專利名稱：結合臟污檢測機制的清潔路線引導方法
技術領域：
本發明是與自動清潔裝置的清潔路線導引有關，特別是關于一種結合臟污檢測機制的清潔路線引導方法。
背景技術：
自動清潔裝置通常為吸塵裝置，自帶移動動力及障礙物檢測功能，以在一待清潔區域自行移動，而清潔待清潔區域。為了確實清理待清潔區域，自動清潔裝置都具備一或多種路線導引機制，以引導自動清潔裝置依據特定路徑，清潔待清潔區域。前述的路線引導機制中，最簡單的是單純模式切換型引導機制。于單純模式切換型引導機制下，自動清潔裝置內建多種清潔路線模式，例如bounce清潔路線模式、wallfollow清潔路線模式、Snake清潔路線模式。自動清潔裝置通常會以時間調度作為切換依據，每到一指定的時間點，自動清潔裝置就切換至一對應該時間點的清潔路線模式。通過單純模式切換型引導機制，自動清潔裝置執行不同的清潔路線模式，且確保可以針對不同的臟污分布、臟亂程度都可以達到良好的清潔效果。但是對于相對復雜的室內環境而言，例如格局型態特別的房間/房屋，或是障礙物多的房屋，此種單純模式切換型引導機制仍無法確保自動清潔裝置能夠充分地完成清潔工作。針對單純模式切換型引導機制，集成人工智能的改良方案被提出。于集成人工智能模式切換型引導機制中，自動清潔裝置仍然內建數種清潔路線模式，但是自動清潔裝置中更進一步設置臟污檢測機制，以通過各種感應器檢測臟污分布及臟亂程度。經由人工智能分析臟污分布及臟亂程度，自動清潔裝置可以從多種清潔路線模式中，選擇最可能達成清潔工作者，而切換至所選出的清潔路線模式。雖然集成人工智能之后，自動清潔裝置內建的清潔路線模式仍與單純模式切換型相同，但是自動清潔裝置可以通過人工智能選擇最佳清潔路線模式，而使得其能夠充分地完成清潔工作。前述兩種引導模式中，自動清潔裝置都是盲目前進，在碰到障礙物或預設邊界時改變行進方向。在這種情況下，可能會發生自動清潔裝置從未或很少經過特定局部區塊的狀況，而導致該特定局部區塊的清潔狀況不佳。因此，更有系統化導航型引導機制被提出，以進一步將SLAM算法(simultaneouslocalization and mapping,同時定位及繪制地圖技術)集成于自動清潔裝置中。自動清潔裝置于清潔過程中，同時繪制待清潔區域的地圖。自動清潔裝置并配合臟污檢測機制，于待清潔區域規劃出最佳清潔策略，以確保待清潔區域中的每一角落都可以確實被清潔。理論上系統化導航型引導機制為最佳引導模式而可確實完成清潔工作，但實務上因為檢測機制的缺點、吸塵機構設計不良等，造成特定局部區塊清潔不確實、檢測機制誤判影響清潔效果、清潔時間過久等問題。因此，如何通過臟污檢測機制的檢測結果及清潔區域的地圖規劃出最佳清潔策略，仍為待解決問題。
發明內容
鑒于已知技術中的導航機制，存在特定局部區塊清潔不確實、檢測機制誤判影響清潔效果、清潔時間過久等問題，本發明提出一種結合臟污檢測機制的清潔路線引導方法，用以產生最佳化的清潔路徑，以引導自動清潔裝置完成清潔作業。本發明提出一種結合臟污檢測機制的清潔路線引導方法，執行于一自動清潔裝置，用以產生一清潔路徑，以供自動清潔裝置依據清潔路徑清潔一待清潔區域，其中待清潔區域中可定義多個網格。所述方法包含下列步驟于待清潔區域中移動自動清潔裝置，并以自動清潔裝置清除臟污；在移動自動清潔裝置的過程中，持續執行一同時定位及繪制地圖算法，以對自動清潔裝置所在的當前位置進行定位；在移動自動清潔裝置的過程中，檢測所清除的臟污流量，以取得當前所在網格的臟亂程度；當該當前所在網格的臟亂程度超過一門坎值時，標記網格為一臟亂網格；依據所標記的臟亂網格，找出一可以通過所有臟亂網格的最短路徑，以做為一清潔路徑；依據清潔路徑移動自動清潔裝置通過每一臟亂網格，依序清潔每一臟亂 網格。是于清潔過程中，通過實際吸引清除的臟污流量評估臟污程度，使得待清潔區域中各網格的臟污程度可以相對正確地被評估，以供規劃新的清潔路徑。此一清潔路徑可以依據臟亂程度設定下一次清潔作業時需要優先清除的臟污網格，加強清潔效果。同時，也可以依據臟污網格可能地找出自動清潔裝置所必須行進的最短路徑，從而加速清潔該待清潔區域所需要的時間。


