本发明涉及智能家居技术领域，尤其涉及一种清洁机器人的清洁方法及清洁机器人。
背景技术：
目前，各类机器人已逐渐进入人们的日常生活，并逐渐代替人类承担了越来越多的家务，比如目前已有很多清洁机器人能够进行扫地、擦地等重复性家务劳动，将人们从繁重的日常家务中解脱出来。
但市场调查发现，仍有很多人不愿使用清洁机器人进行家庭中地面的清洁工作，原因在于目前清洁机器人普遍采用的“弓字形”(也称“之字形”)的清洁路线还不能使地面清洁到人类家政服务人员所能达到的清洁度，导致用户在使用了清洁机器人进行清洁以后，还需要自己再次清洁地面，并不能完全节省人力。
技术实现要素：
本发明提供一种清洁机器人的清洁方法及清洁机器人，以对待清洁区域不同的角度进行反复清洁，提高清洁效果。
本发明的一个方面是提供一种清洁机器人的清洁方法，包括：
清洁机器人获取初始航向；
执行交叉模式；并对所述交叉模式运动轨迹覆盖的区域进行清洁；
其中，所述交叉模式包括交替循环执行的第一动作和第二动作；
其中所述第一动作包括：
清洁机器人沿初始航向运动第一位移l1；
向第一旋转方向旋转第一角度α1；
运动第二位移l2；
向所述第一旋转方向旋转第二角度α2；
运动第三位移l3，所述第三位移l3与所述第一位移l1的轨迹交叉；
向第二旋转方向旋转第三角度α3；
运动第四位移l4，其中，第四位移l4的终点相对于第一位移l1的起点具有偏移量；
所述第二动作包括：
旋转第四角度α4以恢复至所述初始航向。
进一步地，所述执行交叉模式，并对所述交叉模式运动轨迹覆盖的区域进行清洁，可以包括：
获取待清洁区域的边界；
在所述待清洁区域的边界限定的范围内，清洁机器人执行所述交叉模式；并对所述交叉模式运动轨迹覆盖的区域进行清洁。
进一步地，所述的方法还可以包括：
根据所述待清洁区域的边界得到第一基准线和第二基准线，根据所述第一基准线和第二基准线确定所述第一位移l1、所述第二位移l2、所述第三位移l3、所述第四位移l4、所述第一角度α1、所述第二角度α2以及所述第三角度α3中的至少一个位移和一个角度；或者
根据所述待清洁区域的边界得到第一基准线和清洁主方向，根据所述第一基准线和清洁主方向确定所述第一位移l1、所述第二位移l2、所述第三位移l3、所述第四位移l4、所述第一角度α1、所述第二角度α2以及所述第三角度α3中的至少一个位移和一个角度。
进一步地，所述第一角度α1可以等于所述第四角度α4；和/或所述第二角度α2可以等于所述第三角度α3。
进一步地，所述交叉模式还可以包括：至少一个第三动作；
所述第一动作、所述第二动作以及所述第三动作以预设顺序交替循环执行。
进一步地，所述获取初始航向，执行交叉模式运动前，还可以包括：
自主选择所述交叉模式；或者
接收模式选择指令，若所述模式选择指令为交叉模式选择指令，则选择所述交叉模式；
若所述模式选择指令为综合模式选择指令，则以综合模式运动，并对所述综合模式运动轨迹覆盖的区域进行清洁；其中综合模式为至少一种其它模式与所述交叉模式以预定规则或随机方式交替执行；
所述交叉模式与所述其它模式衔接时，所述交叉模式通过所述第二动作进行转向恢复至所述初始航向；或者
所述交叉模式以所述其它模式的起始航向作为所述初始航向；或者
所述交叉模式以所述其它模式的终止航向作为所述初始航向。
本发明的另一个方面是提供一种清洁机器人，包括：
运动单元，用于驱动清洁机器人运动；
控制单元，用于获取初始航向；控制运动单元执行交叉模式运动；控制清洁单元对运动轨迹覆盖的区域进行清洁；
清洁单元，用于对运动单元的运动轨迹覆盖的区域进行清洁；
其中，所述交叉模式包括交替循环执行的第一动作和第二动作；其中所述第一动作包括：清洁机器人沿初始航向运动第一位移l1；向第一旋转方向旋转第一角度α1；运动第二位移l2；向所述第一旋转方向旋转第二角度α2；运动第三位移l3，所述第三位移l3与所述第一位移l1的轨迹交叉；向第二旋转方向旋转第三角度α3；运动第四位移l4，其中，第四位移l4的终点相对于第一位移l1的起点具有偏移量；所述第二动作包括：旋转第四角度α4以恢复至所述初始航向。
进一步地，所述第一角度α1可以等于所述第四角度α4；和/或所述第二角度α2可以等于所述第三角度α3。
进一步地，所述交叉模式还可以包括：至少一个第三动作；
所述第一动作、所述第二动作以及所述第三动作以预设顺序交替循环执行。
进一步地，所述控制单元还可以用于：
控制所述运动单元以综合模式运动，并控制所述清洁单元对所述综合模式运动轨迹覆盖的区域进行清洁；其中综合模式为至少一种其它模式与所述交叉模式以预定规则或随机方式交替执行；
所述交叉模式与所述其它模式衔接时，所述交叉模式可以通过所述第二动作进行转向恢复至所述初始航向；或者
