一种基于清洁机器人的清扫控制方法及芯片与流程

本发明属于智能家用电器领域，特别涉及一种基于清洁机器人的清扫控制方法及芯片。

背景技术：

随着技术的进步，清洁类机器人功能逐步能够满足人们的日常生活，市场渗透率不断提升。目前清洁机器人主要靠滚刷扫加吸尘的方式来实现垃圾的清扫，但存在着噪声大的问题。

技术实现要素：

本发明就是鉴于上述现有技术的不合适情况提出的，其技术方案如下：

一种基于清洁机器人的清扫控制方法，所述清洁机器人装设有机壳、主刷、边刷、真空吸尘器、地图记录部件、垃圾盒、壁面检测部件、垃圾检测部件和垃圾归拢挡板，所述清扫控制方法包括如下步骤：步骤s1：所述清洁机器人关闭所述主刷和所述真空吸尘器，进入安静清扫模式，并根据所述地图记录部件记录的地图数据归拢预设行走路径上的待清扫垃圾，当所述清洁机器人设置所述预设行走路径为螺旋状行走路径时，进入步骤s2；当所述清洁机器人设置所述预设行走路径为间歇式的直线行走路径时，进入步骤s3；步骤s2：所述清洁机器人沿着螺旋状行走路径将当前清洁区域内的待清扫垃圾归拢到预设收集位置上，然后打开所述主刷和所述真空吸尘器，进入常规清扫模式，将归拢的垃圾吸收入到所述垃圾盒中；其中，所述预设收集位置为所述螺旋状行走路径的螺旋中心位置；步骤s3：所述清洁机器人通过所述垃圾归拢挡板将当前段直线行走路径上的待清扫垃圾归拢到所述壁面检测部件检测到的一个物理边界处，然后打开所述主刷和所述真空吸尘器，使得归拢的垃圾吸收入到所述垃圾盒中，并进入步骤s4；步骤s4:关闭所述主刷和所述真空吸尘器，在所述当前段直线行走路径及步骤s3检测到的物理边界的交点处进行转弯，并沿着所述物理边界行走一个预设距离，然后根据所述地图记录部件的地图数据确定下一段直线行走路径的方向，并进入步骤s5；其中，所述预设距离设置为所述清洁机器人的机身宽度；步骤s5：重复步骤s3至步骤s4，直到所述清洁机器人遍历完当前清洁区域。

进一步地，所述预设行走路径包含第一横向行走路径、与第一横向行走路径连续的第一纵向行走路径、与第一横向行走路径平行且与第一纵向行走路径连续的第二横向行走路径和与第二横向行走路径连续的第二纵向行走路径。

进一步地，所述螺旋状行走路径中，所述第一横向行走路径、所述第一纵向行走路径、所述第二横向行走路径、和所述第二纵向行走路径构成所述螺旋状行走路径的一个周期路径；其中，连续且相邻的两个所述周期路径的间隔设置为所述主刷清扫宽度的1至2倍。

进一步地，所述间歇式的直线行走路径中，所述第一横向行走路径、所述第一纵向行走路径、所述第二横向行走路径和所述第二纵向行走路径构成弓字形行走路径；其中，当所述当前段直线行走路径是所述第一横向行走路径，则所述下一段直线行走路径是所述第二横向行走路径；或者，当所述当前段直线行走路径是所述第一纵向行走路径，则所述下一段直线行走路径是所述第二纵向行走路径，所述当前段直线行走路径和所述下一段直线行走路径的间距设置为等于所述清洁机器人的机身宽度；所述第一纵向行走路径和所述第二纵向行走路径是所述物理边界所在的直线路径,或者，所述第一横向行走路径和所述第二横向移动路是所述物理边界所在的直线路径。

进一步地，所述清扫控制方法还包括：所述垃圾检测部件实时采集检测表征待清扫的垃圾量的参数，再将之与预设阈值进行比较，当所述参数大于所述预设阈值时，开启所述主刷和所述真空吸尘器，使得所述垃圾归拢挡板前的所述待清扫垃圾被吸入垃圾盒中；当所述参数小于所述预设阈值时，所述主刷和所述真空吸尘器保持关闭。

