使用激光雷达和摄像头的扫地机器人的控制方法及装置与流程

本发明涉及家用电器技术领域，具体地，涉及一种使用激光雷达和摄像头的扫地机器人的控制方法及一种使用激光雷达和摄像头的扫地机器人的控制装置。

背景技术：

随着生活水平的不断提高，以及科技的不断发展，扫地机器人作为一种家用设备，由于能够降低人们在家里的劳动强度，提高人们在家里的劳动效率，因此受到广泛的欢迎。

由于扫地机器人在室内需要自动运行，而室内存在各种障碍物或阻挡物，因此扫地机器人需要具备前方障碍物的探测能力。传统的扫地机器人往往是通过配备红外传感器以对前方障碍物进行探测，然而通过红外传感器进行探测具有很大的局限性和探测偏差，导致扫地机器人自动规划的路径具有较大偏差，同时在运行过程中无法精确的获取现场实际情况并进行相适应的反应动作，容易发生碰撞或被困等情况，因此无法满足现有用户对产品的精确度以及智能化的需求，用户体验低下。

技术实现要素：

针对现有技术的上述缺陷或不足，本发明提供了一种使用激光雷达和摄像头的扫地机器人的控制方法及一种使用激光雷达和摄像头的扫地机器人的控制装置，通过在扫地机器人上设置第二检测装置进行辅助检测，能提高扫地机器人的检测精确性，并有效检测扫地机器人前方的活动物体，从而及时进行躲避或停止运行，避免对用户造成困扰，提高用户体验。

为实现上述目的，本发明提供了一种使用激光雷达和摄像头的扫地机器人的控制方法，所述控制方法包括：通过第一检测装置采集所述扫地机器人前方的第一探测信息；基于所述第一探测信息判断所述扫地机器人的前方是否存在障碍物；在所述扫地机器人前方存在障碍物的情况下，判断所述障碍物是否处于活动状态；在所述障碍物处于活动状态的情况下，启动第二检测装置采集所述扫地机器人前方的第二探测信息；基于所述第二探测信息对所述扫地机器人的运行状态进行调整。

优选地，所述扫地机器人用于在当前场景中执行清扫操作，所述第一检测装置为激光雷达，所述第一探测信息为激光扫描信息，所述第二检测装置为摄像头，所述第二探测信息为图像信息。

优选地，所述判断所述障碍物是否处于活动状态，包括：基于所述激光扫描信息获取所述障碍物的轮廓信息；基于所述轮廓信息获取所述障碍物与所述扫地机器人的距离信息；获取所述扫地机器人的移动轨迹；基于所述移动轨迹以及所述距离信息判断所述障碍物是否处于活动状态。

优选地，所述控制方法还包括：在所述障碍物处于活动状态的情况下，判断所述扫地机器人与所述障碍物的距离是否处于预设距离范围内；在所述扫地机器人与所述障碍物的距离处于所述预设距离范围内的情况下，降低所述扫地机器人的运行速度；在所述扫地机器人与所述障碍物的距离不处于所述预设距离范围内的情况下，保持或恢复所述扫地机器人的速度为正常运行速度。

优选地，所述基于所述第二探测信息对所述扫地机器人的运行状态进行调整，包括：基于所述轮廓信息在所述图像信息中锁定所述障碍物；对所述障碍物的运动轨迹进行分析并获得分析结果；基于所述分析结果对所述扫地机器人的导航路径进行调整或停止所述扫地机器人的运行状态。

优选地，所述控制方法还包括：在所述扫地机器人前方不存在障碍物或所述障碍物不处于活动状态的情况下，关闭所述第二检测装置，并控制所述扫地机器人继续执行清扫操作。

另外，本发明还提供一种使用激光雷达和摄像头的扫地机器人的控制装置，所述控制装置包括：第一检测装置，用于采集所述扫地机器人前方的第一探测信息；处理器，与所述第一检测装置电连接，用于基于所述第一探测信息判断所述扫地机器人的前方是否存在障碍物；在所述扫地机器人前方存在障碍物的情况下，判断所述障碍物是否处于活动状态；第二检测装置，与所述处理器电连接，用于在所述障碍物处于活动状态的情况下，采集所述扫地机器人前方的第二探测信息；所述处理器还用于：基于所述第二探测信息对所述扫地机器人的运行状态进行调整。

优选地，所述扫地机器人用于在当前场景中执行清扫操作，所述第一检测装置为激光雷达，所述第一探测信息为激光扫描信息，所述第二检测装置为摄像头，所述第二探测信息为图像信息。

