可行走的清潔設備和運行這種設備的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種可行走的清潔設備(1)或地面維護設備或地面加工設備，例如可自主行走的地面清潔設備或用戶操縱的清潔設備(1)，配置有用于生成駛過表面的攝影圖像的裝置(7)。尤其為了在高效清潔方案方面進一步改善地面清潔設備，在此建議，可就地面覆層的類型方面對圖像(FA)進行分析處理，特別用于在硬地面和地毯之間進行區(qū)分，并且識別出的地面覆層可用于行走策略和／或設置清潔參數(shù)方面，如離地間距和／或輔助空氣開口的大小和／或刷洗轉速。本發(fā)明還涉及一種運行自主行走的地面清潔設備(1)的方法，具有生成攝影圖像(FA)的裝置(7)。在此建議，就地面覆層的類型方面對已獲取的圖像(FA)進行分析處理，并且根據(jù)分析處理情況實施行走策略和／或設置清潔參數(shù)。
【專利說明】可行走的清潔設備和運行這種設備的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明首先涉及一種可行走的清潔設備或者地面維護設備或者地面加工設備，例如可自主行走的地面清潔設備或者用戶操縱的清潔設備，配置有用于生成駛過表面的攝影圖像的裝置。
[0002]本發(fā)明還涉及一種運行可行走的清潔設備、如可自主行走的地面清潔設備或者用戶操縱的地面清潔設備的方法，所述設備具有用于生成待駛過表面的攝影圖像的裝置。
【背景技術】
[0003]所述類型的清潔設備是已知的，尤其采取手扶式家用吸塵器或者可自主行走機器人的附件形式，用以清潔和/或護理地板或地面覆層。由此例如由DE10357637A1已知一種可自主行走的地面清潔設備，它還優(yōu)選設置用于尤其硬地面、如瓷磚地面的濕清洗。例如由DE10242257A1已知一種吸塵/清掃機器人。該設備例如也指割草機器人。
[0004]這種設備以清潔設備的形式也被稱為地面上設備，例如采用墊子清潔設備或窗戶清潔設備的形式。
[0005]此外，還已知可自主行走的地面清潔設備類型的清潔設備，其具有攝像頭、尤其數(shù)字攝像頭，用于對待駛過表面、尤其地面、還尤其沿設備的正常行走方向位于設備前方的地面區(qū)域進行攝影攝像，以便提前識別如樓梯等高度差。

【發(fā)明內容】

[0006]以所述現(xiàn)有技術為背景，本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種可行走的清潔、加工或地面護理設備，以及提供一種運行這種設備的方法，從而使得在待加工的表面上可以實現(xiàn)設備的有利的協(xié)調。
[0007]所述技術問題按照發(fā)明的第一構思通過一種清潔設備得以解決，其中規(guī)定，可就表面構成、如地面覆層的類型方面對圖像進行分析處理，并且識別出的表面構成可用于行走策略和/或設置清潔參數(shù)方面，例如離地間距和/或輔助空氣開口的大小和/或刷洗轉速。
[0008]對此，在方法方面建議，就表面構成的類型方面對已獲取的圖像進行分析處理，并且根據(jù)分析處理情況實施行走策略和/或設置清潔參數(shù)，例如離地間距和/或輔助空氣開口的大小和/或刷洗轉速。
[0009]作為對駛過表面的分析處理的結果，例如可以區(qū)分陶瓷、石材、瓷磚或玻璃面、天然木材或層壓薄板面、塑料面或還例如織物面、短或長纖維地毯。
[0010]在可行走的清潔設備中、例如在自主工作的地面清潔設備中，常常存在一個問題，把清潔活動限制或設定在一個或多個確定的表面區(qū)域內。由此，例如對于潮濕地面清潔用機器人、所謂刷洗機器人必須確保水或濕氣不得噴灑在不能忍受水或濕氣的地面如地毯上。
[0011]根據(jù)所建議的解決方案，可以通過有針對性地采用數(shù)字圖像處理，根據(jù)預先給定的特征與拍攝獲得的表面圖像，識別和區(qū)分其性質上的差異。通過這種差異清潔設備可以采取相應措施。這種措施例如當存在可旋轉的毛刷時便調整毛刷轉速，當存在抽氣機時便調整抽吸功率，或者當存在水或濕氣噴灑裝置時便調整濕氣輸出量。但還可以采取完全中斷清潔過程的措施，或者尤其對于自主工作的地面清潔設備，離開或躲避識別出的地面。前述措施還可以相互結合，因此例如調整毛刷轉速并相應調整抽吸功率。
[0012]輸入信息優(yōu)選是清潔設備前方的待駛過的表面、必要時是直接駛過的地面的數(shù)字照片。設備上或內可以如此設置攝像頭，使得沿通常行走方向在設備前方的表面被獲取攝像照片。但其也可以設置或定向在設備底側，并以此首先獲取直接在上面行走的表面。
