專利名稱：結(jié)合臟污檢測機制的清潔路線引導(dǎo)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是與自動清潔裝置的清潔路線導(dǎo)引有關(guān)，特別是關(guān)于一種結(jié)合臟污檢測機制的清潔路線引導(dǎo)方法。
背景技術(shù)：
自動清潔裝置通常為吸塵裝置，自帶移動動力及障礙物檢測功能，以在一待清潔區(qū)域自行移動，而清潔待清潔區(qū)域。為了確實清理待清潔區(qū)域，自動清潔裝置都具備一或多種路線導(dǎo)引機制，以引導(dǎo)自動清潔裝置依據(jù)特定路徑，清潔待清潔區(qū)域。前述的路線引導(dǎo)機制中，最簡單的是單純模式切換型引導(dǎo)機制。于單純模式切換型引導(dǎo)機制下，自動清潔裝置內(nèi)建多種清潔路線模式，例如bounce清潔路線模式、wallfollow清潔路線模式、Snake清潔路線模式。自動清潔裝置通常會以時間調(diào)度作為切換依據(jù)，每到一指定的時間點，自動清潔裝置就切換至一對應(yīng)該時間點的清潔路線模式。通過單純模式切換型引導(dǎo)機制，自動清潔裝置執(zhí)行不同的清潔路線模式，且確?？梢葬槍Σ煌呐K污分布、臟亂程度都可以達到良好的清潔效果。但是對于相對復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境而言，例如格局型態(tài)特別的房間/房屋，或是障礙物多的房屋，此種單純模式切換型引導(dǎo)機制仍無法確保自動清潔裝置能夠充分地完成清潔工作。針對單純模式切換型引導(dǎo)機制，集成人工智能的改良方案被提出。于集成人工智能模式切換型引導(dǎo)機制中，自動清潔裝置仍然內(nèi)建數(shù)種清潔路線模式，但是自動清潔裝置中更進一步設(shè)置臟污檢測機制，以通過各種感應(yīng)器檢測臟污分布及臟亂程度。經(jīng)由人工智能分析臟污分布及臟亂程度，自動清潔裝置可以從多種清潔路線模式中，選擇最可能達成清潔工作者，而切換至所選出的清潔路線模式。雖然集成人工智能之后，自動清潔裝置內(nèi)建的清潔路線模式仍與單純模式切換型相同，但是自動清潔裝置可以通過人工智能選擇最佳清潔路線模式，而使得其能夠充分地完成清潔工作。前述兩種引導(dǎo)模式中，自動清潔裝置都是盲目前進，在碰到障礙物或預(yù)設(shè)邊界時改變行進方向。在這種情況下，可能會發(fā)生自動清潔裝置從未或很少經(jīng)過特定局部區(qū)塊的狀況，而導(dǎo)致該特定局部區(qū)塊的清潔狀況不佳。因此，更有系統(tǒng)化導(dǎo)航型引導(dǎo)機制被提出，以進一步將SLAM算法(simultaneouslocalization and mapping,同時定位及繪制地圖技術(shù))集成于自動清潔裝置中。自動清潔裝置于清潔過程中，同時繪制待清潔區(qū)域的地圖。自動清潔裝置并配合臟污檢測機制，于待清潔區(qū)域規(guī)劃出最佳清潔策略，以確保待清潔區(qū)域中的每一角落都可以確實被清潔。理論上系統(tǒng)化導(dǎo)航型引導(dǎo)機制為最佳引導(dǎo)模式而可確實完成清潔工作，但實務(wù)上因為檢測機制的缺點、吸塵機構(gòu)設(shè)計不良等，造成特定局部區(qū)塊清潔不確實、檢測機制誤判影響清潔效果、清潔時間過久等問題。因此，如何通過臟污檢測機制的檢測結(jié)果及清潔區(qū)域的地圖規(guī)劃出最佳清潔策略，仍為待解決問題。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于已知技術(shù)中的導(dǎo)航機制，存在特定局部區(qū)塊清潔不確實、檢測機制誤判影響清潔效果、清潔時間過久等問題，本發(fā)明提出一種結(jié)合臟污檢測機制的清潔路線引導(dǎo)方法，用以產(chǎn)生最佳化的清潔路徑，以引導(dǎo)自動清潔裝置完成清潔作業(yè)。本發(fā)明提出一種結(jié)合臟污檢測機制的清潔路線引導(dǎo)方法，執(zhí)行于一自動清潔裝置，用以產(chǎn)生一清潔路徑，以供自動清潔裝置依據(jù)清潔路徑清潔一待清潔區(qū)域，其中待清潔區(qū)域中可定義多個網(wǎng)格。所述方法包含下列步驟于待清潔區(qū)域中移動自動清潔裝置，并以自動清潔裝置清除臟污；在移動自動清潔裝置的過程中，持續(xù)執(zhí)行一同時定位及繪制地圖算法，以對自動清潔裝置所在的當前位置進行定位；在移動自動清潔裝置的過程中，檢測所清除的臟污流量，以取得當前所在網(wǎng)格的臟亂程度；當該當前所在網(wǎng)格的臟亂程度超過一門坎值時，標記網(wǎng)格為一臟亂網(wǎng)格；依據(jù)所標記的臟亂網(wǎng)格，找出一可以通過所有臟亂網(wǎng)格的最短路徑，以做為一清潔路徑；依據(jù)清潔路徑移動自動清潔裝置通過每一臟亂網(wǎng)格，依序清潔每一臟亂 網(wǎng)格。是于清潔過程中，通過實際吸引清除的臟污流量評估臟污程度，使得待清潔區(qū)域中各網(wǎng)格的臟污程度可以相對正確地被評估，以供規(guī)劃新的清潔路徑。此一清潔路徑可以依據(jù)臟亂程度設(shè)定下一次清潔作業(yè)時需要優(yōu)先清除的臟污網(wǎng)格，加強清潔效果。同時，也可以依據(jù)臟污網(wǎng)格可能地找出自動清潔裝置所必須行進的最短路徑，從而加速清潔該待清潔區(qū)域所需要的時間。


圖I為本發(fā)明實施例所揭露的一種自動清潔裝置的電路方塊圖，用以執(zhí)行結(jié)合臟污檢測機制的清潔路線弓I導(dǎo)方法。圖2為本發(fā)明第一實施例所揭露的一種結(jié)合臟污檢測機制的清潔路線引導(dǎo)方法。圖3A、3B及3C為本發(fā)明第二實施例所揭露的一種結(jié)合臟污檢測機制的清潔路線引導(dǎo)方法。圖4A、4B為基因算法中，由Pi網(wǎng)格產(chǎn)生多個清潔路徑的示意圖。[主要元件標號說明]100 自動清潔裝置110 控制模塊120 清潔模塊130 檢測模塊140 移動模塊150 探索模塊160 電池模塊
具體實施例方式請參閱圖I所示，為本發(fā)明實施例所揭露的一種自動清潔裝置100的電路方塊圖，用以清潔一待清潔區(qū)域，該待清潔區(qū)域中可定義多個網(wǎng)格。自動清潔裝置100包括一控制模塊110、一清潔模塊120、一檢測模塊130、一移動模塊140及一探索模塊150及一電池模塊160,設(shè)置于一機體中。電池模塊160用以供應(yīng)電力至控制模塊110、清潔模塊120、檢測模塊130、移動模塊140及探索模塊150。檢測模塊130、清潔模塊120、移動模塊140及探索模塊150電性連接于控制模塊110。清潔模塊120用以產(chǎn)生一負壓以吸引臟污，以清除待清潔區(qū)域上的臟污，例如灰塵或小紙屑等，而清潔該待清潔區(qū)域。檢測模塊130用以檢測清潔模塊120所清除的臟污流量，以取得各網(wǎng)格的臟亂程度。移動模塊140用以移動機體，控制模塊110用以控制移動模塊140，以使機體沿著一清潔路徑移動而清潔該待清潔區(qū)域的各網(wǎng)格。
請參閱圖2所示，為本發(fā)明第一實施例所揭露的結(jié)合臟污檢測機制的清潔路線引導(dǎo)方法，用以產(chǎn)生一清潔路徑，以供自動清潔裝置100依據(jù)該清潔路徑清潔該待清潔區(qū)域。前述自動清潔裝置100的控制模塊110執(zhí)行一句柄，而執(zhí)行結(jié)合臟污檢測機制的清潔路線引導(dǎo)方法。于自動清潔裝置100清潔該待清潔區(qū)域的過程中，控制模塊110分析各網(wǎng)格的臟亂程度，據(jù)以產(chǎn)生一清潔路徑并儲存之。在往后的清潔作業(yè)中，自動清潔裝置100的控制模塊110可加載該清潔路徑，而沿著該清潔路徑移動自動清潔裝置100，以對清潔路徑所通過的網(wǎng)格加強清潔。