專(zhuān)利名稱(chēng)：清潔機(jī)器人及其臟物識(shí)別裝置和該機(jī)器人的清潔方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種智能設(shè)備，尤其是一種清潔機(jī)器人及其臟物識(shí)別裝置和該機(jī)器人 的清潔方法。
背景技術(shù)：
隨著時(shí)代的進(jìn)步和科技的飛越發(fā)展，智能設(shè)備，如機(jī)器人已成為人們所熟知的名 詞。不僅如此，智能清掃機(jī)、智能拖地機(jī)等類(lèi)似的家庭服務(wù)機(jī)器人，以其清潔方便、省時(shí)省力 的特點(diǎn)，使人們擺脫了繁瑣的家務(wù)勞動(dòng)而步入了尋常百姓的家庭生活。在現(xiàn)有的家庭服務(wù)機(jī)器人技術(shù)及產(chǎn)品中，機(jī)器人可以按人們的要求完成最基本的 清除灰塵的功能。在現(xiàn)有技術(shù)中，清潔機(jī)器人大致分為智能吸塵器、智能掃地機(jī)和集吸、掃于一體的 智能清掃機(jī)。智能吸塵器的清潔原理是依靠電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)，風(fēng)葉輪強(qiáng)力抽吸 空氣，造成吸塵器機(jī)體內(nèi)外產(chǎn)生很大的壓力差，在吸口處產(chǎn)生強(qiáng)大氣流，從而將待清潔表面 的灰塵和臟物隨氣流吸入吸塵器的集塵單元內(nèi)，經(jīng)過(guò)過(guò)濾器的過(guò)濾，灰塵和臟物被留在集 塵單元內(nèi)，干凈的空氣則透過(guò)過(guò)濾器，經(jīng)過(guò)風(fēng)葉輪等部件，釋放到大氣中。智能掃地機(jī)的清 潔原理是在掃地機(jī)的底部設(shè)有可轉(zhuǎn)動(dòng)的滾刷，通過(guò)滾刷的轉(zhuǎn)動(dòng)將待清潔表面的顆粒等臟 物帶到掃地機(jī)的集塵單元內(nèi)。智能清掃機(jī)的清潔原理是清掃機(jī)上設(shè)有能產(chǎn)生真空效果的 電動(dòng)機(jī)、風(fēng)葉輪以及可轉(zhuǎn)動(dòng)的滾刷，通過(guò)真空吸力和滾刷的轉(zhuǎn)動(dòng)，使得待清潔表面的灰塵和 顆粒臟物被吸入和帶入到清掃機(jī)內(nèi)的集塵單元內(nèi)，清潔效果比同功率下的智能吸塵器或智 能掃地機(jī)要好。上述所說(shuō)的清潔機(jī)器人在進(jìn)行工作時(shí)，一般會(huì)自行移動(dòng)。當(dāng)機(jī)器人，諸如智能清掃 機(jī)，其在行走的路徑中遇到灰塵等臟物時(shí)，通過(guò)安裝在進(jìn)口通道兩側(cè)的灰塵傳感器來(lái)探測(cè) 灰塵等臟物的數(shù)量，灰塵等臟物在滾刷帶動(dòng)和吸力的作用下通過(guò)進(jìn)口通道進(jìn)入到集塵盒， 此時(shí)灰塵傳感器通過(guò)將探測(cè)到進(jìn)口通道間灰塵等臟物的數(shù)量與預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比 較，從而選擇是否需要對(duì)該清掃點(diǎn)進(jìn)行小區(qū)域地定點(diǎn)集中吸掃。由此可見(jiàn)，現(xiàn)有的清潔機(jī)器人對(duì)灰塵等臟物的探測(cè)是一個(gè)被動(dòng)的過(guò)程，只有當(dāng)機(jī) 器人遇到灰塵等臟物的時(shí)候，才能起到一個(gè)探測(cè)的功能，沒(méi)有主動(dòng)識(shí)別選擇功能。因此，在 做清潔工作時(shí)，由于該清潔機(jī)器人不能主動(dòng)識(shí)別灰塵，常常是在待清潔表面走來(lái)走去，需要 花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間才能將待清潔表面打掃干凈，不但效率低下，而且浪費(fèi)電能。為了克服這些缺 陷，需要由人們對(duì)該清潔機(jī)器人進(jìn)行引導(dǎo)，使清潔機(jī)器人能到達(dá)有灰塵等臟物的地方來(lái)清 潔，無(wú)形中又增加了人為的干預(yù)，不能真正起到將人們從勞動(dòng)中解放出來(lái)的最終目的。另外，也有一種清潔機(jī)器人，其配置有攝像裝置，通過(guò)攝像裝置采集前方地面的圖 像，將該圖像與一標(biāo)準(zhǔn)圖像來(lái)進(jìn)行比較，從而確定出是否需要對(duì)其進(jìn)行清潔。該方法雖然可 以對(duì)待清潔地方進(jìn)行主動(dòng)探測(cè)，但是判斷方法過(guò)于簡(jiǎn)單，不能準(zhǔn)確地確定所采集區(qū)域是否 真的需要清潔，誤判率高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種臟物識(shí)別裝置、清潔 機(jī)器人及清潔方法，可以對(duì)灰塵等臟物進(jìn)行主動(dòng)識(shí)別，并能準(zhǔn)確地判斷出是否需要清潔，從 而提高清潔機(jī)器人的清潔效率、節(jié)約清潔時(shí)間，將人們從勞動(dòng)中真正解放出來(lái)。為便于解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種清潔機(jī)器人的臟物識(shí)別裝置，包 括圖像采集模塊，圖像處理模塊；所述圖像采集模塊用于采集清潔機(jī)器人待工作表面的圖像信息，將所述圖像信息 發(fā)送給所述圖像處理模塊；所述圖像處理模塊將采集到的待工作表面圖像分割成N(N> 1)塊，提取出每一塊 圖像的圖像信息，對(duì)所述圖像信息進(jìn)行處理，以確定所述N塊中的一塊圖像所對(duì)應(yīng)的待工 作表面最臟，從而使所述裝置可以對(duì)臟物進(jìn)行主動(dòng)識(shí)別。本發(fā)明提供的第二種方案是，在第一種方案提供的清潔機(jī)器人的臟物識(shí)別裝置 中，所述圖像處理模塊包括圖像分割單元、信息提取單元和計(jì)算單元；所述圖像分割單元用于將采集到的清潔機(jī)器人待工作表面的圖像分割成N(N> 1)塊；所述信息提取單元提取出每一塊圖像的圖像信息，并發(fā)送給所述的計(jì)算單元；所述計(jì)算單元根據(jù)每一塊圖像的圖像信息，判斷出所述N塊中的一塊圖像所對(duì)應(yīng) 的待工作表面最臟。本發(fā)明提供的第三種方案是，在第二種方案提供的清潔機(jī)器人的臟物識(shí)別裝置 中，所述信息提取單元為灰度值提取單元，所述計(jì)算單元為比較單元；其中，所述灰度值提 取單元從每一塊圖像提取出對(duì)應(yīng)的灰度值；所述比較單元比較每一塊圖像的灰度值，從而 將灰度值最大的圖像確定為最臟的待工作表面。本發(fā)明提供的第四種方案是，在第二種方案提供的清潔機(jī)器人的臟物識(shí)別裝置 中，所述信息提取單元為灰度值提取單元，所述計(jì)算單元包括特征值提取單元和比較單元； 其中，所述灰度值提取單元從每一塊圖像提取出對(duì)應(yīng)的灰度值；所述特征值提取單元將各 圖像塊的灰度值轉(zhuǎn)化為與其對(duì)應(yīng)的特征值，從而從每一塊圖像中提取出臟物特征；所述比 較單元比較每一圖像的臟物特征值，從而將臟物特征值最大的圖像確定為最臟的待工作表本發(fā)明提供的第五種方案是，在第二種方案提供的清潔機(jī)器人的臟物識(shí)別裝置 中，所述信息提取單元為灰度值提取單元，所述計(jì)算單元包括特征值提取單元、理論信任度 計(jì)算單元和比較單元；其中，所述灰度值提取單元從每一圖像塊提取出對(duì)應(yīng)的灰度值；所 述特征值提取單元將各圖像塊的灰度值轉(zhuǎn)化為與其對(duì)應(yīng)的特征值，從而從每一塊圖像中提 取出臟物特征；所述理論信任度計(jì)算單元以所述特征值、從一數(shù)據(jù)庫(kù)中得到的對(duì)應(yīng)于所述 特征值的即時(shí)信任度為參數(shù)，根據(jù)所述特征值、即時(shí)信任度和理論信任度的函數(shù)關(guān)系得到 對(duì)應(yīng)于每一圖像塊的理論信任度；所述比較單元比較每一圖像塊的理論信任度，從而將理 論信任度最大的圖像確定為最臟的待工作表面。