一种机器人的多楼层清洁控制方法与流程

1.本发明涉及扫地机控制的技术领域，特别是涉及到一种机器人的多楼层清洁控制方法。


背景技术：

2.现阶段物联网和智能化设备在进入千家万户，为每个家庭都带来了巨大的便利，扫地机器人就是其中典型的代表；但目前的扫地机器人，只能在平面进行运动，因此对于商场酒店或办公大楼来说，需要每层都安排一个扫地机器人或者需要人工的将扫地机器人带到不同的楼层，通常每一栋大厦，都需要一个或者几个清洁阿姨打扫卫生，并且，受限于人力资源限制，效率低，成本高。


技术实现要素：

3.为了克服上述技术缺陷，本发明提供一种机器人的多楼层清洁控制方法，具体的清洁调度方案如下：一种机器人的多楼层清洁控制方法，用于清洁机器人通过电梯执行跨楼层清洁任务，该多楼层清扫控制方法包括：根据待清洁楼层的楼层信息、或每层楼的清洁区域面积、或每层楼的清洁区域内标记的脏污程度的等级，转运清洁机器人至对应一层待清洁楼层；其中，每一层待清洁楼层预先分配有至少一个清洁机器人。该技术方案基于待清洁楼层的多个维度的楼层信息动态调整清洁机器人调度前后的清洁工作及清洁楼层位置，以达到跨楼层清洁效率最大化，保证每一层楼能够被陆续调度过来的清洁机器人清洁，保证机器人跨楼层清洁的连续性。解放清洁人力资源。
4.进一步地，若检测到待清洁楼层越高，则转运更少的清洁机器人至当前检测到的待清洁楼层。以减轻厢体转运的负担，降低调度难度，保证清洁效率。
5.进一步地，若检测到待清洁楼层的清洁区域面积越大，则转运更多的清洁机器人至当前检测到的待清洁楼层，以提高待清洁楼层的清洁效率。
6.进一步地，若检测到清洁机器人在待清洁楼层的清洁区域内实时标记的脏污程度的等级越高，则转运更多的清洁机器人至当前检测到的待清洁楼层，以提高该楼层的清洁效率和清洁效果。
7.进一步地，若检测到在当前一层待清洁楼层的清洁区域内所有相关位置标记的脏污程度的等级都等于预设洁净等级时，则控制至少一个清洁机器人留在当前一层待清洁楼层；其中，相关位置是预先配置的边界位置。有助于形成不间断清扫的状态，保持楼体始终处于干净状态。
8.进一步地，若检测到在当前一层待清洁楼层的预设工作区域内的一个位置标记的脏污程度高于预设污脏等级时，则转运至少一个清洁机器人到当前一层待清洁楼层。从而在保证各楼层的清洁质量的前提下,对地面实现高效地清洁。
9.进一步地，所述清洁机器人的底部还安装有视觉探测模块，用于在移动过程中，在
所述清洁区域的地表面连续采集到多帧地表图像后，对当前采集到属于清洁前后的两帧地表图像进行图像学处理，得到一组像素特征值，再将每个像素特征值分别与预设阈值作差值。该技术方案实时检测出地面的附着物量，并且排除外界光线及地面纹理的影响，从而更准确全面地判别地面的综合脏污程度。
10.进一步地，当所述差值越大，则在相应位置内标记的脏污程度的等级越高，直至脏污程度的等级高于预设污脏等级时，所述移动机器人停止工作以等待其余楼层转运过来的清洁机器人。减少当前一层待清洁楼层的清洁机器人出现故障的机会。
11.进一步地，当所述差值越小，则在相应位置内标记的脏污程度的等级越低，直至所述相关位置标记的脏污程度的等级都等于预设洁净等级时，所述移动机器人在当前一层待清洁楼层中启动摄像头进行环境监视。便于控制清洁机器人在同一楼层进行不间断的清洁工作，保持楼体始终处于干净状态。
12.进一步地，当检测到所述清洁机器人在一个待清洁楼层的预设单位工作区域吸收预设灰尘量所花费的吸尘时间越长，则将对应区域的脏污程度的等级标记得越高；其中，所述清洁机器人的内部吸尘通道安装的灰尘传感器用于检测吸尘量。适应待清洁楼层的地面是地毯的实施情形。
13.进一步地，当检测到所述清洁机器人在一个待清洁楼层的预设单位工作区域擦除预设附着物量所耗费的擦地次数越多或擦地间隔越大，则将对应区域的脏污程度的等级标记得越高，否则将对应区域的脏污程度的等级标记得越低；其中，预设附着物量是由所述差值确定的。适应于待清洁楼层的地表面是地板或地板砖的实施情形。
附图说明
14.图1为本发明实施例公开的一种机器人的多楼层清洁控制方法流程图。
具体实施方式
