CN106239528A - 扫地机器人的路径清扫方法、装置及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扫地机器人的路径清扫方法、装置及***，涉及机器人技术领域，所述方法包括：实时获取扫地机器人的偏航角；根据所述偏航角控制所述扫地机器人的清扫路径，以使所述扫地机器人按照弓字形路径进行路径清扫。本发明通过偏航角控制所述扫地机器人的清扫路径，以使所述扫地机器人按照弓字形路径进行路径清扫，从而避免扫地机器人利用左右行动轮上的测速码盘进行弓字形清扫，所存在的直线走不直，以及碰到障碍物后弓字形路径就失效的问题。

Description

扫地机器人的路径清扫方法、装置及***

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种扫地机器人的路径清扫方法、装置及***。

背景技术

目前扫地机器人清扫路径大部分采用随机算法，通过碰撞头或者测距传感器检测到墙边后，掉头或转身再走直线，一段时间内再嵌入沿墙行走，普遍存在覆盖率低的问题。

有些扫地机利用左右行动轮上的测速码盘进行弓字形清扫，但存在直线走不直，碰到障碍物后弓字形路径就失效的问题。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种扫地机器人的路径清扫方法、装置及***。

依据本发明的第一个方面，提供了一种扫地机器人的路径清扫方法，所述方法包括：

实时获取扫地机器人的偏航角；

根据所述偏航角控制所述扫地机器人的清扫路径，以使所述扫地机器人按照弓字形路径进行路径清扫。

可选地，所述根据所述偏航角控制所述扫地机器人的清扫路径，以使所述扫地机器人按照弓字形路径进行路径清扫，进一步包括：

根据所述偏航角控制所述扫地机器人沿预设方向进行清扫，直至所述扫地机器人运动第一预设距离；

根据所述偏航角控制所述扫地机器人沿与所述预设方向呈90度的方向进行清扫，直至所述扫地机器人运动至与第一阻挡物呈第二预设距离处；

根据所述偏航角控制所述扫地机器人沿所述预设方向进行清扫，直至所述扫地机器人运动第三预设距离；

根据所述偏航角控制所述扫地机器人沿所述预设方向的相反方向进行清扫，直至所述扫地机器人运动至于第二阻挡物呈第四预设距离处。

可选地，所述根据所述偏航角控制所述扫地机器人沿所述预设方向的相反方向进行清扫，直至所述扫地机器人运动至于第二障碍物呈第四预设距离处之后，所述方法还包括：

返回所述根据所述偏航角控制所述扫地机器人沿预设方向进行清扫，直至所述扫地机器人运动第一预设距离的步骤。

可选地，所述预设方向为与所述第一阻挡物平行的方向或与所述第一阻挡物呈预设角度的方向。

依据本发明的第二个方面，提供了一种扫地机器人的路径清扫装置，所述装置包括：

角度获取单元，用于实时获取扫地机器人的偏航角；

路径清扫单元，用于根据所述偏航角控制所述扫地机器人的清扫路径，以使所述扫地机器人按照弓字形路径进行路径清扫。

可选地，所述路径清扫单元，进一步包括：

第一清扫模块，用于根据所述偏航角控制所述扫地机器人沿预设方向进行清扫，直至所述扫地机器人运动第一预设距离；

第二清扫模块，用于根据所述偏航角控制所述扫地机器人沿与所述预设方向呈90度的方向进行清扫，直至所述扫地机器人运动至与第一阻挡物呈第二预设距离处；

第三清扫模块，用于根据所述偏航角控制所述扫地机器人沿所述预设方向进行清扫，直至所述扫地机器人运动第三预设距离；

第四清扫模块，用于根据所述偏航角控制所述扫地机器人沿所述预设方向的相反方向进行清扫，直至所述扫地机器人运动至于第二阻挡物呈第四预设距离处。

可选地，所述路径清扫单元还包括：

调用模块，用于调用所述第一清扫模块。

可选地，所述预设方向为与所述第一阻挡物平行的方向或与所述第一阻挡物呈预设角度的方向。

