CN112493924B - 清洁机器人及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种清洁机器人及其控制方法，该清洁机器人包括：机身；移动装置，设置在机身上，用于带动清洁机器人在地面移动并执行清洁工作；检测装置，用于检测清洁机器人前方地面特征；定位装置，用于获取清洁机器人的位置信息；控制装置，与检测装置和定位装置电连通，控制装置储存或获取清洁机器人工作区域的地图；控制装置能根据清洁机器人的位置信息，确定其在地图中的位置；控制装置根据检测装置的检测结果识别地面特征，并结合清洁机器人在地图中的位置，控制清洁机器人执行相应的动作。本发明所提供的清洁机器人及其控制方法，能识别地面特征，并且结合地图信息，执行相应动作，智能化程度高，使用可靠性高，用户的综合体验较佳。

Description

清洁机器人及其控制方法

技术领域

本发明涉及智能机器人技术领域，特别涉及一种清洁机器人及其控制方法。

背景技术

近年来，随着计算机技术与人工智能科学的飞速发展，智能机器人技术逐渐成为现代机器人研究领域的热点。其中，智能机器人中最实用化的一种形式为扫地机器人。

扫地机器人，又称自动打扫机、机器人吸尘器等，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地面清理工作。扫地机器人在工作时，一般采用刷扫和真空方式，将地面杂物吸纳进自身的垃圾收纳盒，从而完成地面清理的功能。该机器人的机身为自动化技术的可移动装置，配置有集尘盒的真空吸尘装置，并配合机身设定控制路径。使用时，在室内反复行走，如：沿边清扫、集中清扫、随机清扫、直线清扫等路径打扫。现有的扫地机器人主要是通过扫吸对垃圾进行清除，当地面存在水迹、油污等液体污渍或者附着在地面上难以清理的顽固污渍时，扫地机器人就无法有效进行清理。

为了将上述难以被扫吸的污渍清理干净，出现了拖地机，或者集成有拖地功能的扫拖一体机。

在一个具体的场景下，当该机器人处于拖地模式时，会将被清洁物(例如，地板、地砖)打湿地面后进行清理。假如该地面上具有不适宜被打湿清理的前方物体(例如，地毯等)，则用户希望该机器人能够对前方物体进行自动识别，并且不进入前方物体。

目前，为了在拖地模式下能够识别出前方物体，采用的方式之一是通过设置磁条的方式设定虚拟禁区，避免机器人进入该虚拟禁区。但是上述设置磁铁的方式存在一定的缺陷：不仅使用前需要安装磁铁；而且在使用过程中，磁铁可能被移动，导致设定的虚拟禁区发生位移，甚至失效，整体上，使用体验和可靠性较差。

另外，在实际使用中，大多清洁机器人无法根据室内的情况，既能识别前方地面特征，又能根据室内情况，做出相应的判断，灵活地执行相应的动作，以满足不同的环境需求，因此智能化程度低，用户体验较差。

发明内容

为了克服现有技术中的至少一个缺陷，本发明提供一种清洁机器人及其控制方法，能识别前方地面特征，并且结合地图信息，执行相应动作，智能化程度高，使用可靠性高，用户的综合体验较佳。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种清洁机器人，包括：机身；移动装置，设置在所述机身上，用于带动所述清洁机器人在地面移动并执行清洁工作；检测装置，设置在所述机身上，用于检测所述清洁机器人前方地面特征；定位装置，设置在所述机身上，用于获取所述清洁机器人的位置信息；控制装置，与所述检测装置和所述定位装置电连通，所述控制装置储存或获取所述清洁机器人工作区域的地图；所述控制装置能根据所述清洁机器人的位置信息，确定所述清洁机器人在所述地图中的位置；所述控制装置根据所述检测装置的检测结果识别所述地面特征，并结合所述清洁机器人在所述地图中的位置，控制所述清洁机器人执行相应的动作。

在一个优选的实施方式中，所述检测装置通过检测所述清洁机器人与所述地面的距离获得表征所述地面高度的高度参数，所述控制装置根据所述高度参数与预设值的对比结果，识别所述地面特征。

在一个优选的实施方式中，所述预设值包括第一预设值，当所述高度参数大于第一预设值，所述控制装置识别所述地面特征为地毯。

在一个优选的实施方式中，所述地图包括：行进区域，以及用于进入或离开所述行进区域的进出口区域；所述控制装置根据所述清洁机器人的位置信息，判断所述清洁机器人在距离所述进出口区域第一预定距离范围以外时，控制所述清洁机器人不进入所述地毯所在的区域。

在一个优选的实施方式中，所述地图包括：行进区域，以及用于进入或离开所述行进区域的进出口区域；所述控制装置根据所述清洁机器人的位置信息，判断所述清洁机器人在距离所述进出口区域第二预定距离范围以内时，控制所述清洁机器人通过所述地毯所在的区域。

在一个优选的实施方式中，所述清洁机器人还包括设置在所述机身下表面的拖地组件，以及使所述拖地组件升降的拖地组件升降装置；在所述控制装置识别所述地面特征为地毯时，所述控制装置控制所述拖地组件升降装置以使所述拖地组件抬升。

在一个优选的实施方式中，所述预设值包括第二预设值，当所述高度参数小于第二预设值，所述控制装置识别所述地面特征为悬崖，则控制所述清洁机器人不进入所述悬崖所在的区域。

在一个优选的实施方式中，所述高度参数为所述地面特征的高度值ΔH；所述检测装置具有检测方向，所述检测方向与竖直方向的夹角为θ；所述地面特征的高度值：ΔH＝ΔL×COSθ，其中，ΔL为沿着所述检测方向上测量的距离参考值L与沿着检测方向上实际测量到的距离L1的差值。