所述交叉模式可以以所述其它模式的起始航向作为所述初始航向；或者
所述交叉模式可以以所述其它模式的终止航向作为所述初始航向。
本发明提供的清洁机器人的清洁方法及清洁机器人，通过获取初始航向，然后以交叉模式运动，并对运动轨迹覆盖的区域进行清洁，在交叉模式下实现轨迹多次有规则的交叉，从而对待清洁区域的每一区域从不同的角度进行反复清洁，能够将以常规方法很难清洁干净的顽垢也有效地清洁干净，大大提高了清洁效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1a为本发明一个实施例提供的清洁机器人的清洁方法流程图；
图1b为图1a中交叉模式的执行步骤图；
图2a为本发明一个实施例提供的交叉模式的运动轨迹示意图；
图2b为图2a所示的交叉模式的两个循环的运动轨迹示意图；
图2c为图2a所示的交叉模式的三个循环的运动轨迹示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种交叉模式的运动轨迹示意图；
图4a为本发明实施例提供的另一种交叉模式的运动轨迹示意图；
图4b为图4a所示的交叉模式的两个循环的运动轨迹示意图；
图4c为图4a所示的交叉模式的三个循环的运动轨迹示意图；
图5为本发明实施例提供的基准线的示意图；
图6a为本发明实施例提供的另一种交叉模式的运动轨迹示意图；
图6b为图6a所示的交叉模式的两个循环的运动轨迹示意图；
图6c为图6a所示的交叉模式的三个循环的运动轨迹示意图；
图7为本发明实施例提供的另一种交叉模式的运动轨迹示意图；
图8为本发明实施例提供的另一种交叉模式的运动轨迹示意图；
图9a为本发明实施例提供的另一种综合模式的运动轨迹示意图；
图9b为图9a所示的综合模式的三个循环的运动轨迹示意图；
图10a为本发明实施例提供的另一种综合模式的运动轨迹示意图；
图10b为图10a所示的综合模式中的交叉模式的运动轨迹分解示意图；
图10c为图10a所示的综合模式中的其它模式的运动轨迹分解示意图；
图10d为图10a所示的综合模式中另一种其它模式的运动轨迹分解示意图；
图10e为图10a所示的综合模式中另一种其它模式的运动轨迹分解示意图；
图11为本发明实施例提供的清洁机器人的结构图。
具体实施方式
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它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
根据本发明实施例，提供了一种清洁机器人的清洁方法的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤既可以通过将具有相应功能的电子元件和/或设备组合之后加以实现，也可以通过集成电路技术在pcb等硬件上实现，还可以在能实现诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行；并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1a为本发明实施例提供的清洁机器人的清洁方法流程图。如图1a所示，本实施例提供了一种清洁机器人的清洁方法，该方法具体步骤如下：
s100、获取初始航向。
s200、执行交叉模式；并对所述交叉模式运动轨迹覆盖的区域进行清洁。
在本实施例中，首先，清洁机器人获取初始航向，则可控制清洁机器人沿初始航向进入交叉模式，其中初始航向为进入本实施例的交叉模式时的航向，具体的，例如可以以当前的运行方向为初始航向，或者朝某一预定方向旋转预设角度后进入所述初始航向(如图4a所示，清洁机器人在运行最初的虚线以后，经逆时针旋转某一预设角度调整到l1的方向，此时的航向即为所述初始航向，也即线段l1起点处沿l1的方向)，当然也可设置一固定的方向为初始航向。
优选的，还可以获取初始航向与周围环境中最长边的角度，将该角度与预设角度或预设角度范围进行比对，若不满足预设角度或预设角度范围，可以调整初始航向，从而达到预设角度或预设角度范围要求，以最大程度覆盖周围环境的待清洁区域。本实施例中，还可通过环境重定位从而调整初始航向，使其达到最佳覆盖效果，具体的，清洁机器人可以通过激光雷达或者tof等测距装置实时获取地图，或者预先存储或预先获取地图，然后通过识别周围特征或通过其它定位装置定位自身在地图中的位置坐标，然后根据位置坐标获取能够最佳覆盖效果对应的初始航向。