[0013]還優(yōu)選規(guī)律性地拍攝影像，優(yōu)選固定時間間隔為最大2秒，更優(yōu)選最大I秒，其中在此，兩次拍攝影像之間的時間間隔取決于設備的行走速度。由此在較高的行走速度下，相比于在較低的行走速度下每個時間單位拍攝更多圖像。
[0014]數(shù)字照片優(yōu)選用軟件分析處理，該軟件還優(yōu)選在微處理器/微控制器上運行，尤其就反射度和/或照片中識別出的圖案方面進行處理。對于所獲得的數(shù)值或圖案，在優(yōu)選的設計方案中，在數(shù)據(jù)庫內存在配屬于清潔參數(shù)的比較值或者比較圖案。由此例如可以區(qū)分地毪面和硬地面。
[0015]根據(jù)所建議的解決方案，還可以限定可自主行走的地面清潔設備的工作范圍，而不需要底層，也就是不必預先準備具有標記的待行走的地面和環(huán)境，更優(yōu)選不使用周圍環(huán)境地圖?？梢灶A先規(guī)定，所述設備不離開地毯面或硬地面。此外，通過采用數(shù)字圖像處理可以通過該設備自主選擇適當?shù)那鍧嵞Ｊ?，以此在?yōu)選的有利的設備能量效率下改善清潔結果O
[0016]在所建議的方法中附加或備選的特征是，還引用與設備相關的特征描述。反之亦然。
[0017]由此在優(yōu)選設計方案中規(guī)定，分析處理可以在清潔設備中自主進行。用于分析處理攝影圖像、尤其數(shù)字圖像所需的軟件優(yōu)選保存在可行走設備、如清潔設備的電子存儲器、更優(yōu)選非易失存儲器中。優(yōu)選還可以由設置在設備上的微控制器進行處理。優(yōu)選在設備內自主產(chǎn)生指令，用于設置清潔參數(shù)或加工參數(shù)或行走策略。指令可以立即轉變?yōu)槔缗c毛刷等相關的控制信號。但是也可以顯示給客戶用于修改和/或許可。
[0018]在備選設計方案中，在清潔設備外進行分析處理，由此例如將由清潔設備生成的攝影圖像優(yōu)選通過無線傳輸給優(yōu)選靜止或移動的設備。靜止設備例如可以是可自主行走的地面清潔設備的充電站，在該充電站上優(yōu)選可以對設備側的蓄電池進行充電。此外，分析處理設備備選可以是計算機，尤其例如是PC、筆記本、臺式PC或智能手機，其中還優(yōu)選設置無線連接，例如廣域網(wǎng)或藍牙。在此清潔設備和圖像處理設備之間優(yōu)選采用雙向通信，以便通過同一個無線連接可以向清潔設備發(fā)送調整行走策略和/或清潔參數(shù)的指令。
[0019]此外在“智能家居”的意義上，交互作用例如在使用電視機的情況下將結果可視化。在另一個設計方案中，清潔設備本身可以具有顯示器和操縱元件。
[0020]在另一個優(yōu)選的設計方案中，待拍攝的表面可以通過清潔設備內的照明元件被照明。在此在一個設計方案中是一般的光源，例如鹵素光源或優(yōu)選白色照明LED。在此該照明元件還優(yōu)選發(fā)射確定的白光。
[0021]補充或備選的是，該照明還可以發(fā)射紅外線。[0022]備選或結合的是，攝像頭也在不可見光譜范圍內工作。這可以降低外來光的影響并且還可以提供附加的視角用于分析處理。由照明元件發(fā)射的光在其光譜值方面還相應地適應攝像頭的工作范圍。
[0023]此外，圖像還優(yōu)選是彩色圖像，并可以在顏色方面進行分析處理。
[0024]備選或結合的是，在圖片中對感光過渡區(qū)域(尤其白光區(qū)域)進行分析處理。由此例如涂漆的、即盡量防水和光滑的表面具有較高的光澤度，并因此具有較高的反射率。
[0025]已知用于描述表面特性的光澤測量和顏色測量。在數(shù)字圖像上也可以識別光澤度作為封閉表面的指標。地毯、亦即具有具備絨線的地毯絨毛的相應地面，在相關的數(shù)字圖像中沒有閃閃發(fā)光的核心區(qū)域，因為地毯纖維將光線強烈地散射，從而造成漫反射。
[0026]例如，木地面或其他地面具有特性圖案或條紋，通過分析處理對其進行識別，其中相應的區(qū)域在顏色空間中通過統(tǒng)計方法確定。由此，優(yōu)選在圖像內顏色分布的分析優(yōu)選通過計數(shù)確定在預設的反映木材的顏色區(qū)域中有多少圖像象素。
[0027]為了分析接縫結構，例如在瓷磚地面上尤其設置兩個附件。
