CN112650252A - 用于搜索起始清扫位置的寻径代价获取方法及芯片 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于搜索起始清扫位置的寻径代价获取方法及芯片，基于该寻径代价获取方法，移动机器人在未清扫的区域内，选择第一预设坐标轴的正方向上距离移动机器人的当前搜索位置最远的清扫线并获取其与移动机器人当前搜索位置的垂线段长度为正方向寻径距离，同时选择第一预设坐标轴的负方向上距离移动机器人的当前搜索位置最远的清扫线并获取其与移动机器人的当前搜索位置的垂线段长度为正方向寻径距离；其中，清扫线用于连接成未清扫的区域内的弓字形清扫路径；然后根据负方向寻径距离与正方向寻径距离的大小关系，计算调整移动机器人搜索相应坐标轴方向上的起始清扫位置所花费的寻径代价，使得这个寻径代价不超过区域寻径代价最大值。

Description

用于搜索起始清扫位置的寻径代价获取方法及芯片

技术领域

本发明涉及机器人路径规划的技术领域，具体涉及用于搜索起始清扫位置的寻径代价获取方法及芯片。

背景技术

目前对于扫地机、擦窗机、洗地机等清洁机器人，清洁路径的规划是否合理高效直接影响清洁效率以及用户对产品优劣的直观感知。由于路径规划的计算量庞大，即使是机器人内置的高性能MCU，也难以在满足实时性要求的情况下控制移动机器人进行全局TSP(旅行推销员问题)计算以完成全覆盖遍历，而且在求取地图上的两点之间的最短路径时，计算使用的路径代价容易受环境分布特征的影响，导致清洁过程中即时计算出的位置坐标容易产生误差，在纠正误差过程中花费较多时间，使得路径代价的和值所产生的导航作用被削弱、导航速度减小，从而影响整个清洁区域的规划清扫效果。

发明内容

为满足清洁机器人导航清洁路径规划的合理性，本发明提供了用于搜索规划起始清扫位置的寻径代价获取方法及芯片，本发明公开的具体技术方案如下：

用于搜索起始清扫位置的寻径代价获取方法，该寻径代价获取方法包括：在未清扫的区域内，选择第一预设坐标轴的正方向上距离移动机器人的当前搜索位置最远的清扫线并获取其与移动机器人当前搜索位置的垂线段长度为正方向寻径距离，同时选择第一预设坐标轴的负方向上距离移动机器人的当前搜索位置最远的清扫线并获取其与移动机器人的当前搜索位置的垂线段长度为正方向寻径距离；其中，清扫线用于连接成未清扫的区域内的弓字形清扫路径；然后根据负方向寻径距离与正方向寻径距离的大小关系，计算调整移动机器人搜索相应坐标轴方向上的起始清扫位置所花费的寻径代价，使得这个寻径代价不超过区域寻径代价最大值。相对于现有技术，本技术方案通过调整相应坐标轴方向上的起始清扫位置的寻径代价，规划出移动机器人更轻易选择到达的起始清扫位置，减少导航定位的误差，让机器人在未清扫区域内所规划的清洁路径更加准确，避免不同方向上的清洁区域的不合理导航。

进一步地，当移动机器人在第一预设坐标轴的其中一个方向上的寻径代价为所述区域寻径代价最小值时，从区域寻径代价最大值和调整后的区域寻径代价最小值中选择相对小的寻径代价作为第一预设坐标轴的另一个方向上的寻径代价，使得这个相对小的寻径代价不超过区域寻径代价最大值；其中，区域寻径代价最大值和区域寻径代价最小值是根据当前的清洁区域的障碍物分布和清扫规划需求预先设置的。使得移动机器人在第一预设坐标轴的两个相反方向上搜索起始清扫位置所付出的路径代价减少，为搜索起始清扫位置所需花费的寻径代价更加合理，提高移动机器人的搜索规划速度。

进一步地，所述根据负方向寻径距离与正方向寻径距离的大小关系，计算调整移动机器人搜索相应坐标轴方向上的起始清扫位置所花费的寻径代价的方法包括：当负方向寻径距离大于正方向寻径距离时，设置移动机器人从当前位置开始在第一预设坐标轴的正方向上搜索所述起始清扫位置至所述当前搜索位置所花费的寻径代价为所述区域寻径代价最小值，同时将负方向寻径距离与正方向寻径距离的比值与所述区域寻径代价最小值的乘积作为调整后的区域寻径代价最小值，然后，从所述区域寻径代价最大值和调整后的区域寻径代价最小值中选择相对小的寻径代价作为从当前位置开始在第一预设坐标轴的负方向上搜索所述起始清扫位置至所述当前搜索位置所花费的寻径代价；当负方向寻径距离等于正方向寻径距离时，设置移动机器人从当前位置开始在第一预设坐标轴的正方向上搜索所述起始清扫位置至所述当前搜索位置所花费的寻径代价为所述区域寻径代价最小值，设置移动机器人从当前位置开始在第一预设坐标轴的负方向上搜索所述起始清扫位置至所述当前搜索位置所花费的寻径代价为所述区域寻径代价最小值；当负方向寻径距离小于正方向寻径距离时，设置移动机器人从当前位置开始在第一预设坐标轴的负方向上搜索所述起始清扫位置至所述当前搜索位置所花费的寻径代价为所述区域寻径代价最小值，同时将正方向寻径距离与负方向寻径距离的比值与所述区域寻径代价最小值的乘积作为调整后的区域寻径代价最小值，然后，从所述区域寻径代价最大值和调整后的区域寻径代价最小值中选择相对小的寻径代价作为从当前位置开始在第一预设坐标轴的正方向上搜索所述起始清扫位置至所述当前搜索位置所花费的寻径代价；其中，在搜索过程中，移动机器人的当前位置不变，但所述当前搜索位置发生改变。