在一个优选的实施方式中，所述检测装置在工作前对所述高度参数进行标定。

在一个优选的实施方式中，所述检测装置包括测距传感器，所述测距传感器为TOF传感器或者三角测距传感器。

在一个优选的实施方式中，所述地图包括：行进区域，用于进入或离开所述行进区域的进出口区域以及非进出口区域的边界，所述控制装置根据所述清洁机器人的位置信息，判断所述清洁机器人距离所述边界第三预定距离以内时，屏蔽所述检测装置，并控制所述清洁机器人继续工作。

在一个优选的实施方式中，所述检测装置具有检测方向，所述检测方向与竖直方向的夹角的角度范围在0度至90度之间。

在一个优选的实施方式中，所述定位装置为激光SLAM定位装置或视觉SLAM定位装置。

在一个优选的实施方式中，所述地图通过所述定位装置获取或者通过用户终端app发送。

在一个优选的实施方式中，所述机身包括：在沿着前进方向上具有前表面的壳体；所述检测装置设置在所述前表面。

一种清洁机器人的控制方法，所述清洁机器人中存储有或能获取所述清洁机器人工作区域的地图，所述控制方法包括：

获取所述清洁机器人的位置信息，并根据所述清洁机器人的位置信息确定所述清洁机器人在所述地图中的位置；

根据所述清洁机器人的检测装置的检测结果识别出所述清洁机器人前方地面特征，并结合所述清洁机器人在所述地图中的位置，控制所述清洁机器人执行相应的动作。

在一个优选的实施方式中，所述检测装置用于检测所述清洁机器人与所述地面特征的距离获得表征所述地面特征高度的高度参数，所述根据所述清洁机器的检测装置的检测结果识别所述地面特征包括：根据所述检测装置获取的所述高度参数与预设值的对比结果，识别出所述地面特征。

在一个优选的实施方式中，所述预设值包括第一预设值；当所述高度参数大于第一预设值，识别所述地面特征为地毯。

在一个优选的实施方式中，所述地图包括：行进区域，以及用于进入或离开所述行进区域的进出口区域；所述清洁机器人在距离所述进出口区域第一预定距离范围以外时，控制所述清洁机器人不进入所述地毯所在的区域。

在一个优选的实施方式中，所述地图包括：行进区域，以及用于进入或离开所述行进区域的进出口区域；判断所述清洁机器人在距离所述进出口区域第二预定距离范围以内时，控制所述清洁机器人通过所述地毯所在的区域。

在一个优选的实施方式中，所述清洁机器人还包括设置在机身下表面的拖地组件，以及使所述拖地组件升降的拖地组件升降装置；所述方法还包括：识别所述地面特征为地毯时，控制所述拖地组件升降装置抬升所述拖地组件。

在一个优选的实施方式中，所述预设值包括第二预值；当所述高度参数小于所述第二预设值，识别所述地面特征为悬崖，控制所述清洁机器人不进入所述悬崖所在的区域。

在一个优选的实施方式中，所述地图包括：行进区域，用于进入或离开所述行进区域的进出口区域以及非进出口区域的边界，根据所述清洁机器人的位置信息，判断所述清洁机器人距离所述边界第三预定距离以内时，屏蔽所述检测装置，并控制所述清洁机器人继续工作。

本实施方式中所提供的清洁机器人，能根据所述检测装置的检测结果识别出所述清洁机器人前方地面特征的类型。由于本申请所提供的清洁机器人对前方地面特征的识别，主要基于该地面特征的物理尺寸，因此其相对于现有技术中的其他识别方式而言，使用时不仅能可靠地识别出包括地毯在内的地面特征，而且无需设置虚拟禁区。该清洁机器人在行进工作过程中，能利用定位装置获取的位置信息和设置的清洁机器人工作区域的地图，实时地在地图中标定位置，并结合其在所述地图中的标定位置，执行相应的动作，从而实现了不同的功能，智能化程度高，使用可靠性高，大大提高了用户的综合体验。

具体的，针对清洁机器人在地图中的不同位置，其采取如下不同的控制动作：

1、当清洁机器人在非进出口区域(门)附近，在沿着前进方向上，通过所述检测装置感测到具有超过预设值(例如5毫米)的凸起，表示识别出前方地面特征为地毯，此时该清洁机器人不进入前方区域，从而可以防止弄脏地毯。

2、当清洁机器人在进出口区域(门)附近，在沿着前进方向上，通过所述检测装置感测到具有超过预设值(例如5毫米)的凸起，表示识别出前方地面特征为地毯，此时，拖地组件抬升，且该清洁机器人进入前方区域，从而使得清洁机器人能够移动至不同的行进区域中，执行全局地图范围内的清理工作，而不会受限于单个行进区域中，且不会弄脏地毯。

3、当清洁机器人在距离所述边界一定距离以内时，屏蔽所述检测装置，控制所述清洁机器人继续清理，从而使得清洁机器人能够对边界角落的区域进行无死角地清理。

4、当清洁机器人识别出前方地面特征为悬崖时，可以不进入该悬崖所在的区域，防止其跌落。

进一步的，针对不进入前方区域的情况，通过控制该检测装置的安装角度，可以提前一段距离识别出前方地面特征，从而可以更加可靠地避免该清洁机器人进入前方区域，如非门处的地毯，悬崖等。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。