[0028]由此可以從兩個圖像算出深度信息(或者通過立體攝像頭系統(tǒng)同時攝像或者通過相互獨立的單目鏡攝像頭系統(tǒng)在時間上依次攝像)。在此所需要的算法作為教科書知識是已知的。在深度圖中，例如瓷磚作為光滑的表面識別為表面。接縫可以作為中斷和小的凹槽是可見的。必要時在分析處理中例如加入預設的關于一般接縫寬度的數(shù)據(jù)。
[0029]備選或與深度信息分析相結合的是，可以進一步進行邊緣和角度信息分析。該接縫作為相對長邊在圖像中可見，它們通常在兩個彼此垂直的優(yōu)先方向上延伸。該邊緣的檢測和邊緣取向的估算可以借助于已知的邊緣濾波器(如Sobel濾波器或Canny濾波器)進行。抑制短邊緣用的附件同樣是已知的。這種附件尤其是單目鏡攝像頭系統(tǒng)。若在此使用向下取向的攝像頭系統(tǒng)，則接縫之間的直角也作為這樣描繪。此外，還可以對該接縫寬度進行分析處理。
[0030]清潔設備在其上移動的地表面可以根據(jù)深度信息進行適配。對于非常光滑或非常平的表面，則與該表面幾乎沒有偏差；反之，對于例如長絨毛軟地面，深度圖中實際高度和適配表面之間一般有明顯的偏差。
[0031]此外，還已知有紋理分析方法。例如，往往為此使用由Gabor濾波器組成的濾波器組。在對濾波器進行相應的參數(shù)化時，可以檢測較長邊緣段。若它分布在整個表面上，并在很大程度上在一個優(yōu)先方向上取向，則在此涉及有紋理的木材。
[0032]此外，還可以識別地毯特征性的纖維結構，尤其可以進一步通過已知圖案進行識別。
[0033]通過應用多個特征、即特征結合可以明顯縮小錯誤分類的風險。
[0034]相對于通過清潔設備或與清潔設備通信的外部設備自主對攝影圖像進行分析處理，備選或相結合的是，在本發(fā)明的技術方案的改進方案中規(guī)定，用戶可以根據(jù)表面圖像決定是否在上面行走。由此在一個設計方案中在運行清潔設備之前，用戶向設備指出必須/應該避開的表面(建立黑名單)和/或必須/應該駛過的表面(建立白名單)。在示例性房屋空間環(huán)境中，用戶優(yōu)選在現(xiàn)場建立清單，方法是該設備在相應的地面上位移，該設備可以使覆層特征化并且將該覆層置入白名單或黑名單中。
[0035]在優(yōu)選的設計方案中，白名單和/或黑名單存儲在清潔設備和/或所屬的基站和/或與例如通過基站直接或者間接通信的計算機或類似裝置的非易失存儲器中。
[0036]清潔設備優(yōu)選配備單目鏡攝像頭系統(tǒng)，其指向行走方向的前方或還優(yōu)選直接指向下方。由此，攝像頭優(yōu)選安置在清潔設備的底部區(qū)域。單目鏡攝像頭系統(tǒng)由單個攝像頭組成。這種系統(tǒng)只有一個攝像圖像，只提供強度信息。為了計算深度信息優(yōu)選把兩個依次攝影的圖像一起計算。
[0037]備選地還可以例如通過激光光束或紅外光點投射燈光圖案，它在圖像中的位置推斷深度信息，并因此可以推斷實際行走表面的3D結構。
[0038]在另一個優(yōu)選設計方案中，設備具有多個生成攝影圖像的裝置，即多個尤其數(shù)字攝像頭，更優(yōu)選在不同的攝像角度上和/或從不同的方向優(yōu)選照射同一面積范圍。由此優(yōu)選提供一個立體攝像頭系統(tǒng)。兩個或者多個攝像頭彼此錯開安置，視野部分重疊。這種立體攝像頭系統(tǒng)提供強度信息，并允許在視野重疊區(qū)域計算深度信息，而不必依賴時間上依次拍攝的攝像圖像。
[0039]此外，指向一般行走方向前方的攝像頭系統(tǒng)還可以用于其他目的，例如可自主行走的清潔設備的導航或者用于用戶姿勢控制。
[0040]指向下方的攝像頭系統(tǒng)優(yōu)選只用于表面分類。通過其優(yōu)選安置在設備底部范圍內，有利地遮擋攝像頭系統(tǒng)防止環(huán)境影響，例如照明或表面上的鏡面反射。恒定的照明條件可以通過LED燈的主動照射實現(xiàn)。
[0041]一個或者多個攝像頭可在其位置優(yōu)選高度對齊，更優(yōu)選還可以在視角方面和視線方向上進行配置。
[0042]在方法方面，在根據(jù)圖像的分析處理執(zhí)行行走策略等之前，優(yōu)選在待清潔的表面上游歷行走，同時拍攝圖像，此時不對檢測到的不同表面構成直接作出反應。在這個學習或探索階段中，尤其當清潔設備配置為可自主行走的清潔設備時，房屋空間或房屋的整個地面被駛過，而在此不同時清潔該地面。
[0043]在這個學習或探索階段中，通過一個或多個攝像頭和所設置的處理單元接收有關所有出現(xiàn)的表面構成(地面類型)的數(shù)據(jù)。