该技术方案根据移动机器人在同一位置处计算的负方向寻径距离与正方向寻径距离的比值，调整用于搜索所述候选出入口所花费的较大的寻径代价，使得所述第一预设坐标轴的正方向和第一预设坐标轴的负方向中相对较大的寻径代价不超过所述区域寻径代价最大值，有利于以较小的代价完成房间的清扫，使得移动机器人趋向于选择路径代价小的子区块进行清扫。

进一步地，在移动机器人构建的地图上，当移动机器人从当前位置的第一预设坐标轴的正方向所指的区域都是已清扫的区域、且移动机器人从当前位置的第一预设坐标轴的正方向所指的区域存在未清扫的区域时，计算获得所述正方向寻径距离为0，然后将第一预设坐标轴的正方向上搜索所述起始清扫位置所花费的寻径代价设置为所述区域寻径代价最小值，将第一预设坐标轴的负方向上搜索所述起始清扫位置所花费的寻径代价设置为所述区域寻径代价最大值；当移动机器人从当前位置的第一预设坐标轴的负方向所指的区域都是已清扫的区域、且移动机器人从当前位置的第一预设坐标轴的正方向所指的区域存在未清扫的区域时，计算获得所述负方向寻径距离为0，然后将第一预设坐标轴的负方向上搜索所述起始清扫位置所花费的寻径代价设置为所述区域寻径代价最小值，将第一预设坐标轴的正方向上搜索所述起始清扫位置所花费的寻径代价设置为所述区域寻径代价最大值。

从而实现：当位于同一排的清洁分区内均被配置为按照规划的弓字形清扫路径清扫完毕时，能够控制移动机器人按照第一预设坐标轴上用于搜索所述起始清扫位置所花费的寻径代价的最新配置结果去搜索规划下一排的未清扫的清洁分区，再进入与下一排的未清扫的区域进行清扫，使得移动机器人优先寻找与其所在位置距离趋向于最近且遍历复杂度最少的起始清扫位置作为下一排的优先遍历的未清扫的区域的清洁入口位置，增强搜索寻径代价配置的环境适应性和效果。

进一步地，所述移动机器人搜索规划相应坐标轴方向上的起始清扫位置的方法包括：

移动机器人从当前位置对应的地图栅格位置开始逐个栅格地搜索所述起始清扫位置，每当在地图上沿着第二预设坐标轴的正负方向搜索遍历所述起始清扫位置至所述当前搜索位置所花费的寻径代价都为所述区域寻径代价最小值对应的地图栅格距离时，则在地图上沿着第一预设坐标轴的正方向搜索遍历预设参考代价对应的地图栅格距离；其中，当沿着第一预设坐标轴的正方向搜索遍历预设参考代价对应的地图栅格距离后，从第一预设坐标轴上所搜索遍历到的位置开始，保持沿着第二预设坐标轴的正负方向都搜索遍历预设参考代价对应的地图栅格距离；其中，移动机器人保持计算在各个坐标轴方向上为搜索所述起始清扫位置而花费的寻径代价；

从移动机器人的当前位置对应的地图栅格位置开始逐个栅格地搜索所述起始清扫位置，每当在地图上沿着第二预设坐标轴的正负方向搜索过所述起始清扫位置至所述当前搜索位置所花费的寻径代价都为所述区域寻径代价最大值对应的地图栅格距离时，则在地图上沿着第一预设坐标轴的负方向搜索过所述预设参考代价对应的地图栅格距离；其中，当沿着第一预设坐标轴的负方向搜索遍历预设参考代价对应的地图栅格距离后，从第一预设坐标轴上所搜索遍历到的位置开始，保持沿着第二预设坐标轴的正负方向都搜索遍历预设参考代价对应的地图栅格距离；其中，移动机器人保持计算在各个坐标轴方向上为搜索所述起始清扫位置而花费的寻径代价；重复上述两个步骤，直到所述当前搜索位置处获取到第二预设坐标轴正负方向上搜索所述起始清扫位置所花费的寻径代价都为预设参考代价的预设倍数、且第一预设坐标轴的正方向上搜索所述起始清扫位置所花费的寻径代价为所述区域寻径代价最小值的预设倍数、且第一预设坐标轴的负方向上搜索所述起始清扫位置所花费的寻径代价为所述区域寻径代价最大值的预设倍数时，确定当前搜索到的栅格位置为当前未清扫的区域内的起始清扫位置；其中，所述预设方向包括坐标轴的正方向或坐标轴的负方向；每搜索一个地图栅格，保持根据负方向寻径距离与正方向寻径距离的大小关系，计算遍历至所述当前搜索位置所花费的寻径代价；其中，预设倍数是大于或等于1的整数。

使得所述第一预设坐标轴的正负方向上，相邻两排的已搜索遍历的栅格数量的差值保持为第二扩展步长并沿着所述第二预设坐标轴方向扩展，在所述区域寻径代价最小值和所述区域寻径代价最大值的约束作用下，依据相应的坐标轴方向上搜索所述起始清扫位置所花费的寻径代价的最新调节结果，搜索满足路径距离代价复杂度条件的起始清扫位置，使其成为移动机器人从当前位置开始最容易行走接近的位置，也能引导移动机器人在当前未清扫的区域内的弓字形清扫过程中减少回折返路径。

进一步地，当所述起始清扫位置是属于一个预设清洁区域内由所述清扫线连接成的弓字形清扫的首端或尾端时，则确定第一个搜索到的起始清扫位置为这个预设清洁区域的入口位置，使得这个入口位置是趋向于成为让移动机器人最容易到达的未清扫的子区块的起始清扫位置。