于自動清潔裝置100啟動之后，控制模塊110依據(jù)其所執(zhí)行的句柄，開始驅(qū)動移動模塊140，以于該待清潔區(qū)域中移動該自動清潔裝置100。同時，控制模塊110也啟動清潔模塊120，使清潔模塊120開始產(chǎn)生負壓而開始清除臟污，如Step 110所示。在移動模塊140移動自動清潔裝置100的過程中，控制模塊110通過探索模塊150取得周邊環(huán)境參數(shù)，而持續(xù)執(zhí)行一 SLAM(同時定位及繪制地圖)算法，藉以繪制該待清潔區(qū)域的各網(wǎng)格，產(chǎn)生其等的相對位置關(guān)系，并對自動清潔裝置100所在的當前位置進行定位，如Step 120所示。同時，檢測模塊130持續(xù)檢測清潔模塊120所清除的臟污流量，以取得當前所在網(wǎng)格的臟亂程度，使控制模塊Iio通過分析網(wǎng)格的臟亂程度，如St印130所示。當該當前所在網(wǎng)格的臟亂程度超過一門坎值時，控制模塊110標記該網(wǎng)格為一臟亂網(wǎng)格，如Step 140所示。于清潔作業(yè)完成之后，控制模塊110依據(jù)所標記的臟亂網(wǎng)格，找出一可以通過所有臟亂網(wǎng)格的最短路徑，以作為一清潔路徑。且控制模塊110避免該清潔路徑重復(fù)通過同一臟亂網(wǎng)格，如Step 150所示。最后，控制模塊110控制移動模塊120，以依據(jù)清潔路徑移動自動清潔裝置100，使自動清潔裝置100通過每一該臟亂網(wǎng)格，依序清 潔每一該臟亂網(wǎng)格，如Step 160所示。一般而言，居家環(huán)境中比較臟亂的地方通常會集中在某幾個區(qū)塊，例如廚房地板、大門口附近。于本發(fā)明一或多個實施例中，自動清潔裝置100于每一次清潔一網(wǎng)格的過程中，都可以持續(xù)通過檢測模塊130檢測各網(wǎng)格的臟亂程度，而產(chǎn)生臟亂網(wǎng)格，以針對臟亂網(wǎng)格加強清潔，確保家中環(huán)境的清掃效率大幅提升。實務(wù)上，檢測模塊130可為一麥克風。檢測清潔模塊120所清除的臟污流量的方式是以該麥克風，于清潔模塊120運作以清除臟污時取得噪音值，以噪音值大小判斷臟亂程度。通常，在網(wǎng)格的臟亂程度高時，清潔模塊120以負壓吸引臟污時，高臟污流量會造成相對較大的噪音，因此噪音值的大小扣除系統(tǒng)原有噪聲之后，就可以作為該網(wǎng)格的臟亂程度。
此外，檢測模塊130可為光學檢測模塊130，用以檢測清潔模塊120清除臟污時所產(chǎn)生氣流的透光率，而作為臟亂程度。透光率較高則代表臟污量少而有較低的臟亂程度，透光率較低代表臟污量多而有較高的臟亂程度。此外，臟亂網(wǎng)格之間并不必然相鄰，而形成雜亂的分布，此時可以通過相關(guān)度分析，以通過該些臟亂網(wǎng)格決定至少一臟亂區(qū)塊，其中該臟亂區(qū)塊包含多個網(wǎng)格?？刂颇K110該清潔路徑中，加入針對此一臟亂區(qū)塊實施一清潔路線模式的步驟，以全面清潔該臟亂區(qū)塊所屬網(wǎng)格。所述清潔路線模式可為bounce清潔路線模式、wall follow清潔路線模式、Snake清潔路線模式，或是不同路線模式的組合，以確保該臟亂區(qū)塊中每一網(wǎng)格都會被加強清潔，而避免干凈網(wǎng)格受到相鄰臟亂網(wǎng)格的影響。通過臟亂網(wǎng)格決定臟亂區(qū)塊的方式可為群聚算法(clustelingalgorithm),例如模糊C-means算法,其演算過程例示如下
令每一臟亂網(wǎng)格為X，該臟亂網(wǎng)格X屬于第k個臟亂區(qū)塊的歸屬度為Uk(X)。對于每一臟亂網(wǎng)格X來說，歸屬度的總和為I :
權(quán)利要求
