自動(dòng)清掃機(jī)器人裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種自動(dòng)清掃機(jī)器人裝置，包括：機(jī)器人殼體、安裝在所述機(jī)器人殼體上的云臺(tái)、布置在所述機(jī)器人殼體內(nèi)部底部的清掃機(jī)構(gòu)和移動(dòng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)、以及安裝在所述云臺(tái)上或者所述機(jī)器人殼體內(nèi)的計(jì)算處理及控制裝置；其中，所述云臺(tái)在計(jì)算處理及控制裝置的控制下相對(duì)于所述機(jī)器人殼體的安裝位置左右轉(zhuǎn)動(dòng)以及俯仰旋轉(zhuǎn)，移動(dòng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)在計(jì)算處理及控制裝置的控制下帶動(dòng)整個(gè)自動(dòng)清掃機(jī)器人裝置在地面上行進(jìn)；其中，所述云臺(tái)外殼具有第一開(kāi)口和第二開(kāi)口；而且，所述云臺(tái)內(nèi)固定安裝有深度信息感知傳感器；并且，所述深度信息感知傳感器通過(guò)所述第一開(kāi)口和/或第二開(kāi)口感測(cè)環(huán)境信息。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
自動(dòng)清掃機(jī)器人裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域，具體涉及一種自動(dòng)清掃機(jī)器人裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]清掃機(jī)器人是當(dāng)今服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域一個(gè)熱門(mén)的研究方向。吸塵機(jī)器人將移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)和吸塵器技術(shù)有機(jī)地融合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境(地面)的半自動(dòng)或全自動(dòng)清潔，替代傳統(tǒng)繁重的人工清潔工作，近年來(lái)已受到國(guó)內(nèi)外的研究人員重視。
[0003]作為智能移動(dòng)機(jī)器人的一個(gè)特殊應(yīng)用，從技術(shù)方面講，智能化自主式吸塵器比較具體地體現(xiàn)了移動(dòng)機(jī)器人的多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，具有較強(qiáng)的代表性。從市場(chǎng)前景角度講，自主吸塵器將大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)效率，適用于家庭和公共場(chǎng)館等各類(lèi)場(chǎng)地。
[0004]但是，現(xiàn)有技術(shù)的清掃機(jī)器人在執(zhí)行清掃操作的過(guò)程中，對(duì)于復(fù)雜的路面狀態(tài)，往往無(wú)法進(jìn)行有效路徑選擇。甚至，有時(shí)候在遇到家具繁多的房屋空間的情況下，會(huì)出現(xiàn)清掃機(jī)器人被困在某片區(qū)域或者某個(gè)角落而無(wú)法自動(dòng)解脫出來(lái)的情況。
[0005]因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開(kāi)發(fā)一種在家具繁多的房屋空間內(nèi)也能避開(kāi)障礙并有效規(guī)劃清掃路徑的自動(dòng)清掃機(jī)器人裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種在家具繁多的房屋空間內(nèi)也能避開(kāi)障礙并有效規(guī)劃清掃路徑的自動(dòng)清掃機(jī)器人裝置。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種自動(dòng)清掃機(jī)器人裝置，包括:機(jī)器人殼體、安裝在所述機(jī)器人殼體上的云臺(tái)、布置在所述機(jī)器人殼體內(nèi)部底部的清掃機(jī)構(gòu)和移動(dòng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)、以及安裝在所述云臺(tái)上或者所述機(jī)器人殼體內(nèi)的計(jì)算處理及控制裝置;其中，所述云臺(tái)在計(jì)算處理及控制裝置的控制下相對(duì)于所述機(jī)器人殼體的安裝位置左右轉(zhuǎn)動(dòng)以及俯仰旋轉(zhuǎn)，移動(dòng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)在計(jì)算處理及控制裝置的控制下帶動(dòng)整個(gè)自動(dòng)清掃機(jī)器人裝置在地面上行進(jìn);其中，所述云臺(tái)外殼具有第一開(kāi)口和第二開(kāi)口；而且，所述云臺(tái)內(nèi)固定安裝有深度信息感知傳感器;并且，所述深度信息感知傳感器通過(guò)所述第一開(kāi)口和/或第二開(kāi)口感測(cè)環(huán)境?目息O
