本發(fā)明涉及用于基于指示清潔器具在給定時(shí)間的位置的位置信息來(lái)跟蹤已經(jīng)使用清潔器具清潔的區(qū)域的系統(tǒng)。還提供了等同方法及計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法。

背景技術(shù)：

1、目前，當(dāng)用戶正在清潔一個(gè)區(qū)域時(shí)，通常很難跟蹤在清潔過(guò)程中已經(jīng)被清潔的區(qū)域。例如，當(dāng)真空清潔時(shí)，沒有可靠的方法向用戶顯示地板的哪些區(qū)域已被清潔和未被清潔。這部分是因?yàn)?，在大多?shù)情況下，灰塵顆粒非常小，以至于很難用肉眼發(fā)現(xiàn)它們(如果不是不可能的話)。真空吸塵器可以在長(zhǎng)毛絨地毯上留下條紋，表明真空吸塵器到過(guò)哪里，但這是不可靠的，在表面堅(jiān)硬或光滑的區(qū)域，問題會(huì)加劇。

2、跟蹤已經(jīng)被清潔的區(qū)域的這種困難經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致用戶的重復(fù)勞動(dòng)和自動(dòng)化系統(tǒng)的低效率。因此，希望提供一種跟蹤已經(jīng)使用清潔器具清潔的區(qū)域的改進(jìn)裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、概括地說(shuō)，本發(fā)明涉及用于基于指示在給定時(shí)間由清潔器具清潔的表面的一部分的位置的位置信息跟蹤已經(jīng)使用清潔器具清潔的區(qū)域的方法和系統(tǒng)。具體地，該系統(tǒng)配置成向用戶生成位置信息的視覺表示。

2、更具體地，本發(fā)明的第一方面提供了一種配置成跟蹤已經(jīng)使用清潔器具清潔的區(qū)域的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：位置確定模塊；處理器；以及顯示部件，其中：位置確定模塊配置成確定指示在給定時(shí)間由清潔器具清潔的表面的一部分的位置的位置信息；并產(chǎn)生編碼位置信息的位置數(shù)據(jù)信號(hào)；并且處理器配置成從位置確定模塊接收位置數(shù)據(jù)信號(hào)，并基于位置數(shù)據(jù)信號(hào)確定位置信息；并且生成配置成使顯示部件顯示位置信息的視覺表示的指令。

3、清潔設(shè)備優(yōu)選地配置成清潔表面。清潔設(shè)備可以配置成在用戶的指導(dǎo)下清潔表面，例如通過(guò)當(dāng)用戶手動(dòng)地在表面上移動(dòng)器具時(shí)清潔表面?？商娲鼗蛄硗?，清潔器具可以配置成以自動(dòng)方式清潔表面。例如，清潔器具可以配置成通過(guò)遵循自動(dòng)化協(xié)議在其自身指導(dǎo)下移動(dòng)并清潔表面。在特定示例中，清潔器具可以是機(jī)器人真空吸塵器，其配置成作為自動(dòng)清潔程序的一部分在地板表面上移動(dòng)并從所述表面清潔灰塵顆粒，該自動(dòng)清潔程序可以由用戶定義或基于表面所處的環(huán)境自動(dòng)定義。

4、優(yōu)選地，清潔器具是用戶操作的真空吸塵器，其配置成當(dāng)用戶在表面上移動(dòng)真空吸塵器時(shí)，通過(guò)從表面去除灰塵來(lái)清潔表面。然而，清潔器具可以是適于清潔或處理表面的任何器具，例如：真空吸塵器、濕式真空吸塵器、濕式和干式真空吸塵器、拋光機(jī)、蒸汽清潔器、硬表面清潔器或地毯清潔器。

5、換句話說(shuō)，清潔器具配置成執(zhí)行某種清潔動(dòng)作，例如吸塵、除塵、擦拭等。在優(yōu)選情況下，清潔動(dòng)作是吸塵，其中地板上的灰塵顆粒被夾帶在氣流中，氣流使灰塵顆粒通過(guò)吸力從地板上被去除，并沉積在形成清潔器具一部分的容器中，在這種應(yīng)用中，清潔器具可以是真空吸塵器。在一些情況下，容器可以從真空吸塵器上移除。在該過(guò)程期間，灰塵顆粒沿著氣流路徑移動(dòng)。就其作為真空吸塵器的性質(zhì)而言，可以理解的是，真空吸塵器包括某種用于產(chǎn)生真空或負(fù)壓的裝置，從而產(chǎn)生吸力，該吸力使空氣從機(jī)器人真空吸塵器外部流入氣流路徑。用于產(chǎn)生真空或負(fù)壓的裝置可被稱為真空產(chǎn)生部件，并且可以包括馬達(dá)。馬達(dá)的速度(例如每分鐘轉(zhuǎn)數(shù))優(yōu)選與吸力成比例或相關(guān)。馬達(dá)速度越高，吸力越強(qiáng)?？梢酝ㄟ^(guò)控制馬達(dá)的電源來(lái)控制馬達(dá)的速度，其中提供給馬達(dá)的功率越大，速度越快，反之亦然。馬達(dá)可以有多個(gè)預(yù)定功率水平，每個(gè)對(duì)應(yīng)于預(yù)定的馬達(dá)速度。優(yōu)選地，存在對(duì)應(yīng)于三個(gè)不同馬達(dá)速度的三個(gè)預(yù)定功率水平。

6、在任何給定時(shí)間，真空吸塵器可以配置為從表面(例如地板)去除灰塵顆粒。具體地，在給定時(shí)間灰塵顆粒被去除的表面的區(qū)域可以是位于真空吸塵器的清潔區(qū)域限定組件下方的地板區(qū)域。顯然，清潔區(qū)域限定組件優(yōu)選位于真空吸塵器的基座處(這里，術(shù)語(yǔ)“基座”用于指真空吸塵器的側(cè)面或表面，真空吸塵器在清潔操作期間面向或接合該表面)。清潔區(qū)域限定組件優(yōu)選包括具有開放基座的外殼，其中至少外殼的外壁限定清潔區(qū)域的邊緣。

7、外殼優(yōu)選包括具有下邊緣的外殼體，下邊緣布置成在使用中面向表面。優(yōu)選地，當(dāng)真空吸塵器放置在表面上且基座面向表面時(shí)，下邊緣布置成與表面隔開。該間距確?？諝饽軌驈耐獠窟M(jìn)入外殼。在某些情況下，外殼可能包含刷子。在使用中，當(dāng)真空吸塵器在地板上移動(dòng)時(shí)，刷子可以配置成擾動(dòng)或攪動(dòng)位于表面上的灰塵，從而導(dǎo)致灰塵被夾帶在移動(dòng)空氣中，并進(jìn)入氣流路徑。在優(yōu)選情況下，刷子可以配置成在使用中旋轉(zhuǎn)，改善灰塵顆粒被擾動(dòng)的程度，從而確保更多的灰塵顆?？杀粖A帶在氣流中，并且因此可被吸起。這種外殼可被稱為刷條。刷條殼體的下邊緣可以限定表面的大致矩形清潔區(qū)域，灰塵在任何給定的時(shí)間從該清潔區(qū)域被去除。這在本文中可以稱為“刷條區(qū)域”。刷子的旋轉(zhuǎn)可以由馬達(dá)控制。可以通過(guò)控制馬達(dá)的電源來(lái)控制馬達(dá)的速度，其中提供給馬達(dá)的功率越大，速度越快，反之亦然。馬達(dá)可以有多個(gè)預(yù)定功率水平，每個(gè)對(duì)應(yīng)于預(yù)定的馬達(dá)速度。優(yōu)選地，存在對(duì)應(yīng)于三個(gè)不同馬達(dá)速度的三個(gè)預(yù)定功率水平。

8、這里，“氣流路徑”指的是移動(dòng)空氣從外部到達(dá)容器的路線，例如在由地板和外殼/殼體的外壁的下邊緣限定的間隙下面，然后通過(guò)真空吸塵器進(jìn)入容器。氣流路徑優(yōu)選包括位于外殼和容器之間并與其流體連通的空氣導(dǎo)管。

9、本發(fā)明的第一方面需要位置確定模塊，其配置成確定指示在給定時(shí)間由清潔器具清潔的表面的一部分的位置的位置信息。優(yōu)選地，位置確定模塊配置成以預(yù)定時(shí)間間隔確定位置信息。時(shí)間間隔優(yōu)選是規(guī)則的時(shí)間間隔，這意味著每個(gè)時(shí)間間隔是相同的持續(xù)時(shí)間。時(shí)間間隔可以具有適合于本發(fā)明應(yīng)用的持續(xù)時(shí)間。例如，時(shí)間間隔可以具有一秒、多于一秒(例如兩秒、五秒、十秒或更多)、少于一秒(例如半秒、四分之一秒或更少)的持續(xù)時(shí)間。時(shí)間間隔的持續(xù)時(shí)間可以配置成對(duì)清潔器具提供或多或少的連續(xù)位置監(jiān)測(cè)。例如，通過(guò)將時(shí)間間隔的持續(xù)時(shí)間減少到適當(dāng)?shù)臅r(shí)間量，位置信息可以是連續(xù)的或接近連續(xù)的一組時(shí)間系列數(shù)據(jù)。

