CN113031509B - 遍历方法、***，机器人及可读存储介质 - Google Patents

遍历方法、***，机器人及可读存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN113031509B
CN113031509B CN201911344487.4A CN201911344487A CN113031509B CN 113031509 B CN113031509 B CN 113031509B CN 201911344487 A CN201911344487 A CN 201911344487A CN 113031509 B CN113031509 B CN 113031509B
Authority
CN
China
Prior art keywords
working
robot
area
point
traversal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911344487.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113031509A (zh
Inventor
朱绍明
崔江伟
袁立超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou Cleva Electric Appliance Co Ltd
Suzhou Cleva Precision Machinery and Technology Co Ltd
Original Assignee
Suzhou Cleva Precision Machinery and Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou Cleva Precision Machinery and Technology Co Ltd filed Critical Suzhou Cleva Precision Machinery and Technology Co Ltd
Priority to CN201911344487.4A priority Critical patent/CN113031509B/zh
Priority to US17/767,998 priority patent/US20240085919A1/en
Priority to PCT/CN2020/108823 priority patent/WO2021135248A1/zh
Priority to EP20909899.5A priority patent/EP4083737A4/en
Publication of CN113031509A publication Critical patent/CN113031509A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113031509B publication Critical patent/CN113031509B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0268—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means
    • G05D1/0274—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means using mapping information stored in a memory device
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/4155—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by programme execution, i.e. part programme or machine function execution, e.g. selection of a programme
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0212—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
    • G05D1/0219—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory ensuring the processing of the whole working surface
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/35—Nc in input of data, input till input file format
    • G05B2219/35349—Display part, programmed locus and tool path, traject, dynamic locus
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40411—Robot assists human in non-industrial environment like home or office
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/45—Nc applications
    • G05B2219/45098—Vacuum cleaning robot
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50391—Robot

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

本发明提供一种遍历方法、***，机器人及可读存储介质，所述方法包括：获取栅格地图，建立覆盖栅格地图的直角坐标系；若首次进行遍历，则驱动机器人到达起始出发点，并驱动机器按照随机选定的预设规则遍历起始出发点所在的工作区域且同步工作；在确认应用于首次遍历的当前预定规则无法继续执行时，获取剩余工作区域中每个独立的工作区域的面积，若任一独立的工作区域的面积不小于预设面积阈值，则在面积不小于预设面积阈值的工作区域选择任一坐标点作为工作起点，驱动机器人到达工作起点，自工作起点开始，随机选定预定规则进行遍历并同步工作，直至所有独立的工作区域的面积均小于预设面积阈值。本发明利于提高机器人的遍历性及工作效率。

