专利名称：结合脏污检测机制的清洁路线引导方法
技术领域：
本发明是与自动清洁装置的清洁路线导引有关，特别是关于一种结合脏污检测机制的清洁路线引导方法。
背景技术：
自动清洁装置通常为吸尘装置，自带移动动力及障碍物检测功能，以在一待清洁区域自行移动，而清洁待清洁区域。为了确实清理待清洁区域，自动清洁装置都具备一或多种路线导引机制，以引导自动清洁装置依据特定路径，清洁待清洁区域。前述的路线引导机制中，最简单的是单纯模式切换型引导机制。于单纯模式切换型引导机制下，自动清洁装置内建多种清洁路线模式，例如bounce清洁路线模式、wallfollow清洁路线模式、Snake清洁路线模式。自动清洁装置通常会以时间调度作为切换依据，每到一指定的时间点，自动清洁装置就切换至一对应该时间点的清洁路线模式。通过单纯模式切换型引导机制，自动清洁装置执行不同的清洁路线模式，且确保可以针对不同的脏污分布、脏乱程度都可以达到良好的清洁效果。但是对于相对复杂的室内环境而言，例如格局型态特别的房间/房屋，或是障碍物多的房屋，此种单纯模式切换型引导机制仍无法确保自动清洁装置能够充分地完成清洁工作。针对单纯模式切换型引导机制，集成人工智能的改良方案被提出。于集成人工智能模式切换型引导机制中，自动清洁装置仍然内建数种清洁路线模式，但是自动清洁装置中更进一步设置脏污检测机制，以通过各种感应器检测脏污分布及脏乱程度。经由人工智能分析脏污分布及脏乱程度，自动清洁装置可以从多种清洁路线模式中，选择最可能达成清洁工作者，而切换至所选出的清洁路线模式。虽然集成人工智能之后，自动清洁装置内建的清洁路线模式仍与单纯模式切换型相同，但是自动清洁装置可以通过人工智能选择最佳清洁路线模式，而使得其能够充分地完成清洁工作。前述两种引导模式中，自动清洁装置都是盲目前进，在碰到障碍物或预设边界时改变行进方向。在这种情况下，可能会发生自动清洁装置从未或很少经过特定局部区块的状况，而导致该特定局部区块的清洁状况不佳。因此，更有系统化导航型引导机制被提出，以进一步将SLAM算法(simultaneouslocalization and mapping,同时定位及绘制地图技术)集成于自动清洁装置中。自动清洁装置于清洁过程中，同时绘制待清洁区域的地图。自动清洁装置并配合脏污检测机制，于待清洁区域规划出最佳清洁策略，以确保待清洁区域中的每一角落都可以确实被清洁。理论上系统化导航型引导机制为最佳引导模式而可确实完成清洁工作，但实务上因为检测机制的缺点、吸尘机构设计不良等，造成特定局部区块清洁不确实、检测机制误判影响清洁效果、清洁时间过久等问题。因此，如何通过脏污检测机制的检测结果及清洁区域的地图规划出最佳清洁策略，仍为待解决问题。
发明内容
鉴于已知技术中的导航机制，存在特定局部区块清洁不确实、检测机制误判影响清洁效果、清洁时间过久等问题，本发明提出一种结合脏污检测机制的清洁路线引导方法，用以产生最佳化的清洁路径，以引导自动清洁装置完成清洁作业。本发明提出一种结合脏污检测机制的清洁路线引导方法，执行于一自动清洁装置，用以产生一清洁路径，以供自动清洁装置依据清洁路径清洁一待清洁区域，其中待清洁区域中可定义多个网格。所述方法包含下列步骤于待清洁区域中移动自动清洁装置，并以自动清洁装置清除脏污；在移动自动清洁装置的过程中，持续执行一同时定位及绘制地图算法，以对自动清洁装置所在的当前位置进行定位；在移动自动清洁装置的过程中，检测所清除的脏污流量，以取得当前所在网格的脏乱程度；当该当前所在网格的脏乱程度超过一门坎值时，标记网格为一脏乱网格；依据所标记的脏乱网格，找出一可以通过所有脏乱网格的最短路径，以做为一清洁路径；依据清洁路径移动自动清洁装置通过每一脏乱网格，依序清洁每一脏乱 网格。是于清洁过程中，通过实际吸引清除的脏污流量评估脏污程度，使得待清洁区域中各网格的脏污程度可以相对正确地被评估，以供规划新的清洁路径。此一清洁路径可以依据脏乱程度设定下一次清洁作业时需要优先清除的脏污网格，加强清洁效果。同时，也可以依据脏污网格可能地找出自动清洁装置所必须行进的最短路径，从而加速清洁该待清洁区域所需要的时间。