圖I為本發明實施例所揭露的一種自動清潔裝置的電路方塊圖，用以執行結合臟污檢測機制的清潔路線弓I導方法。圖2為本發明第一實施例所揭露的一種結合臟污檢測機制的清潔路線引導方法。圖3A、3B及3C為本發明第二實施例所揭露的一種結合臟污檢測機制的清潔路線引導方法。圖4A、4B為基因算法中，由Pi網格產生多個清潔路徑的示意圖。[主要元件標號說明]100 自動清潔裝置110 控制模塊120 清潔模塊130 檢測模塊140 移動模塊150 探索模塊160 電池模塊
具體實施例方式請參閱圖I所示，為本發明實施例所揭露的一種自動清潔裝置100的電路方塊圖，用以清潔一待清潔區域，該待清潔區域中可定義多個網格。自動清潔裝置100包括一控制模塊110、一清潔模塊120、一檢測模塊130、一移動模塊140及一探索模塊150及一電池模塊160,設置于一機體中。電池模塊160用以供應電力至控制模塊110、清潔模塊120、檢測模塊130、移動模塊140及探索模塊150。檢測模塊130、清潔模塊120、移動模塊140及探索模塊150電性連接于控制模塊110。清潔模塊120用以產生一負壓以吸引臟污，以清除待清潔區域上的臟污，例如灰塵或小紙屑等，而清潔該待清潔區域。檢測模塊130用以檢測清潔模塊120所清除的臟污流量，以取得各網格的臟亂程度。移動模塊140用以移動機體，控制模塊110用以控制移動模塊140，以使機體沿著一清潔路徑移動而清潔該待清潔區域的各網格。
請參閱圖2所示，為本發明第一實施例所揭露的結合臟污檢測機制的清潔路線引導方法，用以產生一清潔路徑，以供自動清潔裝置100依據該清潔路徑清潔該待清潔區域。前述自動清潔裝置100的控制模塊110執行一句柄，而執行結合臟污檢測機制的清潔路線引導方法。于自動清潔裝置100清潔該待清潔區域的過程中，控制模塊110分析各網格的臟亂程度，據以產生一清潔路徑并儲存之。在往后的清潔作業中，自動清潔裝置100的控制模塊110可加載該清潔路徑，而沿著該清潔路徑移動自動清潔裝置100，以對清潔路徑所通過的網格加強清潔。于自動清潔裝置100啟動之后，控制模塊110依據其所執行的句柄，開始驅動移動模塊140，以于該待清潔區域中移動該自動清潔裝置100。同時，控制模塊110也啟動清潔模塊120，使清潔模塊120開始產生負壓而開始清除臟污，如Step 110所示。在移動模塊140移動自動清潔裝置100的過程中，控制模塊110通過探索模塊150取得周邊環境參數，而持續執行一 SLAM(同時定位及繪制地圖)算法，藉以繪制該待清潔區域的各網格，產生其等的相對位置關系，并對自動清潔裝置100所在的當前位置進行定位，如Step 120所示。同時，檢測模塊130持續檢測清潔模塊120所清除的臟污流量，以取得當前所在網格的臟亂程度，使控制模塊Iio通過分析網格的臟亂程度，如St印130所示。當該當前所在網格的臟亂程度超過一門坎值時，控制模塊110標記該網格為一臟亂網格，如Step 140所示。于清潔作業完成之后，控制模塊110依據所標記的臟亂網格，找出一可以通過所有臟亂網格的最短路徑，以作為一清潔路徑。