[發明專利]一種掃地機及其控制方法

在審

• 申請號: 202110178121.5
• 申請日: 2021-02-09
• 公開（公告）號: CN114903374A
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 田偉
• 申請（專利權）人: 北京盈迪曼德科技有限公司
• 主分類號: A47L11/24
• 分類號: A47L11/24;A47L11/40
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 劉靜

本發明公開了一種掃地機及其控制方法，掃地機包括：掃地機本體、傳感器模塊、控制模塊、運動清潔本體、雙目視覺模組，傳感器模塊、雙目視覺模組置于掃地機本體邊緣，其中，雙目視覺模組在獲取圖像時，對周圍環境進行亮度補償及紋理補償，并對環境圖像進行處理，得到目標物體信息，傳感器模塊獲取掃地機本體與周圍物體的距離信息、掃地機本體運動信息，控制模塊根據傳感器模塊發送的信息解算出掃地機本體的位姿信息及建立生成環境地圖，并結合雙目視覺模組發送的信息、傳感器模塊發送的信息及環境地圖，生成清掃路徑，并控制所述運動清潔本體按清掃路徑運動、清掃，從而實現對目標物體的準確識別、及時清掃。

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，具體涉及一種掃地機及其控制方法。

背景技術

市面上的掃地機產品的障礙檢測大多使用超聲波、紅外、機械碰撞開關(行業用語簡稱前檔或前撞)及激光雷達等方式，或上述方式的組合；其中，機械碰撞開關只能檢測障礙物的有無，而超聲波、紅外、激光雷達(TOF測距)的本質都是計算主動發射信號和接收回波信號之間的時間差來實現距離測量，這種方式實現的障礙物檢測的探測范圍有限，目標障礙物信息不完整，系統擴展性較弱，具體表現為只能測量二維工作平面到掃地機自身的距離，無法對障礙物的三維尺寸進行測量，容易出現推拉障礙物、爬上障礙物或卡在障礙物下面的情況。隨著計算機硬件水平的發展和圖像處理技術的進步，使得在掃地機上使用雙目攝像頭來識別工作區域內的障礙物成為可能，但是雙目視覺模組的對純色障礙物識別率偏低，同時缺乏和其它傳感器的配合，使得雙目模組無法完全替代激光作為掃地機導航定位模塊，也阻礙了深度學習等智能識別技術的實際應用。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中的雙目掃地機器人對純色障礙物識別率偏低的缺陷，從而提供一種掃地機及其控制方法。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

第一方面，本發明實施例提供一種掃地機，包括：掃地機本體、傳感器模塊、控制模塊、運動清潔本體、雙目視覺模組，傳感器模塊、雙目視覺模組置于掃地機本體邊緣，控制模塊置于掃地機本體內部，運動清潔本體安裝于掃地機本體的底部，運動清潔本體包括運動本體及清潔本體，其中，雙目視覺模組內置雙目攝像機，用于獲取掃地機本體周圍環境圖像及掃地機本體運動信息，在獲取圖像時，對周圍環境進行亮度補償及紋理補償，并對環境圖像進行處理，得到目標物體信息并發送給控制模塊；傳感器模塊，用于獲取掃地機本體與周圍物體的距離信息、掃地機本體運動信息，并發送給控制模塊；控制模塊與運動清潔本體連接，用于根據傳感器模塊發送的信息解算出掃地機本體的位姿信息及建立生成環境地圖，并結合雙目視覺模組發送的信息、傳感器模塊發送的信息及環境地圖，生成清掃路徑，并控制運動清潔本體按清掃路徑運動、清掃。

在一實施例中，雙目視覺模組還包括：IMU慣性傳感器，其與控制模塊連接，用于獲取掃地機本體的加速度及角速度；亮度補償傳感器，用于獲取當前環境亮度，并基于當前環境亮度判斷出掃地機本體處于光線暗的環境時，進行亮度補償；紋理補償傳感器，與控制模塊連接，用于將發射的紅外點光源分散成光斑或條紋，在物體表面打出紋理圖案；圖像處理模塊，與控制模塊連接，用于對周圍環境圖像進行處理，得到目標物體信息，目標物體信息包括障礙物信息及待清掃物體信息。

在一實施例中，傳感器模塊包括：光流傳感器，安裝于掃地機本體底部，用于在每隔預設時間間隔拍攝兩張周圍環境圖片，并基于兩張周圍環境圖片，計算掃地機本體的運動速度；沿邊TOF傳感器，安裝于掃地機本體邊緣，用于獲取掃地機本體與周圍障礙物的距離；超聲波傳感器，安裝于掃地機本體前部，用于獲取掃地機本體與前方障礙物的距離；里程計，安裝于運動本體的驅動馬達上，用于獲取掃地機本體的位移信息；防跌落TOF傳感器，安裝于掃地機本體底部，用于計算掃地機本體到地面的距離；碰撞傳感器，安裝于掃地機本體邊緣，用于當掃地機本體碰撞到障礙物時，發出碰撞信號至控制模塊。