15.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
16.应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
17.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
18.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
19.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，
可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
20.取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
21.作为一种实施例，本发明公开一种机器人的多楼层清洁控制方法，用于清洁机器人通过电梯执行跨楼层清洁任务，即在清洁机器人的内置或外置的中央控制器的控制作用下（包括远程无线控制），通过电梯的升降运动来将闲置于第一目标楼层的机器人、或工作于第一目标楼层的机器人、或闲置于电梯的机器人转运至亟需清洁的第二目标楼层。如图1所示，所述多楼层清扫控制方法的基本构思包括：首先为每一层待清洁楼层分配至少一个清洁机器人；然后根据待清洁楼层的高度信息、或每层楼的清洁区域面积、或每层楼的清洁区域内标记的脏污程度的等级，转运清洁机器人至对应一层待清洁楼层；其中，每一层待清洁楼层中初始分配的清洁机器人作为后续调度机器人的源头。
22.需要说明的是，所述清洁机器人预先获取总楼层数和每层楼的区域位置信息。优选地，每层楼的清洁区域包括同一楼层的公共场所的工作区域；所述清洁机器人在清洁作业的同时执行同一楼层的清洁区域的地图构建任务。
23.作为一种实施例，所述多楼层清洁控制方法包括：若检测到待清洁楼层越高，则转运更少的清洁机器人至当前检测到的待清洁楼层，具体可以是任一层楼的清洁机器人在执行地图构建任务或清洁作业的过程中，若检测到下一个待清洁楼层比当前一个待清洁楼层高五层以上，则转运少一个清洁机器人至下一个待清洁楼层，前提是转运量是多于五个；虽然转运至较高的待清洁楼层的机器人较少，但较低的楼层的机器人会在同步完成所处的楼层的预设工作区域的地图构建任务和清洁任务后，被陆续调度至较高楼层以支持清洁和地图构建。进一步的，参与比较的相关的楼层高度、及对应的转运数量可以根据楼层信息和环境信息进行适应性调节。
24.作为一种实施例，若检测到待清洁楼层的清洁区域面积越大，则转运更多的清洁机器人至当前检测到的待清洁楼层，以提高待清洁楼层的清洁效率。具体可以是：若每当检测到下一个待清洁楼层的清洁区域的面积是当前一个待清洁楼层的清洁区域的面积的五倍以上，则转运三个清洁机器人至下一个待清洁楼层，其中涉及的转运操作包括但不限于从当前一个待清洁楼层、以及当前一个待清洁楼层的上下相邻的楼层调度清洁机器人；进一步的，参与比较的相关的清洁区域的面积比例、及对应的转运数量可以根据楼层信息和环境信息进行适应性调节。值得注意的是 ，本实施例公开的清洁区域没有计入每个房间的工作区域的面积，原因一在于：比起房间的工作区域，公共场所的工作区域更容易被污染且污染程度更深；原因二在于，当待清洁楼层的公共场所的工作区域面积越大，则该待清洁楼层中存在的房间的数量也较多，则需要调度更多的清洁机器人去分房间清洁。需要说明的是，待清洁楼层的公共场所的工作区域面积的来源是：先控制该待清洁楼层的清洁机器人遍历相关的区域、位置及边界并采集对应的坐标信息，再利用这些坐标信息将公共场所的工作区域划分为多个规则的几何图形，然后利用几何公式逐个图形地计算面积并累加求和
得到的。当计算出当前楼层的公共场所的工作区域面积越大，则需要从其余楼层调度更多的清洁机器人来配合清洁以提高清洁效率，具体可以是分区域的规划清洁，每一个划分出的子区域由一个清洁机器人负责清洁和执行地图构建任务，直至完成同一待清洁楼层的公共场所的工作区域的清洁遍历和地图构建。