进一步地，每当第二预设坐标轴的正负方向上的寻径代价都设置为预设参考代价时，限制第一预设坐标轴方向上每次搜索产生的最大寻径代价为预先配置的区域寻径代价最大值，限制第一预设坐标轴方向上每次搜索产生的最小寻径代价为预先配置的区域寻径代价最小值，以符合未清扫的区域内的清扫规划需求；其中，第一预设坐标轴是垂直于移动机器人当前规划的弓字形清扫路径的直线段；第一预设坐标轴和第二预设坐标轴是地图上预配置的相互垂直的坐标轴；其中，所述寻径代价用所述第二预设坐标轴的正负方向或所述第一预设坐标轴的正负方向上的地图栅格距离来表示，并与地图栅格数量存在比例关系。该技术方案配置移动机器人在第一预设坐标轴方向上搜索起始清扫位置的距离代价最值，并在此基础上约束各个坐标轴方向上的搜索步长，使得搜索有序进行，提高机器人的搜索起始清扫位置的效率。

进一步地，当所述第一预设坐标轴为地图的X轴时，所述第二预设坐标轴为地图的Y轴；当所述第二预设坐标轴为地图的X轴时，所述第一预设坐标轴为地图的Y轴。该技术方案提高未清扫的区域的清扫工作位置在地图的所有坐标轴方向上的搜索覆盖率。

一种芯片，内置控制程序，所述控制程序用于控制移动机器人执行所述用于搜索规划起始清扫位置的寻径代价获取方法。使用本发明所述的芯片，能够移动机器人让在未清扫区域内搜索规划起始清扫位置的导航路径距离减少，减小计算量，满足导航运算的实时性要求，提高移动机器人的工作效率。

附图说明

图1是本发明实施例公开的用于搜索规划起始清扫位置的寻径代价获取方法的流程图。

图2是基于图1调节获取的寻径代价去搜索获取起始清扫位置的方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细描述。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明实施例主要公开用于搜索起始清扫位置的寻径代价获取方法，该寻径代价获取方法包括：

在未清扫的区域内，选择第一预设坐标轴的正方向上距离移动机器人的当前搜索位置最远的清扫线并获取其与移动机器人当前搜索位置的垂线段长度为正方向寻径距离，同时选择第一预设坐标轴的负方向上距离移动机器人的当前搜索位置最远的清扫线并获取其与移动机器人的当前搜索位置的垂线段长度为正方向寻径距离。具体是：在所有未清扫的区域内，沿着第一预设坐标轴的正方向去选择与当前搜索位置的垂线段长度最大的清扫线，是第一预设坐标轴的正方向上分布于最外侧的清扫线，并将第一预设坐标轴的正方向上分布于最外侧的清扫线与移动机器人的当前搜索位置的垂线段长度设置为移动机器人在第一预设坐标轴的正方向上形成的正方向寻径距离。在所有未清扫的区域内，沿着第一预设坐标轴的负方向去选择与当前搜索位置的垂线段长度最大的清扫线，是第一预设坐标轴的负方向上分布于最外侧的清扫线，并将第一预设坐标轴的负方向上分布于最外侧的清扫线与移动机器人的当前搜索位置的垂线段长度设置为移动机器人在第一预设坐标轴的负方向上形成的负方向寻径距离。需要说明的是，当所述第一预设坐标轴为地图的X轴时，所述第二预设坐标轴为地图的Y轴；当所述第二预设坐标轴为地图的X轴时，所述第一预设坐标轴为地图的Y轴。

然后根据负方向寻径距离与正方向寻径距离的大小关系，计算调整移动机器人搜索相应坐标轴方向上的起始清扫位置所花费的寻径代价，使得这个寻径代价不超过区域寻径代价最大值，从而实现：当移动机器人在第一预设坐标轴的其中一个方向上的寻径代价为所述区域寻径代价最小值时，从区域寻径代价最大值和调整后的区域寻径代价最小值中选择相对小的寻径代价作为第一预设坐标轴的另一个方向上的寻径代价，使得这个相对小的寻径代价不超过区域寻径代价最大值；其中，区域寻径代价最大值和区域寻径代价最小值是根据当前的清洁区域的障碍物分布和清扫规划需求预先设置的。使得移动机器人在第一预设坐标轴的两个相反方向上搜索起始清扫位置所付出的路径代价减少，提高移动机器人的搜索规划速度。

实际上是通过对区域寻径代价最小值进行调整计算，来实现：从移动机器人的初始位置开始，在第一预设坐标轴的其中一个方向（正方向）上搜索遍历至当前搜索位置所付出的寻径代价为所述区域寻径代价最小值时，从区域寻径代价最大值和调整后的区域寻径代价最小值中选择相对小的寻径代价作为第一预设坐标轴的另一个方向（负方向）上遍历至当前搜索位置所花费的寻径代价，使得这个相对小的寻径代价不超过区域寻径代价最大值。此时，计算获取的移动机器人在第一预设坐标轴的其中一个方向（正方向）上的寻径代价、第一预设坐标轴的另一个方向（负方向）上的寻径代价作为判断依据，或者是根据负方向寻径距离与正方向寻径距离的比值变化去更新调节：当前搜索位置在第一预设坐标轴的正负方向上所花费的寻径代价，用于后续移动机器人在当前搜索位置处搜索地图上起始清扫位置。其中，区域寻径代价最大值和区域寻径代价最小值是根据当前的清洁区域的清扫规划需求或当前的清洁区域的障碍物分布特征设置的。本实施例根据同一坐标轴的两个相反方向上的清扫线与机器人当前搜索位置的距离关系，选择出机器人搜索出遍历难度更低的子区块入口搜索路径，与现有技术相比，减少机器人在同一子区块内弓字型清扫过程中的折返往复行走的次数。