图1是本申请一个实施方式中提供的清洁机器人的结构示意图；

图2是本申请一个实施方式中提供的清洁机器人前进方向侧检测装置的分布示意图；

图3是一种全局地图的示意图；

图4是本申请实施方式中提供的清洁机器人的控制方法的步骤流程图；

图5是本申请实施方式中提供的清洁机器人识别地毯的示意图；

图6是一种应用在室内的用户的全局地图的示意图。

附图标记说明：

1、机身；11、前表面；2、拖地组件；3、检测装置；4、全局地图；41、行进区域；42、进出口区域；43、边界；44、地面特征。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式，对本发明的技术方案作详细说明，应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的实施方式中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请结合参阅图1至图2，本申请一个实施方式中提供一种清洁机器人，该清洁机器人可以包括：机身1、移动装置(图中未标示出)、定位装置(图中未标示出)、检测装置3、控制装置等。

其中，该机身1可以包括：在沿着前进方向上具有前表面11的壳体。所述检测装置3可以设置在该前表面11上。该移动装置可以包括：设置在机身1下方的行走轮、设置在机身1中的电池、与行走轮传动连接的传动机构等。使用时，该电池提供的电能通过该传动机构转换为机械能传递给行走轮，从而带动所述清洁机器人在地面移动并执行清洁工作。

请结合参阅图3，在本实施方式中，该检测装置3设置在所述机身1上，用于检测所述清洁机器人前方地面特征44。该前方地面特征44可以包括：相对于清洁机器人所在当前的地面的凸起特征或者凹下特征。当前方地面特征44为凸起特征时，相应的，该检测装置3主要用于确定前方待行进区域的高度，包括前方没有物体时地面的高度，以及前方有物体时物体的高度。

具体的，该检测装置3的形式可以为测距传感器，该测距传感器可以为TOF传感器或者三角测距传感器。其中，TOF传感器简称TOF(Time of Flight)，主要利用时间飞行技术实现测距。时间飞行技术(Time of Flight)的基本原理是加载一个发光元件，发光元件发出的光子在碰到物体表面后会反射回来。使用一个特别的CMOS传感器来捕捉这些由发光元件发出、又从物体表面反射回来的光子，就能得到光子的飞行时间。根据光子飞行时间进而可以推算出光子飞行的距离，也就得到了物体的高度(深度)信息。该检测装置3也可以包括超声波传感器或者红外传感器，工作时，传感器的超声波或者红外光发射信号到地面，根据超声波或者红外的反射系数或者信号强度来识别地面特征。当然，该检测装置3的形式并不限于上述举例，本申请在此并不作具体的限定。

在一个实施方式中，所述检测装置3的个数可以为1个。当该检测装置3的个数为一个时，该检测装置3可以设置在该前表面11的中部。

在另一个实施方式中，所述检测装置3的个数为2个或3个。至少两个检测装置3分布在所述前表面11的侧边缘且位于同一高度。例如，当检测装置3的个数为2个时，该2个检测装置3分布在前表面11的侧边缘且位于同一高度。当检测装置3的个数为3个时，该3个检测装置3中的2个分布在前表面11的侧边缘，1个位于该前表面11的中部，3个检测装置3位于同一高度。在前表面11的侧边缘至少设置2个检测装置3的情况下，能够保证机器从不同的角度进入前方地面特征44前，均可以保证达到最快速识别前方地面特征44的效果。

在本实施方式中，所述检测装置3具有检测方向。所述检测方向与竖直方向的夹角θ的角度范围在0度至90度之间，从而保证在该清洁机器人在进入前方地面特征44之前，就可以提前识别出前方地面特征44，进而执行相应的控制操作。

理论上，该检测装置3的安装角度(检测方向与重力方向的夹角)可以在0度-360度任意角度。为了保证该检测装置3能对前方地面特征44实现检测，该检测装置3的检测方向与竖直方向的夹角θ的角度需要在0度至90度之间。优选的，该检测装置3的安装角度与检测方向与竖直方向的夹角θ一致，为0度至90度。当该检测装置3的安装角度在90度-360度之间时，可以增加反射结构，通过光路反射原理实现该检测装置3的检测方向与竖直方向的夹角θ的角度需要在0度至90度之间。

在本实施方式中，定位装置可以设置在机身1上，用于获取所述清洁机器人的位置信息。具体的，所述定位装置可以为激光SLAM定位装置或视觉SLAM定位装置。该定位装置的具体形式可以根据其工作原理的不同而不同，本申请在此并不作具体的限定。

在本实施方式中，所述控制装置可以存储或者获取所述清洁机器人工作区域的地图(简称全局地图4)。具体的，设置有定位装置的清洁机器人获取全局地图的方式可以基于目前的激光SLAM建图技术或者视觉SLAM建图技术实现，或者两者相结合的方式实现。当然，获取全局地图并不限于上述举例，例如还可以是接收来自用户终端app发送的数据，本申请在此并不作具体的限定。

在一个实施方式中，全局地图4可以在清洁机器人正式工作前，基于定位装置检测到的信号先预先建立，并存储在控制装置的存储单元中。当然该全局地图4也可以是在清洁机器人行进工作过程中基于定位装置检测到的信号同步建立，具体的，本申请在此并不作具体的限定。

如图3所示，当该清洁机器人具体为应用于室内的清洁机器人时，该全局地图4可以为用户的室内平面布局图，该全局地图4可以包括：行进区域41，以及用于进入或离开所述行进区域41的进出口区域42。此外，该全局地图4中还可以设置有非进出口区域的边界43。该非进出口区域的边界43可以根据应用环境的不同而不同。例如，对于室内清洁机器人而言，该非进出口区域的边界43可以为墙。该行进区域41可以为清洁机器人所可能需要清洁的区域。对于室内的清洁机器人而言，该行进区域41可以为用户的平面户型图中除去墙体以外的区域。