本發(fā)明提供的第六種方案是，在第五種方案提供的清潔機(jī)器人的臟物識(shí)別裝置 中，還包括灰塵傳感器和理論信任度修正單元；其中，所述灰塵傳感器用于感測(cè)待工作表面 的臟物量，并將感測(cè)到實(shí)際臟物量的信息發(fā)送給所述理論信任度修正單元；所述理論信任度修正單元計(jì)算實(shí)際臟物量與標(biāo)準(zhǔn)臟物量的差值，并根據(jù)該差值與即時(shí)信任度偏差值的函 數(shù)關(guān)系，計(jì)算出即時(shí)信任度偏差值；所述理論信任度計(jì)算單元根據(jù)所述特征值、即時(shí)信任度 和即時(shí)信任度偏差值的函數(shù)關(guān)系，計(jì)算出修正后對(duì)應(yīng)于每一圖像塊的理論信任度。本發(fā)明提供的第七種方案是，在第六種方案提供的清潔機(jī)器人的臟物識(shí)別裝置 中，所述比較單元比較每一圖像塊的修正后的理論信任度，將理論信任度最大的圖像確定 為最臟的待工作表面。本發(fā)明提供的第八種方案是，在第五種方案提供的清潔機(jī)器人的臟物識(shí)別裝置 中，所述特征值、即時(shí)信任度和理論信任度的函數(shù)關(guān)系為PA = AFA其中，A為特征值；Fa為特征值為A的即時(shí)信任度；PA為特征值為A的理論信任度。本發(fā)明提供的第九種方案是，在第六種方案提供的清潔機(jī)器人的臟物識(shí)別裝置 中，實(shí)際臟物量與標(biāo)準(zhǔn)臟物量的差值與即時(shí)信任度偏差值的函數(shù)關(guān)系為AFA(n) = f(x)X為實(shí)際臟物量與標(biāo)準(zhǔn)臟物量的差值；AFA(n)為第n次修正后的特征值為A的即 時(shí)信任度偏差值，f為函數(shù)關(guān)系式；所述理論信任度計(jì)算單元(232E)通過(guò)如下公式計(jì)算出修正后對(duì)應(yīng)于每一圖像塊 的理論信任度PA(n)，= A(FA+AFA(n)+AFA(n_1)+......AFa⑴)其中，A為特征值；Fa為特征值為A的即時(shí)信任度；AFA(n)為對(duì)應(yīng)于第n次修正時(shí) 的實(shí)際臟物量與標(biāo)準(zhǔn)臟物量的差值的即時(shí)信任度偏差值；AFA(n_D為對(duì)應(yīng)于第n-1次修正
時(shí)的實(shí)際臟物量與標(biāo)準(zhǔn)臟物量的差值的即時(shí)信任度偏差值；......AFa(1)為對(duì)應(yīng)于第1次
修正時(shí)的實(shí)際臟物量與標(biāo)準(zhǔn)臟物量的差值的即時(shí)信任度偏差值；PA(n) ’為經(jīng)過(guò)n次修正后、 特征值為A的理論信任度。本發(fā)明提供的第十種方案是，在第九種方案提供的清潔機(jī)器人的臟物識(shí)別裝置 中，AFA(n) = f(x)中所述f 的函數(shù)關(guān)系式為A FA(n) = aX+an-iX^^a^^-^......其中，X為實(shí)際臟物量與標(biāo)準(zhǔn)臟物量的差值；AFA(n)為第n次修正后的特征值為A 的即時(shí)信任度偏差值；an、........ai、aQ為多項(xiàng)系數(shù)。本發(fā)明提供的第十一種方案是，在第五種方案提供的清潔機(jī)器人的臟物識(shí)別裝置 中，還包括所述的數(shù)據(jù)庫(kù)，所述數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)有相互對(duì)應(yīng)的特征值、即時(shí)信任度、初始信任度 和理論信任度。本發(fā)明提供的第十二種方案是，在第六種方案提供的清潔機(jī)器人的臟物識(shí)別裝置 中還包括所述的數(shù)據(jù)庫(kù)，所述數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)有相互對(duì)應(yīng)的特征值、即時(shí)信任度、初始信任度、 即時(shí)信任度偏差值、理論信任度和標(biāo)準(zhǔn)臟物量的閾值。本發(fā)明提供的第十三種方案是，在第十一、十二種方案提供的清潔機(jī)器人的臟物 識(shí)別裝置中，初始時(shí)所述特征值對(duì)應(yīng)的即時(shí)信任度的值與初始信任度的值相等。本發(fā)明提供的第十四種方案是，在第六種方案提供的清潔機(jī)器人的臟物識(shí)別裝置 中，還包括一設(shè)定單元，用于設(shè)定初始信任度和/或標(biāo)準(zhǔn)臟物量的閾值。本發(fā)明提供的第十五種方案是，在第十四種方案提供的清潔機(jī)器人的臟物識(shí)別裝 置中所述的設(shè)定單元為按鍵、旋鈕、觸摸式或遙控式裝置。
本發(fā)明還提供了一種清潔機(jī)器人，包括機(jī)器人本體、控制單元、驅(qū)動(dòng)單元、行走單 元和清潔單元，所述控制單元控制清潔單元工作，并控制驅(qū)動(dòng)單元，由驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)行走單 元行走，還包括前述方案一至十五任一所述的臟物識(shí)別裝置，所述控制單元根據(jù)所述臟物 識(shí)別裝置確定的最臟的待工作表面，確定行走單元以最臟的待工作表面為目的地的行走路 線，對(duì)最臟的待工作表面進(jìn)行清潔。在所述的清潔機(jī)器人中，前述方案一至十五任一所述的臟物識(shí)別裝置中的圖像處 理模塊為所述控制單元的一個(gè)組成部分。本發(fā)明還提供了一種清潔機(jī)器人的清潔方法，其特征在于，包括如下步驟步驟1，應(yīng)用前述方案一至十五任一所述臟物識(shí)別裝置中的圖像采集模塊采集清 潔機(jī)器人待工作表面的圖像；步驟2，應(yīng)用前述方案一至十五任一所述臟物識(shí)別裝置中的圖像處理模塊將所述 圖像分割成多個(gè)圖像塊，并將每一圖像塊的圖像信息轉(zhuǎn)化成灰度值；步驟3，由所述圖像處理模塊根據(jù)所述灰度值確定最臟的待工作表面；步驟4，驅(qū)動(dòng)機(jī)器人行走到所述最臟的待工作表面，并對(duì)所述最臟的待工作表面進(jìn) 行清潔。在上述的清潔機(jī)器人的清潔方法中，步驟3具體包括如下步驟步驟301，將各圖像塊的灰度值轉(zhuǎn)化為與其對(duì)應(yīng)的特征值，從而從每一塊圖像中提 取出臟物特征；步驟302，比較每一圖像塊的特征值，將特征值最大的圖像塊確定為最臟的待工作表面。在所述的清潔機(jī)器人的清潔方法中，步驟3還可以包括以下步驟步驟311，將各圖像塊的灰度值轉(zhuǎn)化為與其對(duì)應(yīng)的特征值；步驟312，根據(jù)特征值、即時(shí)信任度和理論信任度的函數(shù)關(guān)系得到對(duì)應(yīng)于每一圖像 塊的理論信任度；步驟313，比較每一圖像塊的理論信任度，將理論信任度最大的圖像塊確定為最臟 的待工作表面。在前述的清潔機(jī)器人的清潔方法中，步驟312中所述的特征值、即時(shí)信任度和理 論信任度的函數(shù)關(guān)系為PA = AFa其中，A為特征值；F為特征值為A的即時(shí)信任度；PA為特征值為A的理論信任度。在上述清潔機(jī)器人的清潔方法中，在步驟4之后還包括如下步驟步驟5，通過(guò)灰塵傳感器感測(cè)工作表面的臟物量；步驟6，計(jì)算實(shí)際臟物量與標(biāo)準(zhǔn)臟物量的差值，步驟7，并根據(jù)該差值與即時(shí)信任度偏差值的函數(shù)關(guān)系，計(jì)算出即時(shí)信任度偏差 值，而后返回步驟312 ；其中，實(shí)際臟物量與標(biāo)準(zhǔn)臟物量的差值與即時(shí)信任度偏差值的函數(shù) 關(guān)系式為AFA(n) = f(x)X為實(shí)際臟物量與標(biāo)準(zhǔn)臟物量的差值；AFA(n)為第n次修正后的即時(shí)信任度偏差 值，f 為函數(shù)關(guān)系式；
此時(shí)，步驟312中所述的特征值、即時(shí)信任度和理論信任度的函數(shù)關(guān)系為PA(n)，= A(FA+AFA(n)+AFA(n_1)+......AFa⑴)其中，A為特征值；AFA(n)為對(duì)應(yīng)于第n次修正時(shí)的實(shí)際臟物量與標(biāo)準(zhǔn)臟物量的差 值的即時(shí)信任度偏差值；AFA(n_D為對(duì)應(yīng)于第n-1次修正時(shí)的實(shí)際臟物量與標(biāo)準(zhǔn)臟物量的
差值的即時(shí)信任度偏差值；......AFa(1)為對(duì)應(yīng)于第1次修正時(shí)的實(shí)際臟物量與標(biāo)準(zhǔn)臟物