值得注意的是，以第一预设坐标轴是X轴、第二预设坐标轴是Y轴为例的寻径代价的计算方式和以第一预设坐标轴是Y轴、第二预设坐标轴是X轴为例的寻径代价的计算方式的构思是一样的，只是X轴坐标和Y轴坐标对调、坐标方向也对调，当然清扫线在清洁区域内的布局也会发生相应的调整，这是本领域技术人员在前述实施例内容的基础上能够推导出的结果，故在此不再赘述。

相对于现有技术，本实施例通过调整相应坐标轴方向上的起始清扫位置的寻径代价，规划出移动机器人更轻易选择到达的起始清扫位置，减少导航定位的误差，让机器人在未清扫区域内所规划的清洁路径更加准确，避免不同方向上的清洁区域的不合理导航。

作为一种实施例，如图1所示，公开用于搜索起始清扫位置的寻径代价获取方法，包括以下步骤：

步骤S101、在未清扫的区域内，选择第一预设坐标轴的正方向上距离移动机器人的当前搜索位置最远的清扫线并获取其与当前搜索位置的垂线段长度为正方向寻径距离，同时选择第一预设坐标轴的负方向上距离当前搜索位置最远的清扫线并获取其与当前搜索位置的垂线段长度为正方向寻径距离，然后进入步骤S102。

步骤S102、判断负方向寻径距离是否等于正方向寻径距离，是则进入步骤S103，否则进入步骤S104。

步骤S103、设置移动机器人从当前位置开始在第一预设坐标轴的正方向上搜索所述起始清扫位置至所述当前搜索位置所花费的寻径代价为所述区域寻径代价最小值，设置移动机器人从当前位置开始在第一预设坐标轴的负方向上搜索所述起始清扫位置至所述当前搜索位置所花费的寻径代价为所述区域寻径代价最小值。

步骤S104、判断负方向寻径距离是否大于正方向寻径距离，是则进入步骤S105，否则进入步骤S106。

步骤S105、设置移动机器人从当前位置开始在第一预设坐标轴的正方向上搜索起始清扫位置至当前搜索位置所花费的寻径代价为区域寻径代价最小值，同时将负方向寻径距离与正方向寻径距离的比值与区域寻径代价最小值的乘积作为调整后的区域寻径代价最小值，然后进入步骤S107。

步骤S107、负方向寻径距离大于正方向寻径距离时，从区域寻径代价最大值和调整后的区域寻径代价最小值中选择相对小的寻径代价作为从当前位置开始在第一预设坐标轴的负方向上搜索起始清扫位置至当前搜索位置所花费的寻径代价。

步骤S106、负方向寻径距离小于正方向寻径距离时，设置移动机器人从当前位置开始在第一预设坐标轴的负方向上搜索起始清扫位置至当前搜索位置所花费的寻径代价为区域寻径代价最小值，同时将正方向寻径距离与负方向寻径距离的比值与区域寻径代价最小值的乘积作为调整后的区域寻径代价最小值，然后进入步骤S108。

步骤S108、从区域寻径代价最大值和调整后的区域寻径代价最小值中选择相对小的寻径代价作为从当前位置开始在第一预设坐标轴的正方向上搜索起始清扫位置至当前搜索位置所花费的寻径代价。

其中，在搜索过程中，移动机器人的当前位置不变，但所述当前搜索位置发生改变；区域寻径代价最大值对应的栅格距离、区域寻径代价最小值对应的栅格距离可以根据灵活的清洁路径的规划策略变化而进行适应性地调节。

与现有技术相比，前述步骤根据移动机器人在同一位置处计算的负方向寻径距离与正方向寻径距离的比值，调整用于搜索所述候选出入口所花费的较大的寻径代价，使得所述第一预设坐标轴的正方向和第一预设坐标轴的负方向中相对较大的寻径代价不超过所述区域寻径代价最大值，有利于以较小的代价完成房间的清扫，使得移动机器人趋向于选择路径代价小的子区块进行清扫。

在前述实施例的基础上，所述根据负方向寻径距离与正方向寻径距离的大小关系，计算调整移动机器人搜索相应坐标轴方向上的起始清扫位置所花费的寻径代价的方法还包括：在移动机器人构建的地图上，当移动机器人从当前位置的第一预设坐标轴的正方向所指的一排区域都是已清扫的区域、且移动机器人从当前位置的第一预设坐标轴的负方向所指的区域存在未清扫的区域时，计算获得所述正方向寻径距离为0，然后将移动机器人从当前位置开始在第一预设坐标轴的正方向上搜索所述起始清扫位置至当前搜索位置所花费的寻径代价调节为所述区域寻径代价最小值，并将第一预设坐标轴的负方向上搜索所述起始清扫位置至当前搜索位置所花费的寻径代价调节为所述区域寻径代价最大值。

在一些实施场景中，若当前搜索位置是所述起始清扫位置时，从当前位置的Y轴的正方向所指的当前一排区域都是已清扫的区域或没有配置清扫区域、且移动机器人从当前位置的Y轴的负方向所指的区域存在未清扫的子区块时，计算获得所述正方向寻径距离为0，按照前述的实施例的根据负方向寻径距离与正方向寻径距离的比值计算调节Y轴方向上搜索所述候选出入口所花费的寻径代价的方法，本实施例将Y轴的正方向上搜索地图栅格所花费的寻径代价设置为所述区域寻径代价最小值，并将Y轴的负方向上搜索所述地图栅格所花费的寻径代价设置为所述区域寻径代价最大值；这样，当移动机器人移动至相邻的下一排区域的一个初始搜索位置时，在搜索新的起始清扫位置的一些实施过程中，若检测到所述正方向寻径距离为0时，将Y轴的正方向上搜索起始清扫位置所花费的寻径代价固定设置为所述区域寻径代价最小值，但保持计算Y轴的负方向上搜索所述地图栅格所花费的寻径代价，直到搜索到新的起始清扫位置为止。

