1.本公开属于人工智能技术领域，具体提供了一种自移动机器人。
背景技术：
2.随着生活水品的提高，智能扫地机正在进入越来越多的家庭。
3.为了达到扫地机器人自动清扫房间的目的，现有的扫地机器人都具有导航功能，扫地机器人借助导航的功能能够对房间进行自动清扫。在扫地机器人常用的导航方式中，激光导航的方式占据着非常大的比重。
4.考虑到沿墙清扫也是扫地机器人导航规划的重要组成部分，所以为了实现扫地机器人的沿墙清扫，大多数的扫地机器人上还设置了沿墙传感器(也叫沿边传感器)，以使得扫地机器人能够通过沿墙传感器检测到的信号(根据该信号能够判定沿墙传感器与墙体之间的距离)引导扫地机器人进行沿墙清扫作业。
5.但是，在扫地机器人沿墙作业的过程中，沿墙传感器无法检测到所有的障碍物，例如悬空的柜子的柜体部分。其中，悬空障碍物的高度小于自移动机器人的最大高度。换句话说，自移动机器无法从悬空障碍物的下方穿过。
技术实现要素：
6.本公开旨在提供一种自移动机器人，以便能够检测到待被沿边的障碍物，并对该障碍物进行沿边作业。
7.本公开提供的自移动机器人包括：
8.激光测距装置，其被配置成能够发现障碍物的第一轮廓；
9.沿边传感器，其被配置成能够发现前述障碍物的第二轮廓；
10.控制器，其被配置成能够选择性地使用前述第一轮廓和/或前述第二轮廓，使前述自移动机器人沿着前述障碍物行进。
11.可选地，前述控制器还被配置成，在前述激光测距装置发现了前述第一轮廓并因此产生了第一信号，并且在前述沿边传感器发现了前述第二轮廓并因此产生了第二信号时，使前述自移动机器人根据前述第二信号沿着前述障碍物行进。
12.可选地，前述控制器还被配置成，在前述激光测距装置发现了前述第一轮廓并因此产生了第一信号，并且在前述沿边传感器没有发现前述第二轮廓时，使前述自移动机器人根据前述第一信号沿着前述障碍物行进或者靠近前述障碍物。
13.可选地，前述控制器还配置成，在根据前述第一信号确定了前述障碍物位于前述自移动机器人的侧后方之后，获取前述自移动机器人的前进方向与前述障碍物上目标表面之间的夹角；进而使前述自移动机器人朝着靠近前述障碍物的方向转动前述夹角，以使前述自移动机器人的前进方向与前述障碍物上的目标表面平行或相切。
14.可选地，前述控制器还配置成，在根据前述第一信号确定了前述自移动机器人与前述障碍物之间的距离满足沿边条件之后，使前述自移动机器人沿着前述障碍物行进。
15.可选地，前述自移动机器人还包括设置在前述自移动机器人的前侧的碰撞传感器；前述控制器还配置成，能够接收前述碰撞传感器被触发的信号，并因此确定前述自移动机器人碰撞到了障碍物的一个表面；进而使前述激光测距装置获取前述障碍物的第一轮廓，进而根据前述第一轮廓获取前述障碍物的至少部分的几何形状；进而根据前述几何形状获取前述自移动机器人的前进方向与前述障碍物的前述一个表面的夹角；进而使前述自移动机器人转动前述夹角，以使前述自移动机器人的前进方向与前述障碍物的前述一个表面平行或相切。
16.可选地，前述自移动机器人的左侧和右侧分别设置有前述沿边传感器，前述控制器还配置成，在前述自移动机器人转过了前述夹角之后，使前述自移动机器人以前述沿边传感器当前接收到的信号的强度作为基准沿着前述障碍物行进；其中，前述基准用来表征前述自移动机器人与前述障碍物的前述一个表面之间的沿边距离。
17.可选地，前述控制器还配置成，能够根据前述轮廓获取前述障碍物的尺寸；进而在前述尺寸大于尺寸阈值时，并且在前述机器人转过了前述夹角之后，使前述自移动机器人以前述沿边传感器当前接收到的信号的强度作为基准沿着前述障碍物行进。
18.可选地，前述沿边传感器是红外对管沿边传感器、红外tof沿边传感器或红外三角测距沿边传感器。
19.可选地，前述激光测距装置是设置在前述自移动机器人顶部的激光雷达；并且/或者，前述第一轮廓和前述第二轮廓是同一障碍物的轮廓。
20.本领域技术人员能够理解的是，本公开前述的自移动机器人至少具有如下有益效果：
21.1、本公开的自移动机器人能够通过激光测距装置发现障碍物的第一轮廓，通过沿边传感器发现障碍物的第二轮廓，然后使控制器选择性使用第一轮廓和/或第二轮廓，使自移动机器人沿着障碍物行进。简而言之，本公开的自移动机器人能够通过激光测距装置和沿边传感器的组合有效地检测到障碍物，避免出现障碍物无法被检测到，进而导致自移动机器人无法沿着目标障碍物行进的情形。