10、在本發(fā)明的某些方面，時(shí)間間隔的持續(xù)時(shí)間可以基于清潔器具在被清潔表面上的移動(dòng)速度來(lái)調(diào)整。例如，當(dāng)清潔器具在表面上緩慢移動(dòng)時(shí)，時(shí)間間隔的持續(xù)時(shí)間可以增加，而不會(huì)顯著降低位置信息的準(zhǔn)確性，從而降低處理器在此時(shí)所需的計(jì)算能力。此外，當(dāng)清潔器具在表面上快速移動(dòng)時(shí)，可以減少時(shí)間間隔的持續(xù)時(shí)間，以便提高此時(shí)位置信息的準(zhǔn)確性。上面提供的術(shù)語(yǔ)“快速”和“緩慢”可被分別解釋為是指“高于預(yù)定速度閾值”和“低于預(yù)定速度閾值”。速度閾值可以在制造時(shí)定義、由用戶定義或者由系統(tǒng)基于如何使用清潔器具而自動(dòng)定義。

11、作為系統(tǒng)在使用中的工作示例，用戶可以通過(guò)在第一時(shí)間點(diǎn)將清潔器具定位在表面上的第一位置來(lái)開始清潔表面。用戶也可以啟動(dòng)本發(fā)明的系統(tǒng)，或者當(dāng)清潔器具在使用中時(shí)，該系統(tǒng)可以自動(dòng)啟動(dòng)。系統(tǒng)的位置確定模塊確定指示清潔器具在第一時(shí)間點(diǎn)位于表面上的第一位置的位置信息。用戶然后可以在表面上移動(dòng)清潔器具，以實(shí)現(xiàn)所述表面的清潔。當(dāng)用戶移動(dòng)清潔器具時(shí)，清潔器具將在第二時(shí)間點(diǎn)到達(dá)表面上的第二位置，第一和第二時(shí)間點(diǎn)由單個(gè)時(shí)間間隔分開。在第二時(shí)間點(diǎn)，或者在時(shí)間間隔過(guò)去之后，位置確定模塊可以配置成確定指示清潔器具在第二時(shí)間點(diǎn)位于表面上的第二位置的位置信息。當(dāng)表面被清潔時(shí)，該過(guò)程可以在多個(gè)位置和時(shí)間間隔上重復(fù)，從而產(chǎn)生說(shuō)明清潔器具在表面上的位置隨時(shí)間變化的一系列單獨(dú)位置數(shù)據(jù)信號(hào)。

12、如上所述，清潔器具可以包括清潔部件，其限定在任何給定時(shí)間被清潔的表面部分?；氐角鍧嵠骶呤钦婵瘴鼔m器的示例，清潔部件可以是真空吸塵器的基座部分，其外殼限定由真空吸塵器清潔的清潔區(qū)域或者被清潔的表面部分。在另一示例中，清潔器具可以是具有蒸汽頭的蒸汽清潔器，蒸汽頭是從其噴射蒸汽以清潔表面的部件，其中蒸汽頭限定在任何給定時(shí)間被清潔的表面部分。位置確定模塊可以配置成確定清潔部件(例如真空基座部分或蒸汽頭)在其周圍內(nèi)的位置，并且基于清潔部件在其周圍內(nèi)的位置產(chǎn)生位置信息。換句話說(shuō)，位置確定模塊可以確定清潔設(shè)備的清潔部件的位置信息，而不是確定整個(gè)清潔設(shè)備的位置信息，從而提高跟蹤已經(jīng)由清潔設(shè)備清潔的區(qū)域的準(zhǔn)確性。

13、本發(fā)明的第一方面還需要處理器，其配置成從位置確定模塊接收位置數(shù)據(jù)信號(hào)，并基于位置數(shù)據(jù)信號(hào)確定位置信息。處理器還配置成生成配置成使顯示部件顯示位置信息的視覺表示的指令。優(yōu)選地，指令配置成使顯示部件實(shí)時(shí)顯示位置信息的視覺表示。術(shù)語(yǔ)“實(shí)時(shí)”可被解釋為是指位置信息的視覺表示在清潔器具處于顯示位置的同時(shí)或基本同時(shí)被顯示。換句話說(shuō)，術(shù)語(yǔ)“實(shí)時(shí)”可被解釋為是指在清潔表面的實(shí)際時(shí)間期間顯示位置信息的視覺表示。例如，位置信息的視覺表示可以在足夠短的時(shí)間量?jī)?nèi)顯示在顯示部件處，例如少于一秒，使得位置信息的視覺表示作為對(duì)清潔過(guò)程的反饋幾乎立即顯示給用戶。換句話說(shuō)，當(dāng)清潔器具在表面上移動(dòng)時(shí)，并且相應(yīng)地當(dāng)由位置確定模塊產(chǎn)生的位置數(shù)據(jù)信號(hào)被更新時(shí)，由處理器產(chǎn)生的指令可被更新以使顯示器在位置信息被更新時(shí)顯示位置信息的視覺表示。

14、用于示出位置數(shù)據(jù)的視覺表示的顯示部件可以包括在與清潔器具分離的設(shè)備中，或者顯示部件可以包括在清潔器具本身中。根據(jù)本發(fā)明的一方面，該系統(tǒng)可以包括移動(dòng)設(shè)備，其包括位置確定模塊；處理器；以及顯示部件。優(yōu)選地，移動(dòng)設(shè)備可安裝到清潔器具，使得當(dāng)用戶使用清潔器具來(lái)清潔表面時(shí)，移動(dòng)設(shè)備的顯示部件且因此位置數(shù)據(jù)的視覺表示對(duì)用戶是可見的。移動(dòng)設(shè)備可以包括以下中的一個(gè)或多個(gè)：智能手機(jī)；觸摸屏設(shè)備；平板設(shè)備；智能手表等。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，清潔設(shè)備可以包括：位置確定模塊；處理器；以及顯示部件。此外，顯示部件可以設(shè)置在清潔器具上，使得當(dāng)用戶使用清潔器具來(lái)清潔表面時(shí)，清潔器具的顯示部件且因此位置數(shù)據(jù)的視覺表示對(duì)用戶是可見的。

15、現(xiàn)在討論位置確定模塊可以確定位置信息的方式。

16、在第一示例中，系統(tǒng)還包括配置成捕獲其周圍的視頻數(shù)據(jù)的相機(jī)。在該示例中，位置確定模塊配置成至少基于捕獲的視頻數(shù)據(jù)來(lái)確定位置信息。術(shù)語(yǔ)“視頻數(shù)據(jù)”可以包括由相機(jī)在每個(gè)時(shí)間間隔捕獲的時(shí)間系列單獨(dú)幀或者連續(xù)流圖像幀。換句話說(shuō)，視頻數(shù)據(jù)可以包括由相機(jī)捕獲的一系列單獨(dú)圖像。相機(jī)可以適于在每個(gè)時(shí)間間隔捕獲單個(gè)圖像?？商娲兀鄼C(jī)可以捕獲連續(xù)圖像流，但在每個(gè)時(shí)間間隔僅選擇單個(gè)幀來(lái)傳送至位置確定模塊。相機(jī)可以配置成在可見光譜或任何其他合適的光譜中工作，例如紅外線。

17、相機(jī)可以配置成以預(yù)定時(shí)間間隔捕獲視頻數(shù)據(jù)。時(shí)間間隔優(yōu)選是規(guī)則的時(shí)間間隔，這意味著每個(gè)時(shí)間間隔是相同的持續(xù)時(shí)間。時(shí)間間隔可以具有適合于本發(fā)明應(yīng)用的持續(xù)時(shí)間。例如，時(shí)間間隔可以具有一秒、多于一秒(例如兩秒、五秒、十秒或更多)、少于一秒(例如半秒、四分之一秒或更少)的持續(xù)時(shí)間。時(shí)間間隔的持續(xù)時(shí)間可以配置成對(duì)清潔器具提供或多或少的連續(xù)位置監(jiān)測(cè)。例如，通過(guò)將時(shí)間間隔的持續(xù)時(shí)間減少到適當(dāng)?shù)臅r(shí)間量，視頻數(shù)據(jù)可以是連續(xù)的或接近連續(xù)的一組時(shí)間系列數(shù)據(jù)。