有时，运动轨迹包含的交叉模式比较复杂，此时可以通过在运动轨迹中找到本发明后面提到的交叉模式的第一位移l1、第二位移l2、第三位移l3、第四位移l4、第一角度α1、第二角度α2、第三角度α3、第四角度α4中的至少部分位移和/或角度，确定出交叉模式之后，再反推确定出初始航向。
本实施例中，交叉模式具体包括交替循环执行的第一动作和第二动作，具体步骤如图1b所示。在如图2a、图3和图4a所示的运动轨迹中，实线部分代表执行一次第一动作和第二动作的轨迹，其中第一动作包括：s210，清洁机器人沿初始航向运动第一位移l1；s220，向第一旋转方向(在图2a和图4a中为顺时针方向，在图3中为逆时针方向)旋转第一角度α1；s230，运动第二位移l2；s240，向所述第一旋转方向旋转第二角度α2；s250，运动第三位移l3，所述第三位移l3与所述第一位移l1的轨迹交叉；s260，向第二旋转方向(在图2a和图4a中为逆时针方向，在图3中为顺时针方向)旋转第三角度α3；s270，运动第四位移l4，其中第四位移l4的终点相对于第一位移l1的起点具有一定的偏移量。而第二动作则包括：s280，清洁机器人旋转第四角度α4恢复至所述初始航向，通常是向第二旋转方向旋转α4恢复至执行第一动作前的初始航向(当然也可以在某些特定模式下向第一旋转方向旋转α4，总之第二动作要使清洁机器人将其朝向恢复至初始航向)，从而可以后续衔接第一动作，实现交替循环执行如图2b、图2c(其中图2b为循环两次的示意图，以点划线和实线分别代表第一个循环和第二个循环；图2c为循环三次的示意图，以点划线、两点划线和实线分别代表第一个循环、第二个循环和第三个循环)和图4b、图4c(其中图4b为循环两次的示意图，以点划线和实线分别代表第一个循环和第二个循环；图4c为循环三次的示意图，以点划线、两点划线和实线分别代表第一个循环、第二个循环和第三个循环)的运动轨迹。交叉模式中由于第三位移l3与第一位移l1的轨迹交叉，因此第一角度α1、第二角度α2和第三角度α3中必然至少有一个不为直角，也即交叉模式有别于现有的“弓字形”(也称“之字形”)清洁模式，在一次清洁过程中对清洁区域进行了多次清洁，能有效除去顽渍，大大提高了地面的清洁效果。第二动作中所述的“恢复至初始航向”是指清洁机器人在完成第二动作后，其航向(或称为位姿或朝向角，即仅指角度)与交叉模式在该循环内的初始航向相同，但由于第四位移l4的终点相对于第一位移l1的起点通常会发生偏移量(在有的实施例中，还包括与所述交叉模式衔接的其它模式发生的位移)，在第二动作结束时清洁机器人的位置与其在同一循环内的第一动作前的位置已经不同。例如在图2a中，a点为清洁机器人在交叉模式的第一动作前的起点位置，其航向为初始航向；b点为清洁机器人完成交叉模式的这一个循环之后的终点位置，在其第二动作之后，清洁机器人在b点原地旋转第四角度α4使其航向调整为与其在a点的航向相同的初始航向(如图2a中虚线箭头所指的方向)，但其位置已与a点不同(如图2a所示，a、b两点位移为lb)，上述过程称为“恢复至所示初始航向”。
在一些实施例中，具体地，清洁机器人是通过其控制单元控制运动单元执行上述交叉模式。
图2a的实施例中，dl1及dl2分别称为第一基准线和第二基准线(在本发明中，dl均代表基准线)，dl1和/或dl2均可以表征由当前的待清洁区域的边界确定的清洁主方向，本发明中所述的基准线表征清洁主方向，是说基准线的方向与清洁主方向平行，包括基准线与清洁主方向同向或反向，并非只有同方向一种情况。所述清洁主方向是指清洁机器人在交叉模式或后续介绍的综合模式中的多个循环的相同阶段点的连线方向，比如在图2c中，a、b、c、d点分别为交叉模式的第一个循环、第二个循环、第三个循环、第四个循环的初始位置，即分别代表这四个循环的相同阶段点，则abcd点的连线方向就代表了清洁主方向；而e、f、g、h点分别为交叉模式的第一个循环、第二个循环、第三个循环、第四个循环中运动了第一位移l1后向第一旋转方向旋转第一角度α1的阶段，即e、f、g、h点也分别代表了这四个循环的相同阶段点，则efgh点的连线方向也代表了相同的清洁主方向，在图2c中均为由下向上的方向(如图2c中双箭头所示)。在图2a的实施例中，有两条基准线，且第一基准线dl1与第二基准线dl2互相平行且与清洁主方向平行(包括大体平行，例如dl1与dl2之间的夹角为±2°范围内)，因此也代表了清洁主方向；这两条基准线之间的区域定义了清洁机器人的宏观运行路径，因此可以认为该两条基准线限定了清洁机器人的待清洁区域，即在两条基准线之间沿基准线所代表的清洁主方向所覆盖的区域，也就是所述交叉模式覆盖的区域。
