移动机器人区域清洁制造技术

本发明专利技术公开一种清洁机器人，包括底架；连接到底架并且配置为驱动机器人的驱动系统；由底架承载的信号发射器和传感器；和与驱动系统及传感器通信的控制器。信号发射器朝向地板表面导向信号。传感器对从地板表面的反射信号进行响应。响应于表示地板表面边缘的反射信号，控制器控制驱动系统以改变机器人的方向。

Mobile robot area cleaning

The invention discloses a cleaning robot, which comprises a bottom frame connected to the frame; and configure the drive system of the robot; the signal transmitter consists of a chassis and bearing sensor; and driving system and sensor communication controller. The signal emitter guides the signal toward the floor surface. The sensor responds to reflected signals from the floor surface. In response to a reflected signal representing the edge of the floor surface, the controller controls the drive system to change the direction of the robot.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】移动机器人区域清洁
本公开涉及控制移动机器人，特别是自主清洁机器人，以保持在一区域内，并且特别地，涉及用于指定进行清洁的区域的技术。
技术介绍
机器人通常为由控制器或电子编程引导的机电机器。现在执行例如地板清洁的家务功能的自主机器人是易于得到的消费品。移动机器人具有在其周围环境四处移动的能力，并且不固定到一个物理位置；但是，在一个房间工作的吸尘机器人可能在令人满意地完成吸尘之前意外地从一个房间漫游到另一房间或从一区域漫游到另一区域。
技术实现思路
本公开总体涉及移动机器人和将该机器人的运动限定到有限区域，例如区域毯表面的方法。机器人可包括多个传感器，用于在清洁过程期间使用，这些传感器中的一个或多个可有利地配置为帮助将机器人的运动限制到规定区域，例如机器人在其上启动清洁过程的地板表面区域。使用中，该限制能够使得使用者基于区域的地板类型清洁所选区域。例如，本文所述的概念和方法可有利地用于将清洁机器人维持在区域毯上来清洁区域毯。在清洁区域毯时可实现特别的益处，机器人在该区域毯上很难操纵，因为区域毯的高度或由于毯在下面的硬质地板表面上滑动。在一些方面，清洁机器人包括底架；驱动系统，其连接到底架并且配置为驱动机器人经过地板表面；信号发射器，由底架承载并且布置为使信号朝向地板表面导向；传感器，由底架承载并且对导向信号从地板表面的反射进行响应；和控制器，其与驱动系统和传感器通信，所述控制器配置为控制驱动系统，以响应于传感器接收到表示地板表面边缘的反射信号改变机器人的方向，从而防止机器人穿过地板表面边缘。实施方式可包括以下特征中的任两个或多个中的一个或组合。在一些实施方式中，控制器配置为响应于表示机器人正在其上移动的区域毯边缘的反射信号重新导向机器人，反射信号表示从邻近区域毯边缘的地板的反射。在一些实施方式中，清洁机器人还包括围绕机器人的外周边缘设置在不同位置处的多对相关联的信号发射器和传感器，并且其中，控制器配置为根据哪一个传感器接收到表示地板表面边缘的反射信号来改变机器人方向。在一些实施方式中，传感器对表示地板表面高度的反射信号特性进行响应。