一种芯片，该芯片存储所述清扫控制方法对应的程序代码。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：通过控制清洁机器人在螺旋行走过程中归拢垃圾到预设收集位置进行吸收处理，降低整个清扫过程的噪声；通过在检测到的物理边界处收集垃圾，实现扫刷部件和吸尘部件的间歇式工作，从而减少整体的清扫功耗。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种基于清洁机器人的垃圾归拢挡板的结构分布示意图；

图2为实施例一提供的一种基于清洁机器人的螺旋状行走路径的示意图；

图3为实施例二提供的一种基于清洁机器人的间歇式的直线行走路径的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细描述。

如图1所示，本实施例提供的一种具有低噪声清扫功能的清洁机器人，所述清洁机器人装设有机壳101、主刷103、边刷、真空吸尘器、地图记录部件、垃圾盒和垃圾归拢挡板102，其中，机壳101底部开设有边刷装配口，位于主刷103的前面，而垃圾归拢挡板102固定设置在机壳101底部的边刷装配口处，或者固定设置在原有的边刷结构的前方。如图1所示，垃圾归拢挡板102的下端倾斜向主刷103，垃圾归拢挡板102的上端向远离主刷103的前方倾斜。在进行清扫过程中，所述清洁机器人分为安静清扫模式和常规清扫模式。在常规清扫模式下，与其他清洁类机器人无异，打开主刷103和真空吸尘器，实现边走边收集垃圾。在安静清扫模式下，所述清洁机器人保持关闭主刷103和真空吸尘器，根据所述地图记录部件的地图数据将当前清洁区域内的预设行走路径上的待清扫垃圾归拢到预设收集位置，从而降低整个清扫过程的噪声。在这一垃圾归拢的过程中，垃圾归拢挡板102受驱动机构的驱动作用而向前运动，将归拢的待清扫垃圾扫往垃圾归拢挡板102，直到将所述预设行走路径上的所述待清扫垃圾归拢到所述预设收集位置，然后打开主刷103和真空吸尘器，所述清洁机器人由所述安静清扫模式进入所述常规清扫模式。具体地，在所述预设收集位置上主刷103滚动，配合垃圾归拢挡板102的阻挡作用，所述待清扫垃圾会顺着垃圾归拢挡板102被送往垃圾归拢挡板102及其上方的机壳101之间的垃圾入口通道，再在真空吸尘器的作用下，所述待清扫垃圾被吸入垃圾盒中。

优选地，所述预设行走路径为螺旋状行走路径时，所述预设收集位置为所述螺旋状行走路径的螺旋中心位置。当所述预设行走路径被设置为螺旋形或回字形的行走路径时，所述地图记录部件在所述清洁机器人行走过程中对当前清洁区域进行标记并写入地图中，直到所述螺旋状行走路径的螺旋中心位置的周围已经是已标记的区域位置，则将所述螺旋中心位置标记为一个统一的垃圾收集位置，即所述预设收集位置。所述地图记录部件可以通过现有视觉方案或者激光方案生成的地图为所述清洁机器人提供当前清洁区域内的所述地图数据，所述清洁机器人可以在清扫过程中利用所述地图记录部件规划相应的行走路径，从而在当前清洁区域内进行螺旋形或回字形的行走，从外围开始把垃圾不断的往所述螺旋中心位置进行推，在最后的收集点（可以在墙边，也可以如图2的位置o），开动主刷103和真空吸尘器，统一吸收到所述垃圾盒中，然后结束清扫。

优选地，所述清洁机器人还装设有壁面检测部件，所述壁面检测部件用于检测当前清洁区域的物理边界信息，即对应室内可以移动的区域的外周的墙壁和门，或者，所述地图记录部件所配置的障碍物区域的物理边界。当所述预设行走路径被设置为间歇式的直线行走路径时，所述预设收集位置为每一段直线路径上的垃圾收集位置，并且，每一段直线路径的终点对应所述壁面检测部件检测的物理边界。所述清洁机器人在走直线路径的过程中，通过所述垃圾归拢挡板将当前一段直线行走路径上的待清扫垃圾归拢到所述地图数据记录的当前的物理边界位置处进行吸收，接着将下一段直线行走路径上的待清扫垃圾归拢到下一个物理边界位置处进行吸收到垃圾盒中，在物理边界处，虽然所述清洁机器人会产生间歇的噪声，但整体上可以降低功耗。