[0044]在清潔設備作為可自主行走的清潔設備的設計方案中，用于獲取數(shù)據(jù)的游歷式行走自主地或在用戶的引導下、例如通過遙控器弓I導下進行。
[0045]在此，自主探索優(yōu)選基于清潔地面的行走策略，尤其按照DE102010000174A1。該專利申請的內容的全部內容包括在本發(fā)明的公開中，為此，該專利申請的特征也包括在本發(fā)明的權利要求書中。
[0046]在這種類型的探索中，優(yōu)選在整個房屋空間中游歷行走，以便確保對所有地面進行數(shù)據(jù)采集測量。用戶在此不必監(jiān)視其探索。
[0047]在用戶控制的探索(學習)中，可自主行走的清潔設備由用戶優(yōu)選通過遙控、例如利用遙控器或者移動式計算機進行遠程控制。由DE102009024990A1或DE102009052629A1已知這種用戶控制的行走。該專利申請的全部內容包括在本發(fā)明的公開中，為此，該專利申請的特征也包括在本發(fā)明的權利要求書中。
[0048]在用戶控制的探索時用戶必須確認，對房屋空間內所有地面都充分進行了檢測。相應地在這樣游歷行走時需要對可自主行走的清潔設備進行持續(xù)監(jiān)測。
[0049]所拍攝圖像優(yōu)選借助分析處理軟件，必要時時間上在所述游歷式駛過后進行分析。所述分析優(yōu)選在分析處理階段進行，其中借助分析處理軟件把所收集的數(shù)據(jù)分類為不同的地面類型，例如瓷磚地面、層壓薄板地面、木地面、軟地面，它們各自需要不同的清潔(例如強力濕洗、輕度濕洗、只抽吸)。以此給每個地面或每段地面唯一地分配地面類型。
[0050]優(yōu)選根據(jù)廠方預設的特征把所采集的傳感器數(shù)據(jù)分類為不同的地面類型。作為特征例如可以使用強度信息(例如顏色、灰度、紋理、圖案、光澤度或對比度)，由深度信息推導出來的特征(例如地面的光滑度、地面的表面結構或者是否存在接縫)或它們的結合。
[0051]分析處理階段或者在學習或探索階段(離線方法)之后，或者平行(在線方法)進行。在線方法下，地面分類優(yōu)選只在房屋空間整個地面的所有數(shù)據(jù)都采集到時進行。反之，在離線方法下地面分類直接在學習或探索階段中進行。
[0052]在優(yōu)選的設計方案中，分析處理結果在屏幕上顯示給用戶，或者通過語音輸出通知用戶。用戶可以相應地確認分類的正確性或者必要時進行修正。
[0053]結果的可視化和與用戶的交互可以通過移動終端設備，通過傳統(tǒng)的計算機或者通過直接設置在清潔設備上的顯示器和操縱元件進行。
[0054]對于優(yōu)選每個檢測的地面，都優(yōu)選采取照片(攝影)形式或者作為環(huán)境圖中的標記區(qū)域向用戶顯示地面、由系統(tǒng)建議的地面類型以及由系統(tǒng)為其規(guī)定的清潔參數(shù)。根據(jù)顯示內容，用戶確認該分類或者對此作出修改。以此暴露出和修正可能發(fā)生的分類錯誤，從而防止錯誤清潔的風險。
[0055]由此當只在用戶確認了傳輸給他的分析處理結果之后，才遵循根據(jù)分析處理結果所制定的行走策略。在此產(chǎn)生的配置優(yōu)選永久存儲在清潔設備中，并可以在清潔階段中使用。所以不必在每次清潔運行之前都進行前述的學習或探索階段、分許處理階段和用戶確認的步驟。
[0056]與之相對地，若該可自主行走的清潔設備被運輸?shù)搅硪粋€環(huán)境，則它可能需要并指示要擴展現(xiàn)有的配置或者提供新的配置。
[0057]在清潔階段中，清潔設備系統(tǒng)性地行走過單一空間或多個空間的整個地面，并且在此按照在以前的步驟中配置的清潔參數(shù)進行清潔。在此，清潔階段可以直接按照上述步驟進行。但它們也可以與此無關地進行，因為在前述步驟中實施的配置已經(jīng)永久地存儲在清潔設備中。作為清潔方案優(yōu)選應用DE102010000174A1中所描述的行走策略。
[0058]為了調整清潔參數(shù)，按照之前實施步驟存儲的配置可以采用不同附件。
[0059]由此，首先根據(jù)清潔設備在房間中的現(xiàn)有位置優(yōu)選設置清潔參數(shù)。為此可自主行走的清潔設備連續(xù)地借助已知的環(huán)境地圖進行定位，這樣便可以確定它的位置。在這種情況下，清潔參數(shù)的調整與用于表面檢測和處理的所設置和所描述的傳感器無關地進行。