25.作为一种实施例，若检测到清洁机器人在待清洁楼层的清洁区域内实时标记的脏污程度的等级越高，则转运更多的清洁机器人至当前检测到的待清洁楼层，以提高该楼层的清洁效率和清洁效果。具体的，可以存在：若每当检测到下一个待清洁楼层的脏污程度的等级高于当前一个待清洁楼层的脏污程度的等级五个等级以上，则转运三个清洁机器人至下一个待清洁楼层，其中涉及的转运操作包括但不限于从当前一个待清洁楼层、以及当前一个待清洁楼层的上下相邻的楼层调度清洁机器人。其中，清洁机器人在待清洁楼层的清洁区域内实时标记的脏污程度的依据是由清洁机器人设置的对地表探测的传感器的采集信息、或清洁机器人擦地次数、或前述因素的组合所决定的。脏污程度的等级越高，表明预设工作区域内的脏污程度较为严重，则需调度更多的清洁机器人来重复清洁，以减少单个清洁机器人的清洁作业的次数，提高当前检测到的待清洁楼层的清洁区域的整体清洁效率。
26.综上，根据楼层、每层楼公共区域面积分配对应一层楼的机器人数量，调度机器人的清洁工作状态；清洁机器人执行清洁工作的同时会记录比较脏的区域并分等级，传送至中央控制器，使得中央控制器实时记录每个楼层和相应位置的卫生情况动态调度机器人的清洁工作状态，以达到跨楼层清洁效率最大化，保证每一层楼能够被陆续调度过来的清洁机器人清洁。
27.优选地，若检测到在当前一层待清洁楼层的清洁区域内的所有相关位置标记的脏污程度的等级都等于预设洁净等级时，则控制至少一个清洁机器人留在当前一层待清洁楼层，则所述清洁机器人在当前一层待清洁楼层内启动摄像头进行环境监视并将实时监视的环境信息反馈给中央控制器，优选地，相关位置是预先配置的边界位置。有助于形成不间断清扫的状态，保持楼体始终处于干净状态。在一些实施场景下，控制所述清洁机器人在当前一层待清洁楼层的清洁区域内维持清洁工作，有助于形成不间断清扫的状态，始终保持存在机器人对楼体的清洁。
28.另一方面，若检测到在当前一层待清洁楼层的清洁区域内的一个位置标记的脏污程度高于预设污脏等级时，则转运至少一个清洁机器人到当前一层待清洁楼层，以加快清洁效率，也减少地表的污脏物对机器人构建地图的影响，间接加快建图的速度。
29.需要说明的是，如果所述中央控制器产生时间最早的第一跨楼层任务的当前一层待清洁楼层大于下一层待清洁楼层，则确定该产生时间最早的第一跨楼层任务的搬运方向为下行；如果所述中央控制器产生时间最早的第一跨楼层任务的当前一层待清洁楼层小于下一层待清洁楼层，则确定该产生时间最早的第一跨楼层任务的搬运方向为上行。
30.需要说明，当多个机器人同时接收到跨楼层作业任务时，可以根据待清洁楼层的楼层信息、每层楼的清洁区域面积、每层楼的清洁区域内标记的脏污程度的等级对多个机器人执行跨楼层作业任务的转运次序进行设置。当其中一个清洁机器人接收到跨楼层作业任务时，已经有另外的清洁机器人等候执行跨楼层作业任务时，可以根据刚接收跨楼层作业任务的机器人的位置、待清洁楼层的楼层信息、每层楼的清洁区域面积、每层楼的清洁区
域内标记的脏污程度的等级当中所涉及的预先设置的遍历优先级决定是否让该机器人插队。也就是说，也可以根据不同物料等信息决定不同机器人执行跨楼层作业任务的优先顺序。当然，也可以按照清洁机器人接收任务的自然时间进行排序。
31.本发明基于通用性考虑，负责清洁机器人转运的电梯的种类包括乘客电梯、载货电梯、医用电梯、杂物电梯、观光电梯、车辆电梯、船舶电梯、建筑施工电梯，还有些特殊用途的电梯，如冷库电梯、防爆电梯、矿井电梯、电站电梯、消防员用电梯、斜行电梯、核岛电梯等。
32.根据实际情况，待清洁楼层的地面大致分为:地板砖、地板、短毛地毯(长毛地毯不适合使用清洁机器人)。如何判定地面的材质，本专利不作介绍。地面上常有的脏物包括灰尘颗粒以及附着在地面上的粘稠物。清洁机器人清洁地面的方式包括吸尘和擦地。其中吸尘用于清洁灰尘等颗粒相当于人类所进行的扫地，擦地用于清洁附着物相当于人类所进行的拖地。对于地毯的清洁只采用吸尘，对地板和地板砖的清洁采用先吸尘后擦地。根据地面脏物的分类，地面的脏物识别包括灰尘识别和附着物识别。
