機(jī)器人系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及智能機(jī)器人領(lǐng)域，具體涉及一種機(jī)器人系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代人生活節(jié)奏的加快，休息時(shí)間越來越少，人們?cè)絹碓侥芙邮馨押臅r(shí)耗力的一些清潔工作交給特殊機(jī)器人來做，清潔機(jī)器人技術(shù)也就得到了蓬勃的發(fā)展。清潔機(jī)器人主要有兩種，一種是掃地機(jī)器人，主要是把地上的雜物、灰塵進(jìn)行清理；另外一種是擦抹機(jī)器人，主要是把黏附在地板的灰塵、泥巴等抹除干凈。
[0003]清潔機(jī)器人最重要的指標(biāo)是智能程度和覆蓋率。市面上現(xiàn)有的清潔機(jī)器人基本上都能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)充電、自動(dòng)工作的功能，實(shí)現(xiàn)的方法各不相同，在清潔覆蓋率上面和時(shí)間效率上，就有了比較大的不同。總結(jié)起來，大概可以分為三類:第一種是采用隨機(jī)碰撞的方式，隨著房間空間的增大，通過增加時(shí)間來達(dá)到清潔覆蓋率；第二種是外加導(dǎo)航塔來實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃；第三種是通過內(nèi)部的激光測(cè)距來實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃。第一種采用隨機(jī)碰撞的方式，算法優(yōu)化比較好的情況下，覆蓋率也比較高，但是重復(fù)清潔的區(qū)域難以避免，也就導(dǎo)致了清潔時(shí)間比較長(zhǎng)。第二種和第三種都能夠?qū)崿F(xiàn)路徑規(guī)劃，在空闊的區(qū)域效果比較好，當(dāng)家居家具比較多，遮擋這些信號(hào)，或者房間比較多，跨越房間時(shí)，導(dǎo)航效果就比較差。無論哪種方式，傳統(tǒng)的產(chǎn)品都缺乏智能地圖設(shè)置，用戶不能夠遠(yuǎn)程或者近距離遙控機(jī)器人去打掃指定的房間，需要手工把機(jī)器搬到特定的房間，然后增加一些“虛擬墻”來隔離不同的房間，用戶體驗(yàn)較差。
[0004]目前，有專利提及采用自主導(dǎo)航的方式來實(shí)現(xiàn)，例如中國公開號(hào)為CN102053623的實(shí)用新型專利申請(qǐng)，其中提到了機(jī)器人可以自動(dòng)生成地圖，也可以外部輸入地圖，依靠地圖來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)航，但是其存在一些缺點(diǎn)，首先，機(jī)器人運(yùn)行過程中震動(dòng)比較大，會(huì)影響到傳感器的精度，并且，現(xiàn)有的傳感器在長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)運(yùn)行過程中，容易存在積累誤差，所述專利申請(qǐng)文件中沒有把這些問題提出并解決，只是停留在一個(gè)理論層面；其次，該專利只針對(duì)了二維的平面的地圖，如果是復(fù)式的家居環(huán)境，就沒有辦法適應(yīng)；第三，該專利沒有解決地圖存儲(chǔ)問題，清潔機(jī)器人是帶電池工作，一般處理能力弱，地圖的存儲(chǔ)必須進(jìn)行優(yōu)化。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種機(jī)器人系統(tǒng)，能夠?yàn)閷?shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確地自建地圖并自主導(dǎo)航提供硬件基礎(chǔ)。本實(shí)用新型的目的由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]一種機(jī)器人系統(tǒng)，包括具有電源模塊、主控模塊、觸碰傳感器、距離傳感器、加速度傳感器、陀螺儀、行動(dòng)機(jī)體及區(qū)域操作組件的機(jī)器人；其特征在于:所述機(jī)器人還包括標(biāo)簽信息讀取器，設(shè)置于所述行動(dòng)機(jī)體前端，與所述主控模塊電連接；所述系統(tǒng)還包括可讀標(biāo)簽，可讀標(biāo)簽設(shè)置于機(jī)器人活動(dòng)空間的每個(gè)區(qū)域的邊界，可讀標(biāo)簽設(shè)置高度與所述標(biāo)簽信息讀取器的讀取高度一致。
[0007]作為具體的技術(shù)方案，所述可讀標(biāo)簽為NFC標(biāo)簽或者二維碼標(biāo)簽，所述標(biāo)簽信息讀取器相應(yīng)為NFC標(biāo)簽讀取器或讀取二維碼的攝像頭。
[0008]作為具體的技術(shù)方案，所述行動(dòng)機(jī)體包括機(jī)殼、萬向輪及萬向輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，萬向輪設(shè)置于機(jī)殼底部，萬向輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述主控模塊電連接。
[0009]作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述機(jī)器人還包括氣壓傳感器，設(shè)置于所述行動(dòng)機(jī)體上，與所述主控模塊電連接。
[0010]作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述機(jī)器人還包括地磁傳感器，設(shè)置于所述行動(dòng)機(jī)體上，與所述主控模塊電連接。
[0011]作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述區(qū)域操作組件包括清潔組件、攝像組件、加濕組件、除濕組件、滅蟲組件中的一個(gè)或多個(gè)。
[0012]作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述機(jī)器人還包括無線通信模塊，設(shè)置于所述行動(dòng)機(jī)體上，與所述主控模塊電連接；所述系統(tǒng)還包括與所述無線通信模塊通信配合的獨(dú)立終端。