Description

遍历方法、***，机器人及可读存储介质
技术领域
本发明涉及智能控制领域，尤其涉及一种遍历方法、***，机器人及可读存储介质。
背景技术
低重复率、高覆盖率是遍历式机器人如吸尘、割草及泳池清洗等移动机器人追求的目标。
以移动机器人为智能割草机器人为例，为了提高机器人在割草过程中，对草坪修剪的覆盖率以及覆盖效率，割草机器人通常使用的方法和步骤是：用GPS、激光、UWB或其它方法进行定位并建立草坪电子地图，然后路径规划，最后进行路径跟踪完成遍历作业；但是在控制成本的情况下割草机器人通常不会选用高性能控制器，在进行路径跟踪时需要大量计算和实时控制，如果使用普通的控制器会导致运行速度缓慢以及行走路径扭曲等缺点，从而造成漏割；另外一方面由于草坪起伏、松软、草的疏密程度、部件的一致性以及定位精度都会影响割草机机器人的路径跟踪精度从而造成漏割，降低了割草机器人的覆盖率和覆盖效率。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种遍历方法、***，机器人及可读存储介质。
为了实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种遍历方法，所述方法包括：获取栅格地图，所述栅格地图包括若干结构相同的栅格单元，所述栅格地图根据机器人是否工作区分为工作区域及非工作区域；
在栅格地图所在平面内选择任一点作为直角坐标系的坐标原点，并以坐标原点建立覆盖栅格地图的直角坐标系；
在同一工作周期内，若首次进行遍历，则在工作区域内随机选择一个坐标点作为起始出发点；
驱动机器人到达起始出发点，并驱动机器按照随机选定的预设规则遍历起始出发点所在的工作区域且同步工作；
在确认应用于首次遍历的当前预定规则无法继续执行时，获取剩余工作区域中每个独立的工作区域的面积，若任一独立的工作区域的面积不小于预设面积阈值，则在面积不小于预设面积阈值的工作区域选择任一坐标点作为工作起点，驱动机器人到达所述工作起点，自所述工作起点开始，随机选定所述预定规则进行遍历并同步工作，直至所有独立的工作区域的面积均小于预设面积阈值。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述方法还包括配置预设规则，所述预设规则包括：驱动机器人在当前工作区域做弓字方式遍历或者驱动机器人在当前工作区域做螺旋向外的方式遍历。
作为本发明一实施方式的进一步改进，“所述栅格地图根据机器人是否工作区分为工作区域及非工作区域”具体包括：
以任意两个不同标识对栅格地图进行标记，两个标识分别以第一标识和第二标识进行表示；
机器人进入栅格地图之前，所述方法还包括：将工作区域的每一栅格单元均以第一标识进行标记，将非工作区域的每一栅格单元均以第二标识进行标记；
机器人在同一工作周期内工作过程中，所述方法还包括：若机器人在任一栅格单元中工作完成，则将当前栅格单元的标记自第一标识修改为第二标识。
作为本发明一实施方式的进一步改进，“在栅格地图所在平面内选择任一点作为直角坐标系的坐标原点，并以坐标原点建立覆盖栅格地图的直角坐标系”具体包括：
在栅格地图之外选择任一点作为直角坐标系的坐标原点，以通过坐标原点，且将栅格地图划分在同一象限内的两条相互垂直的直线分别作为直角坐标系的X轴和Y轴。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述方法还包括：
在栅格地图之外选择任一点作为直角坐标系的坐标原点，以通过坐标原点，且将栅格地图划分在第一象限内的两条相互垂直的直线分别作为直角坐标系的X轴和Y轴。
作为本发明一实施方式的进一步改进，“在栅格地图所在平面内选择任一点作为直角坐标系的坐标原点，并以坐标原点建立覆盖栅格地图的直角坐标系”具体包括：
以机器人在充电桩的停靠位置为坐标原点；
以为机器人充电的充电桩的开口方向为X轴方向，并以X轴旋转90°的方向为Y轴方向，建立直角坐标系。
作为本发明一实施方式的进一步改进，当选定的预定规则为驱动机器人在当前工作区域做弓字方式遍历时，所述起始出发点、所述工作起点至少其中之一的获取方式包括：
选择当前工作区域中的极值坐标点作为起始出发点；所述极值坐标点包括：在X轴上具有最小横坐标的坐标点，在X轴上具有最大横坐标的坐标点，在Y轴上具有最小纵坐标的坐标点，在Y轴上具有最大纵坐标的坐标点。
作为本发明一实施方式的进一步改进，当选定的预定规则为驱动机器人在当前工作区域做螺旋向外的方式遍历时，所述起始出发点、所述工作起点至少其中之一的获取方式包括：
选择最接近工作区域中心点的坐标点作为起始出发点。