优选地，所述判断所述障碍物是否处于活动状态，包括：基于所述激光扫描信息获取所述障碍物的轮廓信息；基于所述轮廓信息获取所述障碍物与所述扫地机器人的距离信息；获取所述扫地机器人的移动轨迹；基于所述移动轨迹以及所述距离信息判断所述障碍物是否处于活动状态。

优选地，所述处理器还用于：在所述障碍物处于活动状态的情况下，判断所述扫地机器人与所述障碍物的距离是否处于预设距离范围内；在所述扫地机器人与所述障碍物的距离处于所述预设距离范围内的情况下，降低所述扫地机器人的运行速度；在所述扫地机器人与所述障碍物的距离不处于所述预设距离范围内的情况下，保持或恢复所述扫地机器人的速度为正常运行速度。

优选地，所述基于所述第二探测信息对所述扫地机器人的运行状态进行调整，包括：基于所述轮廓信息在所述图像信息中锁定所述障碍物；对所述障碍物的运动轨迹进行分析并获得分析结果；基于所述分析结果对所述扫地机器人的导航路径进行调整或停止所述扫地机器人的运行状态。

优选地，所述处理器还用于：在所述扫地机器人前方不存在障碍物或所述障碍物不处于活动状态的情况下，关闭所述第二检测装置，并控制所述扫地机器人继续执行清扫操作。

另外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明提供的方法。

通过上述技术方案，本发明在传统的扫地机器人上配置额外的第二检测装置，并在前方存在障碍物时进行辅助检测，能够有效检测出前方的活动物体，避免在移动过程中发生碰撞或被困的问题，相比于现有技术中的扫地机器人人大大提高了检测的精确性，提高了对扫地机器人的控制的有效性，提高了产品的智能化程度，提高了用户体验。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例提供的传统扫地机器人的底部结构示意图；

图2为本发明实施例提供的传统扫地机器人在当前场景内移动的示意图；

图3为本发明实施例提供的使用激光雷达和摄像头的扫地机器人的控制方法的具体实现流程图。

附图标记说明：

101外壳102行走轮

103万向轮104灰尘刷

105风口106清扫刷

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明实施例中的术语“系统”和“网络”可被互换使用。“多个”是指两个或两个以上，鉴于此，本发明实施例中也可以将“多个”理解为“至少两个”。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。另外，需要理解的是，在本发明实施例的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。

下面首先介绍本发明的背景技术。

传统的扫地机器人的底部结构请参见图1，传统的扫地机器人具有外壳101，例如为了保证在当前场景(请参见图2)内移动时具有最佳的穿越能力而采用的圆形外壳，在扫地机器人内部设置有驱动电机(未示出)，驱动电机通过控制行走轮102进行转动以带动整个扫地机器人在当前场景内移动，为了更好地控制扫地机器人的转弯等操作，还在扫地机器人的底部前方设置了万向轮103。在移动的过程中，一方面，扫地机器人底部的灰尘刷104不断旋转以将扫地机器人附近的垃圾或灰尘扫入扫地机器人的底部，另一方面，扫地机器人通过在底部的风口105产生强大的吸力，将扫至底部的垃圾或位于扫地机器人正前方的垃圾吸入扫地机器人的内部并储存起来，以完成对当前场景的清扫操作。进一步地，为了对大型垃圾或长条形的垃圾进行有效的清扫，提高扫地机器人的清洁效果，还在扫地机器人的底部中间设置清扫刷106，从而将扫入扫地机器人底部的垃圾进行更彻底的清扫，提高扫地机器人的清洁效果。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

请参见图3，本发明提供一种使用激光雷达和摄像头的扫地机器人的控制方法，所述控制方法包括：

s10)通过第一检测装置采集所述扫地机器人前方的第一探测信息；

s20)基于所述第一探测信息判断所述扫地机器人的前方是否存在障碍物；

s30)在所述扫地机器人前方存在障碍物的情况下，判断所述障碍物是否处于活动状态；

s40)在所述障碍物处于活动状态的情况下，启动第二检测装置采集所述扫地机器人前方的第二探测信息；

s50)基于所述第二探测信息对所述扫地机器人的运行状态进行调整。

在本发明实施例中，优选地，所述扫地机器人用于在当前场景中执行清扫操作，所述第一检测装置为激光雷达，所述第一探测信息为激光扫描信息，所述第二检测装置为摄像头，所述第二探测信息为图像信息。