22.2、本公开的自移动机器人通过在激光测距装置和沿边传感器都检测到了障碍物的轮廓时，使控制器根据沿边传感器检测到的轮廓，控制自移动机器人沿着障碍物行进。简而言之，本公开的自移动机器人在激光测距装置和沿边传感器都检测到了障碍物时，能够通过获取沿边数据更快的沿边传感器来指导自移动机器人进行沿边作业，保证了自移动机器人沿边时获取沿边信号的响应频率，从而使得自移动机器人能够精准地识别出障碍物的轮廓，保证了沿边时的工作效率。
23.3、本公开的自移动机器人通过在激光测距装置检测到了障碍物，而沿边传感器没有检测到障碍物时，使控制器根据激光测距装置检测到的轮廓，控制自移动机器人沿着障碍物行进。由于激光测距装置相对于沿边传感器具有检测距离长，即，检测范围更大的优势，因此，本公开的自移动机器人能够通过激光测距装置及时发现障碍物，避免了沿边传感器检测不到目标障碍物而导致自移动机器人无法对目标障碍物进行沿边作业的情形。
24.4、本公开还能够在激光测距装置检测到了障碍物，而沿边传感器没有检测到障碍物时，通过激光测距装置获取自移动机器人的前进方向与障碍物上目标表面之间的夹角，进而使自移动机器人朝着靠近障碍物的方向转动夹角，以使自移动机器人的前进方向与障
碍物上的目标表面平行或相切，从而使自移动机器人对该目标表面进行沿边作业。
25.5、本公开还能够在激光测距装置检测到了障碍物，而沿边传感器没有检测到障碍物时，通过自移动机器人与障碍物之间的距离是否满足沿边条件，并在满足之后，使自移动机器人沿着障碍物行进。使得自移动机器人能够通过激光测距装置检测到悬空障碍物，进而对悬空障碍物进行沿边作业。
26.6、通过在自移动机器人的前侧设置碰撞传感器，并且碰撞传感器被触发时，判定自移动机器人的前方存在障碍物，并确定此时自移动机器人与障碍物(具体是与碰撞传感器相碰撞的点)之间的距离为0，此时便获取了自移动机器人与障碍物之间的准确距离。进而能够据此确定自移动机器人上沿边传感器与碰撞点之间的位置关系和距离关系。
27.进一步，通过激光测距装置获取自移动机器人的前进方向与障碍物上目标表面之间的夹角，进而使自移动机器人朝着靠近障碍物的方向转动该夹角，以使自移动机器人的前进方向与障碍物上的目标表面平行或相切，从而使自移动机器人对该目标表面进行沿边作业。并因此使得沿边传感器贴近障碍物的目标表面，引导自移动机器人进行沿边作业。
28.进一步，根据自移动机器人转过的角度、沿边传感器在自移动机器人转弯之前与碰撞点之间的位置关系和距离关系，能够获取沿边传感器与目标表面之间的准确距离。从而能够根据该准确距离对沿边传感器进行校准，具体是对沿边传感器获取到的信号与沿边距离之间的关系进行校准。其中，沿边距离指的是，沿边传感器与目标表面之间的距离。
29.进一步，由于障碍物的尺寸较小时，自移动机器人的沿边距离较小。所以，如果障碍物的尺寸较小，则在自移动机器人转过了夹角之后，不再对沿边传感器进行校准，减少了控制器的运算量。
附图说明
30.下面参照附图，并以扫地机器人为例来描述本公开的优选实施例，附图中：
31.图1是本公开优选实施例中扫地机器人的后视图；
32.图2是本公开优选实施例中扫地机器人的电控结构示意图；
33.图3是本公开优选实施例中扫地机器人遇到悬空障碍物时的效果示意图；
34.图4是本公开优选实施例中扫地机器人在外墙角处的第一状态示意图；
35.图5是本公开优选实施例中扫地机器人在外墙角处的第二状态示意图；
36.图6是本公开优选实施例中扫地机器人在外墙角处的第三状态示意图；
37.图7是本公开优选实施例中扫地机器人在桌腿处的状态示意图；
38.图8是本公开优选实施例中扫地机器人在内墙角处的第一状态示意图；
39.图9是本公开优选实施例中扫地机器人在内墙角处的第二状态示意图。
40.附图标记列表：
41.1、扫地机器人；11、激光雷达；12、沿边传感器；13、控制器；14、碰撞传感器；15、行走轮；
42.2、墙体；
43.3、桌子腿。
具体实施方式