[0060]清潔參數(shù)的調整備選地通過傳感器連續(xù)掃描當前行走的表面，并通過持續(xù)對當前傳感器數(shù)據(jù)的分類進行。在此，清潔參數(shù)根據(jù)實際識別出的地面類型進行設置。這種系統(tǒng)可以不對清潔設備進行環(huán)境中的定位，并與環(huán)境地圖無關地工作。
[0061]優(yōu)選結合前述附件。由此，當在已經(jīng)分析行走過和分析過的表面上進行清潔運行時，優(yōu)選還進行攝影并且分析處理。清潔設備在環(huán)境圖中定位，在此采用為該位置存儲的配置并由所拍攝圖像的實際獲得的傳感器數(shù)據(jù)進行驗證。只要發(fā)現(xiàn)存儲的配置和實際檢測的配置不符合，則例如采取通知用戶的形式作出反應。備選或與之結合的是，在這種情況下可以使用對于該表面范圍普遍適用的清潔參數(shù)(“小、心地清潔”)。也可以不清潔而離開這個區(qū)域。
[0062]在一個設計方案中，所述系統(tǒng)、尤其由攝像頭系統(tǒng)和用于處理傳感器數(shù)據(jù)的微型計算機組成的系統(tǒng)構造為傳感器模塊，其除了用于可自主行走的清潔設備以外，還可以用作家用地面吸塵器的附件或手持式吸塵器或地面清潔設備的附件。
[0063]這種系統(tǒng)還可用來防止用戶錯誤地進行不合適的清潔。由此，這種系統(tǒng)可以在錯誤清潔的情況下例如可視地(例如紅燈)、光學地(例如把柄晃動)反饋給用戶，或者備選地關閉清潔設備。
[0064]這種傳感器模塊還可以用來自動調整在待清潔表面(例如窗簾、墊子、工作面等)上傳統(tǒng)吸塵器的抽吸功率。
[0065]此外，前述特征即使在所謂草坪修剪機器人上也可以應用，尤其保證該機器人只在草坪面上移動。通過對駛過地面的圖像處理避免該設備在與草坪面交界的區(qū)域運行。在此對攝影圖像的分析處理優(yōu)選根據(jù)顏色空間識別和/或結構識別實現(xiàn)。通過顏色空間進行草坪面識別被證實是有利的，因為在此通過色素(葉綠色)預設了特別具有特征性的區(qū)域。還可以通過草坪結構識別清楚的圖案，這優(yōu)選作為附加信息用來對顏色空間信息進行分析處理。
[0066]當在草坪修剪機器人的情況下已經(jīng)由廠方在白名單中加入了“草坪”地面圖像時，對于在實施例中由用戶進行的白名單及黑名單的設置被證明是有利的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0067]以下結合附圖闡述本發(fā)明，但附圖僅示出一個實施例。在附圖中:
[0068]圖1示出可自主行走的地面清潔設備的立體圖，其中示意示出不同的駛過的地表面；
[0069]圖2不出地面清潔設備的底視圖；
[0070]圖3示出建立駛過地面的攝影圖像以及圖像處理的示意圖；
[0071]圖4示出與圖3相應的示圖，其中對相對圖3的變化的地面的攝像和分析處理；
[0072]圖5示出地面清潔設備的攝像區(qū)域的垂直剖面示意圖；
[0073]圖6示出地面的示例性攝影圖像，具有在處理過程中在反射面內識別出的反射核心區(qū)域；
[0074]圖7示出與圖6相應的示圖，但涉及沒有反射核心區(qū)域的地面的攝影圖像；
[0075]圖8示出涉及優(yōu)選軟件方式判定的流程圖，用于設置行走策略和/或清潔參數(shù)；
[0076]圖9示出用于分析地面的地面清潔設備的學習階段時的多空間房屋的表面示意圖；
[0077]圖10示出與圖9相應的示圖，但處于清潔階段。
【具體實施方式】
[0078]首先參照圖1顯示和描述了可自主行走的地面清潔設備形式的清潔設備1，其具有底盤，該底盤在底側朝向待養(yǎng)護的地面2、還具有電動機驅動的行走輪3，以及從底盤底板的下邊緣突出來的、同樣被電動機驅動的毛刷4。該底盤被設備蓋板5罩住，其中所示實施方式的清潔設備I具有優(yōu)選的圓形輪廓。[0079]清潔設備I優(yōu)選還附加或替代毛刷4地具有吸氣口 6。在這種情況下，在清潔設備I中還安置有電動機驅動的抽氣機馬達。
[0080]清潔設備I的各個電氣組件、尤其如行走輪3的電動機、毛刷4的電驅動、還優(yōu)選抽氣機和此外在設備內設置的用于控制其自身的電子器件的供電，是通過未示出的可充電的蓄電池實現(xiàn)。
[0081]清潔設備I優(yōu)選利用一個行走策略，該行走策略例如可以適應所測取的周圍環(huán)境和/或地面2的污染程度。
[0082]存在這種需求,行走策略還優(yōu)選結合或備選為清潔參數(shù),例如毛刷4的轉速和/或吸氣功率與地面覆層類型相適應。