同理，当移动机器人从当前位置的Y轴的负方向所指的区域都是已清扫的区域、且移动机器人从当前位置的Y轴的正方向所指的区域存在未清扫的区域时，计算获得所述负方向寻径距离为0，然后将Y轴的负方向上搜索所述起始清扫位置至当前搜索位置所花费的寻径代价设置为所述区域寻径代价最小值，将Y轴的正方向上搜索所述起始清扫位置至当前搜索位置所花费的寻径代价设置为所述区域寻径代价最大值。这样，当移动机器人移动至相邻的上一排区域的一个初始搜索位置时，在搜索新的起始清扫位置的一些实施过程中，若检测到所述负方向寻径距离为0时，将Y轴的负方向上搜索起始清扫位置所花费的寻径代价固定设置为所述区域寻径代价最小值，但保持计算Y轴的正方向上搜索所述地图栅格所花费的寻径代价，直到搜索到新的起始清扫位置为止。

从而实现：控制移动机器人由一个特定的清扫主方向往相反的一个清扫主方向下（比如从Y轴正方向往Y轴负方向）逐步进行弓字形清扫，当位于同一排的清洁分区内均被配置为按照规划的弓字形清扫路径清扫完毕时，能够控制移动机器人按照第一预设坐标轴上用于搜索所述起始清扫位置所花费的寻径代价的最新配置结果去搜索规划下一排的未清扫的清洁分区，再进入与下一排的未清扫的区域进行清扫，使得移动机器人优先寻找与其所在位置距离趋向于最近且遍历复杂度最少的起始清扫位置作为下一排的优先遍历的未清扫的区域的清洁入口位置，增强搜索寻径代价配置的环境适应性和效果。进一步减少相反两个清扫主方向（比如Y轴正负方向）的折返清洁，避免了无用的反复导航行为，清洁效率高。

作为另一种实施例，如图2所示，所述移动机器人搜索规划相应坐标轴方向上的起始清扫位置的方法包括：

步骤S201、移动机器人从当前位置对应的地图栅格位置开始逐个栅格地搜索所述起始清扫位置，然后进入步骤S202。

步骤S202、在地图上沿着第二预设坐标轴的正负方向都搜索遍历起始清扫位置，然后进入步骤S203。

步骤S203、判断在地图上沿着第二预设坐标轴的正负方向搜索过起始清扫位置所花费的寻径代价对应的栅格距离是否都为区域寻径代价最小值对应的地图栅格距离，是则进入步骤S204，否则进入步骤S205。

步骤S204、在地图上沿着第一预设坐标轴的正方向搜索遍历预设参考代价对应的地图栅格距离，其中，每搜索遍历一个地图栅格，保持实时判断当前搜索到的地图栅格是否属于所述候选出入口；同时，每搜索遍历一个地图栅格，保持根据负方向寻径距离与正方向寻径距离的大小关系，计算遍历至所述当前搜索位置所花费的寻径代价；然后进入步骤S206。

步骤S206、当沿着第一预设坐标轴的正方向搜索遍历预设参考代价对应的地图栅格距离后，从第一预设坐标轴上所搜索遍历到的位置开始，保持沿着第二预设坐标轴的正负方向都搜索遍历预设参考代价对应的地图栅格距离，然后进入步骤S209。在该步骤中，所述预设参考代价对应的地图栅格距离可以是1个栅格，可以作为扩展步长。需要说明的是，从第一预设坐标轴上所搜索遍历到的位置开始，保持沿着第二预设坐标轴的正负方向都搜索遍历预设参考代价对应的地图栅格距离，这与沿着第一预设坐标轴的正方向搜索遍历所述预设参考代价对应的地图栅格距离之前，沿着第二预设坐标轴的正负方向搜索遍历同步进行。实施：当沿着第一预设坐标轴的正方向搜索遍历预设参考代价对应的地图栅格距离后，同时从第一预设坐标轴上所搜索遍历到的位置以及搜索遍历前的当前位置开始，沿着第二预设坐标轴的正负方向都搜索遍历预设参考代价对应的地图栅格距离。

步骤S205、判断在地图上沿着第二预设坐标轴的正负方向搜索所述起始清扫位置所花费的寻径代价对应的栅格距离是否都为所述区域寻径代价最大值对应的地图栅格距离，是则进入步骤S207，否则返回步骤S202。

步骤S207、在地图上沿着第一预设坐标轴的负方向搜索遍历预设参考代价对应的地图栅格距离，其中，每搜索遍历一个地图栅格，保持实时判断当前搜索到的地图栅格是否属于所述候选出入口；同时，每搜索遍历一个地图栅格，保持根据负方向寻径距离与正方向寻径距离的大小关系，计算遍历至所述当前搜索位置所花费的寻径代价；然后进入步骤S208。