在一种可能的实施方式中，扫地机器人在当前场景内执行清扫操作的过程中，通过激光雷达对当前场景进行实时信息采集以获得当前场景的激光扫描信息，扫地机器人对该激光扫描信息进行分析，例如将该激光扫描信息与预设的场景信息进行对比后，发现前方存在障碍物，并进一步判断该障碍物处于活动状态，因此立即启动摄像头以对该障碍物进行信息采集，扫地机器人根据采集的图像信息对扫地机器人的运行状态进行调整，以避免造成碰撞等事故的发生。

在本发明实施例中，通过为扫地机器人配置额外的第二检测装置，并通过第二检测装置对前方障碍物进行更精确的监控，以更精确的监控前方的活动物体，避免对前方的活动物体造成碰撞等事故的发生，大大提高了扫地机器人的智能化程度，提高了用户体验。同时在本发明实施例中，通过对第二检测装置的启动条件进行限制，而不是一直将第二检测装置处于开启状态，能够大大降低提高扫地机器人的检测精度所带来的能量消耗，因此不会对扫地机器人的正常工作造成影响，避免扫地机器人的能量消耗过快而频繁返回充电导致的用户困扰以及工作效率低下，提高了用户体验。

在本发明实施例中，所述判断所述障碍物是否处于活动状态，包括：基于所述激光扫描信息获取所述障碍物的轮廓信息；基于所述轮廓信息获取所述障碍物与所述扫地机器人的距离信息；获取所述扫地机器人的移动轨迹；基于所述移动轨迹以及所述距离信息判断所述障碍物是否处于活动状态。

在一种可能的实施方式中，扫地机器人在卧室进行清扫操作的过程中，检测到前方存在障碍物，因此进一步判断该障碍物是否为活动状态，例如扫地机器人是以预设时间单位(例如预设时间单位为100ms)为间隔对前方进行激光扫描，在确定前方存在障碍物时，则在当前获取的激光扫描信息中获取该障碍物的轮廓信息，并在继续监控的同时获取在此次激光扫描之后的后续预设次数(例如预设次数为4次)的激光扫描信息，若该障碍物在上述5次激光扫描信息内的位置发生了持续变化(例如根据障碍物的轮廓信息获取扫地机器人与该障碍物的距离信息，若在上述5次激光扫描信息中该距离信息处于持续变化的状况)，则确定该障碍物处于活动状态。

进一步地，在本发明实施例中，所述控制方法还包括：在所述障碍物处于活动状态的情况下，判断所述扫地机器人与所述障碍物的距离是否处于预设距离范围内；在所述扫地机器人与所述障碍物的距离处于所述预设距离范围内的情况下，降低所述扫地机器人的运行速度；在所述扫地机器人与所述障碍物的距离不处于所述预设距离范围内的情况下，保持或恢复所述扫地机器人的速度为正常运行速度。

在一种可能的实施方式中，扫地机器人在执行清扫操作的过程中，获取到前方2m的距离处存在活动物体，该距离大于预设距离(例如预设距离为30cm)，因此保持正常运行速度继续执行清扫操作，并对该障碍物进行持续监控，除非该障碍物不再活动或已离开扫地机器人的前方区域；另一时刻，扫地机器人在清扫过程中获取到自身与该障碍物的距离达到预设距离，因此立即降低自身的运行速度，并对该障碍物继续进行实时监控，当监控到扫地机器人与该障碍物的距离不处于预设距离的范围内的情况下，恢复扫地机器人的速度为正常运行速度并继续执行清扫操作。进一步地，为了避免发生碰撞造成伤害，本发明的控制方法还包括：在所述扫地机器人与所述障碍物的距离处于所述预设距离范围内的情况下，控制扫地机器人停止运行，以等待该障碍物离开。

在本发明实施例中，通过在进行清扫操作的过程中，对前方障碍物的运动状态进行分析，而不是简单地检测前方是否存在障碍物，从而对前方的活动物体进行有效的监控，一旦前方的活动物体与扫地机器人的距离太近，则控制扫地机器人切换为安全的运行状态，例如缓速运行或停止运行，以避免发生碰撞或被困等事故的发生，大大提高了扫地机器人的智能化程度，提高了用户体验。

在本发明实施例中，所述基于所述第二探测信息对所述扫地机器人的运行状态进行调整，包括：基于所述轮廓信息在所述图像信息中锁定所述障碍物；对所述障碍物的运动轨迹进行分析并获得分析结果；基于所述分析结果对所述扫地机器人的导航路径进行调整或停止所述扫地机器人的运行状态。