在一些实施方式中，传感器对表示地板表面反射率的反射信号特性进行响应。在一些实施方式中，传感器对表示地板表面粗糙度的反射信号特性进行响应。在一些实施方式中，信号发射器配置为发射红外信号，并且其中，传感器对从地板表面的红外信号的反射进行响应。在一些实施方式中，控制器进一步配置为在预定的一组情况下控制驱动系统驱动机器人经过地板表面的边缘。在一些实施方式中，控制器进一步配置为引导机器人远离悬崖边缘，悬崖边缘由在传感器处缺乏反射信号而被感测到。在一些方面，在具有至少一个开放边缘的有界区域内操纵自主机器人经过地板的方法包括在感测到来自机器人的由地板反射并且在由机器人承载的传感器处接收到的信号时驱动机器人经过地板；在继续驱动机器人时，评估反射信号以确定接收的反射信号的特性是否表示机器人与有界区域的开放边缘相邻；并且响应于从反射信号确定机器人与有界区域的开放边缘相邻而改变机器人运动方向，以使机器人被导向远离开放边缘。实施方式可包括以下特征中的任两个或多个中的一个或组合。在一些实施方式中，评估反射信号包括以基线信号特性评估反射信号，以感测地板表面粗糙度的变化。在一些实施方式中，有界区域是毯区域，具有与周围地板表面相邻的外周边缘，并且其中，机器人运动方向响应于传感器接收到表示从除了毯表面以外的表面反射的反射信号而改变。在一些实施方式中，有界区域是铺有地毯的区域，其中开放边缘与未铺地毯的地板表面相邻，并且其中，机器人运动方向响应于传感器接收到表示从未铺有地毯的地板表面的反射的反射信号而改变。在一些实施方式中，评估反射信号包括比较反射信号与存储的基线信号。在一些实施方式中，存储的基线信号是概率密度的评估。在一些实施方式中，传感器为围绕机器人的外周设置在不同位置处的多个传感器中的一个，并且其中，对于多个传感器中的每一个，反射信号数据被分别评估。在一些实施方式中，机器人运动根据多个反射信号中哪一个与存储的基线信号最为不同而被改变。在一些实施方式中，机器人运动响应于定位在机器人相对侧的传感器位置处的反射信号中的变化而改变，以通过有界区域的拐角。在一些实施方式中，评估反射信号包括在探测时间段上比较反射信号与存储的基线信号。在一些实施方式中，传感器对表示地板露出表面的高度的反射信号特性进行响应。在一些实施方式中，传感器对表示地板表面的反射率的反射信号特性进行响应。在一些实施方式中，机器人包括信号发射器，其配置为使信号朝向地板导向以从地板反射到传感器。在一些实施方式中，信号发射器配置为发射红外信号，并且其中，传感器对来自地板的红外信号的反射进行响应。在一些实施方式中，所述方法还包括响应于在传感器处感测到高于预定信号阈值的反射信号的损失，将机器人重新导向远离与反射信号损失处的传感器位置相对应的地板位置一侧。在一些实施方式中，该方法还包括在从反射信号确定机器人与有界区域的开放边缘相邻时在触发事件之后，驱动机器人穿过开放边缘。在一些实施方式中，触发事件是预定清洁时间段的完成。在一些实施方式中，触发事件是确定有界区域已经由机器人充分清洁。除非另外限定，本文中使用的全部技术和科技术语都具有与本专利技术所述领域的普通技术人员通常理解的相同的意思。虽然与本文描述的那些相似或等同的方法和材料可被用于本专利技术的实践和测试中，但是适当的方法和材料描述如下。本文提到的所有的公开、专利申请、专利和其他参考文献通过引用以其全文并入本文中。在出现矛盾的情况下，将由本说明书，包括定义来解释。另外，材料、示例和方法仅为示例性的，不旨在限制。本专利技术的其他特征和优点将从后面的详细描述和后面的权利要求书变得显而易见。附图说明图1是示例性机器人的立体视图，图2是图1中所示的机器人的立体视图，图3是用于移动机器人的示例性控制器的示意图，图4是用于区域限制过程的示例性操作布置，图5A示出在代表性环境中的训练程序，图5B示出在两个地板表面之间的边界处的机器人，图5C是在两个不同地板表面之间的边界处的机器人的示意性侧视图，图5D是在两个不同地板表面之间的升高边界处的机器人的示意性侧视图，图6是用于示例性基线分布确定过程的示例性操作布置，图7是用于探测分布确定过程的示例性操作布置，图8是显示在机器人运动期间从传感器收集的数据的曲线，和图9是示出来自图8的数据的柱状图的图表。