量的差值的即時(shí)信任度偏差值；PA(n)，為經(jīng)過(guò)n次修改后特征值為A的理論信任度。其中，AFA(n) = f(x)中所述f的函數(shù)關(guān)系式為AFA(n) = anXn+an_1XIri+an_2X『2+。。。+a1X1+a0其中，X為實(shí)際臟物量與標(biāo)準(zhǔn)臟物量的差值；AFA(n)為第n次修正后的特征值為A 的即時(shí)信任度偏差值an、a^.a^ao為多項(xiàng)系數(shù)。在步驟4中，當(dāng)對(duì)最臟的待工作表面進(jìn)行清潔時(shí)，如果灰塵傳感器感測(cè)到的實(shí)際 臟物量在預(yù)設(shè)的時(shí)間段內(nèi)均低于設(shè)定值時(shí)或在另一預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)一直大于設(shè)定值時(shí)，結(jié)束 對(duì)該工作表面的清潔，返回步驟1。前述任一所述的清潔機(jī)器人的清潔方法中，還包括以下步驟檢測(cè)機(jī)器人的工作電量，如工作電量低于預(yù)先設(shè)定值，停止清潔工作。前述任一所述的清潔機(jī)器人的清潔方法中，還包括以下步驟檢測(cè)所有的即時(shí)信任度是否全部收斂到即時(shí)信任度取值范圍的下限數(shù)值，如果全 部收斂到即時(shí)信任度取值范圍的下限數(shù)值，停止清潔工作。本發(fā)明由圖像處理模塊將圖像采集模塊所采集到的圖像進(jìn)行分塊處理，通過(guò)對(duì)分 塊后的每塊圖像信息進(jìn)行比較，從而判斷諸多塊圖像中哪一分塊圖像對(duì)應(yīng)的工作表面最 臟。通過(guò)本發(fā)明的方案，清潔機(jī)器人可以對(duì)灰塵等臟物進(jìn)行主動(dòng)識(shí)別，從而準(zhǔn)確而快速地進(jìn) 入工作區(qū)域工作，與現(xiàn)有技術(shù)相比，提高了判斷的準(zhǔn)確率和工作效率，節(jié)約了工作時(shí)間；并 且，由于對(duì)工作區(qū)域的選擇和清潔，不需要人為干預(yù)，從而將人們從勞動(dòng)中真正解放出來(lái)。 另外，在本發(fā)明中，通過(guò)將圖像信息轉(zhuǎn)化成灰度值，因此無(wú)需存儲(chǔ)圖片信息而不需要大量的 存儲(chǔ)空間，由此加快了控制單元的運(yùn)行速度，并且由于沒(méi)有對(duì)存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)量有額外要 求，也由此可以降低元器件的采購(gòu)成本。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。


圖1為本發(fā)明所述具有主動(dòng)識(shí)別臟物的識(shí)別裝置的控制框圖；
圖2為本發(fā)明所述具有主動(dòng)識(shí)別臟物的識(shí)別裝置的實(shí)施例一的控制框圖； 圖3為本發(fā)明圖2中所述具有主動(dòng)識(shí)別臟物的識(shí)別裝置的工作流程圖；
圖4為本發(fā)明所述具有主動(dòng)識(shí)別臟物的識(shí)別裝置的實(shí)施例二的控制框圖； 圖5為本發(fā)明圖4中所述具有主動(dòng)識(shí)別臟物的識(shí)別裝置的工作流程圖；圖6為本發(fā)明所述具有主動(dòng)識(shí)別臟物的識(shí)別裝置的實(shí)施例三的控制框圖； 圖7為本發(fā)明所述具有主動(dòng)識(shí)別臟物的識(shí)別裝置的實(shí)施例四的控制框圖； 圖8為本發(fā)明圖7中所述具有主動(dòng)識(shí)別臟物的識(shí)別裝置的工作流程圖；
圖9為本發(fā)明所述具有主動(dòng)識(shí)別臟物的識(shí)別裝置的實(shí)施例五的控制框圖；
圖10為本發(fā)明圖9中所述具有主動(dòng)識(shí)別臟物的識(shí)別裝置的工作流程圖11為本發(fā)明所述自移動(dòng)清潔機(jī)器人的整體示意圖；圖12為本發(fā)明所述自移動(dòng)清潔機(jī)器人的底部示意圖；圖13為本發(fā)明所述自移動(dòng)清潔機(jī)器人一具體實(shí)施例的控制框圖；圖14為本發(fā)明所述自移動(dòng)清潔機(jī)器人的工作流程圖；圖15A-15C為自移動(dòng)清潔機(jī)器人運(yùn)行示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種實(shí)現(xiàn)臟物主動(dòng)識(shí)別的識(shí)別裝置，包括圖像采集模塊10和圖像 處理模塊20 ；其中，所述圖像采集模塊10用于采集清潔機(jī)器人1待工作表面的圖像信息， 將所述圖像信息發(fā)送給所述圖像處理模塊20 ；所述圖像處理模塊20將采集到的待工作表 面圖像分割成N±夬，提取出每一塊圖像的圖像信息，其中，N> 1，對(duì)所述圖像信息進(jìn)行處理， 最終判斷出所述N塊中的一塊圖像所對(duì)應(yīng)的待工作表面最臟；或者將提取出每一塊圖像的 圖像信息發(fā)送給所述的清潔機(jī)器人1，由清潔機(jī)器人判斷出所述N塊中的一塊圖像所對(duì)應(yīng) 的待工作表面最臟。其中，判斷出所述N塊中的一塊圖像所對(duì)應(yīng)的待工作表面最臟即可以 由識(shí)別裝置來(lái)完成，也可以由清潔機(jī)器人來(lái)完成。以下通過(guò)具體實(shí)施例來(lái)展開(kāi)說(shuō)明。實(shí)現(xiàn)臟物主動(dòng)識(shí)別的識(shí)別裝置的實(shí)施例一如圖2所示，為本實(shí)施例一提供的一種主動(dòng)識(shí)別臟物的識(shí)別裝置，該裝置包括 圖像采集模塊10A和圖像處理模塊20A，其中，所述圖像處理模塊20A包括圖像分割單元 210A、信息提取單元220A和計(jì)算單元230A。圖3為該識(shí)別裝置的工作流程圖。結(jié)合圖2和圖3，圖像采集模塊10A用于采集待工作表面的圖像信息(步驟S10A) 后，圖像處理模塊20A中的圖像分割單元210A將采集到的待工作表面的圖像信息根據(jù)實(shí)際 工作需要分割成N塊(N > 1)(步驟S20A)，由信息提取單元220A提取出每一塊圖像的圖像 信息(步驟S30A)，并發(fā)送給所述的計(jì)算單元230A，所述計(jì)算單元230A根據(jù)每一塊圖像的 圖像信息，判斷出所述N塊中的一塊圖像所對(duì)應(yīng)的待工作表面最臟(步驟S40A)。其中，信息提取單元220A可以從每一塊圖像提取出一部分信息，如灰度值、特征 值等，從而不用將所有圖像的信息全部存儲(chǔ)下來(lái)，因而極大地節(jié)省了存儲(chǔ)空間，并且，由于 所述計(jì)算單元230A根據(jù)這些信息進(jìn)行判斷，所以，提高了運(yùn)行速度。實(shí)現(xiàn)臟物主動(dòng)識(shí)別的識(shí)別裝置的實(shí)施例二如圖4所示，為本實(shí)施例二提供的一種主動(dòng)識(shí)別臟物的識(shí)別裝置，圖5為圖4所示 識(shí)別裝置的工作流程圖，結(jié)合圖4和圖5，該識(shí)別裝置包括圖像采集模塊10B和圖像處理模 塊20B，其中，圖像處理模塊20B包括圖像分割單元210B、灰度值提取單元220B和比較單元 230B。圖像采集模塊10B采集清潔機(jī)器人待工作表面的圖像信息(步驟S10B)，并將該 圖像信息發(fā)送給所述圖像分割單元210B ；所述圖像分割單元210B將采集到的待工作表面 的圖像信息根據(jù)實(shí)際工作需要分割成N塊(N> 1)(步驟S20B)；所述灰度值提取單元220B 從每一塊圖像提取出對(duì)應(yīng)的灰度值(步驟S30B)，而后，所述比較單元230B比較每一塊圖像 的灰度值，從而將灰度值最大的圖像確定為最臟的待工作表面(步驟S40B)。其中，從圖像中提取灰度值的方法為公知慣常知識(shí)，通常，灰度值在0 255之間。本實(shí)施例以灰度值的大小為判斷依據(jù)是因?yàn)椋瑢?duì)于性質(zhì)相同的待工作表面，灰塵等臟物量大的表面的灰度值通常比灰塵等臟物量小的表面的灰度值大，因此，通過(guò)對(duì)比灰 度值便可以判斷出最臟的工作表面。實(shí)現(xiàn)臟物主動(dòng)識(shí)別的識(shí)別裝置的實(shí)施例三如圖6所示，為本實(shí)施例三提供的一種主動(dòng)識(shí)別臟物的識(shí)別裝置原理示意圖，所 述識(shí)別裝置包括圖像采集模塊10C和圖像處理模塊20C，其中，圖像處理模塊20C包括圖像 分割單元210C、灰度值提取單元220C、特征值提取單元231C和比較單元230C，其中，特征值 提取單元231C和比較單元230C構(gòu)成計(jì)算單元。本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別在于在特征值提取單元231C，將灰度值轉(zhuǎn)化成特征 值，在判斷最臟的工作表面時(shí)的依據(jù)是特征值的大小，將特征值最大的圖像塊對(duì)應(yīng)的表面 確定為最臟。其中，其轉(zhuǎn)化方法采用模式識(shí)別中的統(tǒng)計(jì)方法，諸如聚類(lèi)法等等。具體地說(shuō)，將每 一塊圖像信息在數(shù)字環(huán)節(jié)之后進(jìn)行預(yù)處理，用于除去混入的干擾信息并減少某些變形和失 真。隨后進(jìn)行特征抽取，即從數(shù)字化或預(yù)處理的輸入模式中抽取一組特征。所說(shuō)的特征是 指選定的一種度量，它對(duì)于一般的變形和失真保持不變或幾乎保持不變，并且只含盡可能 少的冗余信息?；叶戎底鳛楣獞T常知識(shí)，其數(shù)值在0 255之間。本實(shí)施例中，特征值通 過(guò)一個(gè)模式識(shí)別算法，使其取值范圍在0 1之間。本實(shí)施例中的識(shí)別裝置，通過(guò)將每塊圖像信息轉(zhuǎn)化而成的灰度值，再通過(guò)模式識(shí) 別算法，使得不同的灰度值對(duì)應(yīng)不同的特征值。通過(guò)特征值之間的比較從而進(jìn)行判斷所分 塊的待工作表面中，哪一塊最臟。眾所周知，數(shù)字圖像是以位圖的形式存在，位圖是一個(gè)矩形點(diǎn)陣，每一個(gè)點(diǎn)的像素 所具有的明暗程度由灰度值所標(biāo)識(shí)。因此，對(duì)每一塊圖像信息的灰度值進(jìn)行比較，其數(shù)據(jù)占 用存儲(chǔ)量十分大，這對(duì)于存儲(chǔ)單元而言，增加了不少負(fù)荷。而在本實(shí)施例，通過(guò)抓取每一塊 圖像信息的某一個(gè)或者若干個(gè)灰度值，從所抓取的灰度值通過(guò)算法轉(zhuǎn)化成特征值，而免去 了對(duì)每一塊的整個(gè)圖像信息進(jìn)行灰度值比較，其數(shù)據(jù)占用量較小，數(shù)據(jù)可信度更強(qiáng)。實(shí)現(xiàn)主動(dòng)識(shí)別臟物的識(shí)別裝置的實(shí)施例四如圖7所示，為本實(shí)施例四提供的一種主動(dòng)識(shí)別臟物的識(shí)別裝置原理示意圖，與 實(shí)施例三相比，增加了一理論信任度計(jì)算單元232D，所述理論信任度計(jì)算單元232D根據(jù)所 述特征值，從一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中得到的對(duì)應(yīng)于所述特征值的即時(shí)信任度，其中，該數(shù)據(jù)庫(kù)可以存 儲(chǔ)在識(shí)別裝置中的存儲(chǔ)單元中，也可以存儲(chǔ)在識(shí)別裝置外部的存儲(chǔ)單元中。在該數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)有很多組特征值與即時(shí)信任度相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。根據(jù)一個(gè)特征 值，便可以通過(guò)查詢(xún)得到與其對(duì)應(yīng)的即時(shí)信任度。圖8為圖7所示裝置的工作流程圖。識(shí)別裝置的識(shí)別方法為步驟S10D，圖像采集模塊10D采集清潔機(jī)器人待工作表面的圖像信息，并將該圖 像信息發(fā)送給所述圖像分割單元210D ；步驟S20D，所述圖像分割單元210D將采集到的待工作表面的圖像信息根據(jù)實(shí)際 工作需要分割成N塊(N> 1)；步驟S30D，所述灰度值提取單元220D從每一塊圖像提取出對(duì)應(yīng)的灰度值；步驟S40D，在特征值提取單元231D，通過(guò)模式識(shí)別算法將灰度值轉(zhuǎn)化成特征值；步驟S50D，所述理論信任度計(jì)算單元232D根據(jù)所述特征值，從一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中查找相對(duì)應(yīng)的即時(shí)信任度，初始時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)中的即時(shí)信任度為預(yù)先設(shè)定值，并且預(yù)先設(shè)定值均相 同，該初始時(shí)的即時(shí)信任度定義為初始信任度；步驟S60D，所述理論信任度計(jì)算單元232D根據(jù)所述特征值、即時(shí)信任度和理論信 任度的函數(shù)關(guān)系得到對(duì)應(yīng)于每一圖像塊的理論信任度，其中，所述特征值、即時(shí)信任度和理 論信任度的函數(shù)關(guān)系為一種換算方法，諸如乘法關(guān)系，即PA = AFa，其中，A為特征值；Fa為 特征值為A的即時(shí)信任度；PA為特征值為A的理論信任度，如此，針對(duì)每一個(gè)圖像塊均得到 一個(gè)理論信任度；步驟S70D，所述比較單元230D比較每一圖像塊的理論信任度，從而將理論信任度 最大的圖像確定為最臟的待工作表面。實(shí)現(xiàn)主動(dòng)識(shí)別臟物的識(shí)別裝置的實(shí)施例五如圖9所示，為本發(fā)明所述具有主動(dòng)識(shí)別臟物的識(shí)別裝置的實(shí)施例五的控制框 圖；圖10為本發(fā)明圖9中所述具有主動(dòng)識(shí)別臟物的識(shí)別裝置的工作流程圖。在本實(shí)施例中，與實(shí)施例四相比，增加了灰塵傳感器235E和理論信任度修正單元 236E，傳感器可以是紅外發(fā)射、紅外接收傳感器；也可以是聲納傳感器，用來(lái)感測(cè)待工作表 面的臟物量，并將感測(cè)到實(shí)際臟物量的信息發(fā)送給所述的理論信任度修正單元236E，由所 述理論信任度修正單元236E計(jì)算實(shí)際臟物量與標(biāo)準(zhǔn)臟物量的差值，并根據(jù)該差值與即時(shí) 信任度偏差值的函數(shù)關(guān)系，計(jì)算出即時(shí)信任度偏差值，理論信任度計(jì)算單元232E此差值來(lái) 修正最后計(jì)算得到的理論信任度。步驟S10E，圖像采集模塊10E采集清潔機(jī)器人待工作表面的圖像信息，并將該圖 像信息發(fā)送給所述圖像分割單元210E ；步驟S20E，所述圖像分割單元210E將采集到的待工作表面的圖像信息根據(jù)實(shí)際 工作需要分割成N塊(N> 1)；步驟S30E，所述灰度值提取單元220E從每一塊圖像提取出對(duì)應(yīng)的灰度值；步驟S40E，在特征值提取單元231E，通過(guò)模式識(shí)別算法采對(duì)灰度值轉(zhuǎn)化成特征 值；步驟S50E，所述理論信任度計(jì)算單元232E根據(jù)所述特征值，從一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中查找 相對(duì)應(yīng)的即時(shí)信任度，初始時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)中的即時(shí)信任度為預(yù)先設(shè)定值，并且預(yù)先設(shè)定值均相 同，該初始時(shí)的即時(shí)信任度定義為初始信任度；步驟S60E，所述理論信任度計(jì)算單元232E根據(jù)所述特征值、即時(shí)信任度和理論信 任度的函數(shù)關(guān)系得到對(duì)應(yīng)于每一圖像塊的理論信任度；步驟S70E，所述比較單元230E比較每一圖像塊的理論信任度，從而將理論信任度 最大的圖像確定為最臟的待工作表面。