步骤S208、当沿着第一预设坐标轴的负方向搜索遍历预设参考代价对应的地图栅格距离后，从第一预设坐标轴上所搜索遍历到的位置开始，保持沿着第二预设坐标轴的正负方向都搜索遍历预设参考代价对应的地图栅格距离，然后进入步骤S209。在该步骤中，所述预设参考代价对应的地图栅格距离可以是1个栅格，可以作为扩展步长。需要说明的是，从第一预设坐标轴上所搜索遍历到的位置开始，保持沿着第二预设坐标轴的正负方向都搜索遍历预设参考代价对应的地图栅格距离，这与沿着第一预设坐标轴的负方向搜索遍历所述预设参考代价对应的地图栅格距离之前，沿着第二预设坐标轴的正负方向搜索遍历同步进行。实施：当沿着第一预设坐标轴的负方向搜索遍历预设参考代价对应的地图栅格距离后，同时从第一预设坐标轴上所搜索遍历到的位置以及搜索遍历前的当前位置开始，沿着第二预设坐标轴的正负方向都搜索遍历预设参考代价对应的地图栅格距离。

需要说明的是，前述步骤中，每搜索遍历每个地图栅格，则保持实时判断当前搜索到的地图栅格是否属于所述候选出入口；所述预设方向包括坐标轴的正方向或坐标轴的负方向。所述区域寻径代价最小值小于所述区域寻径代价最大值。

步骤S209、判断是否同时获取到第二预设坐标轴正负方向上都搜索所述起始清扫位置至当前搜索位置所花费的寻径代价为预设参考代价的预设倍数、第一预设坐标轴的正方向上搜索所述起始清扫位置至当前搜索位置所花费的寻径代价为所述区域寻径代价最小值的预设倍数、第一预设坐标轴的负方向上搜索所述起始清扫位置至当前搜索位置所花费的寻径代价为所述区域寻径代价最大值的预设倍数，是则进入步骤S210，否则返回步骤S202。

步骤S210、确定当前搜索到的栅格位置为当前未清扫的区域内的起始清扫位置。优选地，当所述起始清扫位置是属于一个预设清洁区域内由所述清扫线连接成的弓字形清扫的首端或尾端时，则确定所述起始清扫位置为这个预设清洁区域的入口位置，若存在多个栅格位置都确定为相应未清扫的区域内的起始清扫位置且属于对应区域内规划的弓字形清扫的首端或尾端，则选择第一个符合前述条件的起始清扫位置为这个预设清洁区域的入口位置。使得这个入口位置是趋向于成为让移动机器人最容易到达的未清扫的子区块的起始清扫位置。

从而可以在实际场景下实施出这样的搜索步长的技术效果：以步长为0.05m，x正方向或负方向的寻径代价为1时，y正方向寻径代价为10，y负方向寻径代价为30为例，其意味着：x轴正方向或负方向每扩展0.5m时，才会在y轴正方向扩展一个第一扩展步长0.05m；x轴正方向或负方向每扩展1.5m时，才会在y负方向扩展一个第二扩展步长0.05m。使得所述第一预设坐标轴的正负方向上，相邻两排的已搜索遍历的栅格数量的差值保持为第二扩展步长并沿着所述第二预设坐标轴的正负方向扩展，在所述区域寻径代价最小值和所述区域寻径代价最大值的约束作用下，依据相应的坐标轴方向上搜索所述起始清扫位置所花费的寻径代价的最新调节结果，搜索满足路径距离代价复杂度条件的起始清扫位置，使其成为移动机器人从当前位置开始最容易行走接近的位置，也能引导移动机器人在当前未清扫的区域内的弓字形清扫过程中减少回折返路径。

需要说明的是，所述在地图上沿着第二预设坐标轴的正负方向都搜索遍历过所述区域寻径代价最小值对应的地图栅格距离时，在地图上沿着第一预设坐标轴的正方向搜索遍历过所述预设参考代价对应的地图栅格距离，等效于：在第二预设坐标轴的正负方向上搜索地图栅格所花费的寻径代价都设置为预设参考代价时，在第一预设坐标轴的正方向上搜索所述地图栅格所花费的寻径代价为所述区域寻径代价最小值，其中，搜索遍历的所述地图栅格包括平行于第二预设坐标轴的任意一排的栅格位置；在第一预设坐标轴的正方向上搜索所述地图栅格所花费的寻径代价、在第二预设坐标轴正负方向上搜索地图栅格所花费的寻径代价都是按照前述实施例的根据负方向寻径距离与正方向寻径距离的大小关系，计算调节第一预设坐标轴方向上搜索所述候选出入口所花费的寻径代价的方法进行计算获取的。

所述在地图上沿着第二预设坐标轴的正负方向都搜索遍历过所述区域寻径代价最小值对应的地图栅格距离时，所述在地图上沿着第一预设坐标轴的负方向搜索遍历过所述区域寻径代价最大值对应的地图栅格距离等效于：在第二预设坐标轴正负方向上搜索地图栅格所花费的寻径代价都设置为预设参考代价时，则在第一预设坐标轴的负方向上搜索所述地图栅格所花费的寻径代价为所述区域寻径代价最小值，其中，搜索遍历的所述地图栅格包括平行于第二预设坐标轴的任意一排的栅格位置。在第一预设坐标轴的负方向上搜索所述地图栅格所花费的寻径代价是按照前述实施例的根据负方向寻径距离与正方向寻径距离的大小关系，计算调节第一预设坐标轴方向上搜索所述候选出入口所花费的寻径代价的方法进行计算获取的。在前述技术方案调节第一预设坐标轴方向和第二预设坐标轴方向上搜索地图栅格所花费的寻径代价的基础上，通过分配设置不同坐标轴上每一次搜索所花费的寻径代价，来达到优化搜索步长的技术效果。