18、在本發(fā)明的某些方面，時(shí)間間隔的持續(xù)時(shí)間可以基于清潔器具在被清潔表面上的移動(dòng)速度來(lái)調(diào)整。例如，當(dāng)清潔器具在表面上緩慢移動(dòng)時(shí)，時(shí)間間隔的持續(xù)時(shí)間可以增加，而不會(huì)顯著降低位置信息的準(zhǔn)確性，從而降低處理器在此時(shí)所需的計(jì)算能力。此外，當(dāng)清潔器具在表面上快速移動(dòng)時(shí)，可以減少時(shí)間間隔的持續(xù)時(shí)間，以便提高此時(shí)位置信息的準(zhǔn)確性。上面提供的術(shù)語(yǔ)“快速”和“緩慢”可被分別解釋為“高于預(yù)定速度閾值”和“低于預(yù)定速度閾值”。速度閾值可以在制造時(shí)定義、由用戶定義或者由系統(tǒng)基于如何使用清潔器具而自動(dòng)定義。

19、作為系統(tǒng)在使用中的工作示例，用戶可以通過(guò)在第一時(shí)間點(diǎn)將清潔器具定位在表面上的第一位置來(lái)開始清潔表面。用戶也可以啟動(dòng)本發(fā)明的系統(tǒng)，或者當(dāng)清潔器具在使用中時(shí)，該系統(tǒng)可以自動(dòng)啟動(dòng)。相機(jī)可以配置成從第一位置捕獲視頻數(shù)據(jù)，并且位置確定模塊基于捕獲的視頻數(shù)據(jù)確定指示清潔器具在第一時(shí)間點(diǎn)位于表面上的第一位置的位置信息。用戶然后可以在表面上移動(dòng)清潔器具，以實(shí)現(xiàn)所述表面的清潔。當(dāng)用戶移動(dòng)清潔器具時(shí)，清潔器具將在第二時(shí)間點(diǎn)到達(dá)表面上的第二位置，第一和第二時(shí)間點(diǎn)由單個(gè)時(shí)間間隔分開。在第二時(shí)間點(diǎn)，或者在時(shí)間間隔過(guò)去之后，相機(jī)可以配置成捕獲另外視頻數(shù)據(jù)，并且位置確定模塊基于另外視頻數(shù)據(jù)確定指示清潔器具在第二時(shí)間點(diǎn)位于表面上的第二位置的位置信息。當(dāng)表面被清潔時(shí)，該過(guò)程可以在多個(gè)位置和時(shí)間間隔上重復(fù)，從而產(chǎn)生說(shuō)明清潔器具在表面上的位置隨時(shí)間變化的一系列單獨(dú)位置數(shù)據(jù)信號(hào)。

20、優(yōu)選地，顯示部件配置成顯示捕獲的視頻數(shù)據(jù)，并且指令配置成使顯示部件將位置信息的視覺表示疊加在捕獲的視頻數(shù)據(jù)的顯示上，使得位置信息的視覺表示的每個(gè)位點(diǎn)疊加在捕獲的視頻數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)位點(diǎn)上。術(shù)語(yǔ)“對(duì)應(yīng)位點(diǎn)”可被解釋為是指真實(shí)空間中的給定點(diǎn)(即清潔器具的周圍)在捕獲的視頻數(shù)據(jù)和位置信息的視覺表示中具有相同的位點(diǎn)位置。換句話說(shuō)，捕獲的視頻數(shù)據(jù)中的位點(diǎn)可以對(duì)應(yīng)于位置信息的視覺表示中的位點(diǎn)，并且兩個(gè)位點(diǎn)可以對(duì)應(yīng)于真實(shí)空間中的同一點(diǎn)。

21、根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面，位置數(shù)據(jù)的視覺表示可以采取不同的形式。例如，位置數(shù)據(jù)的視覺表示可包括坐標(biāo)或從原點(diǎn)移動(dòng)的距離，其可在清潔器具用于清潔表面的啟動(dòng)點(diǎn)處定義。可替代地，用戶可以手動(dòng)定義或重新定義原點(diǎn)。例如，用戶可以在他們開始用清潔器具清潔第一表面時(shí)定義原點(diǎn)，然后在他們開始清潔不同的第二表面時(shí)重新定義原點(diǎn)。在實(shí)際示例中，這可能在用戶房間間移動(dòng)時(shí)發(fā)生。

22、在另一示例中，位置數(shù)據(jù)的視覺表示可以包括一種或多種顏色，用于表示清潔設(shè)備在表面上的位置。在這種情況下，顏色的參數(shù)可以隨著清潔設(shè)備的位置在被清潔的表面上移動(dòng)而改變。顏色的參數(shù)可以包括以下中的一個(gè)或多個(gè)：不透明度；色調(diào)；飽和度；亮度等。例如，在位置數(shù)據(jù)的視覺表示包括單一顏色的情況下，隨著清潔器具經(jīng)過(guò)被清潔表面上的給定位置一次或多次，顏色可能變得更加不透明、更加飽和和/或更加明亮，這意味著顯示上的不透明、飽和和/或明亮的顏色可以指示表面的清潔區(qū)域?？商娲兀俅卧谖恢脭?shù)據(jù)的視覺表示包括單一顏色的情況下，當(dāng)清潔器具經(jīng)過(guò)被清潔表面上的給定位置一次或多次時(shí)，顏色可以變得不太不透明、不太飽和和/或較暗，這意味著顯示上的半透明、不飽和和/或較暗的顏色可以指示表面的清潔區(qū)域。在另一示例中，在位置數(shù)據(jù)的視覺表示包括多種顏色的情況下，顏色的色調(diào)可以隨著清潔器具經(jīng)過(guò)被清潔的表面上的給定位置一次或多次而改變，這意味著可以由用戶預(yù)先確定或設(shè)置的給定顏色可以指示表面的清潔區(qū)域。

23、在另一示例中，位置數(shù)據(jù)的視覺表示可以包括用于表示清潔設(shè)備在表面上的位置的視覺圖案。在這種情況下，圖案的參數(shù)可以隨著清潔設(shè)備的位置在被清潔的表面上移動(dòng)而改變。圖案的參數(shù)可以包括以下中的一個(gè)或多個(gè)：不透明度；尺寸；定向；圖案的重復(fù)；顏色(其可以包括上面討論的色調(diào)、亮度和飽和度的子參數(shù))等。例如，當(dāng)用戶啟動(dòng)清潔器具時(shí)，整個(gè)表面可被分配給給定圖案，并且當(dāng)清潔器具在表面上移動(dòng)以清潔表面時(shí)，圖案可以改變或被去除。在特定示例中，隨著清潔設(shè)備在給定位置上移動(dòng)一次或多次，位置數(shù)據(jù)的視覺表示可以顯示圖案褪色(即不透明度降低)。

24、如上所述，在系統(tǒng)還包括相機(jī)以捕獲清潔器具的周圍的視頻數(shù)據(jù)的情況下，位置信息的視覺表示，例如上面討論的那些視覺表示，可以疊加到捕獲的視頻數(shù)據(jù)上。

25、以真空吸塵器作為清潔地板的清潔器具為例，相機(jī)可以安裝成使得相機(jī)的視野包括真空吸塵器的清潔頭和至少清潔頭的直接周圍。相機(jī)鏡頭的視野和焦距可以根據(jù)所使用的清潔器具和被清潔的表面來(lái)選擇。顯示部件可以安裝在用戶可以容易看到的位置，例如靠近清潔器具的手柄。

26、當(dāng)真空吸塵器第一次初始化以準(zhǔn)備清潔表面時(shí)，顯示部件可以顯示由相機(jī)捕獲的視頻數(shù)據(jù)和疊加在其上的位置數(shù)據(jù)的視覺表示。在特定示例中，位置數(shù)據(jù)可以是顏色或圖案，以指示真空吸塵器的清潔頭已經(jīng)與被清潔的表面接觸的位置。在這樣的示例中，當(dāng)真空吸塵器第一次初始化以準(zhǔn)備清潔表面時(shí)，顯示部件可以僅示出捕獲的視頻數(shù)據(jù)。當(dāng)用戶然后在表面上移動(dòng)真空吸塵器以開始清潔時(shí)，位置數(shù)據(jù)的視覺表示可被生成并疊加在捕獲的視頻數(shù)據(jù)上，作為示出清潔頭已經(jīng)到過(guò)哪里的彩色或圖案化的路徑。具體而言，在相機(jī)捕獲清潔設(shè)備周圍的視頻數(shù)據(jù)的每個(gè)點(diǎn)，位置確定模塊可以確定指示在給定時(shí)間由清潔器具清潔的表面部分的位置的位置數(shù)據(jù)，并且可以生成視覺表示(即顏色或圖案)并疊加在視頻數(shù)據(jù)上以顯示給用戶。這樣，隨著時(shí)間的推移，當(dāng)清潔器具在表面上移動(dòng)時(shí)，將向用戶呈現(xiàn)自清潔過(guò)程開始以來(lái)清潔器具所占據(jù)的位置的跟蹤記錄。