44.本领域技术人员应当理解的是，下文所描述的实施例仅仅是本公开的优选实施例，并不表示本公开仅能通过该优选实施例实现，该优选实施例仅仅是用于解释本公开的技术原理，并非用于限制本公开的保护范围。基于本公开提供的优选实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所获得的其它所有实施例，仍应落入到本公开的保护范围之内。例如，本公开的自移动机器人还可以是拖地机器人、扫拖一体机器人、拖地机器人、导航机器人等任意可行的设备。同样地，激光测距装置可以激光雷达获取其它任意能够检测到障碍物的激光装置。
45.需要说明的是，在本公开的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“顶部”“底部”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
46.此外，还需要说明的是，在本公开的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
47.进一步，需要说明的是，在本公开的描述中，各个功能模块(例如控制器)既可以是由多个结构、构件或电子元器件构成的物理模块，也可以是由多条程序构成的虚拟模块；各个功能模块既可以是彼此独立存在的模块，也可以是由一个整体模块按照功能划分而成的模块。本领域技术人员应当理解的是，在能够实现本公开所描述的技术方案的前提下，各个功能模块的构成方式、实现方式、位置关系无论怎样变化都不会偏离本公开的技术原理，因此都应当落入本公开的保护范围之内。
48.如图1和图2所示，在本公开的优选实施例中，扫地机器人1包括激光雷达11、沿边传感器12、控制器13、碰撞传感器14和行走轮15。
49.激光雷达11设置在扫地机器人1的顶部，用于扫描扫地机器人1周围的障碍物，并将检测结果反馈给扫地机器人1。
50.沿边传感器12设置在扫地机器人1的侧前方，并且沿边传感器12的高度低于激光雷达11的高度。具体地，扫地机器人1左侧前方和右侧前方分别设置有一个沿边传感器12。沿边传感器12用于在扫地机器人1沿边行进的过程中，检测障碍物与扫地机器人1之间的距离，并反馈给扫地机器人1，使扫地机器人1根据该距离靠近或远离障碍物。优选地，沿边传感器12是红外对管沿边传感器。或者，本领域技术人员也可以根据需要，将沿边传感器12设置为红外tof沿边传感器或红外三角测距沿边传感器。
51.控制器13与激光雷达11、沿边传感器12和碰撞传感器14分别通信连接，控制器13能够接收激光雷达11、沿边传感器12和碰撞传感器14发出的信号，并能够根据接收到的相应的信号控制扫地机器人1的工作状态。
52.碰撞传感器14设置在扫地机器人1的前部，用于感知扫地机器人1与前方的障碍物发生了碰撞，并将因碰撞而产生的信号发送给控制器13。
53.行走轮15设置在扫地机器人1的底部，用于支撑扫地机器人1行走。
54.由于扫地机器人1的其它结构是本领域技术人员所熟知的结构，并且与本公开所要保护的技术方案不直接相关，所以此处不再进行赘述。
55.下面将结合图3至图9来对本公开优选实施例中扫地机器人1的工作原理进行详细说明。由于在本公开的技术方案中，扫地机器人1信息处理的大部分工作和工作姿态的变换均是由控制器13来实现或控制的，所以下文将主要结合激光雷达11、沿边传感器12、控制器13和碰撞传感器14来对扫地机器人1的工作原理进行详细说明。
56.在本公开的优选实施例中，激光雷达11被配置成能够发现障碍物的第一轮廓；沿边传感器12被配置成能够发现所述障碍物的第二轮廓；控制器13被配置成能够选择性地使用所述第一轮廓和/或所述第二轮廓，使扫地机器人1沿着所述障碍物行进。其中，第一轮廓和第二轮廓能够同时存在于同一个障碍物上，并且第一轮廓与第二轮廓之间可能会存在重合的部分。
57.针对于悬空障碍物，具体如下：
58.控制器13被配置成，在激光雷达11发现了障碍物并获取到了障碍物的第一轮廓，并因此产生了第一信号时，并且在沿边传感器12没有发现障碍物时，使扫地机器人1根据第一信号沿着障碍物行进或靠近该障碍物。