當(dāng)清潔機(jī)器人在該工作表面工作時(shí)，在步驟S80E，灰塵傳感器235E對(duì)灰塵、顆粒 等臟物的探測(cè)，并將實(shí)際探測(cè)到的灰塵量L發(fā)送給所述理論信任度修正單元236E ；在步驟S90E，理論信任度修正單元236E接收計(jì)所述灰塵傳感器235E發(fā)送的實(shí)際 臟物量L，并將該實(shí)際臟物量L與標(biāo)準(zhǔn)臟物量\進(jìn)行比較，并根據(jù)該差值與即時(shí)信任度偏 差值的函數(shù)關(guān)系A(chǔ)F = f(x) = f(L-X)，計(jì)算出即時(shí)信任度偏差值A(chǔ)F，其中，X為實(shí)際臟 物量與標(biāo)準(zhǔn)臟物量的差值，即(L-X) ； AF為即時(shí)理論信任度偏差值，f為函數(shù)關(guān)系式，該函 數(shù)關(guān)系式代表一種反饋校正算法；計(jì)算得到差值A(chǔ)F后，將差值A(chǔ)F返給理論信任度計(jì)算單元232E，由理論信任度計(jì)算單元232E重新計(jì)算理論信任度，從而調(diào)整該塊圖像的理論信任度。上文所述的即時(shí)信任度的偏差值A(chǔ)F的反饋校正算法，是根據(jù)即時(shí)信任度與灰塵 量偏差值的比較方式而得到，二者之間的函數(shù)關(guān)系為AFA(n) =f(x)中所述f的函數(shù)關(guān)系 式A FA(n) = aX+an-iX^^a^^-^......其中，X為實(shí)際臟物量與標(biāo)準(zhǔn)臟物量的差值；AFA(n)為第n次修正后的特征值為A的即時(shí)信任度偏差值；a” an—”......、a” a。為多項(xiàng)系數(shù)。根據(jù)上述函數(shù)關(guān)系式可得到多種函數(shù)關(guān)系式，至于采用何種函數(shù)關(guān)系式，取決于 最終打算如何去處理灰塵量偏差值所反饋的效果。比如作為一個(gè)固定的反饋效果，函數(shù)關(guān) 系對(duì)應(yīng)為Y = a^^ao ；作為一個(gè)非固定的反饋效果，函數(shù)關(guān)系中Y與X之間的關(guān)系呈曲線，
曲線則是一個(gè)X的多元函數(shù)，如二次函數(shù)......N次函數(shù)等等。本發(fā)明在此給出即時(shí)信任
度的偏差值A(chǔ)F的反饋校正算法的啟示，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以以機(jī)器人實(shí)際工作的環(huán)境靈 活選擇最佳的函數(shù)關(guān)系式。除此之外，為避免圖像采集、處理和分析進(jìn)入無(wú)限循環(huán)狀態(tài)，在計(jì)算模塊中可以對(duì) 即時(shí)信任度的取值范圍增加上、下限的限制。當(dāng)所有的即時(shí)信任度的數(shù)值低于取值范圍的 下限時(shí)，說(shuō)明所對(duì)應(yīng)的待工作表面已足夠干凈，圖像采集模塊不需要再采集圖像；在某一設(shè) 定時(shí)間段內(nèi)，當(dāng)所有即時(shí)信任度的數(shù)值高于取值范圍的上限時(shí)，說(shuō)明所對(duì)應(yīng)的待工作表面 已校正調(diào)整的次數(shù)足夠多，此時(shí)應(yīng)進(jìn)行下一個(gè)圖像采集。當(dāng)進(jìn)行下一個(gè)圖像的采集時(shí)，前一圖像最后調(diào)整后的即時(shí)信任度為該特征值下的 當(dāng)前即時(shí)信任度。本實(shí)施例與實(shí)施例四相比，當(dāng)清潔機(jī)器人移動(dòng)到確定的工作表面進(jìn)行清潔工作 時(shí)，由灰塵傳感器對(duì)當(dāng)前工作表面的灰塵量進(jìn)行檢測(cè)，并由該識(shí)別裝置對(duì)當(dāng)前的即時(shí)信任 度進(jìn)行調(diào)整。其中，當(dāng)前即時(shí)信任度等于上一次信任度與每一次調(diào)整后得到的即時(shí)信任度 的偏差的和。如圖11所示，為本發(fā)明所述自移動(dòng)清潔機(jī)器人的整體示意圖；圖12為本發(fā)明所述 自移動(dòng)清潔機(jī)器人的控制框圖，參照?qǐng)D11和圖12，所述清潔機(jī)器人具有實(shí)現(xiàn)臟物主動(dòng)識(shí)別 的功能，其包括機(jī)器人本體1、控制單元2、驅(qū)動(dòng)單元3、行走單元4和清潔單元5，所述控制 單元2控制清潔單元5工作，并控制驅(qū)動(dòng)單元3，由驅(qū)動(dòng)單元3驅(qū)動(dòng)行走單元4行走，在該機(jī) 器人中還包括前面所述臟物識(shí)別裝置用于確定最臟的待工作表面，控制單元2根據(jù)該最臟 的待工作表面確定行走單元4以最臟的待工作表面為目的地的行走路線，對(duì)最臟的待工作 表面進(jìn)行清潔。其中，通過(guò)控制單元2控制所述驅(qū)動(dòng)單元3，使得驅(qū)動(dòng)單元3驅(qū)動(dòng)行走單元4(驅(qū) 動(dòng)輪，如圖13)帶動(dòng)機(jī)器人本體1移動(dòng)，為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)清掃的功能，本自移動(dòng)清潔機(jī)器人的內(nèi) 部設(shè)有清潔單元5。該清潔單元5包括真空抽吸單元、地刷等相關(guān)部件，用于清潔待工作表 面。在自移動(dòng)清潔機(jī)器人本體的底部設(shè)有進(jìn)口通道，灰塵等臟物在滾刷的帶動(dòng)以及真空吸 力的作用下通過(guò)該進(jìn)口通道進(jìn)入到機(jī)器人主體1，灰塵傳感器235E安裝在機(jī)器人進(jìn)口通道 的兩側(cè)，由灰塵傳感器辨別進(jìn)口通道間的臟物量的大小。
另外，前述臟物識(shí)別裝置可以為獨(dú)立于機(jī)器人控制單元2的一個(gè)裝置，也可以是 與控制單元2在組成上相互交叉的裝置，即臟物識(shí)別裝置中的圖像處理模塊為控制單元2 的一個(gè)組成部分。由于該識(shí)別裝置在前面已經(jīng)做了詳細(xì)地說(shuō)明，因此在這里不再進(jìn)行詳細(xì) 地說(shuō)明。以下詳細(xì)說(shuō)明具有臟物主動(dòng)識(shí)別功能的清潔機(jī)器人在工作時(shí)如何實(shí)現(xiàn)臟物的主 動(dòng)識(shí)別及其工作流程。為表達(dá)更為清楚，現(xiàn)針對(duì)本實(shí)施例結(jié)合具體數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)附圖進(jìn)行總 體闡述，具體舉例如下參照?qǐng)D11、圖12、圖13、圖14和圖15A-15C，自移動(dòng)清潔機(jī)器人的工作流程如下步驟S101，設(shè)置于清潔機(jī)器人頭部的圖像采集模塊10E (如攝像頭)對(duì)清潔機(jī)器人 前面的待清潔表面進(jìn)行圖像采集；步驟S102，圖像分割單元210E將所述圖像分割成左右兩個(gè)圖像塊。如圖15A所 示，左右兩個(gè)圖像塊分別對(duì)應(yīng)于區(qū)域B、C，并將每一圖像塊的圖像信息轉(zhuǎn)化成灰度值，例如， 左邊灰度值為125、右邊灰度值為180 ；步驟S103，所述特征值提取單元231E采用模式識(shí)別算法將灰度值轉(zhuǎn)化成特征值， 從而從每一塊圖像塊中提取出臟物特征，如相應(yīng)的特征值為0. 15和0. 56 ；步驟S104，所述理論信任度計(jì)算單元232E以所述特征值、從一數(shù)據(jù)庫(kù)中得到的對(duì) 應(yīng)于所述特征值的即時(shí)信任度為參數(shù)，根據(jù)所述特征值、即時(shí)信任度和理論信任度的函數(shù) 關(guān)系得到對(duì)應(yīng)于每一圖像塊的理論信任度。其中，數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)如表1所示，所述理論信 任度計(jì)算單元從該表中查到特征值為0. 15和0. 56的即時(shí)信任度Fai5和Fa56，初始數(shù)據(jù)庫(kù) 中的即時(shí)信任度為初始信任度，并且每個(gè)初始信任度數(shù)值均相同。在本實(shí)施例中，該初始信 任度為預(yù)先設(shè)定的，信任度為1，即Fai5(0) =F0.56(0) =1。而后在每一個(gè)已知特征值和即 時(shí)信任度的前提下，通過(guò)乘法關(guān)系，得出理論信任度。具體的換算關(guān)系式如下理論信任度 =特征值*即時(shí)信任度。