[0083]為此設備側的底盤的底側優(yōu)選設置電子攝像頭8形式的裝置7，以便對清潔設備I行走過的地面進行攝像。裝置7的組件除了電子攝像頭8以外還有照明元件9。
[0084]照明元件9優(yōu)選輻射確定的白光，更優(yōu)選是白光LED。
[0085]尤其如從圖5的示意圖看出的，該攝像頭8和照明元件9的取向優(yōu)選與指向地面2的垂直線成相同的或相近的角度，在優(yōu)選的定向角度中，α或β與垂直線成30至60度角。
[0086]所拍攝的地面影像優(yōu)選在地面清潔設備內、更優(yōu)選在集成的處理單元10內針對確定特征進行處理。在此尤其可利用數(shù)字圖像加工處理方法和運算算法，以便從所拍攝的各個圖像中進行特征提取。在此尤其涉及所拍攝的圖像的光澤度、顏色和結構。分析處理后的圖像優(yōu)選與在另一個數(shù)據(jù)庫保存的特征進行比較(比較圖3和4的示意圖)。根據(jù)處理后和識別出的地面圖案，得出確定的行走策略(例如離開當前的地面覆層)和/或使預先給定的清潔參數(shù)適應實測的地面覆層。
[0087]例如，在更優(yōu)選設計方案中通過觀察光澤度來識別涂漆的底層(例如瓷磚地面)。涂漆的地面，亦即防水的和光滑的地面具有較高的光澤度，亦即較高的反射率。在優(yōu)選的數(shù)字圖像FA中也可以用光澤度作為指標來識別封閉表面。圖6示出瓷磚地板或木地板區(qū)域所拍攝的圖像FA。在虛線形狀內所顯示的照射面R內，檢測出在圖中以實線顯示的較明亮的(白色的)核心區(qū)域K。該核心區(qū)域K優(yōu)選通過圖案識別算法測取。
[0088]圖7示出對地毯所拍攝的圖像FA。該圖像FA首先也具有被照射的表面R。然而因為該地毯纖維強烈地散射光線，從而導致發(fā)出散射光，所以該圖像在此沒有得到核心區(qū)域K。
[0089]木地板或敷設木板的地面優(yōu)選以顏色識別。已知的姿勢識別算法例如識別出人的臉和手，方法是將在顏色區(qū)域中占據(jù)對人皮膚而言典型區(qū)域的像點集合成表面。只要通過統(tǒng)計方法得出顏色空間中的相應區(qū)域，則以類似方法例如可明確識別出木材。
[0090]地毯優(yōu)選通過纖維結構識別。地毯的特征是存在纖維結構。尤其在具有自由端的絨線的地毯上可以識別出清楚的圖案，而對于絲絨這種結構在所拍攝的圖像上難以識別。
[0091]前述的識別方法在優(yōu)選設計方案中相互結合，由此明確檢測出地面覆層。
[0092]清潔設備I優(yōu)選在自主行走和清潔地面2時自主檢測地面覆層的類型并根據(jù)預先給定的參數(shù)自主作出反應。尤其還提供一種適合在必要時以濕法清潔地面2的地面清潔設備。例如當識別出地毯時，則所謂擦冼機器人優(yōu)選避開這個表面，或者至少中斷潮濕噴灑。
[0093]圖8示出自主判定的清潔設備I的判定流程圖。從A點出發(fā)，首先確定在照射面R中是否識別出與照明元件9鏡反射相應的白色核心區(qū)域K。若是如此，則推斷出是硬表面，并在B點上通過所拍攝的圖像內的顏色，確定在此是否是木材色調。若確定是木材色調，則尤其是涂漆木地板或例如是層壓薄板(C點)，這在優(yōu)選的設計方案中在待設置的清潔參數(shù)方面，導致刷洗功率減小，也就是設置較小的毛刷轉速，而且只要設置水分噴灑裝置便只噴灑少量濕度。
[0094]若無法確定出木材色調，則例如是油氈或PVC地板，備選地是瓷磚、花崗石或者涂漆瓷器(D點)。
[0095]在此優(yōu)選也自主選擇相對較小的刷洗轉速。在這種情況下采用正常的濕度噴涂。
[0096]若在A點中沒有確定核心區(qū)域K (E點)，則只要存在相應的水分噴灑裝置，便首先將其關閉。之后首先進一步分析，在圖像中是否可以確定出木材色調。若存在這樣的木材色調，則優(yōu)選是開孔的且因而散射的木地板(F點)，緊接著優(yōu)選自主設置較低的刷洗功率。
[0097]在沒有確定出木材色調的情況下，在之后的G點中檢測所拍攝的圖像，是否可以識別出纖維結構。若在圖像中確定出纖維(H點)，則優(yōu)選是具有長纖維的地毯，由此優(yōu)選關閉毛刷4。對這種地毯優(yōu)選只進行抽吸。若在圖像中不能確定纖維(J點)，則優(yōu)選是絲絨地毯，以增大的刷洗功率對其清潔。
[0098]圖9示出多房間房屋的示例性表面示意圖。各房間的地面是不同設計的，由此尤其是木地板地面Pa、瓷磚地面Fl、層壓薄板地面La和軟地面We。此外，在一個具有層壓薄板地面La的房間中放置有長條形地毯，相應地顯示為軟地面We。