且控制模塊110避免該清潔路徑重復通過同一臟亂網格，如Step 150所示。最后，控制模塊110控制移動模塊120，以依據清潔路徑移動自動清潔裝置100，使自動清潔裝置100通過每一該臟亂網格，依序清 潔每一該臟亂網格，如Step 160所示。一般而言，居家環境中比較臟亂的地方通常會集中在某幾個區塊，例如廚房地板、大門口附近。于本發明一或多個實施例中，自動清潔裝置100于每一次清潔一網格的過程中，都可以持續通過檢測模塊130檢測各網格的臟亂程度，而產生臟亂網格，以針對臟亂網格加強清潔，確保家中環境的清掃效率大幅提升。實務上，檢測模塊130可為一麥克風。檢測清潔模塊120所清除的臟污流量的方式是以該麥克風，于清潔模塊120運作以清除臟污時取得噪音值，以噪音值大小判斷臟亂程度。通常，在網格的臟亂程度高時，清潔模塊120以負壓吸引臟污時，高臟污流量會造成相對較大的噪音，因此噪音值的大小扣除系統原有噪聲之后，就可以作為該網格的臟亂程度。
此外，檢測模塊130可為光學檢測模塊130，用以檢測清潔模塊120清除臟污時所產生氣流的透光率，而作為臟亂程度。透光率較高則代表臟污量少而有較低的臟亂程度，透光率較低代表臟污量多而有較高的臟亂程度。此外，臟亂網格之間并不必然相鄰，而形成雜亂的分布，此時可以通過相關度分析，以通過該些臟亂網格決定至少一臟亂區塊，其中該臟亂區塊包含多個網格。控制模塊110該清潔路徑中，加入針對此一臟亂區塊實施一清潔路線模式的步驟，以全面清潔該臟亂區塊所屬網格。所述清潔路線模式可為bounce清潔路線模式、wall follow清潔路線模式、Snake清潔路線模式，或是不同路線模式的組合，以確保該臟亂區塊中每一網格都會被加強清潔，而避免干凈網格受到相鄰臟亂網格的影響。通過臟亂網格決定臟亂區塊的方式可為群聚算法(clustelingalgorithm),例如模糊C-means算法,其演算過程例示如下
令每一臟亂網格為X，該臟亂網格X屬于第k個臟亂區塊的歸屬度為Uk(X)。對于每一臟亂網格X來說，歸屬度的總和為I :
權利要求
1.一種結合臟污檢測機制的清潔路線引導方法，執行于一自動清潔裝置，用以產生一清潔路徑，以供該自動清潔裝置依據該清潔路徑清潔一待清潔區域，其中該待清潔區域中可定義多個網格；該方法包含 于該待清潔區域中移動該自動清潔裝置，并以該自動清潔裝置清除臟污； 在移動該自動清潔裝置的過程中，持續執行一同時定位及繪制地圖算法，以對該自動清潔裝置所在的當前位置進行定位； 在移動該自動清潔裝置的過程中，檢測所清除的臟污流量，以取得該當前所在網格的臟亂程度； 當該當前所在網格的臟亂程度超過一門坎值時，標記該網格為一臟亂網格； 依據所標記的臟亂網格，找出一可以通過所有臟亂網格的最短路徑，以作為一清潔路徑；及 依據該清潔路徑移動自動清潔裝置通過每一該臟亂網格，依序清潔每一該臟亂網格。
2.根據權利要求I所述的結合臟污檢測機制的清潔路線引導方法，其中檢測所清除的臟污流量的步驟為 以一麥克風取得清除臟污時的噪音值，作為該網格的臟亂程度。
3.根據權利要求I所述的結合臟污檢測機制的清潔路線引導方法，其中檢測所清除的臟污流量，檢測清除臟污時所產生的氣流的透光率，而作為臟亂程度。
4.根據權利要求I所述的結合臟污檢測機制的清潔路線引導方法，其中還包含一步驟，通過該些臟亂網格決定至少一臟亂區塊，包含多個網格；并在該清潔路徑中加入針對該臟亂區塊實施實施一清潔路線模式的步驟，以全面清潔該臟亂區塊所屬網格。
5.根據權利要求4所述的結合臟污檢測機制的清潔路線引導方法，其中所述路線是選自bounce清潔路線模式、wall follow清潔路線模式、Snake清潔路線模式或其等的組合。