59.作为示例，如图3所示，当扫地机器人1移动到了底部具有空间的墙体2(或者柜子、桌子等)时，沿边传感器12无法探测到其上方的墙体2，因此无法获取第二轮廓，而激光雷达11却能够探测到该部分墙体。此时，控制器13只能从激光雷达11中接收到墙体2的信号，而无法从沿边传感器12接收到墙体2的信号。控制器13根据从激光雷达11接收到的第一信号，控制扫地机器人1沿着墙体2行走。
60.其中，第一信号包括扫地机器人1与墙体2之间的距离。
61.为了避免因扫地机器人1与墙体2之间的距离过大，而无法达到沿边的效果。控制器13还配置成，从第一信号中读取该距离，并将该距离与沿边条件进行比对，并在该距离满足沿边条件之后，使扫地机器人1沿着墙体2行进；在该距离不满足沿边条件时，使扫地机器人1朝着靠近墙体2的方向移动，直至该距离满足沿边条件。
62.其中，沿边条件指的是，扫地机器人1与墙体2之间的距离小于或等于预设距离，该预设距离是扫地机器人1正常沿边作业时与墙体2之间的距离，其距离数值可以通过实际测量获得，例如可以是0.5cm、1cm、1.2cm等。
63.基于前文的描述，本领域技术人员能够理解的是，本公开能够通过激光雷达11来为控制器13提供沿边的信号，从而使控制器13控制扫地机器人1对悬空障碍物进行沿边清扫作业。
64.针对于具有外拐角的障碍物，具体如下：
65.控制器13被配置成，在激光雷达11发现了障碍物并获取到了障碍物的第一轮廓，并因此产生了第一信号时，并且在沿边传感器12没有发现障碍物时，使扫地机器人1根据第一信号靠近该障碍物。
66.作为示例，如图4所示，当扫地机器人1沿着墙体2的一个墙面行走到了墙体的外拐角处时，沿边传感器12无法检测到墙体2的信号，因此仅仅依靠沿边传感器12将无法使扫地机器人1进行后续的沿边作业。而此时，激光雷达11却能够探测到该墙体2的下一个表面。
即，控制器13能够根据从激光雷达11接收到的第一信号，控制扫地机器人1继续沿着墙体2的下一个平面行走。
67.其中，第一信号包括墙体2的方位信息。
68.具体地，控制器13能够从第一信号中读出墙体2的方位信息，然后根据该方位信息使扫地机器人1旋转过相应的夹角，从而与墙体2的下一个平面平行，继续进行沿边作业。
69.进一步具体地，随着图4中扫地机器人1的继续行走，墙体2的外直角逐渐地落入到扫地机器人1的右侧后方。此时，激光雷达11检测到墙体2的外直角位于的右侧后方，同时检测到墙体2的下一平面也位于扫地机器人1的右侧后方。此时，控制器13能够据此获取扫地机器人1的前进方向与墙体2的下一平面之间的夹角，然后使扫地机器人1朝着靠近墙体2的下一平面的方向转动该夹角(如图4至图6所示)，使扫地机器人1的前进方向与墙体2的下一平面平行，进而使扫地机器人1沿着该平面继续行进(如图6所示)。
70.基于前文的描述，本领域技术人员能够理解的是，本公开能够通过激光雷达11获取扫地机器人1的前进方向与墙体2上目标表面之间的夹角，然后使控制器13控制扫地机器人1转动相应的夹角从而与该目标平面平行。因此，本公开的扫地机器人1能够对有外直角的墙体2的沿边作业更加可靠，避免出现无法对墙体2进行完全沿边，而导致漏清扫的情形。
71.针对于圆柱形的桌子腿，具体如下：
72.控制器13同样地被配置成，在激光雷达11发现了障碍物并获取到了障碍物的第一轮廓，并因此产生了第一信号时，并且在沿边传感器12没有发现障碍物时，使扫地机器人1根据第一信号靠近该障碍物。
73.作为示例，如图7所示，当扫地机器人1行走到桌子腿3处时，由于桌子腿3的直径很小，沿边传感器12同样地也无法检测到桌子腿3的整个圆周面轮廓的信号，因此仅仅依靠沿边传感器12将无法使扫地机器人1进行后续的沿边作业。而此时，激光雷达11却能够始终探测到桌子腿3的轮廓。即，控制器13能够根据从激光雷达11接收到的第一信号，控制扫地机器人1绕着桌子腿3行走。
74.其中，第一信号包括桌子腿3的方位信息。
75.具体地，控制器13能够从第一信号中读出桌子腿3的方位信息，然后根据该方位信息使扫地机器人1旋转过相应的夹角，从而与桌子腿3的圆周面相切，继续进行沿边清扫作业。
