机器人在封闭工作区域寻找回充座的方法及机器人系统.pdf

本发明公开了一种机器人在封闭工作区域寻找回充座的方法，包括：机器人寻找该封闭工作区域的边界；所述机器人寻找到该边界后，沿所述边界移动并寻找所述回充座。本发明还公开了一种机器人系统，包括：机器人及与所述机器人独立设置的回充座。采用本发明实施例中的沿封闭工作区域边界寻找回充座的方法，无论回充座靠墙放置还是不靠墙放置，机器人总能在恰当的位置找到回充座，较大幅度提高了机器人找到回充座的几率，从而，提高了机器人的智能化程度，优化了用户体验。

1.  一种机器人在封闭工作区域寻找回充座的方法，包括：
机器人寻找该封闭工作区域的边界；
所述机器人寻找到该边界后，沿所述边界移动并寻找回充座。

2.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机器人寻找该封闭工作区域边界的步骤包括：机器人探测到障碍物后，以其一侧沿所述被探测到的障碍物边界运动，当其沿所述障碍物边界运动一周后，朝远离所述障碍物的方向运动。

3.  如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述机器人沿所述障碍物边界运动一周包括所述机器人沿所述障碍物边界运动的角度大于360°，或所述机器人沿所述障碍物边界运动经过一段时间后回到原位置。

4.  如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述机器人根据其驱动轮转动的角度判断其绕障碍物运动的角度是否大于360°。

5.  如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述机器人通过自建地图的方式判断其经过一段时间后是否运动到原位置。

6.  如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述机器人在沿障碍物边界运动时还同时探测障碍物，以保持其沿所述障碍物运动。

7.  如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述机器人在电量低于第一预设值时开始寻找回充座；所述机器人在寻找回充座时，若其电量低于第一预设值高于第二预设值，则所述机器人在寻找回充座时还进行清扫工作；所述机器人在寻找回充座时，若其电量低于第二预设值，则所述机器人在寻找回充座时不进行清扫工作。

8.  一种机器人系统，包括：机器人、独立于机器人设置的回充座，所述机器人及回充座均设置于封闭的工作区域；所述机器人包括控制系统、至少两个分别被独立驱动的驱动轮、多组障碍物探测传感器、设置于其顶部的第一回充信号接收器/发射器，所述机器人寻找回充座包括通过所述障碍物探测传感器找到所述封闭工作区域的边界，所述机器人沿所述边界运动，并通过所述第一回充信号接收器接收所述回充座发射的回充信号或者通过所述第一回充信号发射器发射回充信号给回充座。

9.  如权利要求8所述的机器人系统，其特征在于，所述机器人判断其沿障碍物运动一周后，所述机器人朝向远离所述障碍物的方向运动。

10.  如权利要求9所述的机器人系统，其特征在于，所述机器人判断其是否沿障碍物运动一周包括判断其沿障碍物运动角度是否超过360°或判断其经过一段时间后是否运动到经过的位置。