[0008]優(yōu)選地，在自動(dòng)清掃機(jī)器人裝置啟動(dòng)時(shí)，所述計(jì)算處理及控制裝置控制所述云臺(tái)左右轉(zhuǎn)動(dòng)以及俯仰旋轉(zhuǎn)的同時(shí)啟動(dòng)深度信息感知傳感器來(lái)感測(cè)環(huán)境信息，并且接收感知傳感器感測(cè)到的環(huán)境信息；而且，所述計(jì)算處理及控制裝置結(jié)合所述云臺(tái)左右轉(zhuǎn)動(dòng)的角度、俯仰旋轉(zhuǎn)的角度、以及實(shí)時(shí)接收到的環(huán)境信息來(lái)繪制周?chē)h(huán)境三維地圖，而且基于周?chē)h(huán)境三維地圖來(lái)規(guī)劃清掃路徑，并且按照清掃路徑啟動(dòng)移動(dòng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)并控制移動(dòng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的移動(dòng)線路。
[0009]優(yōu)選地，在每次自動(dòng)清掃機(jī)器人裝置執(zhí)行完當(dāng)前清掃路徑之后，所述計(jì)算處理及控制裝置使得移動(dòng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)暫定，并且再次控制所述云臺(tái)左右轉(zhuǎn)動(dòng)以及俯仰旋轉(zhuǎn)的同時(shí)啟動(dòng)深度信息感知傳感器來(lái)感測(cè)環(huán)境信息，并且接收感知傳感器感測(cè)到的環(huán)境信息;而且，所述計(jì)算處理及控制裝置結(jié)合所述云臺(tái)左右轉(zhuǎn)動(dòng)的角度、俯仰旋轉(zhuǎn)的角度、以及實(shí)時(shí)接收到的環(huán)境信息來(lái)繪制周?chē)h(huán)境三維地圖，而且基于周?chē)h(huán)境三維地圖來(lái)規(guī)劃新清掃路徑，并且按照新清掃路徑啟動(dòng)移動(dòng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)并控制移動(dòng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的移動(dòng)線路。
[0010]優(yōu)選地，所述計(jì)算處理及控制裝置控制清掃機(jī)構(gòu)來(lái)執(zhí)行地面清掃操作。
[0011]優(yōu)選地，所述深度信息感知傳感器包括紅外飛行時(shí)間傳感器、激光飛行時(shí)間傳感器、RGB-D攝像機(jī)和單目結(jié)構(gòu)光攝像機(jī)。
[0012]優(yōu)選地，所述機(jī)器人殼體是可打開(kāi)結(jié)構(gòu)。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)清掃機(jī)器人裝置通過(guò)云臺(tái)實(shí)現(xiàn)水平旋轉(zhuǎn)和俯仰旋轉(zhuǎn)掃描，擴(kuò)大感知范圍；并且根據(jù)云臺(tái)姿態(tài)反饋，繪出周?chē)h(huán)境三維地圖；通過(guò)云臺(tái)系統(tǒng)感知周?chē)h(huán)境，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位避障，規(guī)劃清掃路徑，優(yōu)化清掃遍歷率。
[0014]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說(shuō)明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的自動(dòng)清掃機(jī)器人裝置的外形結(jié)構(gòu)立體示意圖。
[0016]圖2是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的自動(dòng)清掃機(jī)器人裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化平面示意圖。
[0017]圖3是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的自動(dòng)清掃機(jī)器人裝置的功能框圖。
[0018]需要說(shuō)明的是，附圖用于說(shuō)明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。注意，表示結(jié)構(gòu)的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類(lèi)似的元件標(biāo)有相同或者類(lèi)似的標(biāo)號(hào)。
【具體實(shí)施方式】
[0019]圖1是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的自動(dòng)清掃機(jī)器人裝置的外形結(jié)構(gòu)立體示意圖，圖2是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的自動(dòng)清掃機(jī)器人裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化平面示意圖，圖3是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的自動(dòng)清掃機(jī)器人裝置的功能框圖。