作为本发明一实施方式的进一步改进，当选定的预定规则为驱动机器人在当前工作区域做弓字方式遍历时，所述工作起点的获取方式包括：
选定当前工作区域距离当前机器人所在位置最近的坐标点作为工作起点。
作为本发明一实施方式的进一步改进，当选定的预设规则为做螺旋向外的遍历方式时，判断当前工作区域的内切圆的直径是否大于预设直径阈值，若是，以选定的预设规则进行遍历，若否，更改预设规则为做弓字方式遍历，并以做弓字方式遍历对当前区域进行遍历。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述方法还包括：
下一个工作周期开始时，恢复栅格地图中的原始数据；
首次遍历时，在当前工作区域中排除上一次工作周期的起始出发点后，选择任一坐标点作为本工作周期的工作起始点；
或首次遍历时，区别于上一工作周期中机器人首次遍历时的行走方向更改机器人在本工作周期内首次遍历的行走方向；
或首次遍历时，区别于上一工作周期中机器人首次遍历时选定的预设规则更改机器人在本工作周期内首次遍历时的预设规则。
为了实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种机器人，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述遍历方法的步骤。
为了实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述遍历方法的步骤。
为了实现上述发明目的另一，本发明一实施方式提供一种遍历***，所述***包括：获取模块，用于获取栅格地图，所述栅格地图包括若干结构相同的栅格单元，所述栅格地图根据机器人是否工作区分为工作区域及非工作区域；
坐标系建立模块，用于在栅格地图所在平面内选择任一点作为直角坐标系的坐标原点，并以坐标原点建立覆盖栅格地图的直角坐标系；
解析处理模块，用于在同一工作周期内，若首次进行遍历，则在工作区域内随机选择一个坐标点作为起始出发点；
驱动机器人到达起始坐标点起始出发点，并驱动机器按照随机选定的预设规则遍历起始出发点所在的当前工作区域且同步工作；
在确认应用于首次遍历的当前预定规则无法继续执行时，获取剩余工作区域中每个独立的工作区域的面积，若任一独立的工作区域的面积不小于预设面积阈值，则在面积不小于预设面积阈值的当前工作区域选择任一坐标点作为工作起点，驱动机器人到达所述当前工作区域的工作起点，并对应于当前工作区域，自所述工作起点开始，随机选定所述预定规则进行遍历并同步工作，直至所有独立的工作区域的面积均小于预设面积阈值。
与现有技术相比，本发明的遍历方法、***，机器人及可读存储介质，结合直角坐标系中的栅格地图坐标，采用弓字遍历和螺旋向外的方式遍历工作区域，并根据剩余工作区域的面积查缺补漏，形成一种高效的遍历方法，保证机器人遍历时的覆盖率，并有助于提高机器人的工作时的效率，同时有效避免漏割。
附图说明
图1是本发明割草机器人***的结构示意图；
图2是本发明一实施方式提供的遍历方法的流程示意图；
图3、4A、4B、4C、4D、5A、5B、5C、6、7A、7B、7C分别是本发明一具体示例的结构示意图；
图8是本发明一实施方式提供的遍历***的模块示意图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
本发明的机器人***可以是割草机器人***，或者扫地机器人***等，其自动行走于工作区域以进行割草、吸尘工作，本发明具体示例中，以机器人***为割草机器人***为例做具体说明，相应的，所述工作区域可为草坪。
如图1所示，本发明的割草机器人***包括：机器人设备(RM)、充电站20、边界线30、边界线信号站以及定位基站40。
所述割草机器人包括：本体10，设置于本体10上的行走单元、控制单元。所述行走单元包括：主动轮111、被动轮113以及用于驱动主动轮111的电机；所述电机可为带减速箱和带霍尔传感器的无刷电机；电机启动后，可通过减速箱带动主动轮111行走，并通过控制两个轮的速度、方向便可以实现前进与后退直线运行、原地转弯及圆弧运行等行驶动作；所述被动轮113可为万向轮，其通常设置为1个或者2个，其主要起支撑平衡的作用。
所述控制单元至少包括：数据存储器131，用于存储机器行走机器人沿巡线路径行走过程中获得的各种信息，所述数据存储器例如：EPROM、Flash或SD卡等。
所述边界线30例如为通电导线，所述边界线信号站通常集成在充电站内，所述定位基站40通常为基于红外线、超声波、蓝牙、ZigBee、UWB等技术的信号发射站,或适配于RM上的激光发射器的反光标；其中，充电站20通常设置在边界线上；RM的控制单元还包括：边界传感器和定位传感器133；边界传感器通常为电感，用于感测边界线上加载的信号；定位传感器133通常为接收红外线、超声波、蓝牙、ZigBee、UWB信号的传感器,或包括转台的激光发射/接收器,能够接收定位基站发出或反射回来的信号。