如此，每一圖像塊的圖像信息都會(huì)對(duì)應(yīng)一個(gè)理論信任度，理論信任 度分別為P。.15(0) = 0. 15*(1+0) = 0. 15 ；P0.56(0) = 0. 56*(1+0) = 0. 56。步驟S105，將二個(gè)理論信任度進(jìn)行比較，理論信任度數(shù)值最大的為0. 56，從而將 右面的圖像塊確定為待工作表面；步驟S106，控制單元2向驅(qū)動(dòng)單元3發(fā)出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)單元3驅(qū)動(dòng)行走單元4向 區(qū)域C移動(dòng)，如圖15B所示，移動(dòng)到該工作表面，即區(qū)域C，如圖15C所示，控制單元2控制清 潔單元5工作，對(duì)該表面進(jìn)行清潔。驅(qū)動(dòng)單元3驅(qū)動(dòng)行走單元4在區(qū)域內(nèi)移動(dòng)，可以借助編 碼器或者里程計(jì)或者類(lèi)似原理的設(shè)備來(lái)加以精確定位。步驟S107，當(dāng)在該工作表面工作時(shí)，灰塵傳感器235E對(duì)灰塵、顆粒等臟物進(jìn)行實(shí) 時(shí)探測(cè)，將實(shí)際探測(cè)到的灰塵量La56 = 700發(fā)送給識(shí)別單元中的一理論信任度修正單元 236E，該理論信任度修正單元236E將該實(shí)際臟物量La56 = 700與標(biāo)準(zhǔn)臟物量\ = 500進(jìn) 行比較，其中，該標(biāo)準(zhǔn)臟物量X的閾值可以由用戶(hù)通過(guò)一設(shè)定單元靈活設(shè)置。比較之后通 過(guò)反饋校正算法計(jì)算特征值為0.56的即時(shí)信任度偏差值A(chǔ)Fa56(l) =f(Lai5-X) =0.2；步驟S108，此時(shí)，理論信任度計(jì)算單元232E重新計(jì)算特征值0. 56的理論信任度， 并將調(diào)整后的即時(shí)信任度調(diào)整為該特征值下的當(dāng)前的即時(shí)信任度。首先計(jì)算即時(shí)信任度，即時(shí)信任度等于上一次的即時(shí)信任度加上每一次調(diào)整 后的即時(shí)信任度偏差值A(chǔ)F(n)。在本實(shí)施例中，由于只調(diào)整了一次，因此，F(xiàn)a56(l)=Fa56(O)+ AFa56(I) = 1+0. 2 = 1.2。此時(shí)特征值0. 56對(duì)應(yīng)的理論信任度更新為Ptl. 56 (1)= 0. 56*F0.56(1) = 0. 56*1. 2 = 0. 672。在本具體數(shù)據(jù)舉例中，圖像灰度值對(duì)應(yīng)的特征值，其取值范圍在0 1之間的任意 數(shù)值；對(duì)應(yīng)的即時(shí)信任度的取值范圍在0 10的任意數(shù)值；即時(shí)信任偏差值是0 1之間 的任意數(shù)值。表1，各特征值與各數(shù)值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系
特征值00.150.560.61即時(shí)信任度FFo(n)F0.i5(n)F0.56(n)F0.6(n)F1(Ii)初始信任度111111即時(shí)信任度偏 差值A(chǔ)FAF0AFai5AF056AFO.6AF1理論信任度P0O.15*F0.15(n)0. 56*Fo.56(n)0. 6*F06(n)F1(Ii)在本實(shí)施例的上述描述中，初始信任度是預(yù)先設(shè)定的。除此種方式之外，初始信任 度也可以通過(guò)一設(shè)定單元7，由用戶(hù)在幾個(gè)可選項(xiàng)中進(jìn)行選取，或是由用戶(hù)在一定的取值范 圍內(nèi)(如大于0且小于等于1)隨意選取。通過(guò)人為的設(shè)定，使得每個(gè)初始信任度、即時(shí)信 任度以及每個(gè)理論信任度都會(huì)相應(yīng)地調(diào)整和變化。這在理論信任度的信任判定標(biāo)準(zhǔn)不變的 情況下，如果所選取的初始信任度數(shù)值較小，其相應(yīng)各特征值對(duì)應(yīng)的即時(shí)信任度和理論信 任度都會(huì)變小，利用圖像進(jìn)行主動(dòng)識(shí)別臟物的判定中，則會(huì)認(rèn)為該區(qū)域的臟物較少，可以采 用與之相應(yīng)的工作方式進(jìn)行工作；如果所選取的初始信任度數(shù)值較大，其相對(duì)各特征值對(duì) 應(yīng)的即時(shí)信任度和理論信任度都會(huì)變大，利用圖像進(jìn)行主動(dòng)識(shí)別臟物的判定中，則會(huì)認(rèn)為 該區(qū)域的臟物較多，同樣可以采用與之相應(yīng)的工作方式進(jìn)行工作。除了上述描述的初始信任度可以調(diào)整之外，對(duì)于灰塵傳感器235E，同樣也可以通 過(guò)一個(gè)設(shè)定單元7，對(duì)其標(biāo)準(zhǔn)灰塵量的數(shù)值或是對(duì)應(yīng)的清潔程度進(jìn)行選取。所選取的方式可 以由用戶(hù)在幾個(gè)可選項(xiàng)中進(jìn)行選取，或是由用戶(hù)在一定的取值范圍內(nèi)隨意選取。如果所選 取的標(biāo)準(zhǔn)灰塵量數(shù)值較小，則意味著灰塵感應(yīng)信號(hào)靈敏，灰塵傳感器更容易探測(cè)到灰塵等 臟物；如果所選取的標(biāo)準(zhǔn)灰塵量數(shù)值較大，則意味著灰塵感應(yīng)信號(hào)較遲鈍，灰塵傳感器不容 易探測(cè)到灰塵等臟物。機(jī)器人在當(dāng)前工作表面進(jìn)行清潔時(shí)，實(shí)時(shí)判斷(1)其電池電量是否低于預(yù)先設(shè) 定值(步驟S109) ； (2)所有的特征值所對(duì)應(yīng)的當(dāng)前即時(shí)信任度是否都收斂到0，即即時(shí)信 任度的下限值(步驟S111) ； (3)灰塵傳感器感測(cè)到的實(shí)際臟物量在預(yù)設(shè)的時(shí)間段內(nèi)均低于 設(shè)定值時(shí)或在另一預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)一直大于設(shè)定值(步驟S112)；如果電池電量低于預(yù)先設(shè) 定值(步驟S109)，則保留所有特征值對(duì)應(yīng)的即時(shí)信任度，并退出當(dāng)前工作狀態(tài)，停止清潔 工作(步驟S110)；如果所有的特征值所對(duì)應(yīng)的當(dāng)前即時(shí)信任度都收斂到0(也就是即時(shí)信 任度的下限值)時(shí)，則清除數(shù)據(jù)庫(kù)中存貯的各個(gè)特征值對(duì)應(yīng)的即時(shí)信任度，并且默認(rèn)數(shù)據(jù) 庫(kù)中所用特征值的初始信任度為當(dāng)前該特征值的即時(shí)信任度，并退出當(dāng)前工作狀態(tài)，由此 代表著所有的工作表面均已清掃完畢。如果灰塵傳感器所探測(cè)到的灰塵量均低于預(yù)先設(shè)定 的閾值，此時(shí)，說(shuō)明該表面已足夠清潔，將返回步驟SlOl選取下一圖像；如果灰塵傳感器所 探測(cè)到的灰塵量在某一個(gè)設(shè)定時(shí)間段(比如10分鐘)內(nèi)，一直處于大于預(yù)先設(shè)定的閾值，
15說(shuō)明對(duì)該表面無(wú)法清潔干凈，則放棄對(duì)該表面的清潔，返回步驟SlOl選取下一圖像。在上述實(shí)施例中，清潔機(jī)器人在判斷向哪里移動(dòng)時(shí)的依據(jù)是理論信任度，當(dāng)然也 可以以灰度值或特征值為判斷依據(jù)，判斷方法如前述實(shí)現(xiàn)臟物主動(dòng)識(shí)別的識(shí)別裝置的實(shí)施
