[發(fā)明專利]一種具有環(huán)境認(rèn)知功能的智能清潔機(jī)器人

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510524334.3
• 申請(qǐng)日: 2015-08-25
• 公開（公告）號(hào): CN105147199A
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜元源;曾碧;何元烈
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東雷洋電子科技有限公司
• 主分類號(hào): A47L11/24
• 分類號(hào): A47L11/24;A47L11/40
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有環(huán)境認(rèn)知功能的智能清潔機(jī)器人。

背景技術(shù)

目前市場(chǎng)上的清潔機(jī)器人的智能化程度普遍較低，而且功能比較單一。大部分清潔機(jī)器人都是根據(jù)一些簡(jiǎn)單的輕觸開關(guān)檢測(cè)是否碰撞到障礙物，發(fā)生碰撞后稍微調(diào)整角度后重新前進(jìn)，如此循環(huán)地進(jìn)行清掃，這種隨機(jī)性的清潔方式大部分情況下會(huì)造成某些清潔區(qū)域會(huì)反復(fù)清掃，而一些衛(wèi)生死角則無法到達(dá)的狀況，并且在走動(dòng)人員較多的情況下效果會(huì)更加嚴(yán)重。對(duì)于一些清潔環(huán)境較為復(fù)雜的條件下，由于清潔機(jī)器人無法預(yù)知當(dāng)前環(huán)境情況，從而使得清潔的效果和效率都是不能讓人滿意的。這些實(shí)用性清潔機(jī)器人的功能擴(kuò)展空間是很大的，但目前往往都是局限在清掃這單一功能上。綜合上述目前清潔機(jī)器人的清潔效果差、功能單一以及價(jià)格昂貴的狀況，因此大部分的消費(fèi)者都不會(huì)選擇購(gòu)買這類型的產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種具有環(huán)境認(rèn)知功能的智能清潔機(jī)器人。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。

一種具有環(huán)境認(rèn)知功能的智能清潔機(jī)器人，包括有上層模板、底層模板及充電座，所述上層模板包括有中央處理器模塊一及與中央處理器模塊一連接USB接口模塊、以太網(wǎng)口模塊、SD卡模塊、無線路由器模塊、攝像頭模塊、激光雷達(dá)模塊，所述下層模板包括有中心處理器模塊二及與中心處理器模塊二連接的電源模塊、按鍵模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、電機(jī)開關(guān)電路模塊、電機(jī)控制信號(hào)緩沖模塊、編碼器模塊、碰撞開關(guān)模塊、紅外線發(fā)射模塊及串口模塊，所述充電座包括有中心處理器芯片及LED燈模塊燈。

其中，所述中央處理器模塊一為CortexA8處理器。

其中，所述中央處理器模塊二為STM32處理器。

其中，所述中心處理器芯片為STC89C51處理芯片。

其中，所述上層模板與所述下層模板之間通過串口進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

其中，所述一種具有環(huán)境認(rèn)知功能的智能清潔機(jī)器人設(shè)有手機(jī)連接、視頻監(jiān)控、手動(dòng)構(gòu)圖、自動(dòng)構(gòu)圖、自動(dòng)清掃、虛擬墻設(shè)置、自動(dòng)導(dǎo)航、自動(dòng)回充電座功能。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明所述的一種具有環(huán)境認(rèn)知功能的智能清潔機(jī)器人，包括有上層模板、底層模板及充電座，所述上層模板包括有中央處理器模塊一及與中央處理器模塊一連接USB接口模塊、以太網(wǎng)口模塊、SD卡模塊、無線路由器模塊、攝像頭模塊、激光雷達(dá)模塊，所述下層模板包括有中心處理器模塊二及與中心處理器模塊二連接的電源模塊、按鍵模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、電機(jī)開關(guān)電路模塊、電機(jī)控制信號(hào)緩沖模塊、編碼器模塊、碰撞開關(guān)模塊、紅外線發(fā)射模塊及串口模塊，所述充電座包括有中心處理器芯片及LED燈模塊燈。

（1）構(gòu)建環(huán)境地圖；目前市面上的清潔機(jī)器人由于缺少感知周圍環(huán)境的傳感器，因此只能通過反復(fù)隨機(jī)碰撞修正的方法來遍歷清掃，從而導(dǎo)致覆蓋不完全而且效率低的清潔效果；本發(fā)明利用了激光雷達(dá)傳感器，以及構(gòu)圖與定位的技術(shù)，可以將周圍的清潔環(huán)境以地圖的形式保存；完成地圖的構(gòu)建之后，智能機(jī)器人就可以根據(jù)獲得的地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列的操作，而不是盲目地隨機(jī)尋找路徑；用戶也可以在手機(jī)上查看地圖圖片，獲知當(dāng)前機(jī)器人所在的位置以及清掃的進(jìn)度，避免了過往中需要人手尋找機(jī)器人所在位置和檢查房間是否已經(jīng)清掃的繁瑣操作。

（2）全覆蓋智能清掃；由于清潔機(jī)器人保存了整個(gè)清掃區(qū)域的地圖數(shù)據(jù)，所以在進(jìn)行清掃的過程中，可以根據(jù)地圖計(jì)算出最高效的清潔路徑進(jìn)行清掃，因此可以有效解決部分區(qū)域重復(fù)清掃而衛(wèi)生死角無法到達(dá)的問題；在進(jìn)行清掃的過程，若路徑上出現(xiàn)行走的人員阻擋，通過激光雷達(dá)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)避障，無需發(fā)生碰撞后才能檢測(cè)出障礙物，避免與行人碰撞時(shí)存在的安全隱患；發(fā)現(xiàn)障礙物后會(huì)重新計(jì)算路徑，并且保存行人所在區(qū)域?yàn)槲辞鍜撸阌诤笃趯?duì)這個(gè)區(qū)域重新清掃；當(dāng)機(jī)器人進(jìn)入死節(jié)點(diǎn)之后，能夠通過A*算法，尋找出最優(yōu)的逃離路徑至未清掃區(qū)域，繼續(xù)完成清潔，整個(gè)清潔過程無需人工協(xié)助。當(dāng)完成清掃操作后，機(jī)器人會(huì)自動(dòng)返回起點(diǎn)。

（3）手機(jī)遙控；利用手機(jī)客戶端上的軟件程序，用戶可以直接通過手機(jī)對(duì)機(jī)器人進(jìn)行操作，避免尋找遙控器的麻煩；在手機(jī)客戶端上除了可以對(duì)機(jī)器人進(jìn)行直走、轉(zhuǎn)彎等基本操作外，還可以查看整個(gè)地圖文件以及已經(jīng)清掃過的區(qū)域；若用戶需要機(jī)器人到達(dá)某個(gè)指定區(qū)域時(shí)，可以在手機(jī)上的地圖圖片上點(diǎn)取目標(biāo)點(diǎn)，清潔機(jī)器人收到目標(biāo)坐標(biāo)后開始進(jìn)行智能導(dǎo)航，尋找最優(yōu)路徑到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)，這個(gè)功能可以使得用戶方便地控制機(jī)器人更有針對(duì)性地進(jìn)行清潔，不需要手動(dòng)移動(dòng)機(jī)器人到不同地方。