在该具体示例中，定位基站40位于草坪50上，定位基站40的数量和位置通常根据草坪形状及供电电源选择合适的位置布置；另外，本发明的草坪50上还设置水池、花丛等需要防止割草机器人进入的障碍物60。
进一步的，所述割草机器人还包括：用于工作的工作机构，及供电电源15；在本实施例中，工作机构为割草刀盘，用于感应行走机器人的行走状态的各种传感器，例如：倾倒、离地、碰撞传感器等，在此不做具体赘述。
结合图2所示，本发明一实施提供的遍历方法，所述方法包括以下步骤：
S1、获取栅格地图，所述栅格地图包括若干结构相同的栅格单元，所述栅格地图根据机器人是否工作区分为工作区域及非工作区域；
S2、在栅格地图所在平面内选择任一点作为直角坐标系的坐标原点，并以坐标原点建立覆盖栅格地图的直角坐标系；
S3、在同一工作周期内，若首次进行遍历，则在工作区域内随机选择一个坐标点作为起始出发点；
驱动机器人到达起始出发点，并驱动机器人按照随机选定的预设规则遍历起始出发点所在的工作区域且同步工作；所述预设规则包括：驱动机器人在当前工作区域做弓字方式遍历或者驱动机器人在当前工作区域做螺旋向外的方式遍历；
在确认应用于首次遍历的当前预定规则无法继续执行时，获取剩余工作区域中每个独立的工作区域的面积，若任一独立的工作区域的面积不小于预设面积阈值，则在面积不小于预设面积阈值的工作区域选择任一坐标点作为工作起点，驱动机器人到达所述工作起点，自所述工作起点开始，随机选定所述预定规则进行遍历并同步工作，直至所有独立的工作区域的面积均小于预设面积阈值。
对于步骤S1、栅格地图的创建具有多种方式，现有技术中已经有很多明确记载，在此不做纤细赘述。
本发明具体实施方式中，步骤S1具体包括：以任意两个不同标识对栅格地图进行标记，两个标识分别以第一标识和第二标识进行表示；
机器人进入栅格地图之前，所述方法还包括：将工作区域的每一栅格单元均以第一标识进行标记，将非工作区域的每一栅格单元均以第二标识进行标记。
另外，对于其他步骤，机器人在同一工作周期内工作过程中，所述方法还包括：若机器人在任一栅格单元中工作完成，则将当前栅格单元的标记自第一标识修改为第二标识。
本发明一具体示例中，将工作区域和非工作区域的标记分别以二进制数值“0”、“1”进行表示；其中“0”表示工作区域，即草坪中需要割草的区域；“1”表示非工作区域，即除需要割草的区域之外，均为非工作区域；如图1所示具体示例，边界线、边界线以外以及障碍物均为非工作区域；另外，在机器人工作过程中，其完成割草的区域也会自工作区域调整为非工作区域，以便于剩余独立区域的计算，以下内容中还会描述。
对应步骤S2，直角坐标系的建立，主要目的在于对栅格地图中各栅格单元的具***置以相对参考的方式进行记录，以及在机器人工作过程中，对机器人当前位置、行走过的位置、以及将要遍历的位置基于有具体坐标参考的运算。
本发明较佳实现方式中，所述步骤S2具体包括：在栅格地图之外选择任一点作为直角坐标系的坐标原点，以通过坐标原点，且将栅格地图划分在同一象限内的两条相互垂直的直线分别作为直角坐标系的X轴和Y轴。
在该实现方式中，坐标系的建立依据将栅格地图划分在坐标系的同一象限中，如此，利于栅格单元各个位置坐标的确认。
本发明一具体示例中，结合图3所示，在栅格地图之外选择任一点作为直角坐标系的坐标原点，以通过坐标原点，且将栅格地图划分在第一象限内的两条相互垂直的直线分别作为直角坐标系的X轴和Y轴。
本发明其他实施方式中，所示步骤S2包括：以机器人在充电站的停靠位置为坐标原点；以俯视视角观察，以为机器人充电的充电站的开口方向为X轴方向(即机器人离开充电站的方向)，并以X轴旋转90°的方向为Y轴方向，建立直角坐标系，此时，充电站的位置坐标为(0,0)。
对于步骤S3，本发明提出工作周期表示，工作区域一次完全遍历经过的时长；这里的完全遍历截止代指当前工作区域无法采用预设规则进行遍历时截止。
预设面积可根据需要具体设定，其值介于0和首次遍历时的工作区域大小之间。
本发明预设规则中的遍历方式可利用机器人自带的全局定位导航实现，在没有全局导航的情况下，机器人可以采用两个主动轮的轮差驱动，且利用机器人的内置传感器控制实现。
本发明具体实现方式中，“弓字形”的方式遍历或“螺旋向外”的方式遍历均具有多种实现方式。