具体的，所述行进区域41的个数至少为两个，可以包括：第一行进区域41和第二行进区域41。所述第一行进区域41和所述第二行进区域41之间设置有所述进出口区域42。即该进出口区域42主要是指两个行进区域41的交界位置。所述进出口区域42可以通过所述全局地图4的图形判断，或者通过用户app指定。对于室内的清洁机器人而言，该进出口区域42主要指门的区域。

当该清洁机器人为拖地机或者拖扫吸一体机时，该清洁机器人还可以设置有拖地组件2。该拖地组件2可以通过升降装置固定在所述机身1上。当需要进行拖地功能时，可以通过该升降装置下放该拖地组件2，直至与地面相接触。具体的，该拖地组件2主要起拖地功能的清洁部件可以为拖布的形式，当然该拖地组件2还可以为海绵或者其他具体的形式，本申请在此并不作具体的限定。

此外，在沿着前进方向上，所述拖地组件2位于所述前表面11的后方。如图1所示，两者在沿着前进方向上，间隔的距离为h1。即使当该检测装置3垂直安装，在检测到前方地面特征44时，控制装置也能及时控制该拖地组件2执行抬高动作，或者是刹车动作，使得该拖地组件2不与前方地面特征44相接触。

控制装置与所述检测装置3、定位装置电性连通，获取检测装置3、定位装置等信号获取元件获得的信号，后续再基于获取的信号和存储的计算机可执行指令发出相应的控制指令。

所述控制装置能根据所述清洁机器人的位置信息，确定所述清洁机器人在所述地图中的位置。具体的，该控制装置进行清洁机器人在地图中的位置标定时，可以将该清洁机器人通过定位装置获取的当前的位置信息，在全局地图4中进行多角度比对，准确地确定出当前清洁机器人在地图中的位置。

所述控制装置根据所述检测装置3的检测结果识别出所述清洁机器人前方地面特征44，并结合所述清洁机器人在所述地图中的位置，控制所述清洁机器人执行相应的动作。

具体的，该控制装置存储有计算机可执行指令。基于获得的信号和存储的计算机可执行指令。所述控制装置能对当前所在的行进区域41进行参考高度标定，获取检测装置3的高度参数。在距离所述进出口区域42第一预定距离范围以外，在沿着前进方向上，通过所述检测装置3感测到具有超过预设值的凸起时，表示前方存在特定的地面特征44。

进一步的，为了提高该前方地面特征44识别的准确性，在沿着前进方向上，通过该检测装置3感测到具有超过预设值的凸起，并且检测到该凸起的长度超过预定长度，则表示前方存在前方地面特征44。其中，在沿着前进方向上，该检测装置3检测该凸起的长度可以依据检测到有超过预设值的凸起的时间，结合该清洁机器人本身的行进速度来确定该凸起的长度，然后将该确定的凸起长度与预定长度进行对比，判断检测到的凸起的长度是否超过预定长度。当然，该检测装置3也可以具有在沿着前进方向上直接计量凸起长度的功能，后续将检测到的凸起长度与预定长度进行对比，判断检测到的凸起的长度是否超过预定长度。当然，在沿着前进方向上检测凸起的长度的方式并不限于上述举例，本申请在此并不作具体的限定。

请结合参阅图1和图5，在一个实施方式中，所述检测装置3通过检测所述清洁机器人与所述地面的距离获得表征所述地面高度的高度参数，所述控制装置根据所述高度参数与预设值的对比结果，识别所述地面特征44。

在本实施方式中，该高度参数可以包括：高度值，或者是检测方向上的距离值。当高度参数为高度值时，其具体可以为检测到前方地面特征44最高点至参考地面的高度差值ΔH。当高度参数为检测方向上的距离值时，其具体可以为检测方向上的距离参考值L与实际测量的距离值L1的差值ΔL。

其中，ΔH＝ΔL×COSθ，若采用将ΔH与预设值对比的方式，则该预设值具体为预设高度值，当该ΔH超过该预设高度值时，表示识别到前方地面特征44。

此外，若采用ΔL与预设值对比，则该预设值为预设距离值，当该ΔL超过该预设距离值时，表示识别到前方地面特征44。当该预设值为预设距离值时，该检测装置3可以与竖直方向成一定的夹角倾斜设置在机身1上。

以下实施方式中，主要是以高度值为例进行展开说明，检测方向上的距离值可以参照该高度值进行类比参照，本申请在此不再展开。

具体的，所述预设值包括第一预设值；所述检测装置3检测到所述地面特征的高度值大于第一预设值，所述控制装置识别前方地面特征44为地毯。一般的，对于用户室内的地面而言，为平整度较佳的地板、地砖等地面类型。当清洁机器人位于前方地面特征44所在的行进区域41中时，该第一预设值可以根据前方地面特征44的高度(或者说沿着高度方向上的尺寸)确定。例如，该前方地面特征44为地毯时，一般的地毯厚度在5毫米以上，该第一预设值也可以为设定为5毫米。

此外，对于地毯而言，其一般具有一定的尺寸，该尺寸可以根据地毯的形状和位置而确定，本申请在此并不作具体的限定。但是地毯的尺寸在该清洁机器人行进方向至少具有预定的长度。因此，可以在控制装置中存储有该预定长度，例如该预定长度可以为2厘米。

本实施方式中所提供的清洁机器人处于拖地模式时，在非进出口区域(门)附近，在沿着前进方向上，通过所述检测装置3感测到具有超过第一预设值的凸起，则表示识别出前方地面特征44(例如，地毯)。进一步的，为了提高该前方地面特征44识别的准确性，在沿着前进方向上，通过该检测装置3感测到具有超过第一预设值的凸起，并且检测到所述凸起的长度超过预定长度，则表示前方存在前方地面特征44。