优选地，所述清洁机器人还包括所述垃圾检测部件，装设在所述垃圾归拢挡板的前面，用于实时采集检测归拢的待清扫垃圾量对应的参数，并按照确定的所述参数匹配的清洁作业模式控制所述主刷和所述真空吸尘器进行清洁作业。其中，所述清洁作业模式包括所述安静清扫模式和所述常规清扫模式。所述垃圾检测部件可以是一组红外对射单元，装设在所述垃圾归拢挡板的前面，当垃圾挡住红外对射单元所对应的传感器时，通过采集检测归拢的待清扫垃圾量对应的参数与预设阈值比较，当所述参数大于预设阈值时，表征垃圾归拢挡板102前方归拢的垃圾比较多，则所述清洁机器人由所述安静清扫模式切换到所述常规清扫模式，开启所述主刷和所述真空吸尘器吸入垃圾。

本发明实施例提供的一种基于上述清洁机器人的清扫控制方法，包括，步骤s1：所述清洁机器人关闭主刷103和真空吸尘器，从而进入安静清扫模式，并根据所述地图记录部件记录的地图数据归拢预设行走路径上的待清扫垃圾，当所述清洁机器人设置所述预设行走路径为螺旋状行走路径时，进入步骤s2，其对应的所述清洁机器人的清扫控制方法可作为实施例一，具体的路径如图2所示；当所述清洁机器人设置所述预设行走路径为间歇式的直线行走路径时，进入步骤s3，其对应的所述清洁机器人的清扫控制方法可作为实施例二，具体的路径如图3所示。

实施例一：

在步骤s2中，所述清洁机器人沿着螺旋状行走路径将当前清洁区域内的待清扫垃圾归拢到预设收集位置上，然后打开所述主刷和所述真空吸尘器，进入常规清扫模式，将归拢的垃圾吸收入到所述垃圾盒中；其中，所述预设收集位置为所述螺旋状行走路径的螺旋中心位置。如图2所示，201表示当前清洁区域，位置a为所述清洁机器人的起始位置，位置o为所述螺旋状行走路径的螺旋中心位置，所述清洁机器人从位置a出发，沿着路径ab行走至位置b，则路径ab上的待清扫垃圾被归拢至位置b，路径ab作为所述螺旋状行走路径的第一横向行走路径，需要说明的是，虽然图2中的路径ab是直线，但是图2的路径ab仅作为优选实施例进行说明，所述第一横向行走路径还可以包括曲线；所述清洁机器人在位置b开始转弯，使其沿着路径bc行走至位置c，则路径ab和路径bc上的待清扫垃圾都被归拢至位置c，路径bc作为所述螺旋状行走路径的第一纵向行走路径，第一纵向行走路径与第一横向行走路径连续，且第一纵向行走路径包括直线或曲线路径；接着，所述清洁机器人在位置c处转弯，使其沿着路径cd行走至位置d，则路径ab、路径bc和路径cd上的待清扫垃圾都被归拢至位置d，路径cd作为所述螺旋状行走路径的第二横向行走路径，第二横向行走路径与所述第一横向行走路径平行且与所述第一纵向行走路径连续；然后所述清洁机器人在位置d处转弯，使其沿着路径de行走至位置e，则路径ab、路径bc、路径cd和路径de上的待清扫垃圾都被归拢至位置e，路径de作为所述螺旋状行走路径的第二纵向行走路径；此时，所述螺旋状行走路径中，所述第一横向行走路径（路径ab）、所述第一纵向行走路径（路径bc）、所述第二横向行走路径（路径cd）和所述第二纵向行走路径（路径de）构成所述螺旋状行走路径的第一个周期路径。然后所述清洁机器人在位置e处转弯以改变行走方向，使其沿着路径ef行走至位置f，则前述周期路径上的待清扫垃圾被归拢至位置f，路径ef作为所述螺旋状行走路径的第二个周期路径的第一横向行走路径，其中，路径ef与第一个周期路径的所述第二纵向行走路径（路径de）连续。然后所述清洁机器人按照上述行走路径规划方法运动至所述螺旋状行走路径的螺旋中心位置o，使得所述清洁机器人在相互连接的多条连续的螺旋状行走路径的周期路径上行走，最后在所述螺旋状行走路径的螺旋中心位置o处，所述清洁机器人打开所述主刷和所述真空吸尘器，进入常规清扫模式，将归拢的垃圾吸收入到所述垃圾盒中。其中，连续的两个周期路径的间隔在图2中表示为：路径ef所在直线与路径ab所在的直线的间距，即第一个周期路径的所述第一横向行走路径（路径ab）与第二个周期路径的所述第一横向行走路径（路径ef）的间距，其数值是所述清洁机器人设置的，是主刷102清扫宽度的1至2倍。本实施例中所述清扫控制方法降低清扫噪声。