[0099]當清潔設備I進行學習運行或探索運行時(參見圖9中的線L)，通過攝像頭攝像和隨后的數(shù)據(jù)處理收集數(shù)據(jù)，接著或者同時進行數(shù)據(jù)處理。為了收集數(shù)據(jù)，行走經(jīng)過出現(xiàn)的所有地面或者地面類型。所顯示的是用戶控制的探索軌跡，其中例如用戶借助遙控器控制清潔設備I。
[0100]獲得的地面數(shù)據(jù)優(yōu)選保存在清潔設備I的非易失的存儲器中，還優(yōu)選與另外保存的周圍環(huán)境圖中的環(huán)境數(shù)據(jù)相結合。
[0101]如圖10所示，清潔設備I的清潔運行優(yōu)選在利用周圍環(huán)境圖的情況下自主進行，其中更優(yōu)選利用預先設定的行走策略。
[0102]在圖10中示出示例性的清潔運行。在清潔運行時不同的清潔參數(shù)匹配檢測到的且存儲的地面數(shù)據(jù)。
[0103]由此，在清潔設備I相應的設計方案中，在瓷磚地面Fl上進行強烈的濕擦洗(用虛線顯示)，在層壓薄板地面La上進行輕度濕擦洗，每m2水分用量比瓷磚地面小(用點線顯示)。木地板地面Pa以及軟地面We優(yōu)選只進行抽吸，而不刷洗(用實線顯示)。
[0104]在已經(jīng)分析行走和分析過的表面上執(zhí)行清潔運行時，還優(yōu)選繼續(xù)建立和處理攝影圖像FA。在圖9和10中，層壓薄板地面La局部自由鋪蓋的狹長地毯形式的軟地面We所覆蓋。在該地面部分范圍內進行相應地優(yōu)選的清潔而只進行抽吸，如用實線表示的軟地面We范圍。
[0105]示例性的狹長小地毯橋相對于層壓薄板地面被挪到另一個位置時，由于清潔運行期間持續(xù)地對地面或表面進行分析，所以清潔設備I對此會作出反應。當測取到與存儲數(shù)值相比發(fā)生改變時，便對此作出反應，例如平緩地清潔，例如停止毛刷以及停止?jié)裣矗€例如使用較小的抽吸功率。備選地，還可以不對這個區(qū)域進行清潔而行走過去，并向用戶發(fā)出相應的通知。相應還可行的是，將當前檢測的配置與存儲的配置在清潔設備I的瞬間位置的直接環(huán)境中進行比較。在一個設計方案中，當這些配置一致時在當前檢測的表面上應用相關的清潔參數(shù)。
[0106]前述實施方式用于闡明由本申請整體概括的發(fā)明，其至少通過下列技術特征的組合各自不受約束地對現(xiàn)有技術進行改進，即:
[0107]一種清潔設備或者地面維護設備或者地面加工設備，其特征在于，可就表面構成、如地面覆層的類型方面對圖像FA進行分析處理，并且識別出的表面構成可用于行走策略和/或設置清潔參數(shù)方面，例如離地間距和/或輔助空氣開口的大小和/或刷洗轉速。
[0108]一種清潔設備或地面維護設備或地面加工設備，其特征在于，在所述清潔設備I內可自主實施所述分析處理工作。
[0109]一種清潔設備或地面維護設備或地面加工設備，其特征在于，通過設置在所述清潔設備內的照明元件能夠照亮攝影拍攝的表面。
[0110]一種清潔設備或地面維護設備或地面加工設備，其特征在于，所述照明元件發(fā)射確定的白光。
[0111]一種清潔設備或地面維護設備或地面加工設備，其特征在于，所述圖像是彩色圖像，并且可以就顏色方面進行分析處理。
[0112]一種清潔設備或地面維護設備或地面加工設備，其特征在于，可以對圖片中的感光過渡的區(qū)域(白色區(qū)域)進行分析處理。
[0113]一種清潔設備或地面維護設備或地面加工設備，其特征在于，用戶可以將地面覆層的圖像定義為有待駛過的或不待駛過的。
[0114]一種方法，其特征在于，就表面構成的類型方面對已獲取的圖像進行分析處理，并且根據(jù)分析處理情況實施行走策略和/或設置清潔參數(shù)，例如離地間距和/或輔助空氣開口的大小和/或刷洗轉速。
[0115]—種方法，其特征在于，在根據(jù)圖像FA的分析處理情況實施行走策略或類似策略之前，游歷駛過待清潔的表面用以生成圖像FA，此時不直接對所檢測到的不同表面構成作出反應。
[0116]一種方法，其特征在于，自主地或由用戶引導地進行所述游歷式行走。
[0117]一種方法，其特征在于，借助分析處理軟件對于所述已生成的圖像FA進行分析，其必要時時間上安排在所述游歷式行走之后進行。
[0118]一種方法，其特征在于，將分析處理結果在屏幕上顯示給用戶或者通過語音輸出通知用戶。