依据本发明的第三个方面，提供了一种扫地机器人的路径清扫***，所述路径清扫***包括：所述的装置。

可选地，所述***还包括：陀螺仪和扫地机器人左右轮；

所述陀螺仪，用于采集所述扫地机器人的偏航角，并将采集的偏航角发送至所述装置；

所述扫地机器人左右轮，用于接收所述装置的控制指令，以控制所述扫地机器人的运动方向。

本发明通过偏航角控制所述扫地机器人的清扫路径，以使所述扫地机器人按照弓字形路径进行路径清扫，从而避免扫地机器人利用左右行动轮上的测速码盘进行弓字形清扫，所存在的直线走不直，以及碰到障碍物后弓字形路径就失效的问题。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是本发明一种实施例的扫地机器人的路径清扫方法的流程图；

图2是三轴陀螺仪三个方向所得角度的示意图；

图3是弓字形清扫步骤的示意图；

图4是第一种大范围弓字形清扫的路径示意图；

图5是第二种大范围弓字形清扫的路径示意图；

图6是小范围弓字形清扫的路径示意图；

图7是绕着障碍物时小范围弓字形清扫的路径示意图；

图8是本发明一种实施例的扫地机器人的路径清扫装置的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

图1是本发明一种实施例的扫地机器人的路径清扫方法的流程图；参照图1，所述方法包括：

S101：实时获取扫地机器人的偏航角；

需要说明的是，本实施方式的方法的执行主体为控制器，所述控制器用于对扫地机器人的行走进行控制，其可以设置于所述机器人上，即作为所述扫地机器人的控制装置，也可以不设置于所述扫地机器人上，而通过远程控制的方式控制所述扫地机器人行走，当然，还可为其他类似功能的部件，本实施方式对此不加以限制。

图2是三轴陀螺仪三个方向所得角度的示意图；参照图2，三个方向所得角度分别为：pitch、yaw和roll，其中，pitch是围绕X轴旋转，也叫做俯仰角；yaw是围绕Y轴旋转，也叫偏航角；roll是围绕Z轴旋转，也叫翻滚角；故而，本实施方式中的偏航角可通过三轴陀螺仪获取，当然，还可采用其他传感器获取，本实施方式对此不加以限制。

随着陀螺仪在民用产品的普及，陀螺仪的价格进入到10人民币以内，在增加少量成本的情况下，可对清扫效率有较大提高。

S102：根据所述偏航角控制所述扫地机器人的清扫路径，以使所述扫地机器人按照弓字形路径进行路径清扫。

在具体实现中，参照图3，步骤S102可通过以下步骤A～D实现：

步骤A：根据所述偏航角控制所述扫地机器人沿预设方向进行清扫，直至所述扫地机器人运动第一预设距离；

为某个固定距离的直线，相当于步进信息，一般为机器人清扫宽度。一般步骤A为靠近墙体时的步骤，假设为距离along_dist；方向信息along_theta。

具体的，所述预设方向可为与所述第一阻挡物平行的方向，也可为与所述第一阻挡物呈预设角度的方向。

所述第一阻挡物可以为墙体，又或是其他阻挡物，本实施方式对此不加以限制。

步骤B：根据所述偏航角控制所述扫地机器人沿与所述预设方向呈90度的方向进行清扫，直至所述扫地机器人运动至与第一阻挡物呈第二预设距离处；

为离开墙体的步骤。当到达对面的墙体或达到某一个固定的距离后结束，假设距离为leave_dist；方向信息leave_theta。

步骤C：根据所述偏航角控制所述扫地机器人沿所述预设方向进行清扫，直至所述扫地机器人运动第三预设距离；

一般等于机器人清扫宽度，假设距离为parallel_dist；方向信息parallel_theta。

步骤D：根据所述偏航角控制所述扫地机器人沿所述预设方向的相反方向进行清扫，直至所述扫地机器人运动至于第二阻挡物呈第四预设距离处。

为趋近与步骤A时墙体的步骤，一般等同于离开墙体时的距离，假设距离为close_dist；方向信息close_theta；close_theta＝leave_theta+180；

