br>[0098]參考圖1及4，安置于主體110的頂部部分上的用戶接口140接收一或多個(gè)用戶命令及/或顯示機(jī)器人100的狀態(tài)。用戶接口 140與由機(jī)器人100承載的機(jī)器人控制器150通信使得由用戶接口 140接收的一或多個(gè)命令可起始機(jī)器人100對清潔例程的執(zhí)行。
[0099 ]機(jī)器人控制器150 (執(zhí)行控制系統(tǒng))可執(zhí)行致使機(jī)器人100采取行動(dòng)(例如以墻壁沿循方式、地板擦洗方式操縱或在檢測到障礙物(例如，由障礙物傳感器系統(tǒng)400)時(shí)改變其行進(jìn)方向)的行為。機(jī)器人控制器150可通過獨(dú)立地控制每一輪模塊120a、120b的旋轉(zhuǎn)速度及方向而沿任何方向操縱機(jī)器人100跨越清潔表面10。舉例來說，機(jī)器人控制器150可沿前向F、反向(后向)A、右R及左L方向操縱機(jī)器人100。在機(jī)器人100實(shí)質(zhì)上沿著前后軸Y移動(dòng)時(shí)，機(jī)器人100可進(jìn)行重復(fù)交替的右轉(zhuǎn)彎及左轉(zhuǎn)彎，使得機(jī)器人100圍繞中心垂直軸Z來回旋轉(zhuǎn)(下文中稱為擺動(dòng)運(yùn)動(dòng))。擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)可允許機(jī)器人100在清潔操作期間作為擦洗器操作。此外，機(jī)器人控制器150可使用擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)來檢測機(jī)器人停滯。另外或替代地，舉例來說，機(jī)器人控制器150可操縱機(jī)器人100實(shí)質(zhì)上原地旋轉(zhuǎn)使得機(jī)器人100可操縱離開拐角或遠(yuǎn)離障礙物。機(jī)器人控制器150可引導(dǎo)機(jī)器人100在橫越清潔表面10的同時(shí)越過實(shí)質(zhì)上隨機(jī)(例如，偽隨機(jī))路徑。機(jī)器人控制器150可對圍繞機(jī)器人100安置的一或多個(gè)傳感器(例如，碰撞、接近度、墻壁、停滯及陡壁傳感器)做出響應(yīng)。機(jī)器人控制器150可響應(yīng)于從傳感器接收的信號而重新引導(dǎo)輪模塊120a、120b，從而致使機(jī)器人100在處理清潔表面10的同時(shí)規(guī)避障礙物及雜亂物。如果機(jī)器人100在使用期間被卡住或纏住，那么機(jī)器人控制器150可通過一系列躲避行為引導(dǎo)輪模塊120a、120b使得機(jī)器人100可躲避且重新開始正常清潔操作。
[0100]參考圖4、12及13，為了實(shí)現(xiàn)可靠且穩(wěn)健的自主移動(dòng)，機(jī)器人100可包含具有數(shù)個(gè)不同類型的傳感器的傳感器系統(tǒng)500，所述傳感器可結(jié)合彼此使用以形成對機(jī)器人的環(huán)境的感知，其足以允許機(jī)器人100關(guān)于將在所述環(huán)境中采取的行動(dòng)做出智能決策。傳感器系統(tǒng)500可包含由機(jī)器人主體110支撐的一或多個(gè)類型的傳感器，其可包含障礙物檢測障礙物規(guī)避(ODOA)傳感器、通信傳感器、導(dǎo)航傳感器等等。舉例來說，這些傳感器可包含但不限于接近度傳感器、接觸傳感器、相機(jī)(例如，體積點(diǎn)云成像、三維(3D)成像或深度圖傳感器、可見光相機(jī)及/或紅外線相機(jī))、聲納、雷達(dá)、LIDAR(光檢測與測距，此可需要測量所散射光的性質(zhì)以得出遙遠(yuǎn)目標(biāo)的范圍及/或其它信息的光學(xué)輔助感測)、LADAR(激光檢測與測距)等等。在一些實(shí)施方案中，傳感器系統(tǒng)500包含測距聲納傳感器、接近度陡壁檢測器、接觸傳感器、激光掃描儀及/或成像聲納。
[0101]在將傳感器放置于機(jī)器人平臺上時(shí)涉及數(shù)個(gè)挑戰(zhàn)。第一，傳感器需要經(jīng)放置使得其具有圍繞機(jī)器人100的所關(guān)注區(qū)域的最大覆蓋。第二，傳感器可需要以使得機(jī)器人100本身導(dǎo)致對傳感器的遮蔽的絕對最小值的方式來放置;本質(zhì)上，傳感器不能經(jīng)放置使得其因機(jī)器人本身而成為“盲的”。第三，傳感器的放置及安裝不應(yīng)對平臺的工業(yè)設(shè)計(jì)的其余部分具有侵入性。在美學(xué)方面，可假定具有不明顯安裝的傳感器的機(jī)器人比具有明顯安裝的傳感器的機(jī)器人更具“吸引力”。在效用方面，傳感器應(yīng)以使得不干擾正常機(jī)器人操作(被障礙物姅住等)的方式安裝。