本申请所提供的清洁机器人对前方地面特征44的识别，主要基于前方地面特征44的物理尺寸，其相对于现有技术中的其他识别方式而言，不仅识别可靠性更高，而且也无需设置虚拟禁区，大大提高了用户的使用体验。

此外，本申请所提供的清洁机器人，在其他位置识别到前方地面特征44后还能对应执行不同的动作。

例如，在一种情况下，所述控制装置根据所述清洁机器人的位置信息，判断所述清洁机器人在距离所述进出口区域第二预定距离范围以内时，控制所述清洁机器人通过所述地毯所在的区域，以避免清洁机器人识别到地毯后，不进入地毯所在区域，而受限于单个行进区域，从而无法移动至不同的行进区域中，执行全局地图范围内的清理工作。

在本实施方式中，第一预定距离可以在50厘米至100厘米之间。具体的，该第一预定距离的数值范围可以根据实际的应用场景而确定。例如，对于一般的用户家庭而言，可能在门口放置地毯，并且该地毯的位置在门附近有一定的偏差范围，此时可以设定门以外的第一预定距离范围以内为地毯可能存在的区域。当在该区域内识别到地毯时，清洁机器人会通过该区域，进入新的行进区域。

所述第二预定距离范围可以根据实际的应用场景而确定。例如，对于一般的用户家庭而言，可能在门口放置地毯，并且该地毯的位置在门附近有一定的偏差范围，此时可以设定门以外的第二预定距离范围以内为地毯可能存在的区域。当在该区域内识别到地毯时，清洁机器人会通过该区域，进入新的行进区域41。

整体上，该第二预定距离可以与第一预定距离相同，可以在50厘米至100厘米之间。此外，该第二预定距离可以与第一预定距离不同，例如可以根据实际门口的尺寸进行设定，本申请在此并不作具体的限定。

进一步的，所述检测装置检测到所述前方地面特征44的高度值大于所述第一预设值时，所述控制装置还能控制所述拖地组件升降装置抬升所述拖地组件2，从而可以避免与地毯相接触。特别是在清洁机器人需要通过地毯所在的区域进入下一个行进区域时，通过控制升降装置，抬高拖地组件2至高于地毯的位置后再通过该地毯，可以避免拖地组件2中的拖布弄脏地毯。

在另一种情况下，当前待行进区域为凹下的区域时，本申请所提供的清洁机器人具有防跌落功能。

所述预设值包括第二预设值，当所述检测装置3检测到所述地面特征44的高度参数小于所述第二预设值，则所述控制装置识别到所述地面特征44为悬崖，并控制所述清洁机器人不进入所述悬崖所在的区域。

在本实施方式中，所述第二预设值主要用于评价当前待行进区域凹下的程度。具体的，该第二预设值可以为小于0的负数。该第二预设值具体可以根据该清洁机器人本身的性能(如越障能力)所确定，例如可以为-15厘米，当然还可以为其他数值，本申请在此并不作具体的限定。当该高度参数小于该第二预设值时，表示该清洁机器人存在跌落后无法正常工作的风险。

在又一种情况下，请结合参阅图6，所述全局地图4还包括非进出口区域的边界43，在识别出当前位置距离所述边界43第三预定距离以内时，屏蔽所述检测装置3，并控制所述清洁机器人继续工作。

在本实施方式中，该边界43可以为墙体，以下主要以墙体为例进行举例说明。该第三预定距离可以为5厘米，该第三预定距离的具体数值并不限于5厘米，本申请在此并不作具体的限定。当该清洁机器人运行到距离墙体第三预定距离以内时，此时，为了避免该清洁机器人将墙体作为前方地面特征44而不继续靠近，将屏蔽所述检测装置3。当该检测装置3被屏蔽后，该清洁机器人会继续向前行进从而对墙体边角位置进行清理。

在本实施方式中，所述检测装置3在工作前一般需要进行高度参数的标定。

在本实施方式中，在控制清洁机器人行进前，可以对当前所在的行进区域41进行参考高度标定，获取检测装置3的高度参数。具体的，获取该检测装置3的高度参数主要用于计算位于同当前行进区域41中前方地面特征44的高度计算提供对比参照，具体的为该前方地面特征44的高度计量提供初始计算点。

所述高度参数可以包括沿着所述检测方向上的距离参考值L，当然该高度参数也可以为沿着竖直方向的高度参考值H。具体进行标定时，如图1所示，以高度参数为距离参考值L为例，可以获取清洁机器人水平静止于参考面获取N组数据，接着，可以对这N组数据取均值作为距离参考值L。

该标定的时机可以根据不同的应用场景进行设定。例如，清洁机器人可以每次回基站后，在基站内自动标定；或者每次出站工作，在基站附近先定标再工作；或者清洁机器人开机后自动先定标；或者清洁机器人进入地图中不同的区域后先定标在工作；或者，在更换拖地组件2后，或者，拖地组件2抬升后，或清洁机器人脱困后，也可以进行标定，以提高检测的准确性。

请结合参阅图1和图5所示，在本实施方式中，控制装置在判断前方地面特征44是否是地毯时，将距离参考值L与实际测量到的距离值L1相减得到ΔL。

当ΔL>0，说明相对参考地是凸起，凸起的垂直距离ΔH＝ΔL×COSθ；

当ΔL<0，说明相对参考地是凹下，凹下的垂直距离ΔH＝ΔL×COSθ；

若凸起大于预设值(例如为5mm)，则表示识别出前方地面特征44(地毯)。

确定该预设值为5mm主要考虑到：大部分地毯的实际高度都大于5mm，家里的地面起伏小于该值，同时考虑目前传感器性价比而进行的优选。若凹下大于越障高度，机器也不进入。