需要说明的是，当所述预设行走路径被设置为螺旋形或回字形的行走路径时，所述地图记录部件在所述清洁机器人行走过程中对当前清洁区域进行标记并写入地图中，直到所述螺旋状行走路径的螺旋中心位置0的周围已经是已标记的区域位置，则在所述螺旋中心位置o进入常规清扫模式，将当前位置归拢的垃圾吸收处理，其中，所述第一横向行走路径（路径ab）的路径长度小于当前清洁区域201的横向长度，所述第一纵向行走路径（路径bc）小于当前清洁区域201的纵向长度。

另外，所述清扫控制方法不会因为不同的清洁区域而产生差异，当所述清洁机器人执行完成步骤s2后，进入新的清洁区域后，仍然按照所述清扫控制方法规划出所述螺旋状行走路径，保持所述安静清扫模式进行待清扫垃圾的归拢处理，最后在新的螺旋中心位置切换到所述常规清扫模式进行吸收处理。

实施例二：

在步骤s3中，所述清洁机器人通过垃圾归拢挡板102将当前段直线行走路径上的待清扫垃圾归拢到所述壁面检测部件检测到的一个物理边界处，然后打开主刷103和所述真空吸尘器，使得归拢的垃圾吸收入到所述垃圾盒中，并进入步骤s4。如图3所示，301表示当前清洁区域，位置a1为所述清洁机器人的清洁起始位置，所述清洁机器人沿着路径a1b1运动至位置b1，在保持主刷103和所述真空吸尘器关闭的安静清扫模式下，将路径a1b1上的待清扫垃圾归拢至位置b1，则路径a1b1为所述间歇式的直线行走路径的第一横向行走路径。在位置b1处，所述壁面检测部件检测到清洁区域301的一个物理边界，所述清洁机器人由安静清扫模式切换到常规清扫模式，开启主刷103和所述真空吸尘器，将归拢至位置b1处的垃圾进行吸收处理。

步骤s4中，所述清洁机器人关闭主刷103和所述真空吸尘器，在所述当前段直线行走路径及其横向或纵向物理边界的交点处进行转弯，并沿着横向或纵向物理边界行走一个预设距离，然后根据所述地图记录部件的地图数据确定下一段直线行走路径的方向，并进入步骤s5。其中，所述预设距离设置为所述清洁机器人的机身宽度。如图3所示，所述清洁机器人先关闭主刷103和所述真空吸尘器，再在位置b1处转弯，然后沿着路径b1c1运动至位置c1，在所述清洁机器人行走过程中，所述地图记录部件标记路径b1c1的位置信息，并写入地图作为地图数据，然后所述清洁机器人根据所述地图记录部件的地图数据确定下一段直线行走路径的方向，即控制所述清洁机器人在位置c1由路径b1c1的方向转向路径c1d1的方向，以便在从位置c1开始沿着路径c1d1行走至位置d1，其中，路径b1c1为路径a1b1对应的纵向物理边界，路径b1c1也作为所述间歇式的直线行走路径的第一纵向行走路径；位置b1为路径b1c1与路径a1b1的交点位置。

需要说明的是，当所述当前段直线行走路径是所述第一横向行走路径，则所述下一段直线行走路径是所述第二横向行走路径，这是上述实施例一的路径规划方式；或者，当所述当前段直线行走路径是所述第一纵向行走路径，则所述下一段直线行走路径是所述第二纵向行走路径，这一路径规划方式与实施例一的相似，故不再赘述。所述当前段直线行走路径和所述下一段直线行走路径的间距是所述清洁机器人的机身宽度。