[0102]在一些實(shí)施方案中，傳感器系統(tǒng)500包含障礙物傳感器系統(tǒng)400，其可具有與機(jī)器人控制器150通信且布置于機(jī)器人100的一或多個(gè)區(qū)或部分中(例如，圍繞機(jī)器人主體110的周界安置)以用于檢測任何附近的或侵入性的障礙物的一或多個(gè)接近度傳感器410及碰撞或接觸傳感器420。所述接近度傳感器可為在物體處于機(jī)器人100的給定范圍內(nèi)時(shí)將信號提供到控制器150的會聚式紅外線(IR)發(fā)射器-傳感器元件、聲納傳感器、超聲傳感器及/或成像傳感器(例如，3D深度圖圖像傳感器)。此外，接近度傳感器410中的一或多者可經(jīng)布置以檢測機(jī)器人100何時(shí)已遇到地板的下落邊緣，例如其何時(shí)遇到一組樓梯。舉例來說，陡壁接近度傳感器410b可位于機(jī)器人主體110的前緣及尾緣處或附近。機(jī)器人控制器150(執(zhí)行控制系統(tǒng))可執(zhí)行致使機(jī)器人100在檢測到邊緣時(shí)采取行動(dòng)(例如改變其行進(jìn)方向)的行為。
[0103]傳感器系統(tǒng)500可包含安裝于機(jī)器人主體110的前向部分上(例如，具有沿著前向驅(qū)動(dòng)方向F的視場)且與機(jī)器人控制器150通信的激光掃描儀460(圖12)。在圖4及6中所展示的實(shí)例中，激光掃描儀460作為障礙物傳感器系統(tǒng)400的部分安裝于緩沖器130上。在緩沖器130上于籠罩后面具有激光掃描儀460允許前向視場，同時(shí)與外部安裝于機(jī)器人100的頂部上相比減少被障礙物姅住。激光掃描儀460可使用從激光掃描儀460接收的信號掃描圍繞機(jī)器人100及機(jī)器人控制器150的區(qū)域，可形成所掃描區(qū)域的環(huán)境地圖或物體地圖。機(jī)器人控制器150可使用物體地圖來進(jìn)行導(dǎo)航、障礙物檢測及障礙物規(guī)避。此外，機(jī)器人控制器150可使用來自傳感器系統(tǒng)500的其它傳感器的感測輸入來形成物體地圖及/或進(jìn)行導(dǎo)航。
[0104]在一些實(shí)例中，激光掃描儀460為掃描LIDAR，其可使用在一個(gè)維度上快速掃描一區(qū)域的激光作為“主”掃描線且使用飛行時(shí)間成像元件，所述飛行時(shí)間成像元件使用相位差或類似技術(shù)來給在所述線中產(chǎn)生的每一像素指派一深度(在掃描平面中返回二維深度線)。為了產(chǎn)生三維地圖，LIDAR可在第二方向上執(zhí)行“輔助”掃描(舉例來說，通過使掃描儀“點(diǎn)頭”)。在未經(jīng)補(bǔ)充的情況下，此機(jī)械掃描技術(shù)可通過例如“閃光” LIDAR/LADAR及“瑞士測距器(Swiss Ranger)”型焦平面成像元件傳感器(使用半導(dǎo)體堆疊來準(zhǔn)許對全2-D像素矩陣的飛行時(shí)間計(jì)算以提供每一像素處的一深度或甚至每一像素處的一系列深度(借助經(jīng)編碼照明器或照明激光器)的技術(shù))等技術(shù)來補(bǔ)足。
[0105]傳感器系統(tǒng)500可包含安裝于機(jī)器人主體110或緩沖器130上且與機(jī)器人控制器150通信的一或多個(gè)三維(3-D)圖像傳感器470(例如，體積點(diǎn)云成像裝置)。在圖6及9中所展示的實(shí)例中，3-D圖像傳感器安裝于緩沖器130上而具有前向視場。如果3-D圖像傳感器470具有有限的視場，那么在一些實(shí)施方案中，機(jī)器人控制器150或傳感器系統(tǒng)500可以邊對邊掃描方式致動(dòng)3-D圖像傳感器以形成相對較寬的視場來執(zhí)行穩(wěn)健0D0A。
[0106]在一些實(shí)施方案中，傳感器系統(tǒng)500包含與機(jī)器人控制器150通信以測量并監(jiān)視機(jī)器人100的慣性矩的慣性測量單元aMU)510(圖4)。機(jī)器人控制器150可監(jiān)視來自IMU510的反饋中與對應(yīng)于正常無阻礙操作的閾值信號的任何偏離。舉例來說，如果機(jī)器人100開始從陡壁跌落、從地板10抬起或以其它方式受阻，那么機(jī)器人控制器150可確定有必要采取緊急行動(dòng)(包含但不限于回避操縱、重新校準(zhǔn)及/或發(fā)布音頻/視覺警告)以便確保機(jī)器人100的安全操作。