图2a中，l2的轨迹与待清洁区域边界的第一基准线dl1平行，l4的轨迹与待清洁区域边界的第二基准线dl2平行，也即清洁机器人在运动第一位移l1到达距第一基准线dl1为预定阈值dd1的位置后，沿第一基准线dl1方向运动第二位移l2(此处的第二位移l2与清洁主方向是平行且反向)，同样在运动第三位移l3到达距第二基准线dl2为预定阈值dd2的位置后，沿第二基准线dl2方向运动第四位移l4(此处的第四位移l4与清洁主方向也是平行且反向)。容易想到的是，在其它实施例中，如图2a的运动轨迹中的第二位移l2可以与dl1重合(即预定阈值dd1为0)；在该实施例或其它实施例中，如图2a的运动轨迹中的第四位移l4可以与dl2重合(即预定阈值dd2为0)。对于图3，所述第一旋转方向为逆时针方向，第二旋转方向为顺时针方向；对于图4a至图4c，所述第一旋转方向为顺时针方向，第二旋转方向为逆时针方向。对比图2a、图3和图4a，可以发现依据上述实施例描述的清洁机器人的运动轨迹可能形成两种不同模式，本发明中定义若第二位移l2、第四位移l4中的至少一个与代表清洁主方向的基准线平行的模式为第一交叉模式；若第二位移l2、第四位移l4中的任何一个都不与基准线平行的模式为第二交叉模式，其中第二位移l2的轨迹与第四位移l4的轨迹不交叉。则图2a至图2c、图6a至图6c、图7、图8、图9a、以及图9b中的运动轨迹为第一交叉模式，图3、图4a至图4c、以及图10a中的运动轨迹为第二交叉模式，其中第一交叉模式中对于待清洁区域的边界处清洁效果更好，而第二交叉模式则更注重对中部区域的清洁。第四位移l4的终点相对于第一位移l1的起点具有一定的偏移量，本实施例中，如图2b、图2c、图4b、图4c所示，所述偏移量沿着清洁主方向移动，即执行交叉模式的多个循环后，每次循环后清洁机器人的第四位移l4的终点形成的连线与清洁主方向平行，当然也与基准线平行。例如对于图2a，其清洁主方向为由下向上，则执行交叉模式的多个循环后，其每个循环的第四位移l4的终点相对于第一位移l1的起点(即交叉模式的上一次循环的第四位移l4的终点)具有向上的偏移量。若清洁主方向是向下，则第四位移l4的终点相对于第一位移l1的起点具有向下的偏移量；而偏移量越小，轨迹越密集，轨迹密集程度越大，相当于对覆盖区域的清洁次数越多，清洁效果越好。对于第二交叉模式，如图10a所示，虽然第二位移l2与第四位移l4中的任何一个都不与基准线平行，但仍然符合上述的“偏移量沿清洁主方向移动”。
需要说明的是，本实施例中交叉模式的各位移参数和角度参数可以根据清洁区域的边界、清洁主方向和轨迹密集程度等多种参数进行设定，或者在清洁机器人清洁过程中根据清洁区域的边界的变化实时自动改变交叉模式的各位移参数和各角度参数。
本实施例提供的清洁机器人的清洁方法，通过获取初始航向，然后执行交叉模式，并对所述交叉模式运动轨迹覆盖的区域进行清洁，在交叉模式下实现轨迹多次有规则的交叉，从而在一次清洁过程中对待清洁区域的每一区域从不同的角度进行多次反复清洁，能够将以常规方法很难清洁干净的顽垢也有效地清洁干净，大大提高了清洁效果。
在上述实施例的基础上，所述执行交叉模式，并对所述交叉模式运动轨迹覆盖的区域进行清洁，包括：
获取待清洁区域的边界；
在所述待清洁区域的边界限定的范围内，清洁机器人执行所述交叉模式；并对所述交叉模式运动轨迹覆盖的区域进行清洁。
在一个实施例中，根据所述待清洁区域的边界得到第一基准线dl1和第二基准线dl2，根据所述第一基准线dl1和第二基准线dl2确定所述第一位移l1、所述第二位移l2、所述第三位移l3、所述第四位移l4、所述第一角度α1、所述第二角度α2以及所述第三角度α3中的至少一个位移和一个角度。
在一实施例中，两条基准线本身可以并非一直是直线，而是如图5所示的在转弯处有弧线的形状，而两条基准线dl1、dl2在直线部分依然是互相平行的。这种情况下，基准线仍然可以表征清洁主方向。
在其它实施例中，两条基准线dl也可以并非平行，而是构成楔形，则交叉模式根据两条基准线dl所限定的区域作调整，如图6a、图6b、图6c及图7所示。