例二和三。由于僅僅通過(guò)圖像信息來(lái)主動(dòng)識(shí)別臟物，識(shí)別裝置會(huì)不可避免、或多或少地受到 外界環(huán)境的干擾，而造成以圖像信息為依據(jù)進(jìn)行識(shí)別的信息不完全可靠。因而，在本實(shí)施例 中，識(shí)別裝置將待工作表面的圖像信息采集后并分成N塊(N > 1)，把每一塊圖像信息轉(zhuǎn)化 為灰度值，進(jìn)而進(jìn)行一系列的計(jì)算，得出每個(gè)圖塊的理論信任度，再對(duì)每一個(gè)理論信任度的 數(shù)值進(jìn)行比較，取出最大值，并以此為依據(jù)，選取該最大理論信任度對(duì)應(yīng)的該塊圖像的待工 作表面。然后，灰塵傳感器對(duì)由圖像信息判斷出的最臟的某一分塊待工作表面進(jìn)行實(shí)際探 測(cè)，將實(shí)際探測(cè)的灰塵量與預(yù)先設(shè)定的灰塵標(biāo)稱(chēng)值進(jìn)行比較，以反饋校正算法來(lái)不斷糾正 即時(shí)信任度，并以此更新理論信任度。本實(shí)施例中采用以上方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)待工作表面進(jìn)行圖像采集、信息轉(zhuǎn)化、提取數(shù) 值、數(shù)值比較，判別最大值、灰塵傳感器輔助判斷、反饋校正算法，數(shù)據(jù)糾正和數(shù)據(jù)更新，由 此不斷針對(duì)當(dāng)前判斷最臟的某一分塊的待工作表面圖像信息進(jìn)行判斷和糾錯(cuò)，從而有效提 高效率，增強(qiáng)信息的可信度。在本實(shí)施例中，用于實(shí)現(xiàn)圖像的分割、信息提取、判斷和計(jì)算的識(shí)別處理單元是控 制單元2中的一部分，在具體實(shí)施時(shí)，可以采用控制單元中的硬件和內(nèi)部控制程序來(lái)完成， 也可以采用一套獨(dú)立的硬件和控制程序來(lái)完成，此時(shí)應(yīng)與機(jī)器人中的控制單元2中的其他 控制部分配合工作，以此完成機(jī)器人的清潔工作。其中，設(shè)定單元可以位于機(jī)器人的人機(jī)交互界面上，如圖11中的設(shè)定面板7，其中 具有初始信任度的設(shè)定按鍵和灰塵傳感器的標(biāo)準(zhǔn)灰塵量的閾值的設(shè)定按鍵。用戶(hù)通過(guò)設(shè)定單元對(duì)初始信任度進(jìn)行有目的地設(shè)定或選取，選取方式可以是在幾 個(gè)可選項(xiàng)中進(jìn)行選取，也可以是在一定的取值范圍內(nèi)(如大于0且小于等于1)隨意選取。 通過(guò)人為設(shè)定，使得每個(gè)初始即時(shí)信任度以及每個(gè)初始理論信任度都會(huì)隨之相應(yīng)地調(diào)整和 變化。這在理論信任度的信任判定標(biāo)準(zhǔn)不變的情況下，如果所選取的初始信任度數(shù)值較小， 其相應(yīng)各特征值對(duì)應(yīng)的即時(shí)信任度和理論信任度都會(huì)變小，利用圖像進(jìn)行主動(dòng)識(shí)別臟物的 判定中，則會(huì)認(rèn)為該區(qū)域的臟物較少，可以采用與之相應(yīng)的工作方式進(jìn)行工作，所述相應(yīng)的 工作方式可以是自移動(dòng)清潔機(jī)器人在小區(qū)域范圍內(nèi)進(jìn)行扇形清掃，也可以是自移動(dòng)清潔機(jī) 器人通過(guò)控制單元，將吸塵功率調(diào)小進(jìn)行工作；如果所選取的初始信任度數(shù)值較大，其相 對(duì)各特征值對(duì)應(yīng)的即時(shí)信任度和理論信任度都會(huì)變大，利用圖像進(jìn)行主動(dòng)識(shí)別臟物的判定 中，則會(huì)認(rèn)為該區(qū)域的臟物較多，同樣可以采用與之相應(yīng)的工作方式進(jìn)行工作，所述相應(yīng)的 工作方式可以是自移動(dòng)清潔機(jī)器人在小區(qū)域范圍內(nèi)進(jìn)行類(lèi)似螺旋形清掃，也可以是自移動(dòng) 清潔機(jī)器人通過(guò)控制單元，將吸塵功率調(diào)大進(jìn)行工作。通過(guò)用戶(hù)對(duì)其標(biāo)準(zhǔn)灰塵量的數(shù)值的閾值或是對(duì)應(yīng)的清潔程度(該清潔程度對(duì)應(yīng) 一定的閾值)進(jìn)行選取來(lái)進(jìn)行人為設(shè)定。所選取的方式可以是通過(guò)對(duì)幾個(gè)可選項(xiàng)進(jìn)行選 取，也可以是由用戶(hù)在一定的取值范圍內(nèi)隨意選取。如果所選取的標(biāo)準(zhǔn)灰塵量數(shù)值較小，則 意味著灰塵感應(yīng)信號(hào)靈敏，灰塵傳感器更容易探測(cè)到灰塵等臟物；如果所選取的標(biāo)準(zhǔn)灰塵 量數(shù)值較大，則意味著灰塵感應(yīng)信號(hào)較遲鈍，灰塵傳感器不容易探測(cè)到灰塵等臟物。
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在本實(shí)施例中，是通過(guò)按鍵來(lái)進(jìn)行設(shè)定，當(dāng)然也可以采用旋鈕、觸摸屏或是有線或 無(wú)線遙控裝置來(lái)進(jìn)行設(shè)定。上述具有主動(dòng)識(shí)別臟物的識(shí)別裝置和清潔方法可以應(yīng)用在各種自移動(dòng)機(jī)器人上， 根據(jù)自移動(dòng)機(jī)器人單元內(nèi)置功能單元的不同，可以為除塵機(jī)器人或智能清掃機(jī)等等所使用。最后應(yīng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例 對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范 圍的前提下對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
1權(quán)利要求
一種清潔機(jī)器人的臟物識(shí)別裝置，包括圖像采集模塊(10)，其特征在于，還包括圖像處理模塊(20)；所述圖像采集模塊(10)用于采集清潔機(jī)器人待工作表面的圖像信息，將所述圖像信息發(fā)送給所述圖像處理模塊(20)；所述圖像處理模塊(20)將采集到的待工作表面圖像分割成N塊，其中N＞1，提取出每一塊圖像的圖像信息，對(duì)所述圖像信息進(jìn)行處理，以確定所述N塊中的一塊圖像所對(duì)應(yīng)的待工作表面最臟，從而使所述裝置可以對(duì)臟物進(jìn)行主動(dòng)識(shí)別。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清潔機(jī)器人的臟物識(shí)別裝置，其特征在于，所述圖像處理模 塊(20A)包括圖像分割單元(210A)、信息提取單元(220A)和計(jì)算單元(230A)；所述圖像分割單元(210A)用于將采集到的清潔機(jī)器人待工作表面的圖像分割成N塊， 其中N> 1 ；所述信息提取單元(220A)提取出每一塊圖像的圖像信息，并發(fā)送給所述的計(jì)算單元 (230A)；所述計(jì)算單元(230A)根據(jù)每一塊圖像的圖像信息，判斷出所述N塊中的一塊圖像所對(duì) 應(yīng)的待工作表面最臟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的清潔機(jī)器人的臟物識(shí)別裝置，其特征在于，所述信息提取單 元(220A)為灰度值提取單元(220B)，所述計(jì)算單元(230A)為比較單元(230B)；所述灰度值提取單元(220B)從每一塊圖像提取出對(duì)應(yīng)的灰度值； 所述比較單元(230B)比較每一塊圖像的灰度值，從而將灰度值最大的圖像確定為最 臟的待工作表面；或者所述信息提取單元(220A)為灰度值提取單元(220C)，所述計(jì)算單元包括特征值提取 單元(231C)和比較單元(230C)；所述灰度值提取單元(220C)從每一塊圖像提取出對(duì)應(yīng)的灰度值； 所述特征值提取單元(231C)將各圖像塊的灰度值轉(zhuǎn)化為與其對(duì)應(yīng)的特征值，從而從 每一塊圖像中提取出臟物特征；所述比較單元(230C)比較每一塊圖像的臟物特征值，從而將臟物特征值最大的圖像 確定為最臟的待工作表面；或者所述信息提取單元(220A)為灰度值提取單元(220D)，所述計(jì)算單元(230A)包括特征 值提取單元(231D)、理論信任度計(jì)算單元(232D)和比較單元(230D)； 所述灰度值提取單元(220D)從每一圖像塊提取出對(duì)應(yīng)的灰度值； 所述特征值提取單元(231D)將各圖像塊的灰度值轉(zhuǎn)化為與其對(duì)應(yīng)的特征值，從而從 