本实施方式中所提供的清洁机器人，能根据所述检测装置的检测结果识别出所述清洁机器人前方地面特征44。由于本申请所提供的清洁机器人对前方地面特征44的识别，主要基于前方地面特征44的物理尺寸，因此其相对于现有技术中的其他识别方式而言，使用时不仅能可靠地识别出包括地毯在内的前方地面特征，而且无需设置虚拟禁区。该清洁机器人在行进工作过程中，能利用定位装置获取的位置信息和设置的清洁机器人工作区域的地图，实时地在地图中标定位置，并结合其在所述地图中的标定位置，执行相应的动作，从而实现了不同的功能，智能化程度高，使用可靠性高，大大提高了用户的综合体验。

具体的，针对清洁机器人在地图中的不同位置，其采取如下不同的控制动作：

1、当清洁机器人在非进出口区域(门)附近，在沿着前进方向上，通过所述检测装置感测到具有超过预设值(例如5毫米)的凸起，表示识别出前方地面特征44为地毯，此时该清洁机器人不进入前方区域，从而可以防止弄脏地毯。

2、当清洁机器人在进出口区域(门)附近，在沿着前进方向上，通过所述检测装置3感测到具有超过预设值(例如5毫米)的凸起，表示识别出前方地面特征44为地毯，此时，拖地组件2抬升，且该清洁机器人进入前方区域，从而使得清洁机器人能够移动至不同的行进区域中，执行全局地图范围内的清理工作，而不会受限于单个行进区域中，且不会弄脏地毯。

3、当清洁机器人在距离所述边界43一定距离以内时，屏蔽所述检测装置3，控制所述清洁机器人继续清理，从而使得清洁机器人能够对边界43角落的区域进行无死角地清理。

4、当清洁机器人识别出前方地面特征44为悬崖时，可以不进入该悬崖所在的区域，防止其跌落。

进一步的，针对不进入前方区域的情况，通过控制该检测装置3的安装角度，可以提前一段距离识别出前方地面特征44，从而可以更加可靠地避免该清洁机器人进入前方区域，如非门处的地毯，悬崖等。

当然，本实施方式中所提供的清洁机器人，除了能够识别出地毯类前方地面特征44外，其可以根据实际的需要调整第一预设值和预定长度的数值，从而识别出其他尺寸的前方地面特征44，具体的，本申请在此不再展开一一举例。

如图4所示，以下结合本申请所提供的清洁机器人的控制方法，详细说明本申请的工作原理。针对上述清洁机器人还对应提供一种清洁机器人的控制方法，具体的，清洁机器人的控制方法可以包括如下步骤：

步骤S10：获取所述清洁机器人的位置信息，并根据所述清洁机器人的位置信息确定所述清洁机器人在所述地图中的位置；

步骤S12：根据所述清洁机器人的检测装置的检测结果识别出所述清洁机器人前方地面特征44，并结合所述清洁机器人在所述地图中的位置，控制所述清洁机器人执行相应的动作。

需要说明的是：该清洁机器人的控制方法可以根据前方地面特征44的不同，而应用在不同的场景下，在本实施方式中，主要以识别地毯为例进行阐述，其他前方地面特征44形式，可以根据本申所提供的识别方法作适应性调整。

在本实施方式中，在控制清洁机器人行进前，可以对当前所在的行进区域41进行参考高度标定，获取检测装置3的高度参数。具体的，获取该检测装置3的高度参数主要用于计算位于同当前行进区域41中前方地面特征44的高度计算提供对比参照，具体的为该前方地面特征44的高度计量提供初始计算点。

在本说明中，所述检测装置3通过检测所述清洁机器人与所述前方地面特征44的距离获得表征前方地面特征44高度的高度参数，所述控制装置根据所述高度参数与预设值的对比结果，识别前方地面特征44。后续控制装置结合所述清洁机器人在所述地图中的标定位置，控制所述清洁机器人执行相应的动作。

在本实施方式中，在距离所述进出口区域42第一预定距离范围以外，在沿着前进方向上，通过所述检测装置3感测到具有超过第一预设值的凸起，可以表示识别到前方地面特征44为地毯。

进一步的，为了提高该前方地面特征44识别的准确性，可以再结合所述凸起的持续距离进行判断。具体的，在感测到具有超过第一预设值的凸起的基础上，可以叠加凸起的长度超过第一预定长度，表示识别到前方地面特征44。

本实施方式中所提供的清洁机器人处于拖地模式时，在非进出口区域(门)附近，在沿着前进方向上，通过所述检测装置3感测到具有超过第一预设值(例如5毫米)的凸起，并且所述凸起的持续距离超过预定长度(例如2厘米)，则表示识别出前方地面特征44(例如，地毯)。本申请所提供的清洁机器人对前方地面特征44的识别，主要基于前方地面特征44的物理尺寸，其相对于现有技术中的其他识别方式而言，使用时能识别出前方地面特征44(例如，地毯)，识别可靠性更高；此外，也无需设置虚拟禁区，大大提高了用户的使用体验。

在另一种情况下，所述控制装置根据所述清洁机器人的位置信息，判断所述清洁机器人在距离所述进出口区域第二预定距离范围以内时，则控制所述清洁机器人通过所述地毯所在的区域。

以下该进出口区域42主要以门为例进行举例说明。也就是说，清洁机器人在门附近检测到地毯，则控制所述清洁机器人通过所述地毯所在的区域。

具体的，所述检测装置3检测到所述地面特征44的高度值大于第一预设值，所述控制装置识别所述地面特征44为地毯，此时，所述控制装置根据所述清洁机器人的位置信息，判断所述清洁机器人在距离所述进出口区域第二预定距离范围以内时，控制所述清洁机器人通过所述地毯所在的区域。