结合图4A、4B、4C、4D所示，图4A所示为本发明第一实施方式的方形弓字形遍历方式，按照a-b-c-d-e-f的顺序进行遍历，该遍历方式由机器人直线行走和原地转弯实现；图4B为本发明第一实施方式的圆滑弓字形遍历方式，按照a-b-c-d-e-f的顺序进行遍历，该遍历方式由机器人直线行走和半圆弧运行实现；图4C为本发明第三实施方式的半圆形相连螺旋向外遍历方式，按照a-b-c-d-e-f的顺序进行遍历，该遍历方式由机器人左右轮交替作为内外侧半圆弧运行实现；图4D为本发明第四实施方式的圆形相连螺旋向外遍历方式，按照a-b-c的顺序进行遍历，该遍历方式由机器人圆周运动和半圆弧运行实现。
对于步骤S3，本发明较佳实施方式中，当选定的预定规则为驱动机器人在当前工作区域做弓字方式遍历时，所述起始出发点、所述工作起点至少其中之一的获取方式包括：选择当前工作区域中的极值坐标点作为起始出发点；所述极值坐标点包括：在X轴上具有最小横坐标的坐标点，在X轴上具有最大横坐标的坐标点，在Y轴上具有最小纵坐标的坐标点，在Y轴上具有最大纵坐标的坐标点。
较佳的，当选定的预定规则为驱动机器人在当前工作区域做螺旋向外的方式遍历时，所述起始出发点、所述工作起点至少其中之一的获取方式包括：选择最接近工作区域中心点的坐标点作为起始出发点。
进一步的，对于工作起点的获取方式，本发明较佳实施方式中，当选定的预定规则为驱动机器人在当前工作区域做弓字方式遍历时，选定当前工作区域距离当前机器人所在位置最近的坐标点作为工作起点。
需要说明的是，在同一工作周期中，机器人对工作区域首次遍历后，其剩余的工作区域中每个独立的工作区域的形状均不固定，当任一独立区域的形状接近于圆形时，采用螺旋向外的遍历方式进行遍历更为合适，当独立区域的形状不规则时，采用弓字形遍历方式进行遍历更为合适；当然，对于首次遍历也同样适应该规则；另外，在本发明具体应用过程中，用户可以辅助对机器人设置预设规则，在此不做进一步的赘述。
进一步的，本发明较佳实施方式中，当选定的预设规则为做螺旋向外的遍历方式时，判断当前工作区域的内切圆的直径是否大于预设直径阈值，若是，以选定的预设规则进行遍历，若否，更改预设规则为做弓字方式遍历，并以做弓字方式遍历对当前区域进行遍历。如此，以设计最优的方案对当前工作区域进行遍历；在该实施方式中的预设直径阈值为一固定数据，其大小可以根据需要具体设定，其值介于0和首次遍历时的工作区域内切圆直径的具体数值之间。
进一步的，所述方法还包括：下一个工作周期开始时，恢复栅格地图中的原始数据；首次遍历时，在当前工作区域中排除上一次工作周期的起始出发点后，选择任一坐标点作为本工作周期的工作起始点；或首次遍历时，区别于上一工作周期中机器人首次遍历时的行走方向更改机器人在本工作周期内首次遍历的行走方向；或首次遍历时，区别于上一工作周期中机器人首次遍历时选定的预设规则更改机器人在本工作周期内首次遍历时的预设规则。如此，在对同一工作区域进行多次割草作业时，由于相邻工作周期选择不同的遍历方式，如此，可以覆盖上次利用内置传感器进行遍历时由于草坪地形起伏、地表松软不均匀、草的疏密程度不同、零部件的不一致性等原因可能造成的漏割，达到更好的割草效果，提高工作效率。
为了便于理解，以下内容中描述多个具体示例以供理解本发明的内容。
结合图5A、5B、5C所示的本发明第一具体示例，在该具体示例中，首先如图5A所示，以距离充电站最近、且具有y值极大值的A1点作为起始出发点，利用全局定位导航将机器人驱动到A1点，并使用内置传感器做弓字形水平遍历区域A,直到此次不能再用此方式继续遍历；在此过程中，利用全局定位记录遍历的区域，并将遍历过的区域中栅格单元的标记修改为“1”。区域A遍历完成后，经过确认可知：工作区域中还存在独立的工作区域，分别为区域B、区域C以及区域D；其中区域B、C的面积均大于预设面积阈值，区域D为因草坪地形起伏、地表松软不均匀、草的疏密程度不同、零部件的不一致性等原因造成的漏割，其面积小于预设面积阈值；如此，结合图5B所示，进一步的，仅对区域B和区域C从新选定预设规则进行遍历；以当前机器人所在位置，即首次遍历的结束位置A2，选择距离区域A最近、且Y值极大值点作为区域B的工作起点A3，继续利用全局定位导航驱动机器人至A3点，并使用内置传感器做弓字形水平遍历区域B；结合图5C所示，区域B遍历完成后，以当前机器人所在位置，即对区域B遍历的结束位置A4，选择距离区域B最近、且Y值极大值点作为区域C的工作起点A5，继续利用全局定位导航驱动机器人至A5点，并使用内置传感器做弓字形水平遍历区域C；区域C遍历完成后，工作区域中不存在面积大于预设面积阈值的独立区域，此时，代表本周期遍历结束，可驱动机器人重新回到充电站位置，以准备下一工作周期的遍历。
结合图6所示，图6所示本发明第二具体示例与图5A、5B、5C所示的第一具体示例的遍历方式相类似，其区别在于，图6选择使用内置传感器做弓字形竖直遍历的方式遍历整个工作区域，在该示例中，首次遍历区域A,第二次遍历区域B，参照5A、5B、5C所示第一示例及说明，可以毫无疑义的得出该实施方式的具体遍历流程，在此不做进一步的赘述。