机器人在封闭工作区域寻找回充座的方法及机器人系统
技术领域
本发明涉及机器人能量管理，尤其涉及一种机器人在封闭工作区域寻找回充座的方法及机器人系统。
背景技术
随着科学技术的发展，越来越多的家庭服务机器人进入了人们的生活。特别是智能扫地机器人，由于其能够在无人监控下完成清扫工作，深受人们的欢迎。现有的扫地机器人进行回充时，不设固定路线进行信号探测，有时候机器人可能进入信号死角仍未探测到信号，或者重复走走过的路线，从而令机器人无法找到回充座。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种机器人在封闭工作区域寻找回充座的方法及机器人系统，可较大程度地提高扫地机器人找到回充座的概率。
为了解决上述技术问题，一方面，本发明的实施例提供了一种机器人在封闭工作区域寻找回充座的方法，包括：机器人寻找该封闭工作区域的边界；所述机器人寻找到该边界后，沿所述边界移动并寻找回充座。
一种实施方式中，所述机器人寻找该封闭工作区域边界的步骤包括：机器人探测到障碍物时，以其一侧沿所述被探测到的障碍物边界运动，当其沿所述障碍物边界运动一周后，朝远离所述障碍物的方向运动。
所述机器人沿所述障碍物边界运动一周包括沿所述障碍物边界运动的角度大于360°，或所述机器人沿所述障碍物边界经过一段时间后回到原点。
所述机器人根据其驱动轮转动的角度判断其绕障碍物运动的角度是否大于360°。
一种较佳的实施方式中，所述机器人根据其驱动轮转动的角度判断其绕障碍物运动的角度。
所述机器人通过自建地图的方式判断其经过一段时间后是否运动到原位置。具体地，所述机器人在沿障碍物边界运动时还同时探测障碍物，以保持其 沿所述障碍物运动。
进一步地，所述机器人在电量低于第一预设值时开始寻找回充座；进一步地，所述机器人在寻找回充座时，若其电量低于第一预设值高于第二预设值，则所述机器人在寻找回充座时还进行清扫工作；进一步地，所述机器人在寻找回充座时，若其电量低于第二预设值，则所述机器人在寻找回充座时不进行清扫工作。
另一方面，本发明的实施例提供了一种机器人系统，包括：机器人、独立于机器人设置的回充座，所述机器人及回充座均设置于封闭的工作区域；所述机器人包括控制系统、至少两个分别被独立驱动的驱动轮、多组障碍物探测传感器、设置于其顶部的第一回充信号接收器/发射器，所述机器人寻找回充座包括通过所述障碍物探测传感器找到所述封闭工作区域的边界，所述机器人沿所述边界运动，并通过所述第一回充信号接收器接收所述回充座发射的回充信号或者通过所述第一回充信号发射器发射回充信号给回充座。
一种实施例中，所述机器人可通过其驱动轮的转动角度确定其沿障碍物运动的角度，当其沿障碍物运动一周后，所述机器人朝向远离所述障碍物的方向运动。
所述机器人判断其沿障碍物是否运动一周包括判断其沿障碍物运动角度是否超过360°或判断其经过一段时间后是否运动到经过的位置。
本发明实施例具有如下优点或有益效果：
本发明实施例采用沿封闭工作区域的边界寻找回充座的方法，无论回充座靠墙放置还是不靠墙放置，其总能在恰当的位置找到回充座，较大幅度地提高了机器人找到回充座的几率，从而，提高了机器人的智能化程度，优化了用户体验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明中机器人寻找回充座的流程图；
图2是本发明一种具体实施例中机器人寻找回充座的流程图；
图3是本发明一种实施例中机器人的正面结构示意图；
图4是图3中所示机器人的立体结构示意图；
图5是本发明一种实施例中回充座的结构示意图；
图6是本发明一种实施例中回充座发射回充信号的示意图；
图7是本发明实施例中回充座靠墙放置时机器人寻找回充座的路径示意图；
图8是本发明实施例中回充座不靠墙放置时机器人寻找回充座的路径示意图；
图9是本发明实施例中机器人在寻找回充座时遇到障碍物的路径示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面参考附图对本发明的实施例进行描述。需要说明的是，机器人寻找回充座的过程中，可以由回充座发射回充信号机器人接收，也可以由机器人发射回充信号回充座接收回充信号，也可以采用其他方式寻找回充座，如照片对比等。本发明的实施例为了简便起见，均以回充座发射回充信号机器人探测接收为例进行说明，但本发明的保护范围并不限制在此实施例内。
参见图1，为本发明中机器人寻找回充座方法的流程图。
该方法包括如下步骤：
S101：机器人寻找其所在的封闭工作区域的边界；
S102：判断机器人是否找到该封闭工作区域的边界，如是则跳转至步骤S103，如否则跳回至步骤S101继续寻找；