对于两个行进区域41的交界位置而言，其对应的地面高度可能不同，此时为了避免检测装置3出现误判，同时为了保证该清洁机器人能够顺利进出不同的行进区域41，对工作区域进行全面清洁，即使在距离所述进出口区域42第二预定距离范围以内判断出具有前方地面特征44，仍然控制清洁机器人通过所述前方地面特征44所在的区域。

其中，所述第一预设值可以根据所述前方地面特征44的高度结合当前所述检测装置3的高度参数综合确定。其中，以所述检测装置3所处的当前区域的地面为零点进行计算，所述第一预设值小于或等于前方地面特征44的高度。一般的，清洁机器人具有越障高度，以所述检测装置3所处的当前区域的地面为零点进行计算，该第一预设高度小于清洁机器人的最高越障高度。

进一步的，所述清洁机器人的控制方法还可以包括：在沿着前进方向感测到具有超过预设值的凸起时，将拖地组件2抬高。该拖地组件2具体可以为拖布或者海绵等，当然，其也其他形式，本申请在此并不作具体的限定。以下主要以拖布为例进行举例说明。该拖布的太高的高度至少要与预设值相齐平，从而有利于进一步根据控制装置的指令执行相应的动作。例如，当需要越过该前方地面特征44时，可以再控制该拖地组件2抬高，后续再通过该前方地面特征44。当需要避开该前方地面特征44时，通过抬高该拖布也有利于清洁机器人运行路线的重新规划。此外，在某些特殊的情况下，例如，在该清洁机器人刹车失效或者路线规划错误时，也可以避免拖布与地毯直接接触。

在一个实施方式中，所述检测装置3具有检测方向，所述检测装置3的高度参数包括沿着所述检测方向上的距离参考值L，所述检测方向与竖直方向的夹角为θ，

该地面特征44的高度值ΔH的计算公式为：

ΔH＝ΔL×COSθ，

其中，ΔL为距离参考值L与沿着检测方向上实际测量到的距离L1的差值。

举例而言，例如，当距离参考值L＝50mm，实际测量到的距离值L1＝38mm，θ＝38°，预设值为6mm,则：ΔH＝ΔL×COSθ＝12×COS38°＝9.5mm。

由于ΔH大于预设值，所以判断为识别到前方地面特征44(地毯)。

在一个实施方式中，所述检测方向与竖直方向的夹角θ的角度范围在0度至90度之间。在本实施方式中，为了保证提前预知前方地面信息，该检测装置3可以选用能非垂直安装的检测装置3，例如TOF检测装置3。当该检测装置3整体向下倾斜安装时，探测的距离可以提前一定的距离N，一方面可以保证刹车距离，另一方面也可以保证对墙体进行有效区分对待，比如N＝5cm，离墙5cm内屏蔽检测装置3，避免误识别墙体为地毯。

在一个实施方式中，清洁机器人还具有越障功能。相应的，所述清洁机器人的控制方法还可以包括：在沿着前进方向上，通过所述检测装置3感测到当前待行进区域具有超过最高越障高度的凸起或凹下时，控制所述清洁机器人不进入前方的待行进区域。其中，该最高越障高度可以为15毫米。当然，根据清洁机器人具体类型和尺寸的不同，该最高越障高度可以根据实际需要进行调整，本申请在此并不作具体的限定。

当前待行进区域为凹下的区域时，本申请所提供的清洁机器人具有防跌落功能。

在一个具体的实施方式中，所述预设值包括：第二预设值。所述检测装置检测到所述地面特征44的高度值小于所述第二预设值，则所述控制装置识别到所述地面特征44为悬崖，并控制所述清洁机器人不进入所述悬崖所在的区域。其中，第二预设值可以参考上述清洁机器人实施方式中的具体描述，本申请在此不再赘述。

请结合参阅图6，所述全局地图4还包括非进出口区域的边界43，所述方法还包括：在识别出当前位置靠近所述边界43第三预定距离以内时，屏蔽所述检测装置3。

在本实施方式中，该边界43可以为墙体，以下主要以墙体为例进行举例说明。该第三预定距离可以为5厘米，该第三预定距离的具体数值并不限于5厘米，本申请在此并不作具体的限定。当该清洁机器人运行到靠近墙体第三预定距离时，此时，为了避免该清洁机器人将墙体作为前方地面特征44而不继续靠近，将屏蔽所述检测装置3。当该检测装置3被屏蔽后，该清洁机器人会继续向前行进从而对墙体边角位置进行清理。

在一个主要的应用场景下，对于拖扫吸复合式清洁机器人而言，其具有自动充电的功能，其充电基站一般设置在远离门的位置。因此，该清洁机器人工作时，一般默认初始位置不在门附近。该清洁机器人启动后，在沿着前进方向上，通过所述检测装置3感测到具有超过预设值(例如5毫米)的凸起，并且所述凸起的持续距离超过预定长度(例如2厘米)，则表示识别出前方地面特征44(例如，地毯)。本申请所提供的清洁机器人对前方地面特征44的识别，主要基于前方地面特征44的物理尺寸，其相对于现有技术中的其他识别方式而言，使用时能识别出地毯，识别可靠性更高；此外，也无需设置虚拟禁区，大大提高了用户的使用体验。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

上述各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似部分相互参照即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式不同之处。

以上所述仅为本发明的几个实施方式，虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。

Claims (19)