27、可替代地，當(dāng)真空吸塵器第一次初始化以準(zhǔn)備清潔表面時(shí)，顯示部件可以示出捕獲的視頻數(shù)據(jù)，其具有在待清潔的整個(gè)表面上提供的顏色或圖案層。當(dāng)用戶然后在表面上移動(dòng)真空吸塵器以開始清潔時(shí)，位置數(shù)據(jù)的視覺表示可被生成并疊加在捕獲的視頻數(shù)據(jù)上，作為示出清潔頭自清潔過(guò)程開始以來(lái)已經(jīng)到過(guò)哪里的彩色或圖案層中的清晰路徑。

28、當(dāng)清潔表面時(shí)，特別是當(dāng)用真空吸塵器清潔諸如地毯之類的表面時(shí)，通常希望用清潔器具在表面上多次經(jīng)過(guò)，以確保表面已被充分徹底地清潔。本發(fā)明可以提供一種跟蹤清潔器具在表面上多次經(jīng)過(guò)的方法，如下所述。

29、如上所述，當(dāng)用戶然后在表面上移動(dòng)真空吸塵器以開始清潔時(shí)，位置數(shù)據(jù)的視覺表示可被生成并疊加在捕獲的視頻數(shù)據(jù)上，作為示出清潔頭已經(jīng)到過(guò)哪里的彩色或圖案化的路徑。用戶然后可以移動(dòng)真空吸塵器，使得清潔頭的后續(xù)路徑至少部分地與由位置數(shù)據(jù)的視覺表示所標(biāo)記的初始路徑重疊，例如通過(guò)首先將真空吸塵器推離他們，然后沿著相同的路徑將真空吸塵器拉回。在這種情況下，重疊區(qū)域中的位置數(shù)據(jù)的視覺表示可被改變，以指示清潔器具已經(jīng)多次經(jīng)過(guò)表面的該區(qū)域。例如，位置數(shù)據(jù)的視覺表示可以是不透明度為20％的顏色。因此，在清潔器具第一次經(jīng)過(guò)表面的一部分時(shí)，視覺表示將示出具有20％不透明度的彩色路徑。當(dāng)用戶接下來(lái)在該區(qū)域上移動(dòng)清潔器具，使得清潔器具的清潔頭經(jīng)過(guò)現(xiàn)有的彩色路徑時(shí)，清潔器具的該下一次經(jīng)過(guò)的視覺表示可以簡(jiǎn)單地添加到現(xiàn)有的視覺表示上，這意味著視覺表示的一部分具有40％的不透明度，指示清潔器具已經(jīng)進(jìn)行了兩次經(jīng)過(guò)的地方。這可以重復(fù)進(jìn)行，直至達(dá)到視覺表示的100％不透明度，這可以指示已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)清潔器具的期望經(jīng)過(guò)次數(shù)。在該示例中，用戶可以調(diào)整視覺表示的不透明度，以便反映在清潔表面時(shí)要實(shí)現(xiàn)的清潔器具的期望經(jīng)過(guò)次數(shù)。

30、可替代地，或者除了視覺表示的不透明度之外，視覺表示的任何其他合適的參數(shù)可以隨著清潔器具的每次經(jīng)過(guò)而被調(diào)整，以指示清潔器具執(zhí)行的經(jīng)過(guò)次數(shù)。例如，當(dāng)視覺表示包括要疊加在捕獲的視頻數(shù)據(jù)上的顏色時(shí)，清潔器具多次經(jīng)過(guò)表面的一部分可以通過(guò)視覺表示的顏色的飽和度的增加/減少、色調(diào)的改變和/或亮度的增加/減少來(lái)指示。

31、在另一方面，系統(tǒng)還包括光探測(cè)和測(cè)距(lidar)單元，其配置成捕獲其周圍的映射數(shù)據(jù)。在該示例中，位置確定模塊配置成至少基于捕獲的映射數(shù)據(jù)來(lái)確定位置信息。

32、lidar單元是用于確定單元和另一物體之間的范圍或距離的部件。lidar單元通過(guò)產(chǎn)生光束(優(yōu)選使用激光)并將光瞄準(zhǔn)物體或表面來(lái)工作。lidar單元適于檢測(cè)由物體反射的光，并測(cè)量光從lidar單元傳播到物體并返回所用的時(shí)間，這可被稱為飛行時(shí)間測(cè)量。基于飛行時(shí)間測(cè)量和已知的光速，lidar單元可以確定lidar單元和反射發(fā)射光的物體或表面之間的距離或范圍。通過(guò)在環(huán)境中執(zhí)行多個(gè)測(cè)量，例如通過(guò)在lidar單元的周圍掃描激光，可以映射區(qū)域的布局。通過(guò)從環(huán)境內(nèi)的多個(gè)位置對(duì)lidar單元重復(fù)上述過(guò)程，可以進(jìn)一步提高該映射的精度。

33、lidar單元可以包括一個(gè)或多個(gè)以下部件。lidar單元可以包括激光器、傳感器和致動(dòng)鏡。激光器可以配置成發(fā)射波長(zhǎng)范圍在500nm到1600nm的光，并且優(yōu)選地在600nm到1000nm的范圍內(nèi)。激光器可以是功率受限的，以便使激光器對(duì)用戶的眼睛安全。根據(jù)清潔器具的應(yīng)用，激光可以脈沖方式或連續(xù)方式操作。優(yōu)選地，激光器是以脈沖方式操作的600nm至1000nm激光器。脈沖頻率可以根據(jù)清潔器具的應(yīng)用選擇。例如，脈沖頻率可以是1hz、大于1hz(例如2hz、5hz、10hz、100hz或更大)或小于1hz(例如0.5hz、0.25hz或更小)。脈沖頻率可以配置成對(duì)清潔器具提供或多或少的連續(xù)位置監(jiān)測(cè)。例如，通過(guò)將脈沖頻率增加到適當(dāng)?shù)念l率，捕獲的映射數(shù)據(jù)以及位置信息可以是連續(xù)的或接近連續(xù)的一組時(shí)間系列數(shù)據(jù)。

34、在本發(fā)明的某些方面，可以基于清潔器具在被清潔表面上的移動(dòng)速度來(lái)調(diào)節(jié)脈沖頻率。例如，當(dāng)清潔器具在表面上緩慢移動(dòng)時(shí)，可以降低脈沖頻率，而不會(huì)顯著降低位置信息的精度，從而降低處理器此時(shí)所需的計(jì)算能力。此外，當(dāng)清潔器具在表面上快速移動(dòng)時(shí)，可以增加脈沖頻率，以便提高此時(shí)位置信息的準(zhǔn)確性。上面提供的術(shù)語(yǔ)“快速”和“緩慢”可被分別解釋為“高于預(yù)定速度閾值”和“低于預(yù)定速度閾值”。速度閾值可以在制造時(shí)定義、由用戶定義或者由系統(tǒng)基于如何使用清潔器具而自動(dòng)定義。

35、作為系統(tǒng)在使用中的工作示例，用戶可以通過(guò)在第一時(shí)間點(diǎn)將清潔器具定位在表面上的第一位置來(lái)開始清潔表面。用戶也可以啟動(dòng)本發(fā)明的系統(tǒng)，或者當(dāng)清潔器具在使用中時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)啟動(dòng)。lidar單元可以配置成執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)測(cè)量以捕獲映射數(shù)據(jù)，并且系統(tǒng)的位置確定模塊基于所述映射數(shù)據(jù)確定指示清潔器具在該第一時(shí)間點(diǎn)位于表面上的第一位置的位置信息。用戶然后可以在表面上移動(dòng)清潔器具，以實(shí)現(xiàn)所述表面的清潔。當(dāng)用戶移動(dòng)清潔器具時(shí)，清潔器具將在第二時(shí)間點(diǎn)到達(dá)表面上的第二位置，第一和第二時(shí)間點(diǎn)被由lidar單元的激光器的脈沖頻率定義的單個(gè)時(shí)間間隔分開。在第二時(shí)間點(diǎn)，位置確定模塊基于在第二時(shí)間點(diǎn)捕獲的來(lái)自lidar單元的捕獲的映射數(shù)據(jù)確定指示清潔器具在該第二時(shí)間點(diǎn)位于表面上的第二位置的位置信息。當(dāng)表面被清潔時(shí)，該過(guò)程可以在多個(gè)位置和時(shí)間間隔上重復(fù)，從而生成說(shuō)明清潔器具在表面上的位置隨時(shí)間變化的一系列單獨(dú)映射數(shù)據(jù)集且因此位置數(shù)據(jù)信號(hào)。

36、激光器和致動(dòng)鏡可以布置成使得所產(chǎn)生的光束撞擊致動(dòng)鏡，其適于將激光束引導(dǎo)到lidar單元的周圍。致動(dòng)鏡是鏡子，即反射表面，其可以由致動(dòng)裝置比如電動(dòng)馬達(dá)移動(dòng)。優(yōu)選地，致動(dòng)鏡配置成圍繞至少一個(gè)軸線旋轉(zhuǎn)，并且在一些情況下，圍繞兩個(gè)正交軸線旋轉(zhuǎn)。致動(dòng)鏡可以包括適于反射激光束的任何反射表面，例如平面鏡、多面鏡、棱鏡等。致動(dòng)裝置可以包括適于使鏡子移動(dòng)，特別是繞軸線旋轉(zhuǎn)的任何致動(dòng)器。例如，致動(dòng)器可以是電動(dòng)馬達(dá)、步進(jìn)式電動(dòng)馬達(dá)、微機(jī)電機(jī)器等。