6.根據權利要求4所述的結合臟污檢測機制的清潔路線引導方法，其中產生臟亂區塊的方式為群聚算法。
7.根據權利要求4所述的結合臟污檢測機制的清潔路線引導方法，其中該些臟亂網格決定多個臟亂區塊，各該臟亂區塊依據面積大小及臟亂程度被給予一權重值，以依據權重值大小決定臟亂區塊的排序，并依據該排序產生該清潔路徑。
8.根據權利要求4所述的結合臟污檢測機制的清潔路線引導方法，其中還包含一步驟，于一特定時間點驅動該自動清潔裝置針對至少一對應的臟亂區塊進行清潔。
9.根據權利要求I所述的結合臟污檢測機制的清潔路線引導方法，其中于該清潔路徑中每一該臟亂網格都完成清潔之后，移動該自動清潔裝置至一充電站以進行充電。
10.根據權利要求9所述的結合臟污檢測機制的清潔路線引導方法，其中于該自動清潔裝置進行充電時，還執行下列步驟 等待一啟動命令的輸入，并于啟動命令輸入之后，依據該清潔路徑移動自動清潔裝置通過每一該臟亂網格，依序清潔每一該臟亂網格。
11.根據權利要求9所述的結合臟污檢測機制的清潔路線引導方法，其中于該自動清潔裝置進行充電時，還執行下列步驟 檢查一調度表，判斷當前時間是否已到達一調度時間 '及 若當前時間已到達該調度時間，依據該清潔路徑移動自動清潔裝置通過每一該臟亂網格,依序清潔每一該臟亂網格。
12.根據權利要求9所述的結合臟污檢測機制的清潔路線引導方法，其中于每一清潔一個該些網格之后，還包含下列步驟 判斷該自動清潔裝置是否有足夠電力，以在清潔完下一網格后可回歸至充電站；及 若為是，則該自動清潔裝置依據當前的清潔路徑，持續清潔下一臟亂網格；若該自動清潔裝置的電力不足以在清潔完下一網格后回歸至是該充電站，移動該自動清潔裝置至該充電站，以進行充電。
13.根據權利要求I所述的結合臟污檢測機制的清潔路線引導方法，其中于產生該清潔路徑之前，還包含 以決定該自動清潔裝置可持續運作的時間，并區分該可持續運作的時間為一清潔階段 及一回歸階段； 決定該清潔階段中，該自動清潔裝置可以走過的網格數； 依據該自動清潔裝置的當前位置及該網格數，產生多個清潔階段的清潔路徑；及 找出清潔效果最佳化的清潔路徑，以移動自動清潔裝置進行清潔。
14.根據權利要求13所述的結合臟污檢測機制的清潔路線引導方法，其中找出清潔效果最佳化的清潔路徑的步驟包含 每一該清潔路徑經過一臟亂網格時，給予一與臟亂程度正相關的加分；且每一該清潔路徑重復經過一網格時，就減去一扣分；及 總和加分及扣分，找出每一該清潔路徑的積分，以找出積分最高者即為清潔效果最佳化的清潔路徑。
15.根據權利要求13所述的結合臟污檢測機制的清潔路線引導方法，其中找出該回歸階段的路徑的步驟包含 找出清潔效果最佳化的清潔路徑的終點及起始點之間的最短路徑，以作為該回歸階段的路徑。
全文摘要
一種結合臟污檢測機制的清潔路線引導方法，執行于一自動清潔裝置，用以產生一清潔路徑，以引導自動清潔裝置清潔一待清潔區域，其中待清潔區域中可定義多個網格。該方法是先于待清潔區域中移動自動清潔裝置以清除臟污，并持續檢測所清除的臟污流量，以取得當前所在網格的臟亂程度；若當前所在網格的臟亂程度超過一門坎值時，標記網格為一臟亂網格；執行一算法，依據所標記的臟亂網格，找出一可以通過所有臟亂網格的最短路徑，以作為一清潔路徑；最后，依據清潔路徑移動自動清潔裝置通過每一臟亂網格，依序清潔每一臟亂網格。
文檔編號A47L9/00GK102727135SQ201110234890
公開日2012年10月17日 申請日期2011年8月16日 優先權日2011年3月30日
發明者滕有為, 陳水石 申請人:恩斯邁電子(深圳)有限公司