结合7A、7B、7C所示，本发明第三具体示例，在该具体示例中，首先如图7A所示，随机选定预设规则为向外螺旋方式进行遍历；并确认当前工作区域A的内切圆的直径大于预设直径阈值，如此，以内切圆的圆心附近坐标点A1为起始出发点，利用全局定位导航将机器人驱动到A1点，并使用内置传感器做向外螺旋遍历的方式遍历区域A,直到此次不能再用此方式继续遍历；在此过程中，利用全局定位记录遍历的区域，并将遍历过的区域中栅格单元的标记修改为“1”。区域A遍历完成后，经过确认可知：工作区域中还存在多个独立的工作区域，且存在面积大于预设面积阈值的多个独立的工作区域；结合图7B所示，同样选择做向外螺旋遍历的方式进行遍历，并经过确认后，确认区域B和区域C的内切圆的直径均大于预设直径阈值；相应的，仅对区域B和区域C做向外螺旋遍历，且选定内切圆的圆心附近坐标点A2、A3分别作为区域B和区域C的工作起点；结合图7C所示，当区域B、区域C遍历完成后，剩余的独立区域面积均大于预设面积阈值，且各内切圆的直径均小于预设直径阈值，因此，对剩余的独立区域仅可以选择弓字形遍历方式进行遍历；如此，分别在各独立区域中选择对应的工作起点，并采用弓字形遍历方式完成对整个工作区域的遍历；图7C形成以后，代表本周期遍历结束，可驱动机器人重新回到充电站位置，以准备下一工作周期的遍历。
本发明一实施方式中，还提供一种机器人，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述所述遍历方法的步骤。
本发明一实施方式中，还提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述遍历方法的步骤。
结合图8所示，提供一种遍历***，所述***包括：获取模块100，坐标系建立模块200以及解析处理模块300。
获取模块100用于获取栅格地图，所述栅格地图包括若干结构相同的栅格单元，所述栅格地图根据机器人是否工作区分为工作区域及非工作区域；坐标系建立模块200用于在栅格地图所在平面内选择任一点作为直角坐标系的坐标原点，并以坐标原点建立覆盖栅格地图的直角坐标系；解析处理模块300用于在同一工作周期内，若首次进行遍历，则在工作区域内随机选择一个坐标点作为起始出发点；驱动机器人到达起始出发点，并驱动机器按照随机选定的预设规则遍历起始出发点所在的工作区域且同步工作；所述预设规则包括：驱动机器人在当前工作区域做弓字方式遍历或者驱动机器人在当前工作区域做螺旋向外的方式遍历；在确认应用于首次遍历的当前预定规则无法继续执行时，获取剩余工作区域中每个独立的工作区域的面积，若任一独立的工作区域的面积不小于预设面积阈值，则在面积不小于预设面积阈值的工作区域选择任一坐标点作为工作起点，驱动机器人到达所述工作起点，自所述工作起点开始，随机选定所述预定规则进行遍历并同步工作，直至所有独立的工作区域的面积均小于预设面积阈值。
另外，本发明较佳实施方式中，获取模块100还用于：实现上述步骤S1；坐标系建立模块200还用于实现步骤S2，解析处理模块300还用于实现步骤S3及其他未具有标号的步骤。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施方式中的对应过程，在此不再赘述。
综上所述，本发明的遍历方法、***，机器人及可读存储介质，结合直角坐标系中的栅格地图坐标，采用弓字遍历和螺旋向外的方式遍历工作区域，并根据剩余工作区域的面积查缺补漏，形成一种高效的遍历方法，保证机器人遍历时的覆盖率，并有助于提高机器人的工作时的效率，同时有效避免漏割。
在本申请所提供的几个实施方式中，应该理解到，所揭露的模块，***和方法，均可以通过其它的方式实现。以上所描述的***实施方式仅仅是示意性的，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上，可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施方式方案的目的。
另外，在本申请各个实施方式中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以2个或2个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
最后应说明的是：以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施方式技术方案的精神和范围。