在前述实施例中，每当第二预设坐标轴方向上的寻径代价设置为预设参考代价时，限制第一预设坐标轴方向上每次搜索产生的最大寻径代价为预先配置的区域寻径代价最大值，限制第一预设坐标轴方向上每次搜索产生的最小寻径代价为预先配置的区域寻径代价最小值，以符合未清扫的区域内的清扫规划需求；其中，第一预设坐标轴是垂直于移动机器人当前规划的弓字形清扫路径的直线段；第一预设坐标轴和第二预设坐标轴是地图上预配置的相互垂直的坐标轴；其中，所述寻径代价使用所述第二预设坐标轴的正负方向或所述第一预设坐标轴的正负方向上的地图栅格距离来表示，并与地图栅格数量存在预定的比例关系，这一预定的比例关系与清洁区域的覆盖范围相关。

在前述实施例中，当所述第一预设坐标轴为地图的X轴时，所述第二预设坐标轴为地图的Y轴；当所述第二预设坐标轴为地图的X轴时，所述第一预设坐标轴为地图的Y轴。提高子区块的清洁入口位置在地图的所有坐标轴方向上的搜索覆盖率。说明书附图中只是示意性说明所述第二预设坐标轴为地图的X轴时，所述第一预设坐标轴为地图的Y轴的实施例；至于：当所述第一预设坐标轴为地图的X轴时，所述第二预设坐标轴为地图的Y轴的实施例相对于说明书附图所述的实施例而言，只是将说明书附图所述的实施例中沿着Y轴正负方向分别搜索遍历不相等的寻径代价对应的栅格距离的步骤改变为：沿着Y轴正负方向分别搜索遍历不相等的寻径代价对应的栅格距离的搜索遍历扩展步骤；将说明书附图所述的实施例沿着X轴正负方向分别搜索遍历相等的寻径代价对应的栅格距离的步骤改变为：沿着X轴正负方向分别搜索遍历不相等的寻径代价对应的栅格距离的搜索遍历扩展步骤。故在此不再赘述：当所述第一预设坐标轴为地图的X轴时，所述第二预设坐标轴为地图的Y轴的实施例。

一种芯片，内置控制程序，所述控制程序用于控制移动机器人执行用于搜索起始清扫位置的寻径代价获取方法。使用本发明所述的芯片，通过调整计算相应坐标轴方向上的起始清扫位置的寻径代价的方式，规划出移动机器人更轻易选择到达的起始清扫位置，减少导航定位的误差，让机器人在未清扫区域内所规划的清洁路径更加准确，避免不同方向上的清洁区域的不合理导航，减小计算量，满足导航运算的实时性要求，提高移动机器人的清洁效果。所述芯片可以装配在诸如扫地机器人、割草机器人、擦窗机器人、排雷机器人等智能移动机器人上。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (9)

1.用于搜索起始清扫位置的寻径代价获取方法，其特征在于，该寻径代价获取方法包括：

在未清扫的区域内，选择第一预设坐标轴的正方向上距离移动机器人的当前搜索位置最远的清扫线并获取其与移动机器人当前搜索位置的垂线段长度为正方向寻径距离，同时选择第一预设坐标轴的负方向上距离移动机器人的当前搜索位置最远的清扫线并获取其与移动机器人的当前搜索位置的垂线段长度为正方向寻径距离；其中，清扫线用于连接成未清扫的区域内的弓字形清扫路径；

然后根据负方向寻径距离与正方向寻径距离的大小关系，计算调整移动机器人搜索相应坐标轴方向上的起始清扫位置所花费的寻径代价，使得这个寻径代价不超过区域寻径代价最大值。

2.根据权利要求1所述寻径代价获取方法，其特征在于，当移动机器人在第一预设坐标轴的其中一个方向上的寻径代价为所述区域寻径代价最小值时，从区域寻径代价最大值和调整后的区域寻径代价最小值中选择相对小的寻径代价作为第一预设坐标轴的另一个方向上的寻径代价，使得这个相对小的寻径代价不超过区域寻径代价最大值；

其中，区域寻径代价最大值和区域寻径代价最小值是根据当前的清洁区域的障碍物分布和清扫规划需求预先设置的。

3.根据权利要求2所述寻径代价获取方法，其特征在于，所述根据负方向寻径距离与正方向寻径距离的大小关系，计算调整移动机器人搜索相应坐标轴方向上的起始清扫位置所花费的寻径代价的方法包括：

当负方向寻径距离大于正方向寻径距离时，设置移动机器人从当前位置开始在第一预设坐标轴的正方向上搜索所述起始清扫位置至所述当前搜索位置所花费的寻径代价为所述区域寻径代价最小值，同时将负方向寻径距离与正方向寻径距离的比值与所述区域寻径代价最小值的乘积作为调整后的区域寻径代价最小值，然后，从所述区域寻径代价最大值和调整后的区域寻径代价最小值中选择相对小的寻径代价作为从当前位置开始在第一预设坐标轴的负方向上搜索所述起始清扫位置至所述当前搜索位置所花费的寻径代价；

当负方向寻径距离等于正方向寻径距离时，设置移动机器人从当前位置开始在第一预设坐标轴的正方向上搜索所述起始清扫位置至所述当前搜索位置所花费的寻径代价为所述区域寻径代价最小值，设置移动机器人从当前位置开始在第一预设坐标轴的负方向上搜索所述起始清扫位置至所述当前搜索位置所花费的寻径代价为所述区域寻径代价最小值；

当负方向寻径距离小于正方向寻径距离时，设置移动机器人从当前位置开始在第一预设坐标轴的负方向上搜索所述起始清扫位置至所述当前搜索位置所花费的寻径代价为所述区域寻径代价最小值，同时将正方向寻径距离与负方向寻径距离的比值与所述区域寻径代价最小值的乘积作为调整后的区域寻径代价最小值，然后，从所述区域寻径代价最大值和调整后的区域寻径代价最小值中选择相对小的寻径代价作为从当前位置开始在第一预设坐标轴的正方向上搜索所述起始清扫位置至所述当前搜索位置所花费的寻径代价；