S103：机器人沿封闭工作区域的边界寻找回充座。
需要说明的是，上述过程中，机器人找到的边界可能是所要找的封闭工作区域的边界——墙壁，也可能是独立设置障碍物的边界。一种实施方式中，当机器人沿障碍物运动一周，则可判断该障碍物为独立设置地障碍物而非封闭工作区域的边界。
另外，机器人可通过接收回充座发射的回充信号或者发射回充请求信号给回充座来寻找回充座。机器人也可以通过识别特殊标记等方式来寻找回充座。
采用上述沿封闭工作区域边界寻找回充座的方法可以较大程度地提高机器人寻找到回充座的几率，避免了机器人因电量不足而无法完成清扫工作，从而，较大地提高了机器人的智能程度，优化了用户体验。
请参考图2，其中所示为一种具体实施例中机器人寻找封闭工作区域边界并沿该边界寻找回充信号的流程图。包括：
S201：机器人寻找障碍物；
S202：判断机器人是否找到障碍物，如是则进行S203，如否则返回S201；
S203：机器人以其一边沿障碍物运动并接收回充信号；
S204：判断机器人沿障碍物运动的角度是否大于等于360°，如是则进行S205，如否则继续沿该障碍物边界运动，并接收回充信号，寻找回充座；
S205：机器人判断沿障碍物运动的角度大于等于360°时，说明该障碍物为一独立设置的障碍物而非封闭工作区域的边界，因此机器人朝远离该障碍物的方向运动，重新寻找封闭工作区域的边界。
一种实施方式中，机器人通过发射障碍物探测信号来寻找障碍物。
在一种较佳的实施方式中，机器人根据其驱动轮转动的角度判断其绕障碍物运动的角度。当然在其他实施例中也可采用其他方式获得机器人旋转的角度，如设置一个角度测量仪等。
另外，也可以通过判断经过预设时间后机器人是否回到原点来判断机器人运动所沿的障碍物是否为封闭工作区域的边界。
另外，在其他实施例中，也可以通过判断机器人沿障碍物运动时，经过一段时间是否返回到原位置来确定该障碍物是否为封闭工作区域的边界。
采用本实施例中判断障碍物是否为封闭工作区域边界的方法可有效识别独立障碍物与封闭工作区域边界，从而避免机器人沿障碍物重复绕圈，保证机器人可沿封闭工作区域边界寻找回充信号。
在上述实施例中，机器人在沿障碍物边界运动的过程中还发射障碍物探测信号，以保持其找到一障碍物时能沿着该障碍物继续运动。
另外，机器人在其电量低于第一预设值时开始寻找回充座，不断地探测回充信号，即，机器人在寻找障碍物边界及沿障碍物边界运动的过程中还探测回 充信号。当机器人的电量低于第一预设值而高于第二预设值时，机器人在寻找回充座的过程中还进行清扫工作，当机器人的电量低于第二预设值时，机器人仅寻找回充座而不进行清扫工作，从而可以节省电量，以便留出更多的时间给机器人寻找回充座，避免机器人因电量耗尽而无法找到回充座。显然，第二预设值低于第一预设值，第一预设值及第二预设值可根据机器人边进行清扫工作边寻找回充座时找到回充座所消耗的电量以及机器人不进行清扫工作寻找回充座时找到回充座所述消耗的电量来确定。
另外，本发明的实施例还提供了一种机器人系统包括机器人3、独立于机器人设置的回充座5，机器人3及回充座5均设置于封闭的工作区域；机器人包括控制系统(图中未示出)，至少两个分别被独立驱动的驱动轮36、37，多组障碍物探测传感器33、34，设置于其顶部的第一回充信号接收器31，机器人3寻找回充座包括通过障碍物探测传感器33、34找到其所处的封闭工作区域的边界，然后，机器人3沿该边界运动，并通过第一回充信号接收器31接收回充座5发射的回充信号。
请参考图3，其中所示为机器人3的前视图，需要说明的是，其中障碍物探测传感器33、34仅为示例性说明，障碍物探测传感器的数目为多组，在一种较佳的实施例中其设置在机器人3的前撞32上，分布为左右各两组中间一组共5组。图4中所示为一种实施例中本发明实施例中机器人的主视图。另外，该机器人3还包括设置在前撞上的充电触头35，该充电触头35包括正负两个触电电极。
需要说明的是，本发明实施例中每组障碍物探测传感器33、34包括至少一个信号发射器及至少一个信号接收器，该至少一个信号发射器与至少一个信号接收器以预设角度设置，且信号发射器器的信号发射区域与信号接收器的信号接收区域形成一定的交叠区域，机器人3的控制系统通过判断障碍物是否在该交叠区域内，识别障碍物。
在本发明的一种实施例中，机器人3通过其驱动轮36、37的转动角度确定其沿障碍物运动的角度，从而机器人3的控制系统在检测到机器人3沿某障碍物运动旋转的角度大于360°时，可以控制机器人3朝向远离该障碍物的方向运动。从而可有效地找到封闭工作区域的边界，避免机器人3反复围绕独立设置的障碍物运动。