37、lidar單元的傳感器可以是適于檢測(cè)反射光的任何傳感器。優(yōu)選地，傳感器是光電傳感器或光電探測(cè)器，其對(duì)激光器產(chǎn)生的光的波長(zhǎng)敏感，例如600nm至1000nm。光電傳感器可以是固態(tài)光電探測(cè)器，例如光電二極管或雪崩光電二極管，或者光電倍增器。

38、lidar單元還可以包括處理單元，其適于確定由傳感器檢測(cè)到的反射激光束的飛行時(shí)間，并導(dǎo)出來(lái)自lidar單元的反射點(diǎn)的范圍或距離?？商娲兀摴δ芸梢杂杀景l(fā)明的系統(tǒng)的位置確定模塊或處理器來(lái)執(zhí)行。

39、lidar單元可以安裝在清潔器具的清潔頭上，以確定清潔頭與清潔頭周圍的物體或表面的距離?？商娲?，lidar單元可以安裝在清潔器具上，使得清潔器具的清潔頭在lidar單元的視野內(nèi)。在這種情況下，到清潔頭的已知距離可用于使用適當(dāng)?shù)娜呛瘮?shù)來(lái)確定清潔頭和周圍環(huán)境中的物體或表面之間的距離。

40、上述lidar單元可以與上述相機(jī)裝置結(jié)合使用。例如，捕獲的映射數(shù)據(jù)和捕獲的視頻數(shù)據(jù)可以由位置確定模塊彼此結(jié)合使用來(lái)確定位置信息。特別地，捕獲的映射數(shù)據(jù)可以用于提供到在捕獲的視頻數(shù)據(jù)中識(shí)別的物體或表面的距離測(cè)量，從而提高確定的位置信息的準(zhǔn)確性，并且因此提高跟蹤由清潔器具清潔的表面的準(zhǔn)確性。

41、在另一方面，系統(tǒng)還包括慣性測(cè)量單元(imu)，其配置成檢測(cè)清潔器具的運(yùn)動(dòng)和定向的變化，并響應(yīng)于檢測(cè)生成imu數(shù)據(jù)。在該示例中，位置確定模塊配置成至少基于imu數(shù)據(jù)來(lái)確定位置信息。imu可以包括用于檢測(cè)清潔器具的運(yùn)動(dòng)和定向變化的一個(gè)或多個(gè)部件。例如，imu可以包括加速度計(jì)，其可以用于檢測(cè)清潔器具在給定方向上的加速度。此外，加速度計(jì)可以配置成通過(guò)測(cè)量加速度計(jì)上的重力作用來(lái)確定清潔器具的定向。可替代地或另外，imu可以包括陀螺儀傳感器。陀螺儀傳感器可適于測(cè)量清潔器具的定向。清潔器具的定向可以在任意數(shù)量的方向或平面上測(cè)量。例如，可以在具有三個(gè)正交軸的笛卡爾坐標(biāo)系中測(cè)量定向?？商娲兀ㄏ蚩杀粶y(cè)量為俯仰、偏航和滾動(dòng)，這可以相對(duì)于清潔器具第一次被啟動(dòng)時(shí)所處的位置或者相對(duì)于預(yù)定參考位置來(lái)定義。imu可以包含任意數(shù)量的加速度計(jì)和/或陀螺儀。例如，imu可以包含單個(gè)加速度計(jì)或陀螺儀、一個(gè)加速度計(jì)和一個(gè)陀螺儀、三個(gè)加速度計(jì)(每個(gè)加速度計(jì)布置成測(cè)量清潔器具在三個(gè)正交方向之一上的加速度)等。imu可以位于清潔器具上的任何合適位置。例如，imu可以位于清潔器具的清潔頭中，這意味著當(dāng)清潔頭在被清潔的表面上移動(dòng)時(shí)，imu數(shù)據(jù)將與清潔頭的運(yùn)動(dòng)和/或定向直接相關(guān)。

42、imu數(shù)據(jù)可用于如下確定位置信息。當(dāng)清潔用具被第一次啟動(dòng)時(shí)，imu單元可被激活，并且當(dāng)清潔用具靜止時(shí)，獲取參考imu數(shù)據(jù)集。當(dāng)用戶移動(dòng)清潔設(shè)備開始清潔過(guò)程時(shí)，imu單元將檢測(cè)清潔設(shè)備在給定方向上的加速度?；诩铀俣刃盘?hào)和加速度變化之間的時(shí)間，imu單元或位置確定模塊可以確定清潔器具在被清潔的表面上移動(dòng)的距離。因此，位置確定模塊可以跟蹤清潔器具在被清潔表面上的運(yùn)動(dòng)。

43、imu單元可配置成以預(yù)定時(shí)間間隔捕獲位置imu數(shù)據(jù)。時(shí)間間隔優(yōu)選是規(guī)則的時(shí)間間隔，這意味著每個(gè)時(shí)間間隔是相同的持續(xù)時(shí)間。時(shí)間間隔可以具有適合于本發(fā)明應(yīng)用的持續(xù)時(shí)間。例如，時(shí)間間隔可以具有一秒、多于一秒(例如兩秒、五秒、十秒或更多)、少于一秒(例如半秒、四分之一秒或更少)的持續(xù)時(shí)間。時(shí)間間隔的持續(xù)時(shí)間可配置成對(duì)清潔器具提供或多或少的連續(xù)位置監(jiān)測(cè)。例如，通過(guò)將時(shí)間間隔的持續(xù)時(shí)間減少到適當(dāng)?shù)臅r(shí)間量，imu數(shù)據(jù)可以是連續(xù)的或接近連續(xù)的一組時(shí)間系列數(shù)據(jù)。

44、在本發(fā)明的某些方面，時(shí)間間隔的持續(xù)時(shí)間可以基于清潔器具在被清潔表面上的移動(dòng)速度來(lái)調(diào)整。例如，當(dāng)清潔器具在表面上緩慢移動(dòng)時(shí)，時(shí)間間隔的持續(xù)時(shí)間可以增加，而不會(huì)顯著降低位置信息的準(zhǔn)確性，從而降低處理器在此時(shí)所需的計(jì)算能力。此外，當(dāng)清潔器具在表面上快速移動(dòng)時(shí)，可以減少時(shí)間間隔的持續(xù)時(shí)間，以便提高此時(shí)位置信息的準(zhǔn)確性。上面提供的術(shù)語(yǔ)“快速”和“緩慢”可被分別解釋為“高于預(yù)定速度閾值”和“低于預(yù)定速度閾值”。速度閾值可以在制造時(shí)定義、由用戶定義或者由系統(tǒng)基于如何使用清潔器具而自動(dòng)定義。

45、作為系統(tǒng)在使用中的工作示例，用戶可以通過(guò)在第一時(shí)間點(diǎn)將清潔器具定位在表面上的第一位置來(lái)開始清潔表面。用戶也可以啟動(dòng)本發(fā)明的系統(tǒng)，或者當(dāng)清潔器具在使用中時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)啟動(dòng)。imu單元可以配置成捕獲靜止的清潔器具的參考imu數(shù)據(jù)集，并且系統(tǒng)的位置確定模塊基于參考imu數(shù)據(jù)集確定指示清潔器具在該第一時(shí)間點(diǎn)位于表面上的第一位置的位置信息。用戶然后可以在表面上移動(dòng)清潔器具，以實(shí)現(xiàn)所述表面的清潔。當(dāng)用戶移動(dòng)清潔器具時(shí)，清潔器具將在第二時(shí)間點(diǎn)到達(dá)表面上的第二位置，第一和第二時(shí)間點(diǎn)由單個(gè)時(shí)間間隔分開。在第二時(shí)間點(diǎn)，或者在時(shí)間間隔過(guò)去之后，imu單元捕獲另外imu數(shù)據(jù)，并且位置確定模塊基于另外imu數(shù)據(jù)確定指示清潔器具在該第二時(shí)間點(diǎn)位于表面上的第二位置的位置信息。當(dāng)表面被清潔時(shí)，該過(guò)程可以在多個(gè)位置和時(shí)間間隔上重復(fù)，從而產(chǎn)生說(shuō)明清潔器具在表面上的位置隨時(shí)間變化的一系列單獨(dú)位置數(shù)據(jù)信號(hào)。

46、上述imu單元可以與上述相機(jī)和/或上述lidar單元結(jié)合使用。例如，捕獲的imu數(shù)據(jù)和捕獲的映射數(shù)據(jù)和/或捕獲的視頻數(shù)據(jù)可以由位置確定模塊彼此結(jié)合使用，以確定位置信息。特別地，捕獲的imu數(shù)據(jù)可用于提供清潔器具的清潔頭上的運(yùn)動(dòng)和/或定向信息，其可用于通知在捕獲的視頻數(shù)據(jù)和/或捕獲的映射數(shù)據(jù)的視野中的物體或表面的視角如何變化，從而提高確定的位置信息的準(zhǔn)確性，并因此提高跟蹤由清潔器具清潔的表面的準(zhǔn)確性。

47、根據(jù)本發(fā)明的一方面，處理器可以配置成確定清潔器具的一個(gè)或多個(gè)操作特性，其中指令還配置成使顯示是清潔器具的操作特性的視覺表示。優(yōu)選地，一個(gè)或多個(gè)操作特性包括以下中的一個(gè)或多個(gè)：馬達(dá)速度；操作模式；行程速度；清潔器具相對(duì)于被清潔表面的速度；多次經(jīng)過(guò)計(jì)數(shù)；以及與清潔器具收集的顆粒相關(guān)的數(shù)據(jù)，其包括以下中的一個(gè)或多個(gè)：顆粒重量；顆粒大??；以及顆粒類型。清潔器具的操作特性的視覺表示可以由顯示部件結(jié)合位置信息的視覺表示來(lái)顯示。例如，清潔器具的操作特性的視覺表示可以覆蓋在位置信息的視覺表示上，或者顯示在顯示部件上的單獨(dú)窗口中?？商娲兀鍧嵠骶叩牟僮魈匦缘囊曈X表示可以顯示在與示出位置信息的視覺表示的顯示部件分離的顯示部件上。

48、在清潔器具包括多種清潔模式的情況下，清潔器具的操作特性的視覺表示可以包括當(dāng)前清潔模式。清潔器具的操作特性的視覺表示還可以包括與當(dāng)前清潔模式不同的視覺布置中的其他可用清潔模式，以便突出顯示清潔器具當(dāng)前處于哪個(gè)模式，同時(shí)仍向用戶顯示所有或一些可用模式。如上所述，位置信息的視覺表示可以提供表面的相同部分何時(shí)已經(jīng)被清潔器具清潔多次或多個(gè)經(jīng)過(guò)的指示。清潔器具的操作特性的視覺表示可以包括清潔器具的清潔頭下方的區(qū)域已被清潔或經(jīng)過(guò)的次數(shù)的數(shù)字計(jì)數(shù)，這可被稱為多次經(jīng)過(guò)計(jì)數(shù)。

49、清潔器具可以包括一個(gè)或多個(gè)傳感器，以檢測(cè)清潔器具的其他操作參數(shù)。例如，如果清潔器具包括馬達(dá)，例如用于驅(qū)動(dòng)真空吸塵器的真空產(chǎn)生部件的馬達(dá)，則清潔器具可以包括旋轉(zhuǎn)傳感器以檢測(cè)馬達(dá)速度。類似地，如果清潔器具包括旋轉(zhuǎn)部件，例如旋轉(zhuǎn)刷頭或旋轉(zhuǎn)拋光頭，則清潔器具可包括旋轉(zhuǎn)傳感器以檢測(cè)旋轉(zhuǎn)部件的行程速度。此外，清潔器具可以包括速度傳感器，用于檢測(cè)清潔器具相對(duì)于被清潔表面的速度。速度傳感器可以是機(jī)械速度傳感器或光學(xué)速度傳感器。

50、此外，清潔器具的操作參數(shù)可以包括與清潔器具收集的顆粒相關(guān)的數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，與清潔器具收集的顆粒相關(guān)的數(shù)據(jù)包括以下中的一個(gè)或多個(gè)：顆粒重量；顆粒大??；以及顆粒類型。清潔器具可以包括壓電傳感器，其適于響應(yīng)于相應(yīng)的多個(gè)振動(dòng)產(chǎn)生多個(gè)電信號(hào)，每個(gè)振動(dòng)由撞擊清潔器具的檢測(cè)區(qū)域的灰塵顆粒引起。

51、壓電傳感器優(yōu)選包括壓電晶體。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，壓電晶體具有響應(yīng)于施加的機(jī)械應(yīng)力而在材料中積累電荷的特性。這意味著可以響應(yīng)于在壓電晶體中引起振動(dòng)的沖擊而生成電壓。因此，電信號(hào)可以是電壓信號(hào)的形式，盡管等效地，也可以使用電流信號(hào)或功率信號(hào)。電信號(hào)優(yōu)選包括電特性隨時(shí)間變化的曲線圖(或者包括表示該曲線圖的數(shù)據(jù)，例如通過(guò)在多個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)壓電信號(hào)兩端的電壓進(jìn)行采樣)。優(yōu)選地，使用高采樣率，每秒至少1000次測(cè)量，更優(yōu)選地每秒至少5000次測(cè)量。更優(yōu)選地，采樣率至少是每秒10000次測(cè)量，甚至更優(yōu)選地，每秒大約15000次測(cè)量。

52、顆粒尺寸等級(jí)可以包括以下中的一種或多種：超細(xì)灰塵顆粒、細(xì)灰塵顆粒、中等灰塵顆粒和粗灰塵顆粒。下表說(shuō)明了每個(gè)等級(jí)中的顆粒尺寸的上限和下限范圍。

53、 等級(jí) 下限(μm) 上限(μm) 超細(xì) 5至15 45至135 細(xì) 45至135 90至270 中等 90至270 250至750 粗 250至750 1000至3000

54、當(dāng)然，在每種情況下，下限必須低于上限。在優(yōu)選情況下，可以使用下面的上限和下限。

55、 等級(jí) 下限(μm) 上限(μm) 超細(xì) 10 90 細(xì) 90 180 中等 180 500 粗 500 2000

56、這里，術(shù)語(yǔ)“灰塵顆粒尺寸”是根據(jù)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)定義的。具體地，白云石顆粒用于定義“顆粒尺寸”。假設(shè)顆粒本質(zhì)上是球形的，平均密度為2.7g/cm3。根據(jù)該定義，術(shù)語(yǔ)“顆粒尺寸”是指這種顆粒的直徑。這符合與家用真空吸塵器相關(guān)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)iec-60312。

57、應(yīng)當(dāng)理解，通過(guò)監(jiān)測(cè)壓電信號(hào)隨時(shí)間的變化，可以確定由清潔設(shè)備清潔的按重量計(jì)的顆粒數(shù)。

58、清潔設(shè)備還可以包括傳感器設(shè)備，其適于確定由清潔設(shè)備清潔的顆粒類型。例如，傳感器設(shè)備可以包括用于確定由清潔設(shè)備清潔的顆粒類型的光學(xué)傳感器，例如分光計(jì)或相機(jī)，其可以通過(guò)圖像識(shí)別來(lái)識(shí)別顆粒類型。

59、上面給出的示例是在單個(gè)清潔設(shè)備的背景下描述的。然而，該系統(tǒng)可以適于與多個(gè)清潔器具一起工作，以便跟蹤已經(jīng)使用每個(gè)清潔器具清潔過(guò)的區(qū)域。例如，機(jī)器人真空吸塵器可以自動(dòng)清潔地板表面，但是由于機(jī)器人真空吸塵器的路徑限制，地板的一部分(例如在房間的邊緣)可能沒有被機(jī)器人真空吸塵器清潔。機(jī)器人真空吸塵器可以包括一些或所有上述系統(tǒng)，以便跟蹤它已經(jīng)清潔了地板表面的哪些區(qū)域。該信息可被傳送到第二清潔器具，例如用戶操作的真空吸塵器，并且位置信息的視覺表示可以包括已被機(jī)器人真空吸塵器清潔的表面部分的指示。用戶然后可以使用該信息來(lái)指導(dǎo)第二清潔器具以更有效的方式完成表面清潔。位置信息的視覺表示對(duì)于每個(gè)清潔器具可以是不同的，或者可以是相同的。每個(gè)清潔器具的位置信息的視覺表示可以同時(shí)示出在顯示部件上，或者可以選擇性地向用戶示出，例如通過(guò)用戶選擇他們希望查看哪個(gè)(哪些)清潔器具。

60、本發(fā)明的第一方面集中于一種用于跟蹤已經(jīng)使用清潔器具清潔的區(qū)域的系統(tǒng)。本發(fā)明的相應(yīng)第二方面提供了一種用于跟蹤已經(jīng)使用清潔器具清潔的區(qū)域的方法，該方法包括：由位置模塊確定指示在給定時(shí)間由清潔器具清潔的表面的一部分的位置的位置信息；產(chǎn)生編碼位置信息的位置數(shù)據(jù)信號(hào)；由處理器基于位置數(shù)據(jù)信號(hào)確定位置信息；并且生成配置成使顯示部件顯示位置信息的視覺表示的指令。容易理解的是，根據(jù)本發(fā)明第二方面的方法實(shí)現(xiàn)了與本發(fā)明第一方面的系統(tǒng)相同的技術(shù)效果。