步骤s5：重复步骤s3至步骤s4，直到所述清洁机器人遍历完当前清洁区域。如图3所示，在保持主刷103和所述真空吸尘器关闭的安静清扫模式下，所述清洁机器人从位置c1开始沿着路径c1d1行走至位置d1，并将路径c1d1上的待清扫垃圾归拢至位置d1，则路径c1d1为所述间歇式的直线行走路径的第二横向行走路径，与本实施例中所述第一横向行走路径平行。然后在位置d1处，所述壁面检测部件检测到清洁区域301的另一个物理边界，所述清洁机器人由安静清扫模式切换到常规清扫模式，开启主刷103和所述真空吸尘器，将归拢至位置d1处的垃圾进行吸收处理。所述清洁机器人先关闭主刷103和所述真空吸尘器，再在位置d1处转弯，然后沿着路径d1e1运动至位置e1，在所述清洁机器人行走过程中，所述地图记录部件标记路径d1e1的位置信息，并写入地图作为地图数据，然后所述清洁机器人根据所述地图记录部件的地图数据确定下一段直线行走路径的方向。其中，路径d1e1为路径c1d1对应的纵向物理边界，路径c1d1也作为所述间歇式的直线行走路径的第二纵向行走路径；位置d1为路径c1d1与路径d1e1的交点位置。然后从位置e1开始重复上述步骤s3至上述步骤s4，直到所述清洁机器人通过所述间歇式的直线行走路径遍历完清洁区域301，并且到达位置o1为止。然后所述清洁机器人在清洁区域301内沿边行走返回起始位置。本发明实施例中，所述清扫控制方法虽然会产生间歇性噪声，但总体上相对于实施例一，降低清扫的功耗。

需要说明的是，所述间歇式的直线行走路径中，如图3所示，所述第一横向行走路径（路径a1b1）、所述第一纵向行走路径（路径b1c1）、所述第二横向行走路径（路径c1d1）和所述第二纵向行走路径（路径d1e1）构成弓字形行走路径，其中，所述第一纵向行走路径（路径b1c1）和所述第二纵向行走路径（路径d1e1）是所述物理边界所在的直线路径，所述第一纵向行走路径（路径b1c1）和所述第二纵向行走路径（路径d1e1）的距离长度设置为等于所述清洁机器人的机身宽度，有利于提高清扫覆盖率。另外，所述第一横向行走路径和所述第二横向移动路也可成为所述物理边界所在的直线路径，这因当前清洁区域的障碍物或墙壁位置而异，基于所述清扫控制方法所规划的清扫路径只是横向和纵向的路径状态对调，故不再赘述。总之，在所述壁面检测部件检测到所述物理边界之前，所述清洁机器人保持主刷103和所述真空吸尘器关闭，并通过所述垃圾归拢挡板持续将垃圾进行归拢处理。

优选地，在实施例一和实施例二所述清扫控制方法中，还包括：所述清洁机器人在所述预设行走路径上归拢待清扫垃圾的过程中，所述垃圾检测部件实时采集检测表征待清扫的垃圾量的参数，再将之与预设阈值进行比较。所述垃圾检测部件可以是一组红外对射单元，当垃圾归拢挡板102前归拢的垃圾量比较大，挡住红外对射单元，使其检测采集得到的参数发生较大的变化。当所述参数大于所述预设阈值（例如20%）时，确定由所述安静清扫模式进入常规清扫模式，开启主刷103和所述真空吸尘器，从而将垃圾归拢挡板102前的所述待清扫垃圾吸入垃圾盒中，避免归拢垃圾过多而影响清扫效率；当所述参数小于所述预设阈值时，保留在安静清扫模式，保持主刷103和所述真空吸尘器关闭，直到运动到所述预设收集位置再进行吸收处理，以降低清扫噪声。

一种芯片，该芯片存储所述清扫控制方法对应的程序代码。所述程序代码用于控制机器人执行以上实施例所述清扫控制方法。所述芯片可以是机器人主控芯片、机器人辅助控制芯片或者机器人处理器芯片等。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。