一种地面材质识别方法、装置及智能清洁装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开的一种地面材质识别方法、装置及智能清洁装置，其中地面材质识别方法包括：向待测地面发射超声波信号；接收地面的回波信号；动态范围搜寻回波信号的峰值点数据；根据回波信号的峰值点数据判断地面材质类型。该方法根据超声波及其传播路径规律，采用动态范围搜寻回波信号的峰值点数据的方法，峰值点数据获取更准确，适应性、抗干扰能力更强，为材质识别提供更可靠的数据，提高识别准确率。

【技术实现步骤摘要】
一种地面材质识别方法、装置及智能清洁装置
本专利技术涉及材质识别领域，特别涉及一种地面材质识别方法、装置及智能清洁装置。
技术介绍
随着经济和技术的发展，居民消费能力增加，同时扫地机器人、吸尘器等智能清洁设备智能化程度提高，被越来越多的人接受。扫地机器人等智能清扫设备在不同地面需要不同的工作模式，例如在地毯等地面缝隙较多灰尘易粘着需要增加功率提高吸力，在瓷砖等地面应该将功率降低减小噪声同时避免扫地机器人工作对地板造成损伤。目前大部分该类设备没有类似功能或者通过按键或者APP控制实现类似功能。也有小部分通过传感器实现点分类的方案，目前的地面材质识别方法，包括以下几种：现有一些技术，如中国专利CN112137505A，一种自动清洁设备识别地面特征的方法及装置，其通过滚刷电流和边刷电流的均值和离散程度来判断地面材质类型，该方法在毛发的缠绕，边刷的阻挡等情况下，会引起电流变化引起误判；如中国专利CN207979623U，一种地面识别装置及清扫设备，其向地面发射红外信号，通过反光信号判断地面材质类型，该方法容易受被地面的颜色和光线的影响；如中国专利CN207424884U，一种地面识别装置及清洁设备，其利用图像传感器采集地面图像，对图像处理得到地面光滑亮度，判断地面材质类型，该方法容易受光线的影响且成本较高；如中国专利CN110623601A，一种地面材质识别方法、装置、扫地机器人和存储介质，其通过采集扫地机器人工作时所处环境的声音信号，对该信号进行分析从而实现对地面材质分类，该方案容易受到环境噪声干扰。因此，有必要对现有的地面材质识别方法予以改良以克服现有技术中的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种地面材质识别方法、装置及智能清洁装置，识别准确率高、抗干扰能力强。为了解决上述技术问题，一方面，本专利技术提供了一种地面材质识别方法，包括：向待测地面发射超声波信号；接收地面的回波信号；动态范围搜寻回波信号的峰值点数据；根据回波信号的峰值点数据判断地面材质类型。作为优选，所述动态范围搜寻回波信号的峰值点数据，包括：在盲区结束点到测量量程结束点总长度之间搜寻第一个大于阈值的峰值点；判断峰值点是否存在或判断峰值点个数是否在设点范围内；当峰值点存在或峰值点个数未超出设定范围时，更新搜寻范围，继续寻找峰值点数据；反之，保存当前所有搜寻到的峰值点数据。作为优选，所述更新搜寻范围，继续寻找峰值点数据包括：当峰值点存在或峰值点个数未超出设定范围时，峰值点个数加一，并更新峰值点数据；根据上一次峰值点的位置及当前峰值点的位置对下一次峰值点搜寻范围进行更新；在更新的搜寻范围内找到最大值点，并判断所述最大值是否大于阈值，如果大于阈值，则为峰值点；重复上述步骤，直到峰值点数据不存在或峰值点数据超出设点个数。作为优选，根据回波信号的峰值点数据判断地面材质类型包括：将实际测量到的峰值点数据以及模型参数带入人工智能分类模型计算并识别地面材质类型；通过状态机输出地面材质类型结果。作为优选，所述模型参数的获取或更新包括：采集不同地面材质情况下峰值点数据，并记录其类型；选择人工智能分类模型，对峰值点数据进行训练，得到对应的模型参数，并保存。作为优选，所述通过状态机输出地面材质类型结果包括：每次将检测结果存入状态机中，根据状态机前n次的检测结果以及当前的检测结果决定当前的输出结果。作为优选的，根据第一个峰值点的位置计算超声波发射点至地面的距离。另一方面，本专利技术还提供了一种地面材质识别装置，包括收发模块，用于发射和接收超声波信号；提取模块，用于提取接收的超声波信号中的峰值点数据；识别模块，用于根据峰值点数据识别地面材质类型。作为优选，所述提取模块包括采集单元和数字信号处理单元，所述采集单元采集回波信号的包络信号并发送给所述数字信号处理单元，所述数字信号处理单元被配置为可动态范围搜寻回波信号的峰值点数据。作为优选，所述识别模块包括人工智能分类模型单元、模型参数单元以及模型训练单元，所述模型训练单元被配置为可获取或更新模型参数至所述模型参数单元，所述人工智能分类模型单元调取所述模型参数单元中的模型参数，并结合搜寻到的峰值点数据计算并识别地面材质类型。作为优选，所述地面材质识别装置还包括输出模块，用于根据多次检测结果以及当前的检测结果决定当前的输出结果。作为优选，所述地面材质识别装置还包括测距模块，用于测量装置与地面之间的距离以避免装置跌落。另一方面，本专利技术还提供了一种智能清洁装置，包括主机，所述主机上装配有上述的地面材质识别装置。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术的地面材质识别方法，通过向待测地面发射超声波信号；接收地面的回波信号；动态范围搜寻回波信号的峰值点数据；根据回波信号的峰值点数据判断地面材质类型，有效提高了识别的准确率以及抗干扰能力；进一步的，涉及的人工智能分类模型以及模型参数可随时更新，使地面材质识别方法的适用性更广泛，方便后续升级；进一步的，地面材质类型输出结果由多次检测结果和当前检测结果结合输出，提高了检测稳定性。进一步的，该方法还可检测超声波发射点至地面的距离，提高了功能的多样性和实用性。(2)本专利技术的地面材质识别装置，通过设置用于发射和接收超声波信号收发模块、用于提取接收的超声波信号中的峰值点数据的提取模块以及用于根据峰值点数据识别地面材质类型识别模块，以实现材质识别，结构简单，不仅提高了装置识别的准确率和抗干扰能力，还降低了生产成本和功耗；进一步的，涉及的人工智能分类模型以及模型参数可随时更新，方便了设备的后续升级；进一步的，地面材质类型输出结果由多次检测结果和当前检测结果结合输出，提高了检测稳定性。进一步的，该装置还可检测装置至地面的距离，提高了功能的多样性和实用性。(3)本专利技术的智能清洁装置，具备了材质识别功能，且准确率高、抗干扰能力高、生产成本低、功耗低；进一步的，可以通过检测装置至地面的距离实现防跌落功能，使整个智能清洁装置工作更加灵活、安全。附图说明在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本专利技术公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本专利技术的理解，并不是具体限定本专利技术各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本专利技术的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本专利技术。在附图中：图1是本专利技术一种地面材质识别方法的流程图；图2是本专利技术中动态范围搜寻回波信号的峰值点数据的流程图；图3是本专利技术中根据回波信号的峰值点数据判断地面材质类型的流程图；图4是本专利技术中获取模型参数的流程图；图5是本专利技术中更新模型参数的流程图；图6是本专利技术中地面材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地面材质识别方法，其特征在于，包括：/n向待测地面发射超声波信号；/n接收地面的回波信号；/n动态范围搜寻回波信号的峰值点数据；/n根据回波信号的峰值点数据判断地面材质类型。/n