在一个实施例中，所述待清洁区域的两个平行边界分别与所述第一基准线和第二基准线大体平行，因此通过待清洁区域的两个平行边界可以确定所述第一基准线和第二基准线，如图2a、图3和图4a所示。在另一个实施例中，由所述待清洁区域的一个较长边界确定所述第一基准线，比如设定所述第一基准线与所述较长边界平行且相距第一间距d1(比如3cm)；并且，在所述待清洁区域范围内设定一条与所述较长边界平行且相距第二间距d2(比如50cm)的虚拟边界，由所述虚拟边界确定所述第二基准线，比如将所述虚拟边界直接就作为所述第二基准线，或设定第二基准线与所述虚拟边界平行且相距第三间距d3(比如2cm)。在另一个实施例中，也可以在待清洁区域范围内，人为设定两条平行且相距第四间距d4(比如50cm)的虚拟边界，以该两条虚拟边界分别作为所述第一基准线和第二基准线。所述第一基准线和第二基准线可以是直线、折线或曲线。此外第一基准线和第二基准线也可如图6a和图7所示呈一定夹角。对于第一基准线与第二基准线平行的情况，在确定交叉模式的每个循环中各位移参数和角度参数后不再发生变化；而对于第一基准线与第二基准线呈一定夹角的情况，交叉模式的每个循环中各角度参数可不变，而各位移参数可能不同，例如图6b和图6c相对于图6a(其中图6b为交叉模式循环两次的示意图，图6c为交叉模式循环三次的示意图)，各角度参数不变，位移参数中的第二位移l2和第四位移l4不变，而交叉模式的不同循环的第一位移l1和第三位移l3则均不同(逐渐增加)。此外，图6a属于第一交叉模式，其中l2和l4的轨迹分别与待清洁区域边界的第一基准线和与虚拟边界(图6a中虚线代表虚拟边界)重合的第二基准线平行，所述角度参数中的第一角度α1可以等于所述第四角度α4；所述第二角度α2可以等于所述第三角度α3，当然这四个角度参数也可以没有关联。第一交叉模式也可如图7所示，第二位移l2和第四位移l4的轨迹与待清洁区域的一条实际边界确定的基准线和一条虚拟边界(由图中虚线代表)确定的基准线分别平行，从而限定了清洁机器人的宏观运行路径，也就是交叉模式覆盖的区域。本实施例中获取待清洁区域的边界可通过清洁机器人的多种传感器(例如激光雷达等测距装置或由摄像头、里程计及惯性测量单元imu通过即时定位与建图slam(simultaneouslocalizationandmapping)算法)实时获取，或者通过预先获取房间的二维地图来获取，当然也可由用户自行定义待清洁区域的边界(比如本实施例中的人为定义的虚拟边界)。
本实施例中，在根据所述待清洁区域边界获取第一基准线和第二基准线之后，确定位移参数l1～l4和角度参数α1～α3中的至少一个位移和一个角度过程具体包括：
根据所述清洁主方向(第一基准线、第二基准线)、所述初始航向以及预设参数，确定所述第一位移l1、所述第二位移l2、所述第三位移l3、所述第四位移l4、所述第一角度α1、所述第二角度α2以及所述第三角度α3中的至少一个位移和一个角度，其中所述预设参数为预先存储或者由所述清洁机器人自主选择。
本实施例中在限定了预设参数的条件下，可由清洁主方向、及初始航向确定清洁机器人的运动轨迹，其中预设参数为用户预先设置并存储在清洁机器人中或者由清洁机器人自主选择。在一个实施例中若确定了清洁机器人的主刷或主擦宽度，就可以确定第四位移与第二位移之差即l4-l2的差或交叉模式中相邻循环的同一阶段点的两点之间的位置之差(如图2a中a、b点分别为交叉模式第一循环和第二循环的初始位置(本发明中交叉模式的某个循环的第一位移l1的起点即为交叉模式的某个循环的初始位置)，则上述“相邻循环的同一阶段的两点之间的位置之差”即a、b点之间的位置之差lb)(与主刷或主擦宽度相同或略小，从而实现无遗漏的清洁)，在本实施例中，l4-l2的差也即交叉模式同一循环内第四位移l4的终点相对于第一位移l1的起点的偏移量，也就是清洁机器人在完成一个交叉模式的循环时沿清洁主方向的位移量。在图2a至图2c、图3、图4a至图4c、图6a至图6c、图7、图8所示的实施例中，l4-l2的差也是交叉模式的相邻循环中，后一循环某个阶段点(比如第四位移l4的终点)相对于前一循环对应的阶段点(比如前一循环的第四位移l4的终点)的偏移量。根据两条基准线的间距及l2或l4，可以确定最佳的角度α1及α2，从而根据两条基准线的间距及α1或α2，可以确定l1、l3。通过调整角度参数第一角度α1、第二角度α2、第三角度α3、第四角度α4，可以确定对于清洁区域覆盖的疏密程度，上述四个角度设置的越小，则对于同一块区域的覆盖次数越多，清洁次数也越多，当然清洁时间相应地也会增加。
在一个实施例中，通过所述清洁主方向、所述待清洁区域的边界以及所述初始航向确定的一个位移及一个角度，比如第一位移l1及第一角度α1，根据预先设定的各位移之间的关系和各角度之间的关系，可以确定所有的位移及角度，从而确定清洁机器人的运动轨迹。比如最简单的一种情况是，预设四个角度均相等，即α1＝α4＝α2＝α3，如图2a所示，第四位移l4的终点b点在清洁主方向(图2a中为由下向上的方向)的位置等于初始位置a点沿清洁主方向移动常数lb(在本实施例中即为所述偏移量)，则第一位移l1与第三位移l3的关系可以通过上述各位移及各角度的几何关系确定。在其它实施例里，若改变各角度关系、各位移关系，则可以形成各种类似的运动轨迹图案。