1.一種結(jié)合臟污檢測機制的清潔路線引導(dǎo)方法，執(zhí)行于一自動清潔裝置，用以產(chǎn)生一清潔路徑，以供該自動清潔裝置依據(jù)該清潔路徑清潔一待清潔區(qū)域，其中該待清潔區(qū)域中可定義多個網(wǎng)格；該方法包含 于該待清潔區(qū)域中移動該自動清潔裝置，并以該自動清潔裝置清除臟污； 在移動該自動清潔裝置的過程中，持續(xù)執(zhí)行一同時定位及繪制地圖算法，以對該自動清潔裝置所在的當前位置進行定位； 在移動該自動清潔裝置的過程中，檢測所清除的臟污流量，以取得該當前所在網(wǎng)格的臟亂程度； 當該當前所在網(wǎng)格的臟亂程度超過一門坎值時，標記該網(wǎng)格為一臟亂網(wǎng)格； 依據(jù)所標記的臟亂網(wǎng)格，找出一可以通過所有臟亂網(wǎng)格的最短路徑，以作為一清潔路徑；及 依據(jù)該清潔路徑移動自動清潔裝置通過每一該臟亂網(wǎng)格，依序清潔每一該臟亂網(wǎng)格。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的結(jié)合臟污檢測機制的清潔路線引導(dǎo)方法，其中檢測所清除的臟污流量的步驟為 以一麥克風取得清除臟污時的噪音值，作為該網(wǎng)格的臟亂程度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的結(jié)合臟污檢測機制的清潔路線引導(dǎo)方法，其中檢測所清除的臟污流量，檢測清除臟污時所產(chǎn)生的氣流的透光率，而作為臟亂程度。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的結(jié)合臟污檢測機制的清潔路線引導(dǎo)方法，其中還包含一步驟，通過該些臟亂網(wǎng)格決定至少一臟亂區(qū)塊，包含多個網(wǎng)格；并在該清潔路徑中加入針對該臟亂區(qū)塊實施實施一清潔路線模式的步驟，以全面清潔該臟亂區(qū)塊所屬網(wǎng)格。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的結(jié)合臟污檢測機制的清潔路線引導(dǎo)方法，其中所述路線是選自bounce清潔路線模式、wall follow清潔路線模式、Snake清潔路線模式或其等的組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的結(jié)合臟污檢測機制的清潔路線引導(dǎo)方法，其中產(chǎn)生臟亂區(qū)塊的方式為群聚算法。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的結(jié)合臟污檢測機制的清潔路線引導(dǎo)方法，其中該些臟亂網(wǎng)格決定多個臟亂區(qū)塊，各該臟亂區(qū)塊依據(jù)面積大小及臟亂程度被給予一權(quán)重值，以依據(jù)權(quán)重值大小決定臟亂區(qū)塊的排序，并依據(jù)該排序產(chǎn)生該清潔路徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的結(jié)合臟污檢測機制的清潔路線引導(dǎo)方法，其中還包含一步驟，于一特定時間點驅(qū)動該自動清潔裝置針對至少一對應(yīng)的臟亂區(qū)塊進行清潔。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的結(jié)合臟污檢測機制的清潔路線引導(dǎo)方法，其中于該清潔路徑中每一該臟亂網(wǎng)格都完成清潔之后，移動該自動清潔裝置至一充電站以進行充電。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的結(jié)合臟污檢測機制的清潔路線引導(dǎo)方法，其中于該自動清潔裝置進行充電時，還執(zhí)行下列步驟 等待一啟動命令的輸入，并于啟動命令輸入之后，依據(jù)該清潔路徑移動自動清潔裝置通過每一該臟亂網(wǎng)格，依序清潔每一該臟亂網(wǎng)格。