Claims (13)

1.一种遍历方法，其特征在于，所述方法包括：
获取栅格地图，所述栅格地图包括若干结构相同的栅格单元，所述栅格地图根据机器人是否工作区分为工作区域及非工作区域；
在栅格地图所在平面内选择任一点作为直角坐标系的坐标原点，并以坐标原点建立覆盖栅格地图的直角坐标系；
在同一工作周期内，若首次进行遍历，则在工作区域内随机选择一个坐标点作为起始出发点；
驱动机器人到达起始出发点，并驱动机器按照随机选定的预设规则遍历起始出发点所在的工作区域且同步工作；
在确认应用于首次遍历的当前预定规则无法继续执行时，获取剩余工作区域中每个独立的工作区域的面积，若任一独立的工作区域的面积不小于预设面积阈值，则在面积不小于预设面积阈值的工作区域选择任一坐标点作为工作起点，驱动机器人到达所述工作起点，自所述工作起点开始，随机选定所述预定规则进行遍历并同步工作，直至所有独立的工作区域的面积均小于预设面积阈值；所述预设规则包括：驱动机器人在当前工作区域做弓字方式遍历或者驱动机器人在当前工作区域做螺旋向外的方式遍历。
2.根据权利要求1所述的遍历方法，其特征在于，“所述栅格地图根据机器人是否工作区分为工作区域及非工作区域”具体包括：
以任意两个不同标识对栅格地图进行标记，两个标识分别以第一标识和第二标识进行表示；
机器人进入栅格地图之前，所述方法还包括：将工作区域的每一栅格单元均以第一标识进行标记，将非工作区域的每一栅格单元均以第二标识进行标记；
机器人在同一工作周期内工作过程中，所述方法还包括：若机器人在任一栅格单元中工作完成，则将当前栅格单元的标记自第一标识修改为第二标识。
3.根据权利要求1所述的遍历方法，其特征在于，“在栅格地图所在平面内选择任一点作为直角坐标系的坐标原点，并以坐标原点建立覆盖栅格地图的直角坐标系”具体包括：
在栅格地图之外选择任一点作为直角坐标系的坐标原点，以通过坐标原点，且将栅格地图划分在同一象限内的两条相互垂直的直线分别作为直角坐标系的X轴和Y轴。
4.根据权利要求3所述的遍历方法，其特征在于，所述方法还包括：
在栅格地图之外选择任一点作为直角坐标系的坐标原点，以通过坐标原点，且将栅格地图划分在第一象限内的两条相互垂直的直线分别作为直角坐标系的X轴和Y轴。
5.根据权利要求1所述的遍历方法，其特征是，“在栅格地图所在平面内选择任一点作为直角坐标系的坐标原点，并以坐标原点建立覆盖栅格地图的直角坐标系”具体包括：
以机器人在充电桩的停靠位置为坐标原点；
以为机器人充电的充电桩的开口方向为X轴方向，并以X轴旋转90°的方向为Y轴方向，建立直角坐标系。
6.根据权利要求1所述的遍历方法，其特征在于，当选定的预定规则为驱动机器人在当前工作区域做弓字方式遍历时，所述起始出发点、所述工作起点至少其中之一的获取方式包括：
选择当前工作区域中的极值坐标点作为起始出发点；所述极值坐标点包括：在X轴上具有最小横坐标的坐标点，在X轴上具有最大横坐标的坐标点，在Y轴上具有最小纵坐标的坐标点，在Y轴上具有最大纵坐标的坐标点。
7.根据权利要求1所述的遍历方法，其特征在于，当选定的预定规则为驱动机器人在当前工作区域做螺旋向外的方式遍历时，所述起始出发点、所述工作起点至少其中之一的获取方式包括：
选择最接近工作区域中心点的坐标点作为起始出发点。
8.根据权利要求1所述的遍历方法，其特征在于，当选定的预定规则为驱动机器人在当前工作区域做弓字方式遍历时，所述工作起点的获取方式包括：
选定当前工作区域距离当前机器人所在位置最近的坐标点作为工作起点。
9.根据权利要求1所述的遍历方法，其特征在于，所述方法还包括：当选定的预设规则为做螺旋向外的遍历方式时，判断当前工作区域的内切圆的直径是否大于预设直径阈值，若是，以选定的预设规则进行遍历，若否，更改预设规则为做弓字方式遍历，并以做弓字方式遍历对当前区域进行遍历。
10.根据权利要求1所述的遍历方法，其特征在于，所述方法还包括：
下一个工作周期开始时，恢复栅格地图中的原始数据；
首次遍历时，在当前工作区域中排除上一次工作周期的起始出发点后，选择任一坐标点作为本工作周期的工作起始点；
或首次遍历时，区别于上一工作周期中机器人首次遍历时的行走方向更改机器人在本工作周期内首次遍历的行走方向；
或首次遍历时，区别于上一工作周期中机器人首次遍历时选定的预设规则更改机器人在本工作周期内首次遍历时的预设规则。
11.一种机器人，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-10中任一项所述遍历方法的步骤。
12.一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-10中任一项所述遍历方法的步骤。
13.一种遍历***，其特征在于，所述***包括：
获取模块，用于获取栅格地图，所述栅格地图包括若干结构相同的栅格单元，所述栅格地图根据机器人是否工作区分为工作区域及非工作区域；
坐标系建立模块，用于在栅格地图所在平面内选择任一点作为直角坐标系的坐标原点，并以坐标原点建立覆盖栅格地图的直角坐标系；
解析处理模块，用于在同一工作周期内，若首次进行遍历，则在工作区域内随机选择一个坐标点作为起始出发点；
驱动机器人到达起始出发点，并驱动机器按照随机选定的预设规则遍历起始出发点所在的工作区域且同步工作；
在确认应用于首次遍历的当前预定规则无法继续执行时，获取剩余工作区域中每个独立的工作区域的面积，若任一独立的工作区域的面积不小于预设面积阈值，则在面积不小于预设面积阈值的工作区域选择任一坐标点作为工作起点，驱动机器人到达所述工作起点，自所述工作起点开始，随机选定所述预定规则进行遍历并同步工作，直至所有独立的工作区域的面积均小于预设面积阈值；所述预设规则包括：驱动机器人在当前工作区域做弓字方式遍历或者驱动机器人在当前工作区域做螺旋向外的方式遍历。
CN201911344487.4A 2019-12-24 2019-12-24 遍历方法、***，机器人及可读存储介质 Active CN113031509B (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911344487.4A CN113031509B (zh) 2019-12-24 2019-12-24 遍历方法、***，机器人及可读存储介质
US17/767,998 US20240085919A1 (en) 2019-12-24 2020-08-13 Traversal Method and System, Robot, and Readable Storage Medium
PCT/CN2020/108823 WO2021135248A1 (zh) 2019-12-24 2020-08-13 遍历方法、***，机器人及可读存储介质
EP20909899.5A EP4083737A4 (en) 2019-12-24 2020-08-13 CROSSING METHOD AND SYSTEM, ROBOT AND READABLE INFORMATION MEDIUM

