用于检测机器人清洁装置的测量误差的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及机器人清洁装置(10，10’)，该机器人清洁装置包括：主体(11)；推进系统(12，13，15a，15b)；接触检测部(32)，该接触检测部连接至该主体(11)上；航位推算传感器(30，30’)，该航位推算传感器操作性地连接至该推进系统上；以及障碍物检测装置，该障碍物检测装置包括被安排成在该主体上、彼此相距一定距离的相机(23)和第一结构光源(27)。该机器人清洁装置可以另外包括被安排成用于控制该推进系统的处理单元(16)。该障碍物检测装置和该处理单元被安排成用于估计与该地标的距离(DC)，并且随后使该机器人清洁装置移动至与该地标相接触而同时测量与该地标的实际距离(DA)，由此接着将该实际距离与该距离进行比较以便检测测量误差。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种机器人清洁装置以及一种用于该机器人清洁装置的、检测该机器人清洁装置的障碍物检测装置中的测量误差的方法。专利技术背景在许多
中，希望使用具有自主行为的机器人，使得它们可以在空间内四处自由移动而不与可能的障碍物碰撞。机器人真空吸尘器在本领域是已知的并且通常装备有呈一个或多个电机形式的驱动装置用于使该吸尘器在待清洁的表面上移动。机器人真空吸尘器另外配备有呈用于引起自主行为的一个或多个微处理器和导航装置形式的智能，从而使得机器人真空吸尘器能够自由地来回移动并且清洁例如呈房间的形式的空间。因此，这些现有技术机器人真空吸尘器具有或多或少地自主地对其中具有家具(如桌椅)以及其他障碍物(如墙壁和楼梯)的房间进行真空吸尘的能力。这些机器人真空吸尘器通过使用结构光(例如，像线激光束)在房间内导航，以便照亮有待检测的障碍物并且将从这些障碍物直接反射的激光返回引向该吸尘器，从而确定这些障碍物位于房间内的什么地方。该机器人清洁装置的障碍物检测装置的相机连续地捕捉图像，并且通过在所捕捉图像中检测直接反射的激光线、并且基于该吸尘器的已知位置使用三角函数可以估计出距离所照亮的障碍物(例如墙壁或地板)的距离，这样使得随后可以创建该房间相对于该机器人吸尘器的3D表示。为了检测与所照亮物体的距离，通常将结构光源安排在离该机器人吸尘器上的相机等已知距离处(所谓的基线)。此外，优选地将结构光源安排为具有已知角度以确保该结构光源的反射光线处于相机的视野内。为了计算或估计机器人吸尘器与物体/地标之间的距离，使用了三角公式或算法，如以上所提及的。在这些算法中，使用了结构光源所安排在的已知角度的值的固定参数以及基线长度的另外固定参数。这些参数通常是通过在每个机器人吸尘器的生产之后在工厂内进行测试而确定的。替代地，这些参数可以在生产过程中在包括该算法的处理单元中预先设定。问题在于，该基线的实际长度和/或该结构光源所安排在的实际角度可能由于该机器人吸尘器内的温度变化(由于例如运输过程中的振动)、该结构光源所嵌入其中的材料的变化等而随着时间变化。具体而言，该结构光源所安排在的实际角度的变化在使用障碍物检测装置和三角函数算法来估计距离时可能出现误差。所以，使用相机和结构光源所执行的测量在一些情况下是不准确的或者它们可能随时间而变化。在这样的情况下，需要检查并验证该机器人吸尘器，使得可以校准/调整这些参数。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种被配置成用于检测分别在障碍物检测装置和处理单元中出现的测量误差的机器人清洁装置。有利的是，该机器人清洁装置被配置成用于自主地校准算法中用来估计该机器人清洁装置相对于物体/地标的位置的多个参数。该机器人清洁装置以及由该机器人清洁装置所执行的用于检测测量误差的方法的宗旨在于识别地标，例如平坦的墙壁，以便通过使用障碍物检测装置来估计与该地标的距离、并且接着通过从当前位置移动至与该地标相接触而在该机器人清洁装置内使用航位推算法来确定与该地标的实际距离。接着可以将通过相机、结构光源、和处理器所获得的距离与通过航位推算法所获得的实际距离进行比较来确定测量误差。在此披露了一种用于检测机器人清洁装置的障碍物检测装置的测量误差的方法，该方法包括以下步骤：通过用结构光来照亮地标并且从该结构光的反射中提取信息来估计该地标相对于该机器人清洁装置的距离，移动到与该地标相接触而同时航位推算出与该地标的实际距离，并且将该实际距离与该距离进行比较以便检测该障碍物检测装置的测量误差。在以上方法中，该机器人清洁装置可以甚至被配置成用于获得关于该地标的位置的估计值。该机器人清洁装置因此能够在操作过程中检测测量误差。不需要将机器人清洁装置发送给生产商去检测误差。因此，该机器人清洁装置是非常自主且使用方便的。在实施例中，该方法可以包括以下步骤通过远离该地标移动返回并且再次与该地标相接触，将以上步骤中的一些或全部步骤重复若干次。因此这些距离在每次测量时不需要是相同的。该地标可以优选地是平坦的且不移动的地标，如墙壁等。在另外的实施例中，该方法可以包括以下步骤：确定所检测到的这些测量误差是否一致。这是有利地，因为一次测量不能作为代表，因为该机器人清洁装置的轮子在朝向地标移动的过程中可以转动。另一个潜在问题可能是，在该机器人清洁装置移动到与地标相接触时，地板上的灰尘影响该机器人清洁装置的移动路线。因此，可以优选地执行若干次测量以便检测到一致的测量误差。当发现在若干次执行该方法的过程中所检测到的测量误差一致时，可以调整距离计算算法中的参数。这个校准步骤可以帮助提供一种能够在长期操作内准确地进行连续测量的机器人清洁装置。