[0020]如圖1、圖2和圖3所示，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的自動(dòng)清掃機(jī)器人裝置包括:機(jī)器人殼體100、安裝在所述機(jī)器人殼體100上的云臺(tái)200、布置在所述機(jī)器人殼體100內(nèi)部底部的清掃機(jī)構(gòu)300和移動(dòng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)400、以及安裝在所述云臺(tái)200上或者所述機(jī)器人殼體100內(nèi)的計(jì)算處理及控制裝置500。
[0021 ]其中，所述云臺(tái)200能夠在計(jì)算處理及控制裝置500的控制下相對(duì)于所述機(jī)器人殼體100的安裝位置左右轉(zhuǎn)動(dòng)以及俯仰旋轉(zhuǎn)。
[0022]移動(dòng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)400用于在計(jì)算處理及控制裝置500的控制下帶動(dòng)整個(gè)自動(dòng)清掃機(jī)器人裝置在地面上行進(jìn)。
[0023]其中，所述云臺(tái)200外殼具有第一開(kāi)口21和第二開(kāi)口22;而且，所述云臺(tái)200內(nèi)固定安裝有深度信息感知傳感器600;并且，所述深度信息感知傳感器通過(guò)所述第一開(kāi)口 21和/或第二開(kāi)口 22感測(cè)環(huán)境信息。
[0024]在自動(dòng)清掃機(jī)器人裝置啟動(dòng)時(shí)，所述計(jì)算處理及控制裝置500控制所述云臺(tái)200左右轉(zhuǎn)動(dòng)以及俯仰旋轉(zhuǎn)的同時(shí)啟動(dòng)深度信息感知傳感器600來(lái)感測(cè)環(huán)境信息，并且接收感知傳感器600感測(cè)到的環(huán)境信息；而且，所述計(jì)算處理及控制裝置500結(jié)合所述云臺(tái)200左右轉(zhuǎn)動(dòng)的角度、俯仰旋轉(zhuǎn)的角度、以及實(shí)時(shí)接收到的環(huán)境信息來(lái)繪制周?chē)h(huán)境三維地圖，而且基于周?chē)h(huán)境三維地圖來(lái)規(guī)劃清掃路徑，并且按照清掃路徑啟動(dòng)移動(dòng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)400并控制移動(dòng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)400的移動(dòng)線路。
[0025]優(yōu)選地，在每次自動(dòng)清掃機(jī)器人裝置執(zhí)行完當(dāng)前清掃路徑之后，所述計(jì)算處理及控制裝置500使得移動(dòng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)400暫定，并且再次控制所述云臺(tái)200左右轉(zhuǎn)動(dòng)以及俯仰旋轉(zhuǎn)的同時(shí)啟動(dòng)深度信息感知傳感器600來(lái)感測(cè)環(huán)境信息，并且接收感知傳感器600感測(cè)到的環(huán)境信息；而且，所述計(jì)算處理及控制裝置500結(jié)合所述云臺(tái)200左右轉(zhuǎn)動(dòng)的角度、俯仰旋轉(zhuǎn)的角度、以及實(shí)時(shí)接收到的環(huán)境信息來(lái)繪制周?chē)h(huán)境三維地圖，而且基于周?chē)h(huán)境三維地圖來(lái)規(guī)劃新清掃路徑，并且按照新清掃路徑啟動(dòng)移動(dòng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)400并控制移動(dòng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)400的移動(dòng)線路。
[0026]此外，所述計(jì)算處理及控制裝置500控制清掃機(jī)構(gòu)300來(lái)執(zhí)行地面清掃操作。
[0027]例如，所述深度信息感知傳感器包括紅外/激光飛行時(shí)間(Time of Flight1TOF)傳感器、RGB-D攝像機(jī)、單目結(jié)構(gòu)光攝像機(jī)等。
[0028]優(yōu)選地，所述機(jī)器人殼體100是可打開(kāi)結(jié)構(gòu)，從而可以有利于對(duì)清掃機(jī)構(gòu)進(jìn)行清洗或者更換。
[0029]總之，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的自動(dòng)清掃機(jī)器人裝置通過(guò)云臺(tái)實(shí)現(xiàn)水平旋轉(zhuǎn)和俯仰旋轉(zhuǎn)掃描，擴(kuò)大感知范圍；并且根據(jù)云臺(tái)姿態(tài)反饋，繪出周?chē)h(huán)境三維地圖。通過(guò)云臺(tái)系統(tǒng)感知周?chē)h(huán)境，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位避障，規(guī)劃清掃路徑，優(yōu)化清掃遍歷率。