在一个实施例中，如图8所示，可以仅根据所述待清洁区域的边界得到的一条基准线(图8中所示的第一基准线dl1)和清洁主方向(图8中向上的箭头所示方向)，根据所述第一基准线和清洁主方向可以确定所述第一位移l1、所述第二位移l2、所述第三位移l3、所述第四位移l4、所述第一角度α1、所述第二角度α2以及所述第三角度α3中的至少一个位移和一个角度。比如，根据第一基准线和清洁机器人的清洁主方向设定一个位移及一个角度，并基于预设或根据要求自动计算得到的多个位移(l1至l4)和/或多个角度(α1至α4)之间的关系，形成所述交叉模式。
当然需要说明的是，交叉模式的各位移参数和角度参数也可全部由用户自行设定，此处不再赘述。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中交叉模式还包括：至少一个第三动作；所述第一动作、所述第二动作以及所述第三动作以预设顺序交替循环执行。
其中第三动作可以为任意轨迹，例如图9a、图9b(其中图9b为交叉模式的三个循环的示意图)中的a1和a2可组合为一个第三动作，或分别作为一个第三动作或两个第三动作；在a1和a2分别作为两个第三动作的实施例中，a1可接在第一动作前，a2接在第二动作后，然后交替循环执行，也即一个周期内的动作顺序为：第一个第三动作(a1)-->第一动作-->第二动作-->第二个第三动作(a2)-->第一个第三动作(a1)，如此循环往复；当然换个角度看，a2和a1可作为一个第三动作，此时一个周期内的动作顺序为：第一动作-->第二动作-->第三动作(a2+a1)-->第一动作，如此循环往复，与上面的实施例本质上是相同的。第三动作为其它轨迹的情况此处不再一一举例，需要说明的是，所述第一动作、所述第二动作以及所述第三动作以预设顺序执行，以使交叉模式的每个循环周期内的轨迹均相同或相似(如图7的实施例再加上第三动作的情况)，并且存在交叉的轨迹。
在上述实施例的基础上，s100所述的获取初始航向，执行交叉模式运动前，还可包括：
自主选择所述交叉模式；或者
接收模式选择指令，若所述模式选择指令为交叉模式选择指令，则选择所述交叉模式。
在本实施例中，清洁机器人可以自主选择交叉模式，也可由用户选择，例如可与终端设备通信连接，如通过wifi与手机、平板电脑等终端设备，用户可通过在终端设备上选择模式，然后由终端设备根据用户所选择的模式向清洁机器人发送模式选择指令。当然用户可以直接在清洁机器人本体上设置的操作面板上输入模式选择指令。本实施例中清洁机器人并不仅限于上述所列举的方式接收模式选择指令，此处不再赘述。
作为上述实施例的进一步改进，所述清洁机器人的清洁方法还可包括：
若所述模式选择指令为综合模式选择指令，则控制所述运动单元以综合模式运动，并控制所述清洁单元对运动轨迹覆盖的区域进行清洁；其中综合模式为至少一种其它模式与所述交叉模式以预定规则或随机方式交替执行。
在本实施例中，交叉模式可以与其它模式以预定规则或随机方式交替执行从而形成所述综合模式，其中其它模式包括弓字形模式、沿边模式、随机模式和点覆盖模式中的至少一种，当然其它模式也并不限于上述所列。图9a和9b所示，在两个交叉模式之间嵌入a2与a1的运动轨迹；再如图10a所示，是在如图10b所示的交叉模式之间嵌入了如图10c所示的运动轨迹，当然图10c所示的运动轨迹也可用图10d、图10e替换。此外也可由上述实施例中的第一交叉模式和第二交叉模式交替执行，或第一交叉模式、第二交叉模式交替以及与至少一种其它模式交替执行。所述第一交叉模式与第二交叉模式为不同的交叉模式，但每种交叉模式均属于本发明的交叉模式。需要说明的是，本实施例中的综合模式是交叉模式与其它模式和/或其它交叉模式的交替执行，可以为以预定规则交替，例如交叉模式-弓字形模式-沿边模式-交叉模式-弓字形模式-沿边模式……，也可是随机交替，例如交叉模式-弓字形模式-交叉模式-沿边模式-弓字形模式-沿边模式……等等，可由清洁机器人自主选择。
进一步的，所述交叉模式与所述其它模式衔接时，所述交叉模式通过所述第二动作进行转向恢复至所述初始航向(如图9b所示，运动位移a1后恢复至初始航向再衔接交叉模式)；或者
所述交叉模式以所述其它模式的起始航向作为所述初始航向；或者
所述交叉模式以所述其它模式的终止航向作为所述初始航向。
进一步的，也可在交叉模式执行完第一动作后衔接其它模式，再通过第二动作恢复至初始航向，衔接下一个交叉模式的第一动作(其中恢复至初始航向所需要的旋转方向和角度可根据实际情况确定)。