61、本發(fā)明的第一方面的可選特征同樣適用于本發(fā)明的第二方面，除非明顯不相容，或者上下文清楚地另有規(guī)定。下面明確列出了各種可選特征，但應(yīng)當(dāng)注意，前面列出的特征仍然適用。

62、該方法可以還包括，通過(guò)位置確定模塊，以預(yù)定時(shí)間間隔確定位置信息。時(shí)間間隔優(yōu)選是規(guī)則的時(shí)間間隔，這意味著每個(gè)時(shí)間間隔是相同的持續(xù)時(shí)間。時(shí)間間隔可以具有適合于本發(fā)明應(yīng)用的持續(xù)時(shí)間。例如，時(shí)間間隔可以具有一秒、多于一秒(例如兩秒、五秒、十秒或更多)、少于一秒(例如半秒、四分之一秒或更少)的持續(xù)時(shí)間。時(shí)間間隔的持續(xù)時(shí)間可以配置成對(duì)清潔器具提供或多或少的連續(xù)位置監(jiān)測(cè)。例如，通過(guò)將時(shí)間間隔的持續(xù)時(shí)間減少到適當(dāng)?shù)臅r(shí)間量，位置信息可以是連續(xù)的或接近連續(xù)的一組時(shí)間系列數(shù)據(jù)。

63、在本發(fā)明的某些方面，時(shí)間間隔的持續(xù)時(shí)間可以基于清潔器具在被清潔表面上的移動(dòng)速度來(lái)調(diào)整。例如，當(dāng)清潔器具在表面上緩慢移動(dòng)時(shí)，時(shí)間間隔的持續(xù)時(shí)間可以增加，而不會(huì)顯著降低位置信息的準(zhǔn)確性，從而降低處理器在此時(shí)所需的計(jì)算能力。此外，當(dāng)清潔器具在表面上快速移動(dòng)時(shí)，可以減少時(shí)間間隔的持續(xù)時(shí)間，以便提高此時(shí)位置信息的準(zhǔn)確性。上面提供的術(shù)語(yǔ)“快速”和“緩慢”可被分別解釋為“高于預(yù)定速度閾值”和“低于預(yù)定速度閾值”。速度閾值可以在制造時(shí)定義、由用戶定義或者由系統(tǒng)基于如何使用清潔器具而自動(dòng)定義。

64、作為系統(tǒng)在使用中的工作示例，用戶可以通過(guò)在第一時(shí)間點(diǎn)將清潔器具定位在表面上的第一位置來(lái)開始清潔表面。用戶也可以啟動(dòng)本發(fā)明的系統(tǒng)，或者當(dāng)清潔器具在使用中時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)啟動(dòng)。系統(tǒng)的位置確定模塊確定位置信息，位置信息指示清潔器具在該第一時(shí)間點(diǎn)位于表面上的第一位置。用戶然后可以在表面上移動(dòng)清潔器具，以實(shí)現(xiàn)所述表面的清潔。當(dāng)用戶移動(dòng)清潔器具時(shí)，清潔器具將在第二時(shí)間點(diǎn)到達(dá)表面上的第二位置，第一和第二時(shí)間點(diǎn)由單個(gè)時(shí)間間隔分開。在第二時(shí)間點(diǎn)，或者在時(shí)間間隔過(guò)去之后，位置確定模塊確定指示清潔器具在該第二時(shí)間點(diǎn)位于表面上的第二位置的位置信息。當(dāng)表面被清潔時(shí)，該過(guò)程可以在多個(gè)位置和時(shí)間間隔上重復(fù)，從而產(chǎn)生說(shuō)明清潔器具在表面上的位置隨時(shí)間變化的一系列單獨(dú)位置數(shù)據(jù)信號(hào)。

65、該方法可以還包括獲得以下中的一個(gè)或多個(gè)：通過(guò)如上所述的相機(jī)的視頻數(shù)據(jù)；通過(guò)如上所述的lidar單元的映射數(shù)據(jù)；以及通過(guò)如上所述的imu單元的imu數(shù)據(jù)。位置確定模塊可適于基于捕獲的視頻數(shù)據(jù)、捕獲的映射數(shù)據(jù)和/或捕獲的imu數(shù)據(jù)來(lái)確定位置數(shù)據(jù)。

66、該方法還可以包括生成指令以使顯示部件實(shí)時(shí)顯示位置信息的視覺表示。術(shù)語(yǔ)“實(shí)時(shí)”可被解釋為是指位置信息的視覺表示在清潔設(shè)備處于顯示位置的同時(shí)被顯示。換句話說(shuō)，當(dāng)清潔器具在表面上移動(dòng)時(shí)，并且相應(yīng)地當(dāng)由位置確定模塊產(chǎn)生的位置數(shù)據(jù)信號(hào)被更新時(shí)，由處理器產(chǎn)生的指令可被更新以使顯示在位置信息被更新時(shí)示出位置信息的視覺表示。

67、如上所述，該方法可以包括通過(guò)相機(jī)捕獲清潔器具周圍的視頻數(shù)據(jù)。術(shù)語(yǔ)“視頻數(shù)據(jù)”可以包括由相機(jī)在每個(gè)時(shí)間間隔捕獲的時(shí)間系列單獨(dú)幀或者連續(xù)流圖像幀。換句話說(shuō)，視頻數(shù)據(jù)可以包括由相機(jī)捕獲的一系列單獨(dú)圖像。相機(jī)可以適于在每個(gè)時(shí)間間隔捕獲單個(gè)圖像?？商娲?，相機(jī)可以捕獲連續(xù)流圖像，但在每個(gè)時(shí)間間隔僅選擇單個(gè)幀來(lái)傳送至位置確定模塊。相機(jī)可以配置成在可見光譜或任何其他合適的光譜中工作，例如紅外線。

68、該方法還可以包括通過(guò)顯示部件顯示捕獲的視頻數(shù)據(jù)，并且將位置信息的視覺表示疊加在捕獲的視頻數(shù)據(jù)的顯示上，使得位置信息的視覺表示的每個(gè)位點(diǎn)疊加在捕獲的視頻數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)位點(diǎn)上。術(shù)語(yǔ)“對(duì)應(yīng)位點(diǎn)”可被解釋為是指真實(shí)空間中的給定點(diǎn)(即清潔設(shè)備的周圍)在捕獲的視頻數(shù)據(jù)和位置信息的視覺表示中具有相同的位點(diǎn)位置。換句話說(shuō)，捕獲的視頻數(shù)據(jù)中的位點(diǎn)可以對(duì)應(yīng)于位置信息的視覺表示中的位點(diǎn)，并且兩個(gè)位點(diǎn)可以對(duì)應(yīng)于真實(shí)空間中的同一點(diǎn)。

69、根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面，位置數(shù)據(jù)的視覺表示可以采取不同的形式。例如，位置數(shù)據(jù)的視覺表示可包括坐標(biāo)或從原點(diǎn)移動(dòng)的距離，其可在清潔器具用于清潔表面的啟動(dòng)點(diǎn)處定義?？商娲兀脩艨梢允謩?dòng)定義或重新定義原點(diǎn)。例如，用戶可以在他們開始用清潔器具清潔第一表面時(shí)定義原點(diǎn)，然后在他們開始清潔不同的第二表面時(shí)重新定義原點(diǎn)。在實(shí)際示例中，這可能在用戶在房間間移動(dòng)時(shí)發(fā)生。

70、在另一示例中，位置數(shù)據(jù)的視覺表示可以包括一種或多種顏色，用于表示清潔設(shè)備在表面上的位置。在這種情況下，顏色的參數(shù)可以隨著清潔設(shè)備的位置在被清潔的表面上移動(dòng)而改變。顏色的參數(shù)可以包括以下中的一個(gè)或多個(gè)：不透明度；色調(diào)；飽和度；亮度等。例如，在位置數(shù)據(jù)的視覺表示包括單一顏色的情況下，隨著清潔器具經(jīng)過(guò)被清潔表面上的給定位置一次或多次，顏色可能變得更加不透明、更加飽和和/或更加明亮，這意味著顯示上的不透明、飽和和/或明亮的顏色可以指示表面的清潔區(qū)域?？商娲兀俅卧谖恢脭?shù)據(jù)的視覺表示包括單一顏色的情況下，當(dāng)清潔器具經(jīng)過(guò)被清潔表面上的給定位置一次或多次時(shí)，顏色可以變得不太不透明、不太飽和和/或較暗，這意味著顯示上的半透明、不飽和和/或較暗的顏色可以指示表面的清潔區(qū)域。在另一示例中，在位置數(shù)據(jù)的視覺表示包括多種顏色的情況下，顏色的色調(diào)可以隨著清潔器具經(jīng)過(guò)被清潔的表面上的給定位置一次或多次而改變，這意味著可以由用戶預(yù)先確定或設(shè)置的給定顏色可以指示表面的清潔區(qū)域。