每一塊圖像中提取出臟物特征；所述理論信任度計(jì)算單元(232D)以所述特征值、從一數(shù)據(jù)庫(kù)中得到的對(duì)應(yīng)于所述特 征值的即時(shí)信任度為參數(shù)，根據(jù)所述特征值、即時(shí)信任度和理論信任度的函數(shù)關(guān)系得到對(duì) 應(yīng)于每一圖像塊的理論信任度；其中，所述特征值、即時(shí)信任度和理論信任度的函數(shù)關(guān)系 為Pa = AFa其中，A為特征值；Fa為特征值為A的即時(shí)信任度；PA為特征值為A的理論信任度； 所述比較單元(230D)比較每一圖像塊的理論信任度，從而將理論信任度最大的圖像確定為最臟的待工作表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的清潔機(jī)器人的臟物識(shí)別裝置，其特征在于，還包括灰塵傳感 器(235E)和理論信任度修正單元(236E)；所述灰塵傳感器(235E)用于感測(cè)待工作表面的臟物量，并將感測(cè)到實(shí)際臟物量的信 息發(fā)送給所述理論信任度修正單元(236E)；所述理論信任度修正單元(236E)計(jì)算實(shí)際臟物量與標(biāo)準(zhǔn)臟物量的差值，并根據(jù)該差 值與即時(shí)信任度偏差值的函數(shù)關(guān)系，計(jì)算出即時(shí)信任度偏差值；所述理論信任度計(jì)算單元(232E)根據(jù)所述特征值、即時(shí)信任度和即時(shí)信任度偏差值 的函數(shù)關(guān)系，計(jì)算出修正后對(duì)應(yīng)于每一圖像塊的理論信任度；其中，實(shí)際臟物量與標(biāo)準(zhǔn)臟物 量的差值與即時(shí)信任度偏差值的函數(shù)關(guān)系為AFA(n) = f(x)X為實(shí)際臟物量與標(biāo)準(zhǔn)臟物量的差值；AFA(n)為第η次修正后的特征值為A的即時(shí)信 任度偏差值，f為函數(shù)關(guān)系式；所述理論信任度計(jì)算單元(232E)通過(guò)如下公式計(jì)算出修正后對(duì)應(yīng)于每一圖像塊的理 論信任度PA(n)，=A (Fa+AFA(n)+Δ Fa^1,+......Δ Fa⑴)其中，A為特征值；Fa為特征值為A的即時(shí)信任度；AFaw為對(duì)應(yīng)于第η次修正時(shí)的實(shí) 際臟物量與標(biāo)準(zhǔn)臟物量的差值的即時(shí)信任度偏差值；AFA(n_D為對(duì)應(yīng)于第n-1次修正時(shí)的實(shí)際臟物量與標(biāo)準(zhǔn)臟物量的差值的即時(shí)信任度偏差值；......AFa(1)為對(duì)應(yīng)于第1次修正時(shí)的實(shí)際臟物量與標(biāo)準(zhǔn)臟物量的差值的即時(shí)信任度偏差值；PA(n) ’為經(jīng)過(guò)η次修正后、特征 值為A的理論信任度；所述比較單元(230Ε)比較每一圖像塊的修正后的理論信任度，將理論信任度最大的 圖像確定為最臟的待工作表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的清潔機(jī)器人的臟物識(shí)別裝置，其特征在于，AFA(n)= f(x)中 所述f的函數(shù)關(guān)系式為AFA(n) = aX+an—m-2+......+B1X^a0其中，X為實(shí)際臟物量與標(biāo)準(zhǔn)臟物量的差值；AFaw為第η次修正后的特征值為A的即 時(shí)信任度偏差值；an、an_!........B1^a0為多項(xiàng)系數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的清潔機(jī)器人的臟物識(shí)別裝置，其特征在于，還包括所述的 數(shù)據(jù)庫(kù)，所述數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)有相互對(duì)應(yīng)的特征值、即時(shí)信任度、初始信任度和理論信任度；即 時(shí)信任度偏差值、理論信任度和標(biāo)準(zhǔn)臟物量的閾值；其中，初始時(shí)所述特征值對(duì)應(yīng)的即時(shí)信 任度的值與初始信任度的值相等。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的清潔機(jī)器人的臟物識(shí)別裝置，其特征在于，還包括一設(shè)定單 元(7)，用于設(shè)定初始信任度和/或標(biāo)準(zhǔn)臟物量的閾值；所述的設(shè)定單元(7)為按鍵、旋鈕、 觸摸式或遙控式裝置。
8.一種清潔機(jī)器人，包括機(jī)器人本體(1)、控制單元(2)、驅(qū)動(dòng)單元(3)、行走單元(4) 和清潔單元(5)，所述控制單元(2)控制清潔單元(5)工作，并控制驅(qū)動(dòng)單元(3)，由驅(qū)動(dòng)單 元(3)驅(qū)動(dòng)行走單元(4)行走，其特征在于，還包括權(quán)利要求1-7任一所述的臟物識(shí)別裝 置，所述控制單元(2)根據(jù)所述臟物識(shí)別裝置確定的最臟的待工作表面，確定行走單元(4)以最臟的待工作表面為目的地的行走路線，對(duì)最臟的待工作表面進(jìn)行清潔。
9.一種清潔機(jī)器人的清潔方法，其特征在于，包括如下步驟步驟1，應(yīng)用權(quán)利要求1-7任一所述臟物識(shí)別裝置中的圖像采集模塊(10)采集清潔機(jī) 器人待工作表面的圖像；步驟2，應(yīng)用權(quán)利要求1-7任一所述臟物識(shí)別裝置中的圖像處理模塊(20)將所述圖像 分割成多個(gè)圖像塊，并將每一圖像塊的圖像信息轉(zhuǎn)化成灰度值；步驟3，由所述圖像處理模塊(20)根據(jù)所述灰度值確定最臟的待工作表面；步驟4，驅(qū)動(dòng)機(jī)器人行走到所述最臟的待工作表面，并對(duì)所述最臟的待工作表面進(jìn)行清潔。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的清潔機(jī)器人的清潔方法，其特征在于，在步驟4中，當(dāng)對(duì)最臟 的待工作表面進(jìn)行清潔時(shí)，如果灰塵傳感器感測(cè)到的實(shí)際臟物量在預(yù)設(shè)的時(shí)間段內(nèi)均低于 設(shè)定值時(shí)或在另一預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)一直大于設(shè)定值時(shí)，結(jié)束對(duì)該工作表面的清潔，返回步驟 1 ；或者還包括以下步驟檢測(cè)機(jī)器人的工作電量，如工作電量低于預(yù)先設(shè)定值，停止清潔工作； 或者還包括以下步驟檢測(cè)所有的即時(shí)信任度是否全部收斂到即時(shí)信任度取值范圍的下限數(shù)值，如果全部收 斂到即時(shí)信任度取值范圍的下限數(shù)值，停止清潔工作。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種清潔機(jī)器人及其臟物識(shí)別裝置和該機(jī)器人的清潔方法，所述識(shí)別裝置包括圖像采集模塊(10)和圖像處理模塊(20)；所述圖像采集模塊(10)用于采集清潔機(jī)器人(1)待工作表面的圖像信息，將所述圖像信息發(fā)送給所述圖像處理模塊(20)，所述圖像處理模塊(20)將采集到的待工作表面圖像分割成N塊，提取出每一塊圖像的圖像信息，對(duì)所述圖像信息進(jìn)行處理，以確定所述N塊中的一塊圖像所對(duì)應(yīng)的待工作表面最臟。通過(guò)本發(fā)明的方案，清潔機(jī)器人可以對(duì)灰塵等臟物進(jìn)行主動(dòng)識(shí)別，從而準(zhǔn)確而快速地進(jìn)入工作區(qū)域工作，提高了工作效率，節(jié)約了工作時(shí)間。
文檔編號(hào)B25J19/00GK101941012SQ200910150110
公開(kāi)日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2009年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月3日
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