不同附图中的相似参考标记表示相似的元件。具体实施方式清洁机器人，例如自主吸尘机器人，通常在单个清洁周期期间在包括多个地板表面类型和多个不同地板类型的清洁区域的周围环境中操作。但是使用者可能期望使所选的区域，例如毯被清洁，而无需清洁房间/周围环境的其余部分。为了允许所选区域被清洁，如本文所述，清洁机器人实施区域清洁程序来清洁未知几何形状的所选区域，而无需使用外部限制挡板。更特别地，机器人在清洁区域时收集和分析表示地板表面材料的数据，并且基于地板表面的改变预测机器人是否可能离开该区域。基于探测到的地板改变(例如从地毯改变到硬质木地板)，机器人前摄地改换行进方向以保持在所选区域内。参照图1，机器人100配置为清洁地板表面，包括铺有地毯和未铺地毯的地板。机器人100具有大体圆形形状，并且包括底架本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种清洁机器人，包括：底架；驱动系统，连接到所述底架并且配置为驱动机器人经过地板表面；信号发射器，由底架承载并且布置为使信号朝向地板表面导向；传感器，由底架承载并且对导向的信号从地板表面的反射进行响应；和控制器，与驱动系统和传感器通信，控制器配置为响应于传感器接收表示地板表面的边缘的反射信号，控制驱动系统改变机器人的方向，以防止机器人穿过地板表面边缘。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.10 US 14/511,9471.一种清洁机器人，包括：底架；驱动系统，连接到所述底架并且配置为驱动机器人经过地板表面；信号发射器，由底架承载并且布置为使信号朝向地板表面导向；传感器，由底架承载并且对导向的信号从地板表面的反射进行响应；和控制器，与驱动系统和传感器通信，控制器配置为响应于传感器接收表示地板表面的边缘的反射信号，控制驱动系统改变机器人的方向，以防止机器人穿过地板表面边缘。2.根据权利要求1所述的清洁机器人，其中，控制器配置为响应于表示机器人正在其上移动的区域毯的边缘的反射信号重新导向机器人，反射信号表示从邻近区域毯的边缘的地板的反射。3.根据权利要求1或权利要求2所述的清洁机器人，还包括围绕机器人的外周边缘设置在不同位置处的多对相关联的信号发射器和传感器，并且其中，控制器配置为根据哪一个传感器接收到表示地板表面边缘的反射信号，改变机器人方向。4.根据前述权利要求中任一项所述的清洁机器人，其中，传感器对表示地板表面的高度的反射信号的特性进行响应。5.根据前述权利要求中任一项所述的清洁机器人，其中，传感器对表示地板表面反射率的反射信号的特性进行响应。6.根据前述权利要求中任一项所述的清洁机器人，其中，传感器对表示地板表面粗糙度的反射信号的特性进行响应。7.根据前述权利要求中任一项所述的清洁机器人，其中，信号发射器配置为发射红外信号，并且其中，传感器对红外信号从地板表面的反射进行响应。8.根据前述权利要求中任一项所述的清洁机器人，其中，控制器进一步配置为控制驱动系统，以在预定一组情况下驱动机器人经过地板表面的边缘。9.根据前述权利要求中任一项所述的清洁机器人，其中，控制器配置为重新导向机器人远离悬崖边缘，所述悬崖边缘通过在传感器处缺乏反射信号而被感测到。10.一种在具有至少一个开放边缘的有界区域内操纵自主机器人经过地板的方法，所述方法包括：在感测到来自机器人的由地板反射的并且在由机器人承载的传感器处接收的信号时，驱动机器人经过地板；当继续驱动机器人时，评估反射的信号以确定...

【专利技术属性】
技术研发人员：J维森蒂，
申请(专利权)人：美国iRobot公司，
类型：发明
国别省市：美国,US