在一种可能的实施方式中，扫地机器人确定前方存在处于活动状态的障碍物，因此立即启动摄像头以对该障碍物进行监控，在获得摄像头采集的图像信息后，根据激光扫描信息中获取的轮廓信息在该图像信息中锁定该障碍物，并对该障碍物的运动轨迹进行分析，例如可以分析在不同时刻采集的图像信息中该障碍物的轮廓变化趋势，以确定该障碍物的运动趋势，若根据该障碍物的运动趋势发现该障碍物仅在靠近扫地机器人的地方活动，则对扫地机器人的导航路径进行调整，以在执行清扫操作的过程中与该障碍物保持合理的距离；若根据该障碍物的运动轨迹判断扫地机器人将与该障碍物发生碰撞，则停止扫地机器人的运行状态，以等待该障碍物自行离开或等待该障碍物处于不活动状态。

在本发明实施例中，通过根据扫地机器人前方的障碍物的运动状态以及运动区域控制扫地机器人的运行状态，大大提高了扫地机器人的智能化程度，避免了因对室内的活动物体，例如小孩和老人、宠物等物体发生碰撞而导致的事故，同时也能够避免因被踩踏而导致的损坏事故，提高了扫地机器人的使用寿命，提高了用户体验。

进一步地，在本发明实施例中，所述控制方法还包括：在所述扫地机器人前方不存在障碍物或所述障碍物不处于活动状态的情况下，关闭所述第二检测装置，并控制所述扫地机器人继续执行清扫操作。

在一种可能的实施方式中，扫地机器人在厨房内进行清扫操作的过程中，监控到与前方障碍物(例如该障碍物为成年人)存在碰撞的风险，因此停止在原地以等待该成年人的活动状态发生变化，该成年人在厨房拿取东西后离开厨房，因此扫地机器人获取到前方不存在障碍物，因此关闭摄像头并继续按照导航路径执行清扫操作。

在本发明实施例中，通过对扫地机器人前方的障碍物的运动状态以及运行区域进行实时的监控，并自动根据监控结果改变或恢复自身的运行状态，而不需要用户频繁手动进行操作，大大减少了扫地机器人意外停止而对用户造成的干扰，提高了扫地机器人的智能化程度，提高了用户体验。

另外，本发明还提供一种使用激光雷达和摄像头的扫地机器人的控制装置，所述控制装置包括：第一检测装置，用于采集所述扫地机器人前方的第一探测信息；处理器，与所述第一检测装置电连接，用于基于所述第一探测信息判断所述扫地机器人的前方是否存在障碍物；在所述扫地机器人前方存在障碍物的情况下，判断所述障碍物是否处于活动状态；第二检测装置，与所述处理器电连接，用于在所述障碍物处于活动状态的情况下，采集所述扫地机器人前方的第二探测信息；所述处理器还用于：基于所述第二探测信息对所述扫地机器人的运行状态进行调整。

在本发明实施例中，所述扫地机器人用于在当前场景中执行清扫操作，所述第一检测装置为激光雷达，所述第一探测信息为激光扫描信息，所述第二检测装置为摄像头，所述第二探测信息为图像信息。

在本发明实施例中，所述判断所述障碍物是否处于活动状态，包括：基于所述激光扫描信息获取所述障碍物的轮廓信息；基于所述轮廓信息获取所述障碍物与所述扫地机器人的距离信息；获取所述扫地机器人的移动轨迹；基于所述移动轨迹以及所述距离信息判断所述障碍物是否处于活动状态。

在本发明实施例中，所述处理器还用于：在所述障碍物处于活动状态的情况下，判断所述扫地机器人与所述障碍物的距离是否处于预设距离范围内；在所述扫地机器人与所述障碍物的距离处于所述预设距离范围内的情况下，降低所述扫地机器人的运行速度；在所述扫地机器人与所述障碍物的距离不处于所述预设距离范围内的情况下，保持或恢复所述扫地机器人的速度为正常运行速度。

在本发明实施例中，所述基于所述第二探测信息对所述扫地机器人的运行状态进行调整，包括：基于所述轮廓信息在所述图像信息中锁定所述障碍物；对所述障碍物的运动轨迹进行分析并获得分析结果；基于所述分析结果对所述扫地机器人的导航路径进行调整或停止所述扫地机器人的运行状态。

在本发明实施例中，所述处理器还用于：在所述扫地机器人前方不存在障碍物或所述障碍物不处于活动状态的情况下，关闭所述第二检测装置，并控制所述扫地机器人继续执行清扫操作。

另外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明提供的方法。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。