1.一种清洁机器人，其特征在于，包括：

机身；

移动装置，设置在所述机身上，用于带动所述清洁机器人在地面移动并执行清洁工作；

检测装置，设置在所述机身上，用于检测所述清洁机器人前方地面特征；

定位装置，设置在所述机身上，用于获取所述清洁机器人的位置信息；

控制装置，与所述检测装置和所述定位装置电连通，所述控制装置储存或获取所述清洁机器人工作区域的地图；所述控制装置根据所述定位装置所获取的位置信息和工作区域的地图，判断所述清洁机器人在地图中的位置；

所述控制装置根据所述检测装置的检测结果识别所述地面特征，当地面特征为地毯时，结合所述清洁机器人在所述地图中的位置，判断所述地毯是否处于预设区域，当处于预设区域时，控制所述清洁机器人进入所述地毯，当所述地毯处于非预设区域时，控制所述清洁机器人不进入所述地毯；

所述地图包括：行进区域，以及用于进入或离开所述行进区域的进出口区域；所述非预设区域包括距离所述进出口区域第一预定距离范围以外的区域，所述预设区域包括距离所述进出口区域第二预定距离范围以内的区域。

2.如权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于，所述检测装置通过检测所述清洁机器人与所述地面的距离获得表征所述地面高度的高度参数，所述控制装置根据所述高度参数与预设值的对比结果，识别所述地面特征。

3.如权利要求2所述的清洁机器人，其特征在于，所述预设值包括第一预设值，当所述高度参数大于第一预设值，所述控制装置识别所述地面特征为地毯。

4.如权利要求3所述的清洁机器人，其特征在于，所述清洁机器人还包括设置在机身下表面的拖地组件，以及使所述拖地组件升降的拖地组件升降装置；在所述控制装置识别所述地面特征为地毯时，所述控制装置控制所述拖地组件升降装置以使所述拖地组件抬升。

5.如权利要求2所述的清洁机器人，其特征在于，所述预设值包括第二预设值，当所述高度参数小于第二预设值，所述控制装置识别所述地面特征为悬崖，则控制所述清洁机器人不进入所述悬崖所在的区域。

6.如权利要求2所述的清洁机器人，其特征在于，所述高度参数为所述地面特征的高度值ΔH；所述检测装置具有检测方向，所述检测方向与竖直方向的夹角为θ；所述地面特征的高度值：ΔH=ΔL×COSθ，其中，ΔL为沿着所述检测方向上测量的距离参考值L与沿着检测方向上实际测量到的距离L1的差值。

7.如权利要求2所述的清洁机器人，其特征在于，所述检测装置在工作前对所述高度参数进行标定。

8.如权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于，所述检测装置包括测距传感器，所述测距传感器为TOF传感器或者三角测距传感器。

9.如权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于，所述地图还包括非进出口区域的边界，所述控制装置根据所述清洁机器人的位置信息，判断所述清洁机器人距离所述边界第三预定距离以内时，屏蔽所述检测装置，并控制所述清洁机器人继续工作。

10.如权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于，所述检测装置具有检测方向，所述检测方向与竖直方向的夹角的角度范围在0度至90度之间。

11.如权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于，所述定位装置为激光SLAM定位装置或视觉SLAM定位装置。

12.如权利要求11所述的清洁机器人，其特征在于，所述地图通过所述定位装置获取或者通过用户终端app发送。

13.如权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于，所述机身包括：在沿着前进方向上具有前表面的壳体；所述检测装置设置在所述前表面。

14.一种清洁机器人的控制方法，其特征在于，所述清洁机器人中存储有或能获取所述清洁机器人工作区域的地图，所述控制方法包括：

获取所述清洁机器人的位置信息，并根据定位装置所获取的位置信息和工作区域的地图，判断所述清洁机器人在地图中的位置；

根据所述清洁机器人的检测装置的检测结果识别出所述清洁机器人前方地面特征，当地面特征为地毯时，结合所述清洁机器人在所述地图中的位置，判断所述地毯是否处于预设区域，当处于预设区域时，控制所述清洁机器人进入所述地毯，当所述地毯处于非预设区域时，控制所述清洁机器人不进入所述地毯；

所述地图包括：行进区域，以及用于进入或离开所述行进区域的进出口区域；所述非预设区域包括距离所述进出口区域第一预定距离范围以外的区域，所述预设区域包括距离所述进出口区域第二预定距离范围以内的区域。

15.如权利要求14所述的清洁机器人的控制方法，其特征在于，所述检测装置用于检测所述清洁机器人与所述地面特征的距离获得表征所述地面特征高度的高度参数，所述根据所述清洁机器人的检测装置的检测结果识别出所述清洁机器人前方地面特征包括：根据所述检测装置获取的所述高度参数与预设值的对比结果，识别出所述地面特征。

16.如权利要求15所述的清洁机器人的控制方法，其特征在于，所述预设值包括第一预设值；当所述高度参数大于第一预设值，识别所述地面特征为地毯。

17.如权利要求16所述的清洁机器人的控制方法，其特征在于，所述清洁机器人还包括设置在机身下表面的拖地组件，以及使所述拖地组件升降的拖地组件升降装置；所述方法还包括：识别所述地面特征为地毯时，控制所述拖地组件升降装置抬升所述拖地组件。

18.如权利要求15所述的清洁机器人的控制方法，其特征在于，所述预设值包括第二预设值；当所述高度参数小于所述第二预设值，识别所述地面特征为悬崖，控制所述清洁机器人不进入所述悬崖所在的区域。

19.如权利要求14所述的清洁机器人的控制方法，其特征在于，所述地图还包括非进出口区域的边界，判断所述清洁机器人距离所述边界第三预定距离以内时，屏蔽所述检测装置，并控制所述清洁机器人继续工作。

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