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的結(jié)合臟污檢測機制的清潔路線引導(dǎo)方法，其中于該自動清潔裝置進行充電時，還執(zhí)行下列步驟 檢查一調(diào)度表，判斷當前時間是否已到達一調(diào)度時間 '及 若當前時間已到達該調(diào)度時間，依據(jù)該清潔路徑移動自動清潔裝置通過每一該臟亂網(wǎng)格,依序清潔每一該臟亂網(wǎng)格。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的結(jié)合臟污檢測機制的清潔路線引導(dǎo)方法，其中于每一清潔一個該些網(wǎng)格之后，還包含下列步驟 判斷該自動清潔裝置是否有足夠電力，以在清潔完下一網(wǎng)格后可回歸至充電站；及 若為是，則該自動清潔裝置依據(jù)當前的清潔路徑，持續(xù)清潔下一臟亂網(wǎng)格；若該自動清潔裝置的電力不足以在清潔完下一網(wǎng)格后回歸至是該充電站，移動該自動清潔裝置至該充電站，以進行充電。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的結(jié)合臟污檢測機制的清潔路線引導(dǎo)方法，其中于產(chǎn)生該清潔路徑之前，還包含 以決定該自動清潔裝置可持續(xù)運作的時間，并區(qū)分該可持續(xù)運作的時間為一清潔階段 及一回歸階段； 決定該清潔階段中，該自動清潔裝置可以走過的網(wǎng)格數(shù)； 依據(jù)該自動清潔裝置的當前位置及該網(wǎng)格數(shù)，產(chǎn)生多個清潔階段的清潔路徑；及 找出清潔效果最佳化的清潔路徑，以移動自動清潔裝置進行清潔。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的結(jié)合臟污檢測機制的清潔路線引導(dǎo)方法，其中找出清潔效果最佳化的清潔路徑的步驟包含 每一該清潔路徑經(jīng)過一臟亂網(wǎng)格時，給予一與臟亂程度正相關(guān)的加分；且每一該清潔路徑重復(fù)經(jīng)過一網(wǎng)格時，就減去一扣分；及 總和加分及扣分，找出每一該清潔路徑的積分，以找出積分最高者即為清潔效果最佳化的清潔路徑。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的結(jié)合臟污檢測機制的清潔路線引導(dǎo)方法，其中找出該回歸階段的路徑的步驟包含 找出清潔效果最佳化的清潔路徑的終點及起始點之間的最短路徑，以作為該回歸階段的路徑。
全文摘要
一種結(jié)合臟污檢測機制的清潔路線引導(dǎo)方法，執(zhí)行于一自動清潔裝置，用以產(chǎn)生一清潔路徑，以引導(dǎo)自動清潔裝置清潔一待清潔區(qū)域，其中待清潔區(qū)域中可定義多個網(wǎng)格。該方法是先于待清潔區(qū)域中移動自動清潔裝置以清除臟污，并持續(xù)檢測所清除的臟污流量，以取得當前所在網(wǎng)格的臟亂程度；若當前所在網(wǎng)格的臟亂程度超過一門坎值時，標記網(wǎng)格為一臟亂網(wǎng)格；執(zhí)行一算法，依據(jù)所標記的臟亂網(wǎng)格，找出一可以通過所有臟亂網(wǎng)格的最短路徑，以作為一清潔路徑；最后，依據(jù)清潔路徑移動自動清潔裝置通過每一臟亂網(wǎng)格，依序清潔每一臟亂網(wǎng)格。
文檔編號A47L9/00GK102727135SQ201110234890
公開日2012年10月17日 申請日期2011年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月30日
發(fā)明者滕有為, 陳水石 申請人:恩斯邁電子(深圳)有限公司