33.灰尘识别采用灰尘识别装置即灰尘传感器，灰尘传感器的工作原理是通过红外感应来实现对灰尘的感应和识别，通常是在机器人内部的灰尘通道两侧设置一对光信号元件，一个用来发射红外线，另一个用来感应红外线，构成一对灰尘传感器。当灰尘通道有灰尘进入时，两光信号元件之间的红外感应受到干扰减弱，灰尘越多，感应元件接收到的红外信号越弱，因此机器人通过红外感应信号的强弱就可以判断所述清洁区域的灰尘量的多少。
34.对于地板砖和地板，吸尘后擦地，需检测附着物量。在本实施例中，所述清洁机器人是装配为吸尘和拖地一体化的扫地机器人；所述清洁机器人的底部还安装有视觉探测模块，视觉探测模块包括光源及摄像头，所述光源采用led面光源，均匀分布在所测范围对应的所述清洁机器人底部，以确保所测范围地面得到均匀的光线，不因楼层的地面介质的类型的变化而出现较大的差异，使各点的特征都能映入摄像头；所述摄像头采用广角ccd 摄像头，设置于清洁机器人底部中心位置，在镜头离地面较近的情况下仍能够保证较大的可视范围；所述清洁机器人在移动过程中，在所述清洁区域的地表面连续采集到多帧地表图像后，对当前采集到属于清洁前后的两帧地表图像进行图像学处理，得到一组像素特征值，再将每个像素特征值分别与预设阈值作差值，作为实时检测出地面的附着物量，并且排除外界光线及地面纹理的影响，从而更准确全面地判别地面的综合脏污程度。具体地，所述摄像头用于采集移动机器人在每一层待清洁楼层的清洁区域的地表面的图像信息，具体包括清洁机器人在同一位置吸尘前后采集到的两幅图像、或清洁机器人在同一位置擦地前后采集的两幅图像，再对当前采集到一对清洁前后的两帧地表图像进行差分处理，得到的差分图像为清洁遍历后的地表近似图像，然后取差分矩阵的绝对值，再求其平均值，作为属于这对清洁前后的两帧地表图像的一个像素特征值，然后与预设阈值作比较以得到匹配的差值并对应标记属于该位置的脏污程度的等级，以确定是否需要调度其余楼层的清洁机器人至当前一层待清洁楼层进行清洁。
35.在上述实施例的基础上，当所述差值越大，则在相应位置内标记的脏污程度的等级越高；直至脏污程度的等级高于预设污脏等级时，控制所述清洁机器人停止工作，即控制相关传感器和清洁组件停止工作，以等待其余楼层调度过来的清洁机器人的支援，减少当
前一层待清洁楼层的清洁机器人出现故障的机会。当所述差值越小，则在相应位置内标记的脏污程度的等级越低，直至脏污程度的等级等于预设洁净等级时，所述清洁机器人在相应位置内启动摄像头进行环境监视并将实时监视的环境信息反馈给所述跨楼层转运装置的中央控制器。便于控制清洁机器人在同一楼层进行不间断的清洁工作，保持楼体始终处于干净状态。
36.因此，所述多楼层清洁控制方法控制清洁机器人在同一待清洁楼层内进行不间断的清洁工作，保持楼体始终处于干净状态，从而在保证各楼层的清洁质量的前提下,对地面实现高效地清洁。
37.需要补充的是，本实施例预先设置好像素特征值分别与预设阈值的差值与脏污程度的等级的映射关系，用于依据该差值标记脏污程度的等级，其中，这一映射关系随楼层的地面介质的变化而适应性地调整变化。需要补充的是，预设阈值设置得较小，则意味着所述视觉探测模块对地面的附着物敏感，更容易检测到附着物；如果预设阈值较大，则意味着所述视觉探测模块对附着物较迟饨，不易检测到附着物。
38.在一些实施例中，所述清洁机器人的吸尘时间及功率由实时检测到的灰尘量决定,所述清洁机器人的擦地次数由地面附着物量决定。
39.因而，当检测到所述清洁机器人在一个待清洁楼层的预设单位工作区域吸收预设灰尘量所花费的吸尘时间越长，则将对应区域的脏污程度的等级标记得越高，否则将对应区域的脏污程度的等级标记得越低；其中，所述清洁机器人的内部吸尘通道安装的灰尘传感器用于检测吸尘量。适应待清洁楼层的地面是地毯的实施情形。当检测到所述清洁机器人在一个待清洁楼层的预设单位工作区域擦除预设附着物量所耗费的擦地次数越多或擦地间隔越大，则将对应区域的脏污程度的等级标记得越高，否则将对应区域的脏污程度的等级标记得越低，否则将对应区域的脏污程度的等级标记得越低。其中，预设附着物量是由所述差值确定的。适应于待清洁楼层的地表面是地板或地板砖的实施情形。
40.在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。