为保证弓字形路径的连续清扫，可在步骤D之后，返回步骤A。

本实施方式通过偏航角控制所述扫地机器人的清扫路径，以使所述扫地机器人按照弓字形路径进行路径清扫，从而避免扫地机器人利用左右行动轮上的测速码盘进行弓字形清扫，所存在的直线走不直，以及碰到障碍物后弓字形路径就失效的问题。

图4～5为大范围弓字形清扫的路径示意图，在大范围弓字形的路径清扫时，leave_theta和close_theta固定，leave_dist的值可根据需要设定为比较大的值，比如5米左右。

图6为小范围弓字形清扫的路径示意图，小范围弓字形清扫为边沿墙边弓字形，意思就是步骤A是贴墙走的，在小范围弓字形清扫时，along_theta大概为墙体的方向，leave_theta＝(along_theta–90)，即步骤B垂直于步骤A离开墙体。小范围弓字形的leave_dist一般较小，比如1.5米左右。

图7是绕着障碍物时小范围弓字形清扫的路径示意图，当B点的along_theta为起始点A点的along_theta+360时，则认为绕着障碍物进行了一圈的清扫，此时则要离开这个障碍物，需要寻找一个新的墙，开始清扫。

对于扫地机器人进行清扫的模式规划而言，可开始工作后先进行大范围的弓字形清扫，当弓字形清扫的步骤A的along_theta跟之前的along_theta差值大于90度时，则认为此次大范围弓字形到边了，则更好弓字形的方向，along_theta＝along_theta0+90。第二次进行大范围弓字形清扫，大范围弓字形清扫可进行多次。

当进行了多次大范围弓字形后，进入小范围弓字形清扫模式，在小范围弓字形清扫时，要确认机器是否是绕着某个障碍物进行着重复清扫，可记录along_theta的变化值，如果along_theta累计绕外圈一周，即增加了360度，则可认为机器是绕着障碍物在清扫，此时应脱离障碍物，寻找新的墙体，来进行小范围的弓字形清扫。

当小范围弓字形进行了一段时间后，可进入沿墙清扫，清扫墙体附近的区域。

对于方法实施方式，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施方式并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施方式，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施方式均属于优选实施方式，所涉及的动作并不一定是本发明实施方式所必须的。

图8是本发明一种实施例的扫地机器人的路径清扫装置的结构框图；参照图8，所述装置包括：

角度获取单元801，用于实时获取扫地机器人的偏航角；

路径清扫单元802，用于根据所述偏航角控制所述扫地机器人的清扫路径，以使所述扫地机器人按照弓字形路径进行路径清扫。

在本发明一种可选实施方式中，所述路径清扫单元，进一步包括：

第一清扫模块，用于根据所述偏航角控制所述扫地机器人沿预设方向进行清扫，直至所述扫地机器人运动第一预设距离；

第二清扫模块，用于根据所述偏航角控制所述扫地机器人沿与所述预设方向呈90度的方向进行清扫，直至所述扫地机器人运动至与第一阻挡物呈第二预设距离处；

第三清扫模块，用于根据所述偏航角控制所述扫地机器人沿所述预设方向进行清扫，直至所述扫地机器人运动第三预设距离；

第四清扫模块，用于根据所述偏航角控制所述扫地机器人沿所述预设方向的相反方向进行清扫，直至所述扫地机器人运动至于第二阻挡物呈第四预设距离处。

在本发明一种可选实施方式中，所述路径清扫单元还包括：

调用模块，用于调用所述第一清扫模块。

在本发明一种可选实施方式中，所述预设方向为与所述第一阻挡物平行的方向或与所述第一阻挡物呈预设角度的方向。

本发明还公开了一种扫地机器人的路径清扫***，所述路径清扫***包括：所述的装置。

在本发明一种可选实施方式中，所述***还包括：陀螺仪和扫地机器人左右轮；

所述陀螺仪，用于采集所述扫地机器人的偏航角，并将采集的偏航角发送至所述装置；

所述扫地机器人左右轮，用于接收所述装置的控制指令，以控制所述扫地机器人的运动方向。

对于装置及***实施方式而言，由于其与方法实施方式基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施方式的部分说明即可。

应当注意的是，在本发明的装置的各个部件中，根据其要实现的功能而对其中的部件进行了逻辑划分，但是，本发明不受限于此，可以根据需要对各个部件进行重新划分或者组合。

本发明的各个部件实施方式可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本装置中，PC通过实现因特网对设备或者装置远程控制，精准的控制设备或者装置每个操作的步骤。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，并且程序产生的文件或文档具有可统计性，产生数据报告等。应该注意的是上述实施方式对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施方式。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干***的单元权利要求中，这些***中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种扫地机器人的路径清扫方法，其特征在于，所述方法包括：

实时获取扫地机器人的偏航角；

根据所述偏航角控制所述扫地机器人的清扫路径，以使所述扫地机器人按照弓字形路径进行路径清扫。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述偏航角控制所述扫地机器人的清扫路径，以使所述扫地机器人按照弓字形路径进行路径清扫，进一步包括：

根据所述偏航角控制所述扫地机器人沿预设方向进行清扫，直至所述扫地机器人运动第一预设距离；

根据所述偏航角控制所述扫地机器人沿与所述预设方向呈90度的方向进行清扫，直至所述扫地机器人运动至与第一阻挡物呈第二预设距离处；

根据所述偏航角控制所述扫地机器人沿所述预设方向进行清扫，直至所述扫地机器人运动第三预设距离；

根据所述偏航角控制所述扫地机器人沿所述预设方向的相反方向进行清扫，直至所述扫地机器人运动至于第二阻挡物呈第四预设距离处。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述偏航角控制所述扫地机器人沿所述预设方向的相反方向进行清扫，直至所述扫地机器人运动至于第二障碍物呈第四预设距离处之后，所述方法还包括：

返回所述根据所述偏航角控制所述扫地机器人沿预设方向进行清扫，直至所述扫地机器人运动第一预设距离的步骤。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设方向为与所述第一阻挡物平行的方向或与所述第一阻挡物呈预设角度的方向。

5.一种扫地机器人的路径清扫装置，其特征在于，所述装置包括：

角度获取单元，用于实时获取扫地机器人的偏航角；

路径清扫单元，用于根据所述偏航角控制所述扫地机器人的清扫路径，以使所述扫地机器人按照弓字形路径进行路径清扫。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述路径清扫单元，进一步包括：

第一清扫模块，用于根据所述偏航角控制所述扫地机器人沿预设方向进行清扫，直至所述扫地机器人运动第一预设距离；

第二清扫模块，用于根据所述偏航角控制所述扫地机器人沿与所述预设方向呈90度的方向进行清扫，直至所述扫地机器人运动至与第一阻挡物呈第二预设距离处；

第三清扫模块，用于根据所述偏航角控制所述扫地机器人沿所述预设方向进行清扫，直至所述扫地机器人运动第三预设距离；

第四清扫模块，用于根据所述偏航角控制所述扫地机器人沿所述预设方向的相反方向进行清扫，直至所述扫地机器人运动至于第二阻挡物呈第四预设距离处。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述路径清扫单元还包括：

调用模块，用于调用所述第一清扫模块。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述预设方向为与所述第一阻挡物平行的方向或与所述第一阻挡物呈预设角度的方向。

9.一种扫地机器人的路径清扫***，其特征在于，所述路径清扫***包括：权利要求5～8中任一项所述的装置。

10.如权利要求9所述的***，其特征在于，所述***还包括：陀螺仪和扫地机器人左右轮；

所述陀螺仪，用于采集所述扫地机器人的偏航角，并将采集的偏航角发送至所述装置；

所述扫地机器人左右轮，用于接收所述装置的控制指令，以控制所述扫地机器人的运动方向。