[0107]參考圖13及14，在一些實(shí)施方案中，機(jī)器人100包含經(jīng)配置以允許機(jī)器人100將清潔液體沉積在表面上且隨后返回以通過多個(gè)遍次從表面收集清潔液體的導(dǎo)航系統(tǒng)600。與單遍次配置相比，多遍次配置允許在機(jī)器人100以較高速率行進(jìn)時(shí)將清潔液體留在表面上達(dá)較長的時(shí)間周期。導(dǎo)航系統(tǒng)允許機(jī)器人100返回到其中清潔流體已沉積于表面上但尚未收集的位置。導(dǎo)航系統(tǒng)可以偽隨機(jī)模式操縱機(jī)器人100跨越地板表面10使得機(jī)器人100可能返回到地板表面10的清潔流體已保留在其上的部分。
[0108]導(dǎo)航系統(tǒng)600可為在機(jī)器人控制器150上存儲及/或執(zhí)行的基于行為的系統(tǒng)。導(dǎo)航系統(tǒng)600可與傳感器系統(tǒng)500通信以確定驅(qū)動(dòng)命令并將其發(fā)布到驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)120。
[0109]參考圖14，在一些實(shí)施方案中，控制器150(例如，具有與存儲器通信的一或多個(gè)計(jì)算處理器的裝置，所述存儲器能夠存儲可在所述計(jì)算處理器上執(zhí)行的指令)執(zhí)行控制系統(tǒng)210，控制系統(tǒng)210包含彼此通信的行為系統(tǒng)210a及控制仲裁系統(tǒng)210b。控制仲裁系統(tǒng)210b允許動(dòng)態(tài)地向控制系統(tǒng)210添加及從控制系統(tǒng)210移除機(jī)器人應(yīng)用程序220且促進(jìn)允許應(yīng)用程序220各自控制機(jī)器人100而不需要了解任何其它應(yīng)用程序220。換句話說，控制仲裁系統(tǒng)210b提供應(yīng)用程序220與機(jī)器人100的資源240之間的簡單優(yōu)先化控制機(jī)制。
[0110]應(yīng)用程序220可存儲于機(jī)器人100的存儲器中或被傳遞到機(jī)器人100以在機(jī)器人100上(例如，在處理器上)并行地運(yùn)行且同時(shí)控制機(jī)器人100。應(yīng)用程序220可存取行為系統(tǒng)210a的行為300。經(jīng)獨(dú)立部署的應(yīng)用程序220在運(yùn)行時(shí)間動(dòng)態(tài)地組合且用以共享機(jī)器人資源240(例如，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)120及/或清潔系統(tǒng)160、190)。實(shí)施用于在運(yùn)行時(shí)間在應(yīng)用程序220當(dāng)中動(dòng)態(tài)地共享機(jī)器人資源240的低級策略。所述策略確定哪一應(yīng)用程序220具有對機(jī)器人資源240的控制，這是按照所述應(yīng)用程序220的需要(例如，應(yīng)用程序220當(dāng)中的優(yōu)先級層次)。應(yīng)用程序220可動(dòng)態(tài)地開始及停止且完全獨(dú)立于彼此而運(yùn)行。控制系統(tǒng)210還允許可組合在一起以彼此輔助的復(fù)雜行為300。
[0111]控制仲裁系統(tǒng)210b包含與控制仲裁器260通信的一或多個(gè)應(yīng)用程序220?？刂浦俨孟到y(tǒng)210b可包含為應(yīng)用程序220提供到控制仲裁系統(tǒng)210b的接口的組件。此類組件可抽象化并封裝掉驗(yàn)證、分布式資源控制仲裁器、命令緩沖的復(fù)雜性，協(xié)調(diào)應(yīng)用程序220的優(yōu)先化等等?？刂浦俨闷?60從每個(gè)應(yīng)用程序220接收命令、基于所述應(yīng)用程序的優(yōu)先級而產(chǎn)生單個(gè)命令并為其相關(guān)聯(lián)資源240公布所述命令?？刂浦俨闷?60從其相關(guān)聯(lián)資源240接收狀態(tài)反饋且可將其發(fā)送回到應(yīng)用程序220。機(jī)器人資源240可為具有一或多個(gè)硬件控制器的功能模塊(例如，致動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其群組)的網(wǎng)絡(luò)?？刂浦俨闷?60的命令為資源240特有的以執(zhí)行特定行動(dòng)。可在控制器150上執(zhí)行的動(dòng)力學(xué)模型230經(jīng)配置以計(jì)算機(jī)器人100的重心(CG)、慣性矩及各部分的慣性交叉積以用于評估當(dāng)前機(jī)器人狀態(tài)。
[0112]在一些實(shí)施方案中，行為300為提供層次、狀態(tài)全評估功能的插入式組件，所述功能將來自多個(gè)源(例如傳感器系統(tǒng)500)的感測反饋與先驗(yàn)極限及信息一起耦合到關(guān)于機(jī)器人100的可允許行動(dòng)的評估反饋中