其中，在搜索过程中，移动机器人的当前位置不变，但所述当前搜索位置发生改变。

4.根据权利要求3所述寻径代价获取方法，其特征在于，在移动机器人构建的地图上，当移动机器人从当前位置的第一预设坐标轴的正方向所指的区域都是已清扫的区域、且移动机器人从当前位置的第一预设坐标轴的正方向所指的区域存在未清扫的区域时，计算获得所述正方向寻径距离为0，然后将第一预设坐标轴的正方向上搜索所述起始清扫位置所花费的寻径代价设置为所述区域寻径代价最小值，将第一预设坐标轴的负方向上搜索所述起始清扫位置所花费的寻径代价设置为所述区域寻径代价最大值；

当移动机器人从当前位置的第一预设坐标轴的负方向所指的区域都是已清扫的区域、且移动机器人从当前位置的第一预设坐标轴的正方向所指的区域存在未清扫的区域时，计算获得所述负方向寻径距离为0，然后将第一预设坐标轴的负方向上搜索所述起始清扫位置所花费的寻径代价设置为所述区域寻径代价最小值，将第一预设坐标轴的正方向上搜索所述起始清扫位置所花费的寻径代价设置为所述区域寻径代价最大值。

5.根据权利要求2或4所述寻径代价获取方法，其特征在于，所述移动机器人搜索规划相应坐标轴方向上的起始清扫位置的方法包括：

移动机器人从当前位置对应的地图栅格位置开始逐个栅格地搜索所述起始清扫位置，每当在地图上沿着第二预设坐标轴的正负方向搜索遍历所述起始清扫位置至所述当前搜索位置所花费的寻径代价都为所述区域寻径代价最小值对应的地图栅格距离时，则在地图上沿着第一预设坐标轴的正方向搜索遍历预设参考代价对应的地图栅格距离；其中，当沿着第一预设坐标轴的正方向搜索遍历预设参考代价对应的地图栅格距离后，从第一预设坐标轴上所搜索遍历到的位置开始，保持沿着第二预设坐标轴的正负方向都搜索遍历预设参考代价对应的地图栅格距离；其中，移动机器人保持计算在各个坐标轴方向上为搜索所述起始清扫位置而花费的寻径代价；

从移动机器人的当前位置对应的地图栅格位置开始逐个栅格地搜索所述起始清扫位置，每当在地图上沿着第二预设坐标轴的正负方向搜索过所述起始清扫位置至所述当前搜索位置所花费的寻径代价都为所述区域寻径代价最大值对应的地图栅格距离时，则在地图上沿着第一预设坐标轴的负方向搜索过所述预设参考代价对应的地图栅格距离；其中，当沿着第一预设坐标轴的负方向搜索遍历预设参考代价对应的地图栅格距离后，从第一预设坐标轴上所搜索遍历到的位置开始，保持沿着第二预设坐标轴的正负方向都搜索遍历预设参考代价对应的地图栅格距离；其中，移动机器人保持计算在各个坐标轴方向上为搜索所述起始清扫位置而花费的寻径代价；

重复上述两个步骤，直到所述当前搜索位置处获取到第二预设坐标轴正负方向上搜索所述起始清扫位置所花费的寻径代价都为预设参考代价的预设倍数、且第一预设坐标轴的正方向上搜索所述起始清扫位置所花费的寻径代价为所述区域寻径代价最小值的预设倍数、且第一预设坐标轴的负方向上搜索所述起始清扫位置所花费的寻径代价为所述区域寻径代价最大值的预设倍数时，确定当前搜索到的栅格位置为当前未清扫的区域内的起始清扫位置；

其中，所述预设方向包括坐标轴的正方向或坐标轴的负方向；每搜索一个地图栅格，保持根据负方向寻径距离与正方向寻径距离的大小关系，计算遍历至所述当前搜索位置所花费的寻径代价；

其中，预设倍数是大于或等于1的整数。

6.根据权利要求5所述寻径代价获取方法，其特征在于，当所述起始清扫位置是属于一个预设清洁区域内由所述清扫线连接成的弓字形清扫的首端或尾端时，则确定第一个搜索到的起始清扫位置为这个预设清洁区域的入口位置。

7.根据权利要求6所述寻径代价获取方法，其特征在于，每当第二预设坐标轴的正负方向上的寻径代价都设置为预设参考代价时，限制第一预设坐标轴方向上每次搜索产生的最大寻径代价为预先配置的区域寻径代价最大值，限制第一预设坐标轴方向上每次搜索产生的最小寻径代价为预先配置的区域寻径代价最小值，以符合未清扫的区域内的清扫规划需求；

其中，第一预设坐标轴是垂直于移动机器人当前规划的弓字形清扫路径的直线段；第一预设坐标轴和第二预设坐标轴是地图上预配置的相互垂直的坐标轴；

其中，所述寻径代价用所述第二预设坐标轴的正负方向或所述第一预设坐标轴的正负方向上的地图栅格距离来表示，并与地图栅格数量存在比例关系。

8.根据权利要求7所述寻径代价获取方法，其特征在于，当所述第一预设坐标轴为地图的X轴时，所述第二预设坐标轴为地图的Y轴；当所述第二预设坐标轴为地图的X轴时，所述第一预设坐标轴为地图的Y轴。

9.一种芯片，内置控制程序，其特征在于，所述控制程序用于控制移动机器人执行权利要求1至8任一项所述用于搜索规划起始清扫位置的寻径代价获取方法。

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