在实施例中，在距离计算算法中的该参数可以是结构光源相对于该障碍物检测装置的相机的观察方向所安排在的角度的值。可以调整例如与基线有关的其他参数，该基线是障碍物检测装置的相机与结构光源之间的距离。在该方法的实施例中，在预定操作时间已经过去之后，可以执行以上步骤中的一些或全部步骤。在另外的实施例中，如果振动和/或温度传感器检测到高于或低于温度阈值的温度，则可以执行以上步骤中的一些或全部步骤。该机器人清洁装置内的高温(例如在夏天清洁光照良好的房间的过程中或在长期操作之后)可能影响结构光源所嵌入其中的材料和/或该结构光源本身的材料。温度阈值可以防止产生自高温或低温的测量误差。替代地或此地，温度传感器可以是振动传感器等，该传感器记录振动或冲击并且被配置成用于在这样的振动或冲击时间段过去之后开始进行测量误差检测。在另外的实施例中，如果该机器人清洁装置已经在闲置模式下保持了预定时间段，则可以开始以上步骤中的一些或全部步骤。长的闲置时间段(例如，存放)可能将机器人清洁装置暴露在可能影响该实际角度或实际基线的高/低温度、湿度、以及其他应力下。因此，一旦机器人清洁装置已经闲置了预定时间段，该机器人清洁装置就将执行以上步骤中的一些或全部步骤，以便提供改善的准确度。在此披露了一种机器人清洁装置，该机器人清洁装置包括：主体，推进系统，该推进系统被安排成用于使该机器人清洁装置移动，接触检测部，该接触检测部连接至该主体上并且被安排成用于检测该机器人清洁装置是否与物体相接触，以及连接至该推进系统上的航位推算传感器。该机器人清洁装置另外包括障碍物检测装置以及被安排成用于控制该推进系统的处理单元，该障碍物检测装置包括被安排成在该主体上的、彼此相距一定距离的3D传感器系统(可以例如是3D相机系统、3D激光系统等)和第一结构光源。该障碍物检测装置被安排成用于通过用来自该第一结构光源的结构光来照亮地标，来将该地标相对于该机器人清洁装置定位。该处理单元被安排成用于基于所检测到的该结构光的反射来估计与该地标的距离，并且随后使该机器人清洁装置移动至与该地标相接触而同时经由该航位推算传感器来测量与该地标的实际距离，由此接着将该实际距离与该距离进行比较以便检测测量误差。该机器人清洁装置因此有利地被配置成用于自主地检测测量误差。由该航位推算传感器所测量的实际距离被认为是准确距离。在另外的实施例中，该机器人清洁装置可以包括第二结构光源。在实施例中，该第一和/或第二机构光源可以相应地相对于该机器人清洁装置的主体的前端部以及该障碍物检测装置的相机的观察方向以某个角度进行安本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测机器人清洁装置(10，10’)的障碍物检测装置的测量误差的方法，包括以下步骤：‑通过用结构光来照亮地标(36)并且从该结构光的反射中提取信息来估计(S3)与该地标的距离(DC)；‑移动(S4)到与该地标相接触而同时航位推算出与该地标的实际距离(DA)；并且‑将该实际距离(DA)与该距离进行比较(S5)以便检测(S6)该障碍物检测装置的测量误差。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.10 SE 1450886-51.一种用于检测机器人清洁装置(10，10’)的障碍物检测装置的测量误差的方法，包括以下步骤：-通过用结构光来照亮地标(36)并且从该结构光的反射中提取信息来估计(S3)与该地标的距离(DC)；-移动(S4)到与该地标相接触而同时航位推算出与该地标的实际距离(DA)；并且-将该实际距离(DA)与该距离进行比较(S5)以便检测(S6)该障碍物检测装置的测量误差。2.根据权利要求1所述的方法，包括以下步骤：通过远离该地标移动返回并且再次与该地标相接触，将以上步骤(S1，S3，S5，S6)重复(S7)若干次。3.根据权利要求2所述的方法，包括以下步骤：确定(S8)所检测到的这些测量误差是否一致。4.根据权利要求3所述的方法，包括以下步骤：如果检测到这些测量误差是一致的，则调整(S9)距离计算算法中的参数。5.根据权利要求4所述的方法，其中，在该距离计算算法中的该参数是结构光源相对于该障碍物检测装置的观察方向(V)所安排在的角度(α)的值。6.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，在该机器人清洁装置的预定操作时间过去之后，执行以上步骤(S3，S4，S5，S6，S7，S8，S9)中的一些或全部步骤。7.根据以上权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，如果振动和/或温度传感器(34)检测到高于或低于温度阈值的温度，则执行以上步骤(S3，S4，S5，S6，S7，S8，S9)中的一些或全部步骤。8.根据以上权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，如果该机器人清洁装置已经在闲置模式下保持了预定时间段，则开始以上步骤(S3，S4，S5，S6，S7，S8，S9)中的一些或全部步骤。9.一种机器人清洁装置(10，10’)，包括：主体(11)；推进系统(12，13，15a，15b)，该推进系统被安排成用于使该机器人清洁装置移动；接触检测部(32)，该接触检测部连接至该主体(11)上并且被安排成用于检测该机器人清洁装置是否与物体相接...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·黑格马克，
申请(专利权)人：伊莱克斯公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE