CN106814732A - 自移动机器人及其行走模式转换方法和行走方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自移动机器人及其行走模式转换方法和行走方法，该自移动机器人包括感测单元和控制单元，还设有规划导航和非规划导航行走模式；控制单元包括处理模块和与感测单元相连接的路径规划模块；在规划导航行走模式下，根据接收到的信息，路径规划模块规划移动路径，而自移动机器人实施该移动路径的行走，当出现按照预设的移动路径规划行走失败时，处理模块控制自移动机器人将行走模式从规划导航行走模式转为非规划导航行走模式。通过规划导航行走模式和非规划导航行走模式之间的自由转换，本发明使自移动机器人在难以或无法识别的复杂环境中，也能够保持正常的工作状态，结构简单、操作方便自如且工作效率高。

Description

自移动机器人及其行走模式转换方法和行走方法

技术领域

本发明涉及一种自移动机器人及其行走模式转换方法和行走方法，属于小家电制造技术领域。

背景技术

较早的自移动机器人仅设有碰撞传感器或侧视传感器等，如US6,809,490所公开的自移动机器人，其主要通过随机行走、贴边行走或定点行走中的一种或组合对地面执行清洁工作。由于该自移动机器人无测距扫描仪，无法建立室内环境的全局地图，不能识别工作环境，只能利用几种行走模式简单的执行清洁工作，导致清洁工作中诸多区域无法清扫或重复清扫，清扫效率低。

又如一种带扫描测距仪(或者摄像头等距离信息提取装置)的自移动机器人，如CN101809461A所公开的自移动机器人，其优先利用扫描测距仪测量室内障碍物的距离，从而建立室内环境全局地图，然后依据室内地图执行路径规划。该自移动机器人依据地图执行路径规划对清洁表面进行遍历清扫，基本一次就能够将室内地面全部覆盖，很少出现漏扫区域或重复覆盖区域。但该具有路径规划能力的清扫自移动机器人存在一个致命的缺陷，一旦定位出错，如环境复杂无法识别地图进行定位或者人为挪动位置而错位定位，将导致自移动机器人无法继续工作。

因此，自移动机器人的行走方式和路径规划一直是业内研究的一个课题，现有的自移动机器人主要是通过自身传感器获得环境信息，绘制并更新环境地图，实时导航并规划最优的行走路径。在大部分环境中，实时导航的自移动机器人可以根据自身算法畅通无阻的高效工作，但是一旦遇到某些复杂环境或者自移动机器人无法识别或难以识别的环境时，自移动机器人就会出错。这种情况下，一般设置自移动机器人反复执行某个动作直到退出该错误为止，或者在执行N次工作之后仍然无法识别，则直接关机，停止工作，很显然，上述两种方式并不是理想且高效的应对措施，无法使自移动机器人在各种环境中应付自如地高效工作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种自移动机器人及其行走模式转换方法和行走方法，通过规划导航行走模式和非规划导航行走模式之间的自由转换，使自移动机器人在难以识别甚至无法识别的复杂环境中，也能够应付自如地保持正常工作状态，结构简单、操作方便自如且工作效率高。

本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：

一种自移动机器人，包括感测单元和控制单元；所述感测单元用于感测所述自移动机器人的作业区域状态和所述自移动机器人在作业区域中位置的信息，并将该信息传送给所述控制单元；所述自移动机器人设有多种行走模式，包括：规划导航行走模式和非规划导航行走模式；所述控制单元包括处理模块和与所述感测单元相连接的路径规划模块；在规划导航行走模式下，根据接收到的所述信息，所述路径规划模块规划移动路径，而所述自移动机器人实施该移动路径的行走，当出现按照预设的移动路径规划行走失败时，所述处理模块控制所述自移动机器人将行走模式从规划导航行走模式转为非规划导航行走模式。所述非规划导航行走模式包括随机行走模式和/或贴边行走模式。

在转入非规划导航行走模式下之后，当自移动机器人满足恢复条件时，自动恢复为规划导航行走模式；或者，根据所述控制单元接收到的所述信息，当所述路径规划模块使所述自移动机器人在所述作业区域中恢复移动路径规划能力时，所述路径规划模块发送指令给所述处理模块，由所述处理模块控制所述自移动机器人将行走模式从非规划导航行走模式自动恢复为规划导航行走模式。

根据需要，所述感测单元包括：摄像头组件、测距传感器(例如激光扫描测距仪、红外测距传感器和超声测距传感器)、码盘、编码器、碰撞传感器、侧视传感器或下视传感器之一或其组合。

本发明提供一种自移动机器人的行走模式转换方法，所述自移动机器人的行走模式包括规划导航行走模式和非规划导航行走模式；所述转换方法包括如下步骤：步骤S100：所述自移动机器人在作业区域内处于规划导航行走模式，在该模式下自移动机器人按照预设的移动路径规划行走；步骤S200：当出现按照预设的移动路径规划行走失败时，自移动机器人自动转入非规划导航行走模式行走。

所述步骤S100之前还包括有：步骤S099：自移动机器人对所在工作区域进行初始建图，建图成功进入步骤S100；否则，执行步骤S110：直接进入非规划导航行走模式行走。

所述步骤S110进一步包括：所述自移动机器人对其当时所在区域进行行走，该区域行走完成后存储该区域已经完成行走的信息；对剩余区域重新执行步骤S099。

步骤S200中所述的当出现按照预设的移动路径规划行走失败，具体包括：自移动机器人在现有的移动路径中因遭遇障碍物而无法继续正常行走。

所述无法继续正常行走具体内容为：自移动机器人在作业区域内按规划导航模式行走，在单位时间内遭遇障碍物的次数达到预设值后仍无法按照移动路径行走。

所述无法继续正常行走具体内容为：自移动机器人在作业区域内按规划导航模式行走，遭遇障碍物且转向次数达到预设值后仍继续遭遇障碍物而无法按照移动路径行走。

在本发明的实施例中，所述障碍物为环形。

所述步骤S200中所述的当出现按照预设的移动路径规划行走失败，具体包括：自移动机器人的实际位置与初始建图或规划行走过程中所建立的环境地图位置不匹配。

所述非规划导航行走模式还进一步包括：随机行走模式和/或贴边行走模式，具体包括：情况一：当转向次数达到预设值仍继续遭遇障碍物时，转入随机行走模式；情况二：当单位时间内遭遇障碍物的次数达到预设值时，转入贴边行走模式；或者，情况三：自移动机器人进入非规划导航行走模式后，优先进入随机行走模式。

所述步骤S200之后还包括步骤S300：当自移动机器人在非规划导航行走模式下行走满足恢复条件时，自动恢复规划导航行走模式。

所述步骤S300中的恢复条件包括：自移动机器人进入非规划导航行走模式后的行走时间达到预设间隔时间；或设置随机碰撞的次数达到预设值；或者，自移动机器人能够重新进行正常的路径规划行走。

本发明还提供一种自移动机器人的行走方法，所述自移动机器人的行走模式包括规划导航行走模式和非规划导航行走模式；所述行走方法包括如下步骤：

步骤S100’：所述自移动机器人在作业区域内处于规划导航行走模式，在该模式下自移动机器人按照预设的移动路径规划行走；

步骤S200’：当出现按照预设的移动路径规划行走失败时，自移动机器人自动转入非规划导航行走模式行走；

步骤S400’：所述自移动机器人完成在作业区域内的行走。

所述步骤S100’之前还包括有：

步骤S099’：自移动机器人对所在工作区域进行初始建图，建图成功进入步骤S100’；

否则，执行步骤S110’：直接进入非规划导航行走模式行走。

所述步骤S110’进一步包括：所述自移动机器人对其当时所在区域进行行走，该区域行走完成后存储该区域已经完成行走的信息；对剩余区域重新执行步骤S099’。

所述步骤S200’之后、步骤S400’之前，还包括步骤S300’：当自移动机器人在非规划导航行走模式下行走满足恢复条件时，自动恢复规划导航行走模式。

所述步骤S200’中所述的出现按照预设的移动路径规划行走失败，具体内容为：自移动机器人的实际位置与初始建图或规划行走过程中所建立的环境地图位置不匹配。

所述步骤S200’中所述的当出现按照预设的移动路径规划行走失败，具体包括：自移动机器人在现有的移动路径中因遭遇障碍物而无法继续正常行走。

综上所述，本发明提供一种自移动机器人及其行走模式转换方法和行走方法，通过规划导航行走模式和非规划导航行走模式之间的自由转换，使自移动机器人在难以识别甚至无法识别的复杂环境中，也能够应付自如地保持正常工作状态，结构简单、操作方便自如且工作效率高。

下面结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案进行详细地说明。

附图说明

图1为本发明行走方法的流程图；

图2为本发明情况一的自移动机器人环境位置示意图；

图3为本发明情况二的自移动机器人环境位置示意图；

图4为本发明情况三的自移动机器人环境位置示意图；

图5为本发明情况四的自移动机器人环境位置示意图；

图6为本发明情况四中自移动机器人详细位置示意图；

图7为本发明情况六的自移动机器人环境位置示意图；

图8为本发明情况六中自移动机器人详细位置示意图；

图9和图10分别为本发明两种初始建图方法示意图。

具体实施方式

本发明提供一种自移动机器人，包括感测单元和控制单元；所述感测单元用于感测所述自移动机器人的作业区域状态和所述自移动机器人在作业区域中位置的信息，并将该信息传送给所述控制单元；所述自移动机器人设有多种行走模式，包括：规划导航行走模式和非规划导航行走模式；所述控制单元包括处理模块和与所述感测单元相连接的路径规划模块；在规划导航行走模式下，根据接收到的所述信息，所述路径规划模块规划移动路径，而所述自移动机器人实施该移动路径的行走，当出现按照预设的移动路径规划行走失败时，所述处理模块控制所述自移动机器人将行走模式从规划导航行走模式转为非规划导航行走模式。在转入非规划导航行走模式下之后，当自移动机器人满足恢复条件时，自动恢复为规划导航行走模式；或者，根据所述控制单元接收到的所述信息，当所述路径规划模块使所述自移动机器人在所述作业区域中恢复移动路径规划能力时，由所述处理模块控制所述自移动机器人将行走模式从非规划导航行走模式自动恢复为规划导航行走模式。

另外，所述非规划导航行走模式包括随机行走模式和/或贴边行走模式。当然，在实际应用中，自移动机器人在非规划导航行走模式下并不仅限于上述两种行走模式，还可以采用其它行走模式，如遍历行走或定点行走模式等。当自移动机器人进入非规划导航行走模式，既可以根据预设的条件对上述两种行走模式进行选择，也可以直接优选进入随机行走模式。

需要说明的是，在规划导航行走模式行走之前，自移动机器人需要先建立所在工作区域的初始地图。图9和图10分别为本发明两种初始建图方法示意图。通常可采用如下两种方法建立初始地图：方法一、自移动机器人贴边行走建立地图。如图9所示，自移动机器人从起始点s出发，贴边行走直至回到起始点s，从而建立该M区域的初始地图。方法二、自移动机器人扫描测距建图。如图10所示，自移动机器人上的扫描测距仪360°旋转，直接得到自移动机器人距离房间边界的距离，从而得到该房间的初始地图。当然，方法一和方法二组合起来的建图效果会更好。具体建图过程可参阅中国专利CN201010282605.6中所公开的内容，在此不再赘述。

另外，根据不同的需求，所述感测单元可以包括很多种，例如：摄像头组件、测距传感器(测距传感器又包括：激光扫描测距仪、红外测距传感器和超声测距传感器等)、码盘、编码器、碰撞传感器、侧视传感器或下视传感器之一或其组合。

图1为本发明行走方法的流程图。如图1所示，本发明提供一种自移动机器人的行走方法，所述自移动机器人的行走模式包括规划导航行走模式和非规划导航行走模式；所述行走方法包括如下步骤：

步骤S100’：所述自移动机器人在作业区域内处于规划导航行走模式，在该模式下自移动机器人按照预设的移动路径规划行走；

步骤S200’：当出现按照预设的移动路径规划行走失败时，自移动机器人自动转入非规划导航行走模式行走；

步骤S400’：所述自移动机器人完成在作业区域内的行走。

所述步骤S100’之前还包括有：

步骤S099’：自移动机器人对所在工作区域进行初始建图，建图成功进入步骤S100’；

否则，执行步骤S110’：直接进入非规划导航行走模式行走。

所述步骤S110’进一步包括：所述自移动机器人对其当时所在区域进行行走，该区域行走完成后存储该区域已经完成行走的信息；对剩余区域重新执行步骤S099’。

所述步骤S200’之后、步骤S400’之前，还包括步骤S300’：当自移动机器人在非规划导航行走模式下行走满足恢复条件时，自动恢复规划导航行走模式。

所述步骤S200’中所述的出现按照预设的移动路径规划行走失败，具体内容为：自移动机器人的实际位置与初始建图或规划行走过程中所建立的环境地图位置不匹配。

所述步骤S200’中所述的当出现按照预设的移动路径规划行走失败，具体包括：自移动机器人在现有的移动路径中因遭遇障碍物而无法继续正常行走。

本发明还提供一种自移动机器人的行走模式转换方法，所述自移动机器人的行走模式包括规划导航行走模式和非规划导航行走模式；所述转换方法包括如下步骤：

步骤S100：所述自移动机器人在作业区域内处于规划导航行走模式，在该模式下自移动机器人按照预设的移动路径规划行走；

步骤S200：当出现按照预设的移动路径规划行走失败时，自移动机器人自动转入非规划导航行走模式行走。

所述步骤S100之前还包括有：步骤S099：自移动机器人对所在工作区域进行初始建图，建图成功进入步骤S100；否则，执行步骤S110：直接进入非规划导航行走模式行走。

所述步骤S110进一步包括：所述自移动机器人对其当时所在区域进行行走，该区域行走完成后存储该区域已经完成行走的信息；对剩余区域重新执行步骤S099。

步骤S200中所述的当出现按照预设的移动路径规划行走失败，具体包括：自移动机器人在现有的移动路径中因遭遇障碍物而无法继续正常行走。

所述无法继续正常行走具体内容为：自移动机器人在作业区域内按规划导航模式行走，在单位时间内遭遇障碍物的次数达到预设值后仍无法按照移动路径行走。

所述无法继续正常行走具体内容为：自移动机器人在作业区域内按规划导航模式行走，遭遇障碍物且转向次数达到预设值后仍继续遭遇障碍物而无法按照移动路径行走。

在本发明的实施例中，所述障碍物为环形。

所述步骤S200中所述的当出现按照预设的移动路径规划行走失败，具体包括：自移动机器人的实际位置与初始建图或规划行走过程中所建立的环境地图位置不匹配。

所述非规划导航行走模式还进一步包括：随机行走模式和/或贴边行走模式，具体包括：

情况一：当转向次数达到预设值仍继续遭遇障碍物时，转入随机行走模式；

情况二：当单位时间内遭遇障碍物的次数达到预设值时，转入贴边行走模式；

或者，情况三：自移动机器人进入非规划导航行走模式后，优先进入随机行走模式。

所述步骤S200之后还包括步骤S300：当自移动机器人在非规划导航行走模式下行走满足恢复条件时，自动恢复规划导航行走模式。

所述步骤S300中的恢复条件包括：自移动机器人进入非规划导航行走模式后的行走时间达到预设间隔时间；或者，设置随机碰撞的次数达到预设值；或者，自移动机器人能够重新进行正常的路径规划行走。

以下结合自移动机器人在正常作业过程中出现的各种情况，对本发明上述的自移动机器人的行走方法及其在行走过程中所应用的行走模式转换方法进行详细地说明，在如下描述的各种情况中，所述的自移动机器人均为扫地机器人，在行走过程中对行走区域执行清扫作业。

情况一

图2为本发明情况一的自移动机器人环境位置示意图。如图2所示，自移动机器人100的作业区域为一个有左、右两条平行墙壁200的走廊，自移动机器人100可识别左、右两条平行墙壁200之间的距离，但无法识别夹设在两侧墙壁之间的前后空旷区域的距离到底有多长。在这种环境下，自移动机器人100很可能会无法定位；或者自移动机器人100从其他环境进入到该环境中后，就无法进行精确定位；或者自移动机器人100是被人为移动到该作业区域的，自主定位导航、规划算法无法在该环境中正常工作，因而迷失方向。也就是说，自移动机器人进入该长条走廊区域时，无法建立初始地图，出现了初始建图失败的情况，自移动机器人则会直接自动进入到非规划导航行走模式行走，并在行走的同时对行走区域进行清扫作业，比如：可以通过随机行走模式，以随机碰撞的方式完成在该区域的作业。具体来说，对于图2所示的狭长区域，自移动机器人100在行走过程中还可以通过设置虚拟边界的方式将其分割成多个封闭区域并逐一对其进行清扫。

情况二

图3为本发明情况二的自移动机器人环境位置示意图。如图3所示的某一室内环境，矩形空间内设有一折线，折线的一端与矩形空间的一侧壁封闭，另一端与矩形空间的另一侧壁之间形成一个窄口A。自移动机器人100在起始位置S开始贴边行走，从而建立该室内环境的初始地图。图3中的不规则线条L表示自移动机器人100贴边行走时的路径。由于室内环境的某处为一个窄口A，自移动机器人贴边行走到终点E处后，由于角度问题，自移动机器人100可能无法从窄口A处走出，也即自移动机器人很可能在该折线与矩形空间的侧壁围设而成的区域内循环贴边行走，即：自移动机器人100在该作业区域内按规划导航模式行走，遭遇障碍物且转向次数达到预设值后仍继续遭遇障碍物而无法按照移动路径行走。在这种环境下，自移动机器人100会因初始建图失败，而自动进入非规划导航行走模式行走，并在行走的同时开始进行清扫，此时，控制单元控制自移动机器人将工作模式转到随机行走模式，自移动机器人在随机行走模式下行走并首先完成了折线与矩形空间的侧壁围设而成的区域内的清扫，将该区域已经清扫的信息存储在控制单元中。自移动机器人100可通过随机碰撞的方式完成对找到合适的角度走出窄口A，对矩形空间的剩余部分建图，建图的过程就是对待作业区域边界的识别并将识别出的形状建成完整封闭图形的过程。完成建图之后，自移动机器人会根据该完整封闭图形的形状规划出与其相应的移动路径，并按照该移动路径行走并完成对矩形空间剩余部分的行走，并在行走过程中完成清扫。

情况三

图4为本发明情况三的自移动机器人环境位置示意图。如图4所示，自移动机器人100在待作业环境中建图，有可能会遇到死循环的情况，如图4中的L1路径，自移动机器人100从起始位置S1处开始贴边行走，直到E1处结束，由于没有完成整个环境的贴边包络，自移动机器人认为贴边行走失败，即自移动机器人贴边行走无法回到原来的起始位置S1，便从头开始进行下一次贴边行走，如L2路径，自移动机器人100从起始位置S2处开始贴边行走，直到E2处结束，自移动机器人仍然认为贴边失败，于是会再一次重新行走，如此这般一直循环。也就是说：自移动机器人100通过外贴边以及内贴边都无法完成贴边模式的行走，一直循环在该模式下，无法建图。此时，则可通过自移动机器人自动识别死循环的数量，比如：当死循环的数量超过三次时，自移动机器人将转入随机行走模式，进而完成对整个环境的行走，并在行走过程中执行清扫工作。

在上述三种情况下，自移动机器人100在初始建图失败后，进入随机行走模式对建图失败的区域首先完成行走，并在行走的过程中执行清扫，并将该区域已经行走的信息存储在控制单元中。随后对待作业区域的剩余空间再进行建图和行走，最终完成待作业区域的完整行走。具体来说，如上图2、图3或图4所示，初始时，自移动机器人100通常沿着室内走一圈，来确定一个封闭区域后执行规划导航模式行走。在图1中，自移动机器人100不能确定长条走廊的前后边界，不能对该长条走廊初始建图，则转入随机模式行走；图2中，自移动机器人100进入窄口A区域后，无法出来，则转入随机模式先对该区域进行行走；图3中，自移动机器人100进行贴边建图时，无法回到起始点，也转入随机模式先完成一部分区域的行走，再对其他部分继续建图和行走，并在行走过程中执行清扫。在实际作业中，自移动机器人在转入随机模式之前，通常还可能会优先执行一小段的贴边路径行走，这样便于自移动机器人脱离困境。

情况四

图5为本发明情况四的自移动机器人环境位置示意图；图6为本发明情况四中自移动机器人详细位置示意图。如图5所示，自移动机器人100已经完成了对待清扫房间的原始建图，形成了在矩形空间中除去障碍物C的完整封闭边界。随后自移动机器人100即可开始在规划导航行走模式下按照预设的移动路径对该待作业进行正常的遍历规划行走，如：弓字形行走，即移动路径为X。自移动机器人100在运动到A点之前行走经过的区域保存在控制单元中。当自移动机器人100行走到A点时，出现意外情况，如：小孩将自移动机器人100挪到B点，此时，自移动机器人100就会出现定位出错，自移动机器人100仍按照在A点的方式继续往原方向行走时，会一直碰到障碍物C而卡死，也就是说，自移动机器人在现有的移动路径中因遭遇障碍物而无法继续正常行走，导致自移动机器人100无法继续按导航模式行走工作。此时，自移动机器人100转成随机行走模式，从而脱离障碍物C。更具体地，如图5并参照图6所示，自移动机器人100如果出现定位出错，S2为当前自移动机器人100所在位置，由于算法问题，自移动机器人100定位出错，认为当前所在位置为S1，正确的规划路径为S1E1，由于定位出错后，自移动机器人100的实际行走路径变为S2E2，如果该S2E2路径上有障碍物300，则自移动机器人100会无法通过，尝试多次，比如：三次失败后，转为随机行走模式行走。若无障碍物300，自移动机器人100则可以通过，行走至E2,然后继续定位导航，按照固定的行走模式规划行走。也就是说，在本实施例中，由于人为挪动了自移动机器人，当然也有可能是人为挪动了障碍物到已行走路径中导致了对应定位出错，在存储的路径地图中，先前走通的路径中再次行走时遭遇到了障碍物。此时，则需要从规划导航行走模式转化为非规划导航行走模式，尤其是随机行走模式，才可以顺利完成自移动机器人100在作业区域内的行走并在行走过程中执行作业。

更进一步地，当自移动机器人100在非规划导航行走模式下行走满足恢复条件时，自动恢复规划导航行走模式。具体来说，由于自移动机器人100运动到A点之前行走经过的区域都保存在控制单元中，当自移动机器人100转入随机行走模式行走后，有可能会运动到之前预设的移动路径X上去，回到已知或已存储的地图中，例如，回到位置A的局部图形与已建立的环境地图A位置对应的局部图形相匹配，即自移动机器人能够重新进行正常的路径规划行走，此时，将自动恢复到之前的规划导航行走模式行走。

当然，除了上述中的恢复条件之外，还有可能通过满足其他的恢复条件而使自移动机器人重新回到之前的规划导航行走模式，比如：可以在控制单元中预设一个间隔时间，当自移动机器人进入非规划导航行走模式后计时，当行走时间达到预设间隔时间时，自动恢复规划导航行走模式。另外，还可以通过设置随机碰撞的次数作为恢复规划导航行走模式的条件，同样地，可以之前在控制单元中设置碰撞次数的预设值，当自移动机器人进入非规划导航行走模式后，开始记录在行走过程中与障碍物的实际碰撞次数，当实际碰撞次数达到预设值时，自动恢复规划导航行走模式。上述对于恢复自移动机器人的行走模式的设置条件可以根据不同的需要和待作业环境的行走条件，进行适应性地选择。

情况五

同样可以参照图5所示，假如图5中不存在障碍物C，自移动机器人100通过原始建图得到非常规整的矩形作业空间地图，于是开始在规划导航行走模式下按照预设的移动路径对该待作业进行正常的遍历规划行走，如：弓字形行走，即移动路径为X。自移动机器人100在运动到A点之前行走经过的区域保存在控制单元中。当自移动机器人100行走到A点时，将其人为挪动到B点，此时，自移动机器人100的实际位置与初始建图中所建立的环境地图位置不匹配，如自移动机器人挪动后所处位置B点周边的图形和先前位置A点周边的图形完全不匹配，即使不存在障碍物C，也无法继续按照预设的弓字形行走，随后转入非规划导航行走模式行走。在该情况下，由于待作业空间的形状比较规整，因此可以通过在控制单元中预设的间隔时间，当自移动机器人进入非规划导航行走模式后的行走时间达到预设间隔时间时，自动恢复规划导航行走模式。

情况六

图7为本发明情况六的自移动机器人环境位置示意图；图8为本发明情况六中自移动机器人详细位置示意图。如图7所示，当自移动机器人100位于复杂区域M中，区域M是由桌子400和多个椅子500构成的复杂环境。在开始清扫作业之前，同样已经对该待作业区域进行了建图工作。此时，自移动机器人100在M区域进行遍历行走并执行清扫作业，但由于桌子400和椅子500的数量很多，很难执行路径规划，如图7并结合图8所示，此处的障碍物主要为椅子500，障碍物在待作业区域中的布置形状为环形。也就是说，自移动机器人100有可能在清扫过程中与桌子400或者椅子500发生了反复地碰撞，即：单位时间内遭遇障碍物的次数达到预设值后仍无法按照移动路径行走。也有可能是在遭遇障碍物且转向次数达到预设值后仍继续遭遇障碍物而无法按照移动路径行走。预设值是之前预设在控制单元中的，其数量可以根据需要确定，在本实例中所述预设值的数值为3。此时，自移动机器人100已经无法按照通常的弓字形或之字形行走模式行走，则需转移成随机行走模式。具体来说，如图8所示，当行走环境中有多个障碍物300的时候，多个障碍物300形成一个封闭区域，自移动机器人100在该区域中规划一条路径到目的地M，如A路径，但是由于自移动机器人100在进入该区域或者在该区域中工作时可能撞到障碍物300，或者人为放置其他障碍物在路径A上，自移动机器人100会认为该路径不能行走，将其标识为不可走区域，重新规划如B、C或D路径，但若都出现如A路径的情况，自移动机器人100会找不到可行路径，无法走出该封闭区域。此时，自移动机器人100在规划行走失败后，进入随机行走模式，完成在该区域内的作业。也就是说，在本实施例中，自移动机器人100在行走过程中对应遭遇封闭障碍物，按预设方式行走不能行走到目标地点。此时，需要从规划路径行走模式转入随机行走模式方可完成作业任务。同样地，当自移动机器人100转入非规划行走模式之后，同样可以先对所在的待作业区域就近进行遍历行走并在行走的同时执行清扫作业，并将已经行走区域的信息保存在控制单元中，再对其他区域进行建图、行走并清扫。在上述过程中，当自移动机器人100处于非规划行走模式下，一旦满足恢复条件，仍然可以恢复到规划行走模式下行走并作业。

由上述内容可知，情况一至三为初始建图失败使自移动机器人直接进入非规划导航行走模式，而情况四至六则是在自移动机器人的作业过程中遇到障碍或者与初始建图(或行走过程中)位置不匹配导致无法继续行走而转入非规划导航行走模式的。需要特别说明的是，无论是在初始建图过程中，还是在建图完成后的行走作业过程中，当自移动机器人从规划导航行走模式转入非规划导航行走模式后，对于采用随机行走或是贴边行走都没有特别的限制，可以根据预先设定的某些对应条件进行选择，当然，从便于在最短时间内使自移动机器人进入工作状态的角度考虑，在上述的多种情况中，自移动机器人都是优先直接转换成随机行走模式的。

综上所述，本发明提供一种自移动机器人及其行走模式转换方法和行走方法，当路径规划行走模式难以进行时，即：当出现按照预设的移动路径规划行走失败时，则自动转换成非规划行走模式，其中包括了建图失败、地图不匹配和遭遇障碍物无法继续行走三种主要情形。而当非规划行走模式运行一段时间或脱离复杂环境后，又可以自行转换回路径规划行走模式；也就是说，本发明通过规划导航行走模式和非规划导航行走模式之间的自由转换，使自移动机器人在难以识别甚至无法识别的复杂环境中，也能够应付自如地保持正常工作状态，结构简单、操作方便自如且工作效率高。

Claims (21)

1.一种自移动机器人，包括感测单元和控制单元；所述感测单元用于感测所述自移动机器人的作业区域状态和所述自移动机器人在作业区域中位置的信息，并将该信息传送给所述控制单元；其特征在于，

所述自移动机器人设有多种行走模式，包括：规划导航行走模式和非规划导航行走模式；

所述控制单元包括处理模块和与所述感测单元相连接的路径规划模块；

在规划导航行走模式下，根据接收到的所述信息，所述路径规划模块规划移动路径，而所述自移动机器人实施该移动路径的行走，当出现按照预设的移动路径规划行走失败时，所述处理模块控制所述自移动机器人将行走模式从规划导航行走模式转为非规划导航行走模式。

2.如权利要求1所述的自移动机器人，其特征在于，在转入非规划导航行走模式下之后，当自移动机器人满足恢复条件时，自动恢复为规划导航行走模式；

或者，根据所述控制单元接收到的所述信息，当所述路径规划模块使所述自移动机器人在所述作业区域中恢复移动路径规划能力时，所述路径规划模块发送指令给所述处理模块，由所述处理模块控制所述自移动机器人将行走模式从非规划导航行走模式自动恢复为规划导航行走模式。

3.如权利要求1或2所述的自移动机器人，其特征在于，所述感测单元包括：摄像头组件、测距传感器、码盘、编码器、碰撞传感器、侧视传感器或下视传感器之一或其组合。

4.如权利要求3所述的自移动机器人，其特征在于，所述非规划导航行走模式包括随机行走模式和/或贴边行走模式。

5.一种自移动机器人的行走模式转换方法，其特征在于，所述自移动机器人的行走模式包括规划导航行走模式和非规划导航行走模式；所述转换方法包括如下步骤：

步骤S100：所述自移动机器人在作业区域内处于规划导航行走模式，在该模式下自移动机器人按照预设的移动路径规划行走；

步骤S200：当出现按照预设的移动路径规划行走失败时，自移动机器人自动转入非规划导航行走模式行走。

6.如权利要求5所述的行走模式转换方法，其特征在于，所述步骤S100之前还包括有：

步骤S099：自移动机器人对所在工作区域进行初始建图，建图成功进入步骤S100；

否则，执行步骤S110：直接进入非规划导航行走模式行走。

7.如权利要求6所述的行走模式转换方法，其特征在于，所述步骤S110进一步包括：所述自移动机器人对其当时所在区域进行行走，该区域行走完成后存储该区域已经完成行走的信息；对剩余区域重新执行步骤S099。

8.如权利要求5所述的行走模式转换方法，其特征在于，步骤S200中所述的当出现按照预设的移动路径规划行走失败，具体包括：自移动机器人在现有的移动路径中因遭遇障碍物而无法继续正常行走。

9.如权利要求8所述的行走模式转换方法，其特征在于，所述无法继续正常行走具体内容为：自移动机器人在作业区域内按规划导航模式行走，在单位时间内遭遇障碍物的次数达到预设值后仍无法按照移动路径行走。

10.如权利要求8所述的行走模式转换方法，其特征在于，所述无法继续正常行走具体内容为：自移动机器人在作业区域内按规划导航模式行走，遭遇障碍物且转向次数达到预设值后仍继续遭遇障碍物而无法按照移动路径行走。

11.如权利要求10所述的行走模式转换方法，其特征在于，所述障碍物为环形。

12.如权利要求6所述的行走模式转换方法，其特征在于，所述步骤S200中所述的当出现按照预设的移动路径规划行走失败，具体包括：自移动机器人的实际位置与初始建图或规划行走过程中所建立的环境地图位置不匹配。

13.如权利要求5所述的行走模式转换方法，其特征在于，所述非规划导航行走模式还进一步包括：随机行走模式和/或贴边行走模式，具体包括：

情况一：当转向次数达到预设值仍继续遭遇障碍物时，转入随机行走模式；

情况二：当单位时间内遭遇障碍物的次数达到预设值时，转入贴边行走模式；

或者，情况三：自移动机器人进入非规划导航行走模式后，优先进入随机行走模式。

14.如权利要求5所述的行走模式转换方法，其特征在于，所述步骤S200之后还包括步骤S300：当自移动机器人在非规划导航行走模式下行走满足恢复条件时，自动恢复规划导航行走模式。

15.如权利要求14所述的行走模式转换方法，其特征在于，所述步骤S300中的恢复条件包括：

自移动机器人进入非规划导航行走模式后的行走时间达到预设间隔时间；

或者，设置随机碰撞的次数达到预设值；

或者，自移动机器人能够重新进行正常的路径规划行走。

16.一种自移动机器人的行走方法，其特征在于，所述自移动机器人的行走模式包括规划导航行走模式和非规划导航行走模式；所述行走方法包括如下步骤：

步骤S100’：所述自移动机器人在作业区域内处于规划导航行走模式，在该模式下自移动机器人按照预设的移动路径规划行走；

步骤S200’：当出现按照预设的移动路径规划行走失败时，自移动机器人自动转入非规划导航行走模式行走；

步骤S400’：所述自移动机器人完成在作业区域内的行走。

17.如权利要求16所述的行走方法，其特征在于，所述步骤S100’之前还包括有：

步骤S099’：自移动机器人对所在工作区域进行初始建图，建图成功进入步骤S100’；

否则，执行步骤S110’：直接进入非规划导航行走模式行走。

18.如权利要求17所述的行走方法，其特征在于，所述步骤S110’进一步包括：所述自移动机器人对其当时所在区域进行行走，该区域行走完成后存储该区域已经完成行走的信息；对剩余区域重新执行步骤S099’。

19.如权利要求16所述的行走方法，其特征在于，所述步骤S200’之后、步骤S400’之前，还包括步骤S300’：当自移动机器人在非规划导航行走模式下行走满足恢复条件时，自动恢复规划导航行走模式。

20.如权利要求17所述的行走方法，其特征在于，所述步骤S200’中所述的出现按照预设的移动路径规划行走失败，具体内容为：自移动机器人的实际位置与初始建图或规划行走过程中所建立的环境地图位置不匹配。

21.如权利要求16所述的行走方法，其特征在于，所述步骤S200’中所述的当出现按照预设的移动路径规划行走失败，具体包括：自移动机器人在现有的移动路径中因遭遇障碍物而无法继续正常行走。