【技术特征摘要】
1.一种地面材质识别方法，其特征在于，包括：
向待测地面发射超声波信号；
接收地面的回波信号；
动态范围搜寻回波信号的峰值点数据；
根据回波信号的峰值点数据判断地面材质类型。


2.根据权利要求1所述的地面材质识别方法，其特征在于，所述动态范围搜寻回波信号的峰值点数据，包括：
在盲区结束点到测量量程结束点总长度之间搜寻第一个大于阈值的峰值点；
判断峰值点是否存在或判断峰值点个数是否在设点范围内；
当峰值点存在或峰值点个数未超出设定范围时，更新搜寻范围，继续寻找峰值点数据；反之，保存当前所有搜寻到的峰值点数据。


3.根据权利要求2所述的地面材质识别方法，其特征在于，所述更新搜寻范围，继续寻找峰值点数据包括：
当峰值点存在或峰值点个数未超出设定范围时，峰值点个数加一，并更新峰值点数据；
根据上一次峰值点的位置及当前峰值点的位置对下一次峰值点搜寻范围进行更新；
在更新的搜寻范围内找到最大值点，并判断所述最大值是否大于阈值，如果大于阈值，则为峰值点；
重复上述步骤，直到峰值点数据不存在或峰值点数据超出设点个数。


4.根据权利要求1所述的地面材质识别方法，其特征在于，根据回波信号的峰值点数据判断地面材质类型包括：
将实际测量到的峰值点数据以及模型参数带入人工智能分类模型计算并识别地面材质类型；
通过状态机输出地面材质类型结果。


5.根据权利要求4所述的地面材质识别方法，其特征在于，所述模型参数的获取或更新包括：
采集不同地面材质情况下峰值点数据，并记录其类型；
选择人工智能分类模型，对峰值点数据进行训练，得到对应的模型参数，并保存。


6.根据权利要求4所述的地面材质识别方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志勇，万丹晔，路鹏，
申请(专利权)人：中科传启苏州科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32