[0119]一種方法，其特征在于，只有在用戶確認了傳達給他的分析處理結果以后，才遵循依據(jù)所述分析處理結果所制定的行走策略。
[0120]一種方法，其特征在于，當在為了分析而被行走和分析過的表面上實施清潔運行時，繼續(xù)生成攝像圖像FA并對其進行分析處理。
[0121]附圖標記列表
[0122]I清潔設備
[0123]2 地面
[0124]3行走輪[0125]4毛刷
[0126]5設備蓋板
[0127]6吸氣口
[0128]7裝置
[0129]8攝像頭
[0130]9照明元件
[0131]10處理單元
[0132]A 點
[0133]B 點
[0134]C 點
[0135]D 點
[0136]E 點
[0137]F 點
[0138]G 點
[0139]H 點
[0140]I 點
[0141]J 點
[0142]K 核心區(qū)域
[0143]L 線
[0144]R 表面
[0145]FA攝影圖像
[0146]Fl瓷磚地面
[0147]La層壓薄板地面
[0148]Pa木地板地面
[0149]We軟地面
[0150]α 角度
[0151]β 角度
【權利要求】
1.一種可行走的清潔設備(I)或者地面維護設備或者地面加工設備，例如可自主行走的地面清潔設備或者用戶操縱的清潔設備(I)，配置有用于生成駛過表面的攝影圖像的裝置(7)，其特征在于，可就表面構成、如地面覆層的類型方面對圖像(FA)進行分析處理，并且識別出的表面構成可用于行走策略和/或設置清潔參數(shù)方面，例如離地間距和/或輔助空氣開口的大小和/或刷洗轉速。
2.按照權利要求1所述的清潔設備或地面維護設備或地面加工設備，其特征在于，在所述清潔設備(I)內可自主實施所述分析處理工作。
3.按照上述權利要求中任一項所述的清潔設備或地面維護設備或地面加工設備，其特征在于，通過設置在所述清潔設備(I)內的照明元件(9)能夠照亮攝影拍攝的表面(R)。
4.按照權利要求3所述的清潔設備或地面維護設備或地面加工設備，其特征在于，所述照明元件(9)發(fā)射確定的白光。
5.按照上述權利要求中任一項所述的清潔設備或地面維護設備或地面加工設備，其特征在于，所述圖像(FA)是彩色圖像，并且可以就顏色方面進行分析處理。
6.按照上述權利要求中任一項所述的清潔設備或地面維護設備或地面加工設備，其特征在于，可以對圖片中的感光過度的區(qū)域(白色區(qū)域)進行分析處理。
7.按照上述權利要求中任一項所述的清潔設備或地面維護設備或地面加工設備，其特征在于，用戶可以將地面覆層的圖像(FA)定義為有待駛過的或不待駛過的。
8.一種運行可行走的清潔設備(I)、如可自主行走的地面清潔設備或者用戶操縱的地面清潔設備或者地面維護設備或者地面加工設備的方法，所述設備具有用于生成待駛過表面的攝影圖像(FA)的裝置(7)，其特征在于，就表面構成的類型方面對已獲取的圖像(FA)進行分析處理，并且根據(jù)分析處理情況實施行走策略和/或設置清潔參數(shù)，例如離地間距和/或輔助空氣開口的大小和/或刷洗轉速。
9.按照權利要求8所述的方法，其特征在于，在根據(jù)圖像(FA)的分析處理情況實施行走策略或類似策略之前，游歷駛過待清潔的表面從而生成圖像(FA)，此時不直接對所檢測到的不同的表面構成作出反應。
10.按照權利要求8或9所述的方法，其特征在于，自主地或由用戶引導地進行所述游歷式行走。
11.按照權利要求8至10中任一項所述的方法，其特征在于，借助分析處理軟件對于所述已生成的圖像(FA)進行分析，必要時時間上在所述游歷式行走之后進行所述分析。
12.按照權利要求8至11中任一項所述的方法，其特征在于，將分析處理結果在屏幕上顯示給用戶或者通過語音輸出通知用戶。
13.按照權利要求8至12中任一項所述的方法，其特征在于，只有在用戶確認了傳達給他的分析處理結果以后，才依據(jù)所進行的分析處理而實施行走策略。
14.按照權利要求8至13中任一項所述的方法，其特征在于，當在為了分析而被游歷駛過和分析過的表面上實施清潔運行時，繼續(xù)生成攝影圖像(FA)并對其進行分析處理。
15.一種清潔設備或者運行清潔設備的方法，其特征在于，具有上述權利要求中的一個或多個技術特征。
【文檔編號】G05D1/02GK103853154SQ201310757423
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年12月4日 優(yōu)先權日:2012年12月5日
【發(fā)明者】L·西倫, M·麥格爾, B·斯特朗 申請人:德國福維克控股公司