[0013]作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述系統(tǒng)還包括為機(jī)器人的電源模塊充電的充電座，設(shè)置于所述機(jī)器人活動(dòng)空間內(nèi)。
[0014]作為具體的技術(shù)方案，所述機(jī)器人活動(dòng)空間的每個(gè)區(qū)域至少設(shè)置一組相對(duì)設(shè)置的可讀標(biāo)簽。
[0015]作為具體的技術(shù)方案，所述行動(dòng)機(jī)體上設(shè)置有休眠喚醒開關(guān)，用于人為移動(dòng)行動(dòng)機(jī)體時(shí)喚醒主控模塊進(jìn)入工作模式。
[0016]本實(shí)用新型的又一個(gè)目的是提供一種基于上述機(jī)器人系統(tǒng)的自建地圖和導(dǎo)航方法，該又一目的由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0017]本實(shí)用新型的有益效果在于:通過傳感器融合和可讀標(biāo)簽，能夠克服現(xiàn)在市面上清潔機(jī)器人的不足，做到智能的室內(nèi)地圖自建及精確導(dǎo)航，節(jié)省自建地圖時(shí)間，設(shè)置的地磁傳感器能夠進(jìn)一步準(zhǔn)確度，設(shè)置的氣壓傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)三維地圖的自建及導(dǎo)航功能。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的機(jī)器人系統(tǒng)的原理圖。
[0019]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例所涉及的家居環(huán)境被機(jī)器人搜索到標(biāo)簽的初始化狀態(tài)地圖。
[0020]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例所涉及的家居環(huán)境被機(jī)器人搜索到標(biāo)簽的完整地圖。
[0021]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的機(jī)器人系統(tǒng)的獨(dú)立終端的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖1所示，本實(shí)施例提供的機(jī)器人系統(tǒng)，包括機(jī)器人8、充電座6、獨(dú)立終端(參見圖4)及可讀標(biāo)簽。機(jī)器人8包括行動(dòng)機(jī)體1、主控模塊4、傳感器集合5，還包括無線通信模塊、可充電電源模塊及區(qū)域操作組件。其中，行動(dòng)機(jī)體I包括機(jī)殼、萬向輪2、3及萬向輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，萬向輪設(shè)置于機(jī)殼底部，萬向輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與主控模塊電連接。傳感器集合5包括觸碰傳感器、距離傳感器、標(biāo)簽信息讀取器、加速度傳感器、陀螺儀、氣壓傳感器及地磁傳感器，均與主控模塊電連接。所述區(qū)域操作組件是指對(duì)機(jī)器人所處區(qū)域進(jìn)行某些功能操作的組件，可以為清潔組件、攝像組件、加濕組件、除濕組件、滅蟲組件中的一個(gè)或多個(gè)，本實(shí)施例以清潔組件為例進(jìn)行說明，即本實(shí)施例所述的機(jī)器人為清潔機(jī)器人。
[0023]機(jī)器人的無線通信模塊設(shè)置于行動(dòng)機(jī)體上，與所述主控模塊電連接，同時(shí)還與獨(dú)立終端通信配合。如圖4所示，獨(dú)立終端具有機(jī)殼501、顯示屏502及按鍵503，實(shí)際中可以為帶有顯示器的遙控器或者是安裝了應(yīng)用的智能終端。充電座設(shè)置于所述機(jī)器人活動(dòng)空間內(nèi)(房屋內(nèi))，用于對(duì)機(jī)器人的電源模塊進(jìn)行充電。
[0024]觸碰傳感器和距離傳感器均為現(xiàn)有清潔機(jī)器人常用配制，陀螺儀用于實(shí)時(shí)提供機(jī)器人旋轉(zhuǎn)方向信息、加速度傳感器用于提供加速度信息、地磁傳感器提供一個(gè)恒定的角度用于參考，氣壓傳感器用于提供氣壓信息，以識(shí)別機(jī)器人所處的水平高度。通過加速度傳感器對(duì)加速度的積分運(yùn)算可以得到機(jī)器人行動(dòng)距離信息，通過陀螺儀角度的積分可以得到機(jī)器人的角度信息；同時(shí)，由于存在積累誤差，通過地磁傳感器采集的地磁信息來對(duì)角度信息進(jìn)行一些修正，知道了距離和角度的信息，就可以繪制從基準(zhǔn)點(diǎn)(一般為充電座)開始的行走軌跡。
[0025]標(biāo)簽信息讀取器設(shè)置于行動(dòng)機(jī)體前端，用于識(shí)別并讀取可讀標(biāo)簽的信息。本實(shí)施例中，可讀標(biāo)簽為NFC標(biāo)簽或者二維碼標(biāo)簽，相應(yīng)地，標(biāo)簽信息讀取器為NFC標(biāo)簽讀取器或讀取二維碼的攝像頭。本實(shí)施例中的可讀標(biāo)簽用于區(qū)域的標(biāo)定，標(biāo)簽的內(nèi)容有初始的設(shè)定，兩張為一組，上面有左右對(duì)應(yīng)的標(biāo)記，用戶需要在每個(gè)區(qū)域邊界的地方貼上標(biāo)簽，如門框的兩邊或房屋各房間的墻體7上，貼的高度需要和機(jī)器人的標(biāo)簽讀取器的高度一致。
[0026]當(dāng)機(jī)器人活動(dòng)空間有多個(gè)樓層時(shí)，可以通過氣壓傳感器的信息進(jìn)行區(qū)分。不同的樓層均要設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)，需要放置充電座或者放置基準(zhǔn)標(biāo)簽。機(jī)器人第一次工作時(shí)，可以是隨機(jī)碰撞的方式或者是沿邊模式，來搜索工作區(qū)域