另外，机器人3还包括电量检测模块(图中未示出)，电量检测模块与控制系统电连接，可将机器人3的电量状况发送给控制系统，当控制系统监控到机器人3的电量低于第一预设值时，其控制机器人3开始寻找回充座5，且当其电量高于第二预设值时，机器人3的控制系统控制机器人3边进行清扫工作边寻找回充座5；当其电量低于第二预设值时，机器人3的控制系统控制机器人3在寻找回充座时不进行清扫工作，从而节省电量，避免机器人3在找到回充座5之前耗尽剩余电量。
另外，机器人3还包括第二回充信号接收器(图中未示出)，用于接收回充座发送的短距离回充信号。该第二回充信号接收器可以设置在前撞上，也可以设置在机器人的正前方上，第一回充信号接收器的下方。
请参考图5及图6，回充座5包括与机器人3的第一回充信号接收器31匹配的第一回充信号发射器51、与机器人3的第二回充信号接收器匹配的第二回充信号发射器。第一回充信号接收器31为全向信号接收器，第一回充信号发射器51均为全向信号发射器，可接收或发射各个方向的信号。
回充座5的第二回充信号发射器至少包括两个信号发射器52、53，信号发射器52发射的回充信号521与信号发射器53发射的回充信号531具有不同的编码，机器人可识别，且信号发射器52发射的回充信号521区域与信号发射器53发射的回充信号531区域形成一信号交叠区域532，用于机器人的校准。机器人3在靠近回充座5时，若仅检测到信号发射器52发射的回充信号区域521，则控制系统控制其左转直至检测到信号交叠区域532，即同时检测到信号发射器52发射的信号与信号发射器53发射的信号；若机器人3靠近回充座5时，仅检测到信号发射器53发射的信号区域531，则控制系统控制其右转直至检测到信号交叠区域532。机器人检测到信号交叠区域532时，说明回充触头在其前方，其在前行的过程中进行不断的调整以保证能够同时检测到信号发射器53发射的信号及信号发射器52发射的信号，直至同时不能检测到信号发射器53及信号发射器52发射的信号，此时说明回充座的回充触头54在机器人的正前方，机器人直线行走即可。
需要说明的是，上述实施例均以回充座发射回充信号，机器人接收回充信号为例进行说明。实际上，也可以是机器人的控制系统在检测到其电量低于预设值时主动发送回充信号，由回充座接收该信号。
需要说明的是，在上述实施例中，封闭工作区域的边界通常是指机器人工作房间的墙壁，如果房间有门，关闭的门也是墙壁的一部分；或者在门处设置虚拟墙，虚拟墙发射的信号也作为封闭工作区域边界的一部分。
另外，回充座可以靠墙放置，也可以不靠墙放置。其靠墙放置时，即为墙壁的一部分。靠墙放置时，机器人绕过回充座的防撞信号，从而可检测到由回充座的信号发射器发射的回充信号。当回充座不靠墙放置时，机器人沿封闭工作区域的边界，即墙壁行走时，总能在某一位置上探测到回充座发射的回充信号，从而找到回充座。综上所述，采用本发明中的沿封闭工作区域寻找回充座的方案，能够大幅度地提高机器人找到回充座的几率。
另外，本发明中用于机器人的充电方法不仅适用于说明书附图中示出的扫地机器人，也适用于其他以直流电为工作电压的机器人，如家庭监控机器人等。
请参考图7，其中所示为本发明实施例中，回充座5靠墙(即该封闭工作区域的边界11)放置时，机器人3寻找回充座5的路径示意图。其中机器人3首先找到该封闭工作区域的边界11，其沿该边界11运动，由于回充座5靠墙放置，机器人3总能找到回充座的防撞信号56，机器人3沿该防撞信号56运动即可找到回充座发射的回充信号55，从而找到回充座5。
请参考图8，其中所示为本发明实施例中，回充座5不靠墙(即该封闭工作区域的边界11)放置时，机器人3沿墙11寻找回充信号55，其总能在墙11的某一位置找到该回充信号，从而找到回充座5。
需要说明的是，在图8所示的实施例中，回充座放置的位置需保证其回充信号能够到达封闭工作区域的边界11。
请参考图9，其中所示为本发明实施例中，机器人在寻找回充座的过程中碰到障碍物6时的运动路线图。首先机器人3碰到障碍物6时，沿障碍物6运动，运行一定距离后检测其沿障碍物6运动时旋转的累计角度是否大于等于360°，若是，则机器人3离开该障碍物6，继续寻找封闭工作区域的边界11，直至找到后沿该边界运动寻找回充座5。需要说明的是，机器人沿封闭工作区域边界运动时，也需要在运动一定距离后检测其运动旋转的累计角度，以确保其沿封闭工作区域边界运动。
本发明实施例具有如下优点或有益效果：本发明实施例采用沿封闭工作区域的边界寻找回充座的方法，无论回充座靠墙放置还是不靠墙放置，其总能在 恰当的位置找到回充座，较大幅度地提高了机器人找到回充座的几率，提高了机器人的智能化程度，优化了用户体验。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。