[发明专利]一种地毯检测方法

说明书

本发明公开一种地毯检测方法，包括：步骤1、控制移动机器人在待检测地面介质运动，同时启动声音传感器采集声音信号；步骤2、将步骤1采集的声音信号进行预处理，并提取出预设频率分量上对应的幅度值；步骤3、判断步骤2得到的幅度值是否小于相应的预设阈值，是则判定待检测地面介质为地毯，否则继续控制声音传感器采集声音信号；其中，预设频率分量是声音传感器的响应频段内的频率值。提高地毯检测识别的效果，减少误判。

技术领域

本发明属于机器人地毯检测技术领域，尤其涉及一种基于声音信号的地毯检测方法。

背景技术

中国专利2016107654250公开一种扫地机器人的地毯判定方法及系统，具体通过在扫地机器人上设置的朝下设置的红外测距传感器采集地面反射的红外光，根据红外光的地面反射率来检测地毯，但是如果扫地机器人在强光环境或者黑色地毯等场景下移动时，容易造成误判；日本专利JP1994141042公开一种扫地机，在扫地机的吸尘口部位安装超声波发射器和接收器，用以检测来自待清洁表面的超声波的反射水平，从而判断待清洁表面介质的情况，此时需要额外驱动超声波发射器发射脉冲串波，功率消耗较大，且对超声波发射器和接收器的位置装配要求高。因此，如何使扫地机器人移动过程中准确检测出地毯，成为本领域技术人员急需解决的问题之一。

发明内容

为了克服上述强光环境或者黑色地毯的场景下对地面介质的误判，本发明提出以下技术方案：

一种地毯检测方法，包括以下步骤：步骤1、控制移动机器人在待检测地面介质运动，同时启动声音传感器采集声音信号；步骤2、将步骤1采集的声音信号进行预处理，并提取出预设频率分量上对应的幅度值；步骤3、判断步骤2得到的幅度值是否小于相应的预设阈值，是则判定待检测地面介质为地毯，否则继续控制声音传感器采集声音信号；其中，预设频率分量是声音传感器的响应频段内的频率值。本技术方案从采集的声音信号中提取出预设频率分量的谐波信号的幅度值，并与作为基准幅度值的预设阈值进行比较来完成地毯检测，提高地毯检测识别的灵敏度，从而避免地面介质反射光引起误判，使得所述移动机器人在移动时规避地毯，进而提高地毯检测效果。

进一步地，所述步骤2的预处理方法包括：将所述步骤1采集的声音信号转化为对应的电信号；控制输出的电信号信号放大，再进行模数变换；控制模数变换后的电信号从时域变换至频域。该技术方案通过采集持续不间断的声音信号来排除个别噪声的影响，然后进行的模数变换和时频域变换则增强待分析声音信号的抗干扰能力。

进一步地，所述步骤2具体包括：根据所述频域上的基于声音信号的各个频率点上的幅度分布，并结合所述声音传感器内部电路的响应频段，提取出高频分量的幅度值；其中，所述预设频率分量包括高频分量；高频分量是所述响应频段的最高频率按预设比例的取值。该技术方案充分考虑到地毯对声音信号中不同频率段的谐波的吸收效果不同，在声音传感器内部电路的响应频段的限定范围内，挑选地毯吸收散射明显的高频分量的幅度值，充分利用经过地面反射的声音信号在频域上的整体幅度特征，提高地毯检测的精度，避免外界传导的异常声音所带来的干扰。

进一步地，所述预设比例设置为20%。其中，所述预设比例的数值设置控制高频分量落入所述声音传感器内部电路的响应频段内，确保提取出的高频分量的幅度值是有效的。

进一步地，所述步骤3包括：判断所述高频分量的幅度值是否小于高频阈值，是则判定所述待检测地面介质为地毯；否则控制所述声音传感器继续采集地面的声音信号；其中，所述相应的预设阈值包括高频阈值；高频阈值是声音信号在所述响应频段的最高频率点的谐波信号经地毯表面反射产生的振幅变化实验值而设定的参考幅度，该步骤通过预先设置的阈值比较地面介质实时反射的声音信号的幅度值来识别地面介质类型，提高声音信号检测地面介质的准确性。

进一步地，所述预设阈值的数值大小与所述待检测地面介质的具体材质相关，根据地面介质类型调节所述预设阈值的数值大小，也解决了清洁组件（包括水箱抹布）在多介质地面清洁的适用性问题。

附图说明