图I为本发明实施例所揭露的一种自动清洁装置的电路方块图，用以执行结合脏污检测机制的清洁路线弓I导方法。图2为本发明第一实施例所揭露的一种结合脏污检测机制的清洁路线引导方法。图3A、3B及3C为本发明第二实施例所揭露的一种结合脏污检测机制的清洁路线引导方法。图4A、4B为基因算法中，由Pi网格产生多个清洁路径的示意图。[主要元件标号说明]100 自动清洁装置110 控制模块120 清洁模块130 检测模块140 移动模块150 探索模块160 电池模块
具体实施例方式请参阅图I所示，为本发明实施例所揭露的一种自动清洁装置100的电路方块图，用以清洁一待清洁区域，该待清洁区域中可定义多个网格。自动清洁装置100包括一控制模块110、一清洁模块120、一检测模块130、一移动模块140及一探索模块150及一电池模块160,设置于一机体中。电池模块160用以供应电力至控制模块110、清洁模块120、检测模块130、移动模块140及探索模块150。检测模块130、清洁模块120、移动模块140及探索模块150电性连接于控制模块110。清洁模块120用以产生一负压以吸引脏污，以清除待清洁区域上的脏污，例如灰尘或小纸屑等，而清洁该待清洁区域。检测模块130用以检测清洁模块120所清除的脏污流量，以取得各网格的脏乱程度。移动模块140用以移动机体，控制模块110用以控制移动模块140，以使机体沿着一清洁路径移动而清洁该待清洁区域的各网格。
请参阅图2所示，为本发明第一实施例所揭露的结合脏污检测机制的清洁路线引导方法，用以产生一清洁路径，以供自动清洁装置100依据该清洁路径清洁该待清洁区域。前述自动清洁装置100的控制模块110执行一句柄，而执行结合脏污检测机制的清洁路线引导方法。于自动清洁装置100清洁该待清洁区域的过程中，控制模块110分析各网格的脏乱程度，据以产生一清洁路径并储存之。在往后的清洁作业中，自动清洁装置100的控制模块110可加载该清洁路径，而沿着该清洁路径移动自动清洁装置100，以对清洁路径所通过的网格加强清洁。于自动清洁装置100启动之后，控制模块110依据其所执行的句柄，开始驱动移动模块140，以于该待清洁区域中移动该自动清洁装置100。同时，控制模块110也启动清洁模块120，使清洁模块120开始产生负压而开始清除脏污，如Step 110所示。在移动模块140移动自动清洁装置100的过程中，控制模块110通过探索模块150取得周边环境参数，而持续执行一 SLAM(同时定位及绘制地图)算法，藉以绘制该待清洁区域的各网格，产生其等的相对位置关系，并对自动清洁装置100所在的当前位置进行定位，如Step 120所示。同时，检测模块130持续检测清洁模块120所清除的脏污流量，以取得当前所在网格的脏乱程度，使控制模块Iio通过分析网格的脏乱程度，如St印130所示。当该当前所在网格的脏乱程度超过一门坎值时，控制模块110标记该网格为一脏乱网格，如Step 140所示。于清洁作业完成之后，控制模块110依据所标记的脏乱网格，找出一可以通过所有脏乱网格的最短路径，以作为一清洁路径。且控制模块110避免该清洁路径重复通过同一脏乱网格，如Step 150所示。最后，控制模块110控制移动模块120，以依据清洁路径移动自动清洁装置100，使自动清洁装置100通过每一该脏乱网格，依序清 洁每一该脏乱网格，如Step 160所示。一般而言，居家环境中比较脏乱的地方通常会集中在某几个区块，例如厨房地板、大门口附近。于本发明一或多个实施例中，自动清洁装置100于每一次清洁一网格的过程中，都可以持续通过检测模块130检测各网格的脏乱程度，而产生脏乱网格，以针对脏乱网格加强清洁，确保家中环境的清扫效率大幅提升。实务上，检测模块130可为一麦克风。检测清洁模块120所清除的脏污流量的方式是以该麦克风，于清洁模块120运作以清除脏污时取得噪音值，以噪音值大小判断脏乱程度。通常，在网格的脏乱程度高时，清洁模块120以负压吸引脏污时，高脏污流量会造成相对较大的噪音，因此噪音值的大小扣除系统原有噪声之后，就可以作为该网格的脏乱程度。
此外，检测模块130可为光学检测模块130，用以检测清洁模块120清除脏污时所产生气流的透光率，而作为脏乱程度。透光率较高则代表脏污量少而有较低的脏乱程度，透光率较低代表脏污量多而有较高的脏乱程度。此外，脏乱网格之间并不必然相邻，而形成杂乱的分布，此时可以通过相关度分析，以通过该些脏乱网格决定至少一脏乱区块，其中该脏乱区块包含多个网格。控制模块110该清洁路径中，加入针对此一脏乱区块实施一清洁路线模式的步骤，以全面清洁该脏乱区块所属网格。所述清洁路线模式可为bounce清洁路线模式、wall follow清洁路线模式、Snake清洁路线模式，或是不同路线模式的组合，以确保该脏乱区块中每一网格都会被加强清洁，而避免干净网格受到相邻脏乱网格的影响。通过脏乱网格决定脏乱区块的方式可为群聚算法(clustelingalgorithm),例如模糊C-means算法,其演算过程例示如下
令每一脏乱网格为X，该脏乱网格X属于第k个脏乱区块的归属度为Uk(X)。对于每一脏乱网格X来说，归属度的总和为I :
权利要求
1.一种结合脏污检测机制的清洁路线引导方法，执行于一自动清洁装置，用以产生一清洁路径，以供该自动清洁装置依据该清洁路径清洁一待清洁区域，其中该待清洁区域中可定义多个网格；该方法包含 于该待清洁区域中移动该自动清洁装置，并以该自动清洁装置清除脏污； 在移动该自动清洁装置的过程中，持续执行一同时定位及绘制地图算法，以对该自动清洁装置所在的当前位置进行定位； 在移动该自动清洁装置的过程中，检测所清除的脏污流量，以取得该当前所在网格的脏乱程度； 当该当前所在网格的脏乱程度超过一门坎值时，标记该网格为一脏乱网格； 依据所标记的脏乱网格，找出一可以通过所有脏乱网格的最短路径，以作为一清洁路径；及 依据该清洁路径移动自动清洁装置通过每一该脏乱网格，依序清洁每一该脏乱网格。
2.根据权利要求I所述的结合脏污检测机制的清洁路线引导方法，其中检测所清除的脏污流量的步骤为 以一麦克风取得清除脏污时的噪音值，作为该网格的脏乱程度。
3.根据权利要求I所述的结合脏污检测机制的清洁路线引导方法，其中检测所清除的脏污流量，检测清除脏污时所产生的气流的透光率，而作为脏乱程度。
4.根据权利要求I所述的结合脏污检测机制的清洁路线引导方法，其中还包含一步骤，通过该些脏乱网格决定至少一脏乱区块，包含多个网格；并在该清洁路径中加入针对该脏乱区块实施实施一清洁路线模式的步骤，以全面清洁该脏乱区块所属网格。
5.根据权利要求4所述的结合脏污检测机制的清洁路线引导方法，其中所述路线是选自bounce清洁路线模式、wall follow清洁路线模式、Snake清洁路线模式或其等的组合。
6.根据权利要求4所述的结合脏污检测机制的清洁路线引导方法，其中产生脏乱区块的方式为群聚算法。
7.根据权利要求4所述的结合脏污检测机制的清洁路线引导方法，其中该些脏乱网格决定多个脏乱区块，各该脏乱区块依据面积大小及脏乱程度被给予一权重值，以依据权重值大小决定脏乱区块的排序，并依据该排序产生该清洁路径。
8.根据权利要求4所述的结合脏污检测机制的清洁路线引导方法，其中还包含一步骤，于一特定时间点驱动该自动清洁装置针对至少一对应的脏乱区块进行清洁。
9.根据权利要求I所述的结合脏污检测机制的清洁路线引导方法，其中于该清洁路径中每一该脏乱网格都完成清洁之后，移动该自动清洁装置至一充电站以进行充电。
10.根据权利要求9所述的结合脏污检测机制的清洁路线引导方法，其中于该自动清洁装置进行充电时，还执行下列步骤 等待一启动命令的输入，并于启动命令输入之后，依据该清洁路径移动自动清洁装置通过每一该脏乱网格，依序清洁每一该脏乱网格。
11.根据权利要求9所述的结合脏污检测机制的清洁路线引导方法，其中于该自动清洁装置进行充电时，还执行下列步骤 检查一调度表，判断当前时间是否已到达一调度时间 '及 若当前时间已到达该调度时间，依据该清洁路径移动自动清洁装置通过每一该脏乱网格,依序清洁每一该脏乱网格。
12.根据权利要求9所述的结合脏污检测机制的清洁路线引导方法，其中于每一清洁一个该些网格之后，还包含下列步骤 判断该自动清洁装置是否有足够电力，以在清洁完下一网格后可回归至充电站；及 若为是，则该自动清洁装置依据当前的清洁路径，持续清洁下一脏乱网格；若该自动清洁装置的电力不足以在清洁完下一网格后回归至是该充电站，移动该自动清洁装置至该充电站，以进行充电。
13.根据权利要求I所述的结合脏污检测机制的清洁路线引导方法，其中于产生该清洁路径之前，还包含 以决定该自动清洁装置可持续运作的时间，并区分该可持续运作的时间为一清洁阶段 及一回归阶段； 决定该清洁阶段中，该自动清洁装置可以走过的网格数； 依据该自动清洁装置的当前位置及该网格数，产生多个清洁阶段的清洁路径；及 找出清洁效果最佳化的清洁路径，以移动自动清洁装置进行清洁。
14.根据权利要求13所述的结合脏污检测机制的清洁路线引导方法，其中找出清洁效果最佳化的清洁路径的步骤包含 每一该清洁路径经过一脏乱网格时，给予一与脏乱程度正相关的加分；且每一该清洁路径重复经过一网格时，就减去一扣分；及 总和加分及扣分，找出每一该清洁路径的积分，以找出积分最高者即为清洁效果最佳化的清洁路径。
15.根据权利要求13所述的结合脏污检测机制的清洁路线引导方法，其中找出该回归阶段的路径的步骤包含 找出清洁效果最佳化的清洁路径的终点及起始点之间的最短路径，以作为该回归阶段的路径。
全文摘要
一种结合脏污检测机制的清洁路线引导方法，执行于一自动清洁装置，用以产生一清洁路径，以引导自动清洁装置清洁一待清洁区域，其中待清洁区域中可定义多个网格。该方法是先于待清洁区域中移动自动清洁装置以清除脏污，并持续检测所清除的脏污流量，以取得当前所在网格的脏乱程度；若当前所在网格的脏乱程度超过一门坎值时，标记网格为一脏乱网格；执行一算法，依据所标记的脏乱网格，找出一可以通过所有脏乱网格的最短路径，以作为一清洁路径；最后，依据清洁路径移动自动清洁装置通过每一脏乱网格，依序清洁每一脏乱网格。
文档编号A47L9/00GK102727135SQ201110234890
公开日2012年10月17日 申请日期2011年8月16日 优先权日2011年3月30日
发明者滕有为, 陈水石 申请人:恩斯迈电子(深圳)有限公司