76.进一步具体地，随着图7中扫地机器人1的继续行走，桌子腿3逐渐地落入到扫地机器人1的右侧后方。此时，激光雷达11检测到桌子腿3位于扫地机器人1的右侧后方，控制器13能够据此获取扫地机器人1的前进方向与桌子腿3和激光雷达11的连线之间的夹角，然后使扫地机器人1朝着靠近桌子腿3的方向转动该夹角，使扫地机器人1的前进方向与桌子腿3的圆周面相切，进而使扫地机器人1绕着桌子腿3进行沿边作业。
77.基于前文的描述，本领域技术人员能够理解的是，本公开能够通过激光雷达11获取扫地机器人1的前进方向与桌子腿3和激光雷达11的连线之间的夹角，然后使控制器13控制扫地机器人1转动相应的夹角从而与该桌子腿3的圆周面相切。因此，本公开的扫地机器人1能够实现绕圆柱形桌子腿3的行走，从而使得对圆柱形的桌子腿3的沿边作业更加可靠，保证了桌子腿3处的地面的清洁效果。
78.针对于具有内拐角的障碍物，具体如下：
79.控制器13被配置成，能够接收碰撞传感器14被触发的信号，并因此确定扫地机器人碰撞到了障碍物的一个表面；进而使激光雷达11获取障碍物的第一轮廓，进而根据该第一轮廓获取障碍物的至少部分的几何形状；进而根据几何形状获取扫地机器1人的前进方向与障碍物的一个表面的夹角；进而使扫地机器人1转动相应的夹角，以使扫地机器人1的前进方向与该障碍物的一个表面平行或相切。
80.作为示例，如图8所示，当扫地机器人1沿着墙体2的一个墙面行走到了墙体的内拐角处时，碰撞传感器14与扫地机器人1前方的墙壁碰撞并因此被触发。此时，使激光雷达11获取墙体2的第一轮廓，并将与该第一轮廓相对应的第一信号发送给控制器13，控制器13根据该第一轮廓获取该内拐角的几何形状(是直角、钝角还是锐角)，然后根据该几何形状获取扫地机器1人的前进方向与前方的表面的夹角(即该内拐角处相邻两个墙壁之间的夹角)。进而使扫地机器人1转过该夹角，从图8中所示的姿态转动到图9中所示的姿态。以便使沿边传感器12从能够检测图9中上下方向的墙壁变化到能够检测到图9中左右方向的墙壁的位置，进而使沿边传感器12继续指导扫地机器人1进行沿边作业。
81.本领域技术人员能够理解的是，由于碰撞传感器14被触发时，扫地机器人1与前方墙壁之间的距离为0，因此能够获取扫地机器人1的前端与前方墙壁之间的准确距离。由于沿边传感器12与扫地机器人1的前端之间的相对位置关系是固定的，因此，在扫地机器人1旋转了前述夹角之后能够获取沿边传感器12与图9中左右方向的墙壁之间的准确距离。此时可以该准确距离作为基准对沿边传感器12检测到的沿边信号进行校准。具体是对沿边传感器12获取到的信号与沿边距离之间的关系进行校准。其中，沿边距离指的是，沿边传感器12与图9中左右方向的墙壁之间的距离。从而来提高沿边传感器12的精度。
82.基于前文的描述，本领域技术人员能够理解的是，本公开能够通过激光雷达11和碰撞传感器14使扫地机器人1在墙体2的内角处进行拐弯继续进行沿边清扫作业，同时还能够在此过程中对沿边传感器12进行校准。
83.本领域技术人员能够理解的是，如果扫地机器人1碰撞到的是一个尺寸很小的柱子(例如图7中所示的桌子腿3)，则沿边传感器12检测到该柱子的时间会很短，扫地机器人1在此过程中行进的距离也很短，扫地机器人1与该柱子之间的距离变化也很小(甚至可以忽略不计)，因此无需对沿边传感器12进行校准。
84.基于此，控制器13还配置成，在碰撞传感器14被触发之后，能够根据激光雷达11获取到的轮廓获取障碍物的尺寸；进而在该尺寸大于尺寸阈值时，并且在扫地机器人1转过了相应的夹角之后，再使扫地机器人1以所述沿边传感器12当前接收到的信号的强度作为基准沿着所述障碍物行进。
85.至此，已经结合前文的多个实施例描述了本公开的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本公开的保护范围并不仅限于这些具体实施例。在不偏离本公开技术原理的前提下，本领域技术人员可以对上述各个实施例中的技术方案进行拆分和组合，也可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，凡在本公开的技术构思和/或技术原理之内所做的任何更改、等同替换、改进等都将落入本公开的保护范围之内。