本实施例提供的清洁机器人的清洁方法，通过获取初始航向，然后控制运动单元以交叉模式运动，并控制清洁单元对运动轨迹覆盖的区域进行清洁，在交叉模式下实现轨迹多次有规则的交叉，从而对待清洁区域的每一区域从不同的角度进行反复清洁，能够将以常规方法很难清洁干净的顽垢也有效地清洁干净，大大提高了清洁效果。
图11为本发明实施例提供的清洁机器人的结构图。本实施例提供一种清洁机器人，可以执行上述清洁机器人的清洁方法实施例提供的处理流程，如图11所示，本实施例提供的清洁机器人包括运动单元300、控制单元301以及清洁单元302。其中，运动单元300，用于驱动清洁机器人运动，其中运动单元300具体可包括底盘以及安装在底盘上的轮组件或履带，还可以包括安装在底盘上的码盘(也称里程计)、陀螺仪、加速度计(二者统称惯性测量单元imu)等，用于计算运动的里程、加速度、速度、角度、角加速度等运动参数；还可以包括各种传感器，比如悬崖传感器、接近传感器、碰撞传感器等；
控制单元301用于获取初始航向；控制运动单元执行交叉模式运动；控制清洁单元对运动轨迹覆盖的区域进行清洁；其中控制单元301具体包括dsp、fpga、arm和/或gpu等处理器，用以接收图像采集装置(如摄像头)发送的图像、里程计以及imu和/或激光雷达等测距装置发送的各类数据和/或信息，通过接收图像采集装置获取的图像信息、里程计获取的移动距离的信息、imu获取的角度、角速度信息，或测距装置获取的距离信息，然后将这些信息汇总计算得到初始航向；控制单元301还包括存储器；
其中，所述交叉模式包括交替循环执行的第一动作和第二动作；其中所述第一动作包括：清洁机器人沿初始航向运动第一位移l1；向第一旋转方向旋转第一角度α1；运动第二位移l2；向所述第一旋转方向旋转第二角度α2；运动第三位移l3，所述第三位移l3与所述第一位移l1的轨迹交叉；向第二旋转方向旋转第三角度α3；运动第四位移l4，其中，第四位移l4的终点相对于第一位移l1的起点具有偏移量；所述第二动作包括：旋转第四角度α4以恢复至所述初始航向。
清洁单元302用于对运动轨迹覆盖的区域进行清洁，其中清洁单元302可以包括吸尘组件(比如风机、尘盒等)、擦地组件(比如水箱、擦地布等)和/或滚刷装置(比如主刷、边刷等)。
本实施例中并不限制运动单元和清洁单元的具体结构，可以采用现有技术中的任意运动单元和清洁单元，此处不再赘述。
进一步的，所述第一角度α1等于所述第四角度α4；和/或所述第二角度α2等于所述第三角度α3。
进一步的，所述交叉模式还包括：至少一个第三动作；
所述第一动作、所述第二动作以及所述第三动作以预设顺序交替循环执行。
进一步的，所述控制单元301还用于：
控制所述运动单元300以综合模式运动，并控制所述清洁单元302对所述综合模式运动轨迹覆盖的区域进行清洁；其中综合模式为至少一种其它模式与所述交叉模式以预定规则或随机方式交替执行；
所述交叉模式与所述其它模式衔接时，所述交叉模式通过所述第二动作进行转向恢复至所述初始航向；或者
所述交叉模式以所述其它模式的起始航向作为所述初始航向；或者
所述交叉模式以所述其它模式的终止航向作为所述初始航向。
本实施例提供的清洁机器人可以具体用于执行上述图1a所提供的方法实施例，具体功能此处不再赘述。
本实施例提供的清洁机器人，通过获取初始航向，然后控制运动单元以交叉模式运动，并控制清洁单元对运动轨迹覆盖的区域进行清洁，在交叉模式下实现轨迹多次有规则的交叉，从而对待清洁区域的每一区域从不同的角度进行反复清洁，能够将以常规方法很难清洁干净的顽垢也有效地清洁干净，大大提高了清洁效果。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，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。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质和/或存储器包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-onlymemory，rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
技术特征：
1.一种清洁机器人的清洁方法，其特征在于，包括：
清洁机器人获取初始航向；
执行交叉模式；并对所述交叉模式运动轨迹覆盖的区域进行清洁；
其中，所述交叉模式包括交替循环执行的第一动作和第二动作；
其中所述第一动作包括：
清洁机器人沿初始航向运动第一位移l1；
向第一旋转方向旋转第一角度α1；
运动第二位移l2；
向所述第一旋转方向旋转第二角度α2；
运动第三位移l3，所述第三位移l3与所述第一位移l1的轨迹交叉；