[0030]上述說(shuō)明示出并描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，如前所述，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對(duì)其他實(shí)施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述發(fā)明構(gòu)想范圍內(nèi)，通過(guò)上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識(shí)進(jìn)行改動(dòng)。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動(dòng)和變化不脫離本發(fā)明的精神和范圍，則都應(yīng)在本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自動(dòng)清掃機(jī)器人裝置，其特征在于包括:機(jī)器人殼體、安裝在所述機(jī)器人殼體上的云臺(tái)、布置在所述機(jī)器人殼體內(nèi)部底部的清掃機(jī)構(gòu)和移動(dòng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)、以及安裝在所述云臺(tái)上或者所述機(jī)器人殼體內(nèi)的計(jì)算處理及控制裝置;其中，所述云臺(tái)在計(jì)算處理及控制裝置的控制下相對(duì)于所述機(jī)器人殼體的安裝位置左右轉(zhuǎn)動(dòng)以及俯仰旋轉(zhuǎn)，移動(dòng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)在計(jì)算處理及控制裝置的控制下帶動(dòng)整個(gè)自動(dòng)清掃機(jī)器人裝置在地面上行進(jìn);其中，所述云臺(tái)外殼具有第一開(kāi)口和第二開(kāi)口；而且，所述云臺(tái)內(nèi)固定安裝有深度信息感知傳感器;并且，所述深度信息感知傳感器通過(guò)所述第一開(kāi)口和/或第二開(kāi)口感測(cè)環(huán)境信息。2.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)清掃機(jī)器人裝置，其特征在于，在自動(dòng)清掃機(jī)器人裝置啟動(dòng)時(shí)，所述計(jì)算處理及控制裝置控制所述云臺(tái)左右轉(zhuǎn)動(dòng)以及俯仰旋轉(zhuǎn)的同時(shí)啟動(dòng)深度信息感知傳感器來(lái)感測(cè)環(huán)境信息，并且接收感知傳感器感測(cè)到的環(huán)境信息；而且，所述計(jì)算處理及控制裝置結(jié)合所述云臺(tái)左右轉(zhuǎn)動(dòng)的角度、俯仰旋轉(zhuǎn)的角度、以及實(shí)時(shí)接收到的環(huán)境信息來(lái)繪制周?chē)h(huán)境三維地圖，而且基于周?chē)h(huán)境三維地圖來(lái)規(guī)劃清掃路徑，并且按照清掃路徑啟動(dòng)移動(dòng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)并控制移動(dòng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的移動(dòng)線路。3.如權(quán)利要求2所述的自動(dòng)清掃機(jī)器人裝置，其特征在于，在每次自動(dòng)清掃機(jī)器人裝置執(zhí)行完當(dāng)前清掃路徑之后，所述計(jì)算處理及控制裝置使得移動(dòng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)暫定，并且再次控制所述云臺(tái)左右轉(zhuǎn)動(dòng)以及俯仰旋轉(zhuǎn)的同時(shí)啟動(dòng)深度信息感知傳感器來(lái)感測(cè)環(huán)境信息，并且接收感知傳感器感測(cè)到的環(huán)境信息；而且，所述計(jì)算處理及控制裝置結(jié)合所述云臺(tái)左右轉(zhuǎn)動(dòng)的角度、俯仰旋轉(zhuǎn)的角度、以及實(shí)時(shí)接收到的環(huán)境信息來(lái)繪制周?chē)h(huán)境三維地圖，而且基于周?chē)h(huán)境三維地圖來(lái)規(guī)劃新清掃路徑，并且按照新清掃路徑啟動(dòng)移動(dòng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)并控制移動(dòng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的移動(dòng)線路。4.如權(quán)利要求1至3之一所述的自動(dòng)清掃機(jī)器人裝置，其特征在于，所述計(jì)算處理及控制裝置控制清掃機(jī)構(gòu)來(lái)執(zhí)行地面清掃操作。5.如權(quán)利要求1至3之一所述的自動(dòng)清掃機(jī)器人裝置，其特征在于，所述深度信息感知傳感器包括紅外飛行時(shí)間傳感器、激光飛行時(shí)間傳感器、RGB-D攝像機(jī)和單目結(jié)構(gòu)光攝像機(jī)。6.如權(quán)利要求1至3之一所述的自動(dòng)清掃機(jī)器人裝置，其特征在于，所述機(jī)器人殼體是可打開(kāi)結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】G05D1/02GK105919517SQ201610423275
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年6月15日
【發(fā)明人】惲為民, 鄧寅喆, 龐作偉
【申請(qǐng)人】上海未來(lái)伙伴機(jī)器人有限公司