一种集成清洁控制系统

专利2025-08-06  14


本发明涉及集成控制领域,具体涉及一种集成清洁控制系统。


背景技术:

1、随着未来全球人口老龄化现象日益增多,清洁机器人将是未来智能家居的重要组成。家居清洁机器人根据清洁任务的不同可包括如扫地机器人、擦玻璃机器人等不同类型的机器人。

2、由于不同类型的信号的特征不同,信号处理的方式也不相同,因此目前清洁控制系统主要是由模拟电路芯片和单片机芯片或微处理器芯片等分立模块共同组成,基于单片机或微处理器等模块来通过相关数字控制算法来实现不同功能的控制系统,从而完成清洁功能。

3、但由于模拟电路与数字控制芯片处理信号的特征不一样,处理方法不同,在实现时还需要加入额外的模拟数字转换芯片、数字脉冲发生器芯片、驱动芯片等外围电路,同时采用高精度的取样频率需要更长的模拟/数字转换时间,造成回路的实时反应能力变差,多个芯片之间的信号传输会产生信号传输时延,同时产生噪声,对清洁系统的控制产生影响。


技术实现思路

1、为实现上述目的及其它相关目的,本发明公开了一种集成清洁控制系统,包括:

2、传感器电路,用于采集外部的环境特征,将不同类型的非电信号转换成电信号;

3、模拟电路,用于采集和处理传感器电路生成的电信号;

4、模拟数字转换电路,用于对模拟信号进行采样量化;

5、接口电路,用于接收系统所需相关外部参数,以及控制调谐参数;

6、控制电路,用于根据模拟数字转换电路的信号和接口电路的信号生成控制信号;

7、存储器电路,用于存储清洁控制算法所需相关外部参数,以及控制调谐参数,还用于存储模拟数字转换结果;

8、驱动电路,用于根据控制信号驱动清洁机器人的电机进行工作;

9、通信电路,用于实现无线通信信号的传输;

10、其中,所述传感器电路、模拟电路、模拟数字转换电路、控制电路、接口电路、存储器电路、驱动电路和通信电路集成在同一系统芯片上。

11、进一步的,所述控制电路包括将清洁控制算法转换为数字或模拟硬件集成电路。

12、进一步的,所述模拟电路同时与传感器电路、模拟数字转换电路、通信电路相连,控制电路同时与存储器电路、驱动电路相连接,存储器电路同时与接口电路、模拟数字转换电路、控制电路相连接,驱动电路同时与控制电路、模拟电路相连接。

13、进一步的,所述清洁控制算法包括:

14、获取检测图像;

15、对检测图像中的污渍区域图像进行识别;

16、根据污渍区域图像的面积,当所述污渍区域图像的面积大于预设阈值时,将该污渍区域图像分类为大型污渍区域图像,否则将该污渍区域图像分类为小型污渍区域图像;

17、对大型污渍区域图像和小型污渍区域图像分别进行图像预处理和图像分析;

18、根据图像分析结果执行不同的清洁指令。

19、进一步的,所述对大型污渍区域进行图像预处理包括:

20、对大型污渍区域进行颜色空间转换;

21、采用高斯滤波算法对颜色空间转换后的大型污渍区域进行处理;

22、采用形态学的开运算对高斯滤波后的大型污渍区域进行处理。

23、进一步的,所述对小型污渍区域进行图像预处理包括:

24、采用高斯滤波算法对小型污渍区域进行处理;

25、采用边缘检测算法对高斯滤波算法处理后的小型污渍区域进行处理。

26、进一步的,所述控制电路还包括将所述算法、人工智能、深度学习算法转换为数字或模拟硬件集成电路。

27、通过采用上述技术方案,首先通过通信电路接收用户设置的清洁系统的工作范围和工作条件,之后通过传感器电路采集外界相关的数据信息,并将数据信息传输至模拟电路;模拟电路对传感器电路采集到的信息进行处理,之后模拟数字转换电路将其转换为数字信号,并将数字信号输入至存储器电路;控制电路通过集成人工智能或深度学习算法的硬件电路调用存储器电路中的信息,对驱动电路进行控制,从而进行清洁。其中对控制电路的算法中的参数进行设置时,通过接口电路进行配置,并通过存储器电路进行存储,将传感器电路、模拟电路、模拟数字转换电路、控制电路、接口电路、存储器电路、驱动电路和通信电路集成在同一系统芯片上,实现全集成射频、数模混合信号处理系统芯片,减少多种芯片联合使用时出现的信号延时、噪声干扰等问题,从而减少了外围器件,降低了成本,降低了功耗,提高了性能。



技术特征:

1.一种集成清洁控制系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述控制电路(5)包括将清洁控制算法转换为数字或模拟硬件集成电路。

3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述模拟电路(1)同时与传感器电路(8)、模拟数字转换电路(2)、通信电路(7)相连,控制电路(5)同时与存储器电路(4)、驱动电路(6)相连接,存储器电路(4)同时与接口电路(3)、模拟数字转换电路(2)、控制电路(5)相连接,驱动电路(6)同时与控制电路(5)、模拟电路(1)相连接。

4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述控制电路集成的算法步骤包括:

5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述对大型污渍区域进行图像预处理包括:

6.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述对小型污渍区域进行图像预处理包括:

7.根据权利要求4至6中任一权利要求所述的方法,其特征在于,所述控制电路(5)还包括将所述算法、人工智能和深度学习算法转换为数字或模拟硬件集成电路。


技术总结
本发明公开一种集成清洁控制系统,包括传感器电路、模拟电路、模拟数字转换电路、控制电路、接口电路、存储器电路、驱动电路和通信电路,其中上述电路均集成在同一系统芯片上,模拟电路同时与传感器电路、模拟数字转换电路、通信电路相连,控制电路同时与存储器电路、驱动电路相连接,存储器电路同时与接口电路、模拟数字转换电路、控制电路相连接,驱动电路同时与控制电路、模拟电路相连接,将多个模块集成在同一芯片上,减少了系统的传输时延和传输噪声,提高了性能。

技术研发人员:刘慧敏,谢玉龙,刘宇轩,姜训勇
受保护的技术使用者:天津理工大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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