71、在另一示例中，位置數(shù)據(jù)的視覺表示可以包括用于表示清潔設(shè)備在表面上的位置的視覺圖案。在這種情況下，圖案的參數(shù)可以隨著清潔設(shè)備的位置在被清潔的表面上移動(dòng)而改變。圖案的參數(shù)可以包括以下中的一個(gè)或多個(gè)：不透明度；尺寸；定向；圖案的重復(fù)；顏色(其可以包括上面討論的色調(diào)、亮度和飽和度的子參數(shù))等。例如，當(dāng)用戶啟動(dòng)清潔器具時(shí)，整個(gè)表面可被分配給給定圖案，并且當(dāng)清潔器具在表面上移動(dòng)以清潔表面時(shí)，圖案可以改變或被去除。在特定示例中，隨著清潔設(shè)備在給定位置上移動(dòng)一次或多次，位置數(shù)據(jù)的視覺表示可以顯示圖案褪色(即不透明度降低)。

72、如上所述，在系統(tǒng)還包括相機(jī)以捕獲清潔器具周圍的視頻數(shù)據(jù)的情況下，位置信息的視覺表示，例如上面討論的那些視覺表示，可以疊加到捕獲的視頻數(shù)據(jù)上。

73、以真空吸塵器作為清潔地板的清潔器具為例，相機(jī)可以安裝成使得相機(jī)的視野包括真空吸塵器的清潔頭和至少清潔頭的直接周圍。相機(jī)鏡頭的視野和焦距可以根據(jù)所使用的清潔器具和被清潔的表面來(lái)選擇。顯示部件可以安裝在用戶可以容易看到的位置，例如靠近清潔器具的手柄。

74、當(dāng)真空吸塵器第一次初始化以準(zhǔn)備清潔表面時(shí)，顯示部件可以顯示由相機(jī)捕獲的視頻數(shù)據(jù)和疊加在其上的位置數(shù)據(jù)的視覺表示。在特定示例中，位置數(shù)據(jù)可以是顏色或圖案，以指示真空吸塵器的清潔頭已經(jīng)與被清潔的表面接觸的位置。在這樣的示例中，當(dāng)真空吸塵器第一次初始化以準(zhǔn)備清潔表面時(shí)，顯示部件可以僅示出捕獲的視頻數(shù)據(jù)。當(dāng)用戶然后在表面上移動(dòng)真空吸塵器以開始清潔時(shí)，位置數(shù)據(jù)的視覺表示可被生成并疊加在捕獲的視頻數(shù)據(jù)上，作為示出清潔頭已經(jīng)到過(guò)哪里的彩色或圖案化的路徑。具體而言，在相機(jī)捕獲清潔設(shè)備周圍的視頻數(shù)據(jù)的每個(gè)點(diǎn)，位置確定模塊可以確定指示在給定時(shí)間由清潔器具清潔的表面部分的位置的位置數(shù)據(jù)，并且可以生成視覺表示(即顏色或圖案)并疊加在視頻數(shù)據(jù)上以顯示給用戶。這樣，隨著時(shí)間的推移，當(dāng)清潔器具在表面上移動(dòng)時(shí)，將向用戶呈現(xiàn)自清潔過(guò)程開始以來(lái)清潔器具所占據(jù)的位置的跟蹤記錄。

75、可替代地，當(dāng)真空吸塵器第一次初始化以準(zhǔn)備清潔表面時(shí)，顯示部件可以示出捕獲的視頻數(shù)據(jù)，其具有在待清潔的整個(gè)表面上提供的顏色或圖案層。當(dāng)用戶然后在表面上移動(dòng)真空吸塵器以開始清潔時(shí)，位置數(shù)據(jù)的視覺表示可被生成并疊加在捕獲的視頻數(shù)據(jù)上，作為示出清潔頭自清潔過(guò)程開始以來(lái)已經(jīng)到過(guò)哪里的彩色或圖案層中的清晰路徑。

76、當(dāng)清潔表面時(shí)，特別是當(dāng)用真空吸塵器清潔諸如地毯之類的表面時(shí)，通常希望用清潔器具在表面上多次經(jīng)過(guò)，以確保表面已被充分徹底地清潔。本發(fā)明可以提供一種跟蹤清潔器具在表面上多次經(jīng)過(guò)的方法，如下所述。

77、如上所述，當(dāng)用戶然后在表面上移動(dòng)真空吸塵器以開始清潔時(shí)，位置數(shù)據(jù)的視覺表示可被生成并疊加在捕獲的視頻數(shù)據(jù)上，作為示出清潔頭已經(jīng)到過(guò)哪里的彩色或圖案化的路徑。用戶然后可以移動(dòng)真空吸塵器，使得清潔頭的后續(xù)路徑至少部分地與由位置數(shù)據(jù)的視覺表示所標(biāo)記的初始路徑重疊，例如通過(guò)首先將真空吸塵器推離他們，然后沿著相同的路徑將真空吸塵器拉回。在這種情況下，重疊區(qū)域中的位置數(shù)據(jù)的視覺表示可被改變，以指示清潔器具已經(jīng)多次經(jīng)過(guò)表面的該區(qū)域。例如，位置數(shù)據(jù)的視覺表示可以是不透明度為20％的顏色。因此，在清潔器具第一次經(jīng)過(guò)表面的一部分時(shí)，視覺表示將示出具有20％不透明度的彩色路徑。當(dāng)用戶接下來(lái)在該區(qū)域上移動(dòng)清潔器具，使得清潔器具的清潔頭經(jīng)過(guò)現(xiàn)有的彩色路徑時(shí)，清潔器具的該下一次經(jīng)過(guò)的視覺表示可以簡(jiǎn)單地添加到現(xiàn)有的視覺表示上，這意味著視覺表示的一部分具有40％的不透明度，指示清潔器具已經(jīng)進(jìn)行了兩次經(jīng)過(guò)的地方。這可以重復(fù)進(jìn)行，直至達(dá)到視覺表示的100％不透明度，這可以指示已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)清潔器具的期望經(jīng)過(guò)次數(shù)。在該示例中，用戶可以調(diào)整視覺表示的不透明度，以便反映在清潔表面時(shí)要實(shí)現(xiàn)的清潔器具的期望經(jīng)過(guò)次數(shù)。

78、可替代地，或者除了視覺表示的不透明度之外，視覺表示的任何其他合適的參數(shù)可以隨著清潔器具的每次經(jīng)過(guò)而被調(diào)整，以指示清潔器具執(zhí)行的經(jīng)過(guò)次數(shù)。例如，當(dāng)視覺表示包括要疊加在捕獲的視頻數(shù)據(jù)上的顏色時(shí)，清潔器具多次經(jīng)過(guò)表面的一部分可以通過(guò)視覺表示的顏色的飽和度的增加/減少、色調(diào)的改變和/或亮度的增加/減少來(lái)指示。

79、根據(jù)本發(fā)明的一方面，該方法可還包括確定清潔器具的一個(gè)或多個(gè)操作特性，并生成指令以使顯示部件顯示清潔器具的操作特性的視覺表示。優(yōu)選地，一個(gè)或多個(gè)操作特性包括以下中的一個(gè)或多個(gè)：馬達(dá)速度；操作模式；行程速度；清潔器具相對(duì)于被清潔表面的速度；多次經(jīng)過(guò)計(jì)數(shù)；以及與清潔器具收集的顆粒相關(guān)的數(shù)據(jù)，其包括以下中的一個(gè)或多個(gè)：顆粒重量；顆粒大??；以及顆粒類型。清潔器具的操作特性的視覺表示可以由顯示部件結(jié)合位置信息的視覺表示來(lái)顯示。例如，清潔器具的操作特性的視覺表示可以覆蓋在位置信息的視覺表示上，或者顯示在顯示部件上的單獨(dú)窗口中?？商娲兀鍧嵠骶叩牟僮魈匦缘囊曈X表示可以顯示在與示出位置信息的視覺表示的顯示部件分離的顯示部件上。

80、關(guān)于位置信息的視覺表示的性質(zhì)，前面闡述的可選特征同樣適用于本發(fā)明的第二方面。

81、本發(fā)明的第二方面集中于一種用于跟蹤已經(jīng)使用清潔器具清潔的區(qū)域的方法。本發(fā)明的相應(yīng)第三方面提供了一種包括指令的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，當(dāng)程序由計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)，指令使計(jì)算機(jī)執(zhí)行上面關(guān)于本發(fā)明第二方面描述的方法步驟。

82、此外，本發(fā)明的相應(yīng)第四方面提供了一種包括指令的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，當(dāng)由計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)，指令使計(jì)算機(jī)執(zhí)行上面關(guān)于本發(fā)明的第二方面描述的方法步驟。

83、本發(fā)明包括所述方面和優(yōu)選特征的組合，除非這種組合是明顯不允許的或明確避免的。