向第二旋转方向旋转第三角度α3；
运动第四位移l4，其中，第四位移l4的终点相对于第一位移l1的起点具有偏移量；
所述第二动作包括：
旋转第四角度α4以恢复至所述初始航向。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述执行交叉模式，并对所述交叉模式运动轨迹覆盖的区域进行清洁，包括：
获取待清洁区域的边界；
在所述待清洁区域的边界限定的范围内，清洁机器人执行所述交叉模式；并对所述交叉模式运动轨迹覆盖的区域进行清洁。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
根据所述待清洁区域的边界得到第一基准线和第二基准线，根据所述第一基准线和第二基准线确定所述第一位移l1、所述第二位移l2、所述第三位移l3、所述第四位移l4、所述第一角度α1、所述第二角度α2以及所述第三角度α3中的至少一个位移和一个角度；或者
根据所述待清洁区域的边界得到第一基准线和清洁主方向，根据所述第一基准线和清洁主方向确定所述第一位移l1、所述第二位移l2、所述第三位移l3、所述第四位移l4、所述第一角度α1、所述第二角度α2以及所述第三角度α3中的至少一个位移和一个角度。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述第一角度α1等于所述第四角度α4；和/或所述第二角度α2等于所述第三角度α3。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述交叉模式还包括：至少一个第三动作；
所述第一动作、所述第二动作以及所述第三动作以预设顺序交替循环执行。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取初始航向，执行交叉模式运动前，还包括：
自主选择所述交叉模式；或者
接收模式选择指令，若所述模式选择指令为交叉模式选择指令，则选择所述交叉模式；
若所述模式选择指令为综合模式选择指令，则以综合模式运动，并对所述综合模式运动轨迹覆盖的区域进行清洁；其中综合模式为至少一种其它模式与所述交叉模式以预定规则或随机方式交替执行；
所述交叉模式与所述其它模式衔接时，所述交叉模式通过所述第二动作进行转向恢复至所述初始航向；或者
所述交叉模式以所述其它模式的起始航向作为所述初始航向；或者
所述交叉模式以所述其它模式的终止航向作为所述初始航向。
7.一种清洁机器人，其特征在于，包括：
运动单元，用于驱动清洁机器人运动；
控制单元，用于获取初始航向；控制运动单元执行交叉模式运动；控制清洁单元对运动轨迹覆盖的区域进行清洁；
清洁单元，用于对运动单元的运动轨迹覆盖的区域进行清洁；
其中，所述交叉模式包括交替循环执行的第一动作和第二动作；其中所述第一动作包括：清洁机器人沿初始航向运动第一位移l1；向第一旋转方向旋转第一角度α1；运动第二位移l2；向所述第一旋转方向旋转第二角度α2；运动第三位移l3，所述第三位移l3与所述第一位移l1的轨迹交叉；向第二旋转方向旋转第三角度α3；运动第四位移l4，其中，第四位移l4的终点相对于第一位移l1的起点具有偏移量；所述第二动作包括：旋转第四角度α4以恢复至所述初始航向。
8.根据权利要求7所述的清洁机器人，其特征在于，所述第一角度α1等于所述第四角度α4；和/或所述第二角度α2等于所述第三角度α3。
9.根据权利要求7所述的清洁机器人，其特征在于，所述交叉模式还包括：至少一个第三动作；
所述第一动作、所述第二动作以及所述第三动作以预设顺序交替循环执行。
10.根据权利要求7所述的清洁机器人，其特征在于，所述控制单元还用于：
控制所述运动单元以综合模式运动，并控制所述清洁单元对所述综合模式运动轨迹覆盖的区域进行清洁；其中综合模式为至少一种其它模式与所述交叉模式以预定规则或随机方式交替执行；
所述交叉模式与所述其它模式衔接时，所述交叉模式通过所述第二动作进行转向恢复至所述初始航向；或者
所述交叉模式以所述其它模式的起始航向作为所述初始航向；或者
所述交叉模式以所述其它模式的终止航向作为所述初始航向。
技术总结
本发明提供一种清洁机器人的清洁方法及清洁机器人，通过获取初始航向，然后以交叉模式运动，并对运动轨迹覆盖的区域进行清洁，在交叉模式下实现轨迹多次有规则的交叉，从而对待清洁区域的每一区域从不同的角度进行反复清洁，能够将以常规方法很难清洁干净的顽垢也有效地清洁干净，大大提高了清洁效果。
技术研发人员：刘章林;张一茗;陈震
受保护的技术使用者：速感科技(北京)有限公司
技术研发日：.08.01
技术公布日：.02.14
