過程，適用性更強；
[0022]2、在吸塵器充電回歸過程中，對充電座進行圖形識別，充電座無需發(fā)出引導信號，吸塵器可自動對充電座進行定位并完成與充電座的對接過程，自動化程度和智能性更高，同時實現(xiàn)了充電座在待機時的零功耗；
[0023]3、吸塵器在整個過程中，只要沒有障礙物擋住，即可迅速對充電座進行定位，避免出現(xiàn)在吸塵器電能用盡前還未對充電座定位的弊端，提高了吸塵器充電回歸的可靠性和回歸效率。
[0024]本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研究和實踐而為本領域的技術人員所理解。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明的整體工作流程示意圖；
[0026]圖2為所述吸塵器的立體結構示意圖；
[0027]圖3為一種實施例中所述識別區(qū)的結構示意圖；
[0028]圖4為圖3中識別區(qū)對應的識別峰形示意圖；
[0029]圖5為另一種實施例中所述識別區(qū)的結構示意圖；
[0030]圖6為圖5中識別區(qū)對應的識別峰形示意圖。
【具體實施方式】
[0031]下面結合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。
[0032]應當理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術語并不配出一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。
[0033]如圖1-6所示，本發(fā)明提供一種家用的機器人吸塵器自動充電回歸的方法，包括:
[0034]步驟一、在充電座上設置有特征形狀結構的識別區(qū)，所述特征形狀結構區(qū)別于環(huán)境中任何其他物體的結構，所述特征形狀結構可以是有規(guī)律或無規(guī)律的凹槽結構、凹腔結構、凸起結構等其他結構，事先將這些特征形狀結構的特征參數(shù)輸入到吸塵器的控制系統(tǒng)中，將充電座放置在房間中，且識別區(qū)朝向空曠區(qū)域；
[0035]步驟二、在吸塵器機體100上設置有激光傳感器110，將激光傳感器110設置在機體100上表面上，所述激光傳感器110在所述識別區(qū)所處水平面內進行360°持續(xù)掃描，以實時測量掃描路徑上的物體到激光傳感器110自身的距離，也就是測量吸塵器運動路徑上障礙物離自身的距離，吸塵器控制系統(tǒng)可以依次做路徑規(guī)劃，提高清掃效率，同時，激光傳感器110在測量的同時構建房間的局部地圖；本實施例中，將所述識別區(qū)設置在所述充電座的上部，且所述特征形狀結構在高度方向具有一定的分布，將所述激光傳感器110設置在所述特征形狀結構所在的高度范圍內，使得激光傳感器110能識別到識別區(qū)的結構特征，依次來尋找充電座。
[0036]步驟三、所述吸塵器在任意位置開始清掃，無需事先記錄充電座的位置，同時所述激光傳感器110開始掃描并生成關于所處環(huán)境空間信息的數(shù)據(jù)圖譜，也即房間中在吸塵器運動路徑上各個物體到吸塵器的距離以及各個物體的形狀特征，因為激光傳感器110可以根據(jù)激光返回接收器的時間差來識別物體各個部分到接收器的路徑長度，從而分析出物體的形狀，所述吸塵器控制系統(tǒng)根據(jù)所述數(shù)據(jù)圖譜構建房間地圖，從而確定所述吸塵器在所述地圖中的位置；
[0037]步驟四、當在所述數(shù)據(jù)圖譜中出現(xiàn)一定寬度的且與所述識別區(qū)形狀相似的峰形時，提取該峰形的特征參數(shù)與識別區(qū)特征形狀結構的特征參數(shù)進行比對，特征參數(shù)可以是凹槽、凹腔或凸起之間的間隔距離，從數(shù)據(jù)圖譜中可以提取出這些長度參數(shù)，如果所述峰形與事先記錄在控制系統(tǒng)中的所述特征形狀結構的特征參數(shù)一致時，則判定該峰形對應的物體即為充電座，并根據(jù)該峰形的坐標位置確定充電座在所述地圖中的位置，識別過程即可結束，從而充電座和吸塵器自身在房間中的位置都已確定，進入步驟五，如果沒有識別到充電座，也就吸塵器所在區(qū)中沒有探測到充電座，則返回步驟三；
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