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911344487.4A CN113031509B (zh) 2019-12-24 2019-12-24 遍历方法、***，机器人及可读存储介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113031509A CN113031509A (zh) 2021-06-25
CN113031509B true CN113031509B (zh) 2022-07-29

Family

ID=76451644

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911344487.4A Active CN113031509B (zh) 2019-12-24 2019-12-24 遍历方法、***，机器人及可读存储介质

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20240085919A1 (zh)
EP (1) EP4083737A4 (zh)
CN (1) CN113031509B (zh)
WO (1) WO2021135248A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113538625B (zh) * 2021-07-29 2024-03-15 中国人民解放军国防大学联合作战学院 基于六角格剖分的覆盖范围定位方法及存储介质
CN114371692B (zh) * 2021-11-26 2023-10-13 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院 能源约束下的巡逻船区域覆盖路径规划方法、***及装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109068933A (zh) * 2015-11-17 2018-12-21 罗伯特有限责任公司 借助机器人的机器人辅助表面处理
CN109240312A (zh) * 2018-11-23 2019-01-18 珠海市微半导体有限公司 一种机器人的清扫控制方法和芯片以及清洁机器人
CN109508002A (zh) * 2018-11-09 2019-03-22 深圳乐动机器人有限公司 一种机器人清扫地面的方法、装置及机器人
CN109528090A (zh) * 2018-11-24 2019-03-29 珠海市微半导体有限公司 一种机器人的区域遍历方法和芯片以及清洁机器人
CN109947114A (zh) * 2019-04-12 2019-06-28 南京华捷艾米软件科技有限公司 基于栅格地图的机器人全覆盖路径规划方法、装置及设备
CN110488820A (zh) * 2019-08-12 2019-11-22 珠海市一微半导体有限公司 一种自移动机器人的区域遍历方法及芯片

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3375843B2 (ja) * 1997-01-29 2003-02-10 本田技研工業株式会社 ロボットの自律走行方法および自律走行ロボットの制御装置
JP2003266349A (ja) * 2002-03-18 2003-09-24 Sony Corp 位置認識方法、その装置、そのプログラム、その記録媒体及び位置認識装置搭載型ロボット装置
US9630319B2 (en) * 2015-03-18 2017-04-25 Irobot Corporation Localization and mapping using physical features
EP3957447B1 (en) * 2016-09-14 2024-06-26 iRobot Corporation Systems and methods for configurable operation of a robot based on area classification
CN107368079B (zh) * 2017-08-31 2019-09-06 珠海市一微半导体有限公司 机器人清扫路径的规划方法及芯片
CN109540155A (zh) * 2019-02-01 2019-03-29 西安全志科技有限公司 一种扫地机器人的路径规划与导航方法、计算机装置以及计算机可读存储介质
CN110398964B (zh) * 2019-07-16 2022-02-01 浙江大学 一种低能量损耗机器人全覆盖路径规划方法及***
CN110456789A (zh) * 2019-07-23 2019-11-15 中国矿业大学 一种清洁机器人的全覆盖路径规划方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109068933A (zh) * 2015-11-17 2018-12-21 罗伯特有限责任公司 借助机器人的机器人辅助表面处理
CN109508002A (zh) * 2018-11-09 2019-03-22 深圳乐动机器人有限公司 一种机器人清扫地面的方法、装置及机器人
CN109240312A (zh) * 2018-11-23 2019-01-18 珠海市微半导体有限公司 一种机器人的清扫控制方法和芯片以及清洁机器人
CN109528090A (zh) * 2018-11-24 2019-03-29 珠海市微半导体有限公司 一种机器人的区域遍历方法和芯片以及清洁机器人
CN109947114A (zh) * 2019-04-12 2019-06-28 南京华捷艾米软件科技有限公司 基于栅格地图的机器人全覆盖路径规划方法、装置及设备
CN110488820A (zh) * 2019-08-12 2019-11-22 珠海市一微半导体有限公司 一种自移动机器人的区域遍历方法及芯片

Also Published As

Publication number Publication date
US20240085919A1 (en) 2024-03-14
CN113031509A (zh) 2021-06-25
EP4083737A4 (en) 2024-01-24
EP4083737A1 (en) 2022-11-02
WO2021135248A1 (zh) 2021-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111290388B (zh) 路径追踪方法、***，机器人及可读存储介质
EP1844420B1 (en) A path planner and method for planning a path plan having a spiral-shape component
CN113126613B (zh) 智能割草***及其自主建图方法
EP3942381B1 (en) Smart scheduling for autonomous machine operation
CN112584697A (zh) 使用视觉***的自主机器导航和训练
CN113031509B (zh) 遍历方法、***，机器人及可读存储介质
CN112445212A (zh) 路径规划方法、***，机器人及可读存储介质
CN111208817B (zh) 窄道通行方法、装置、移动装置以及计算机可读存介质
CN112393737B (zh) 障碍地图的创建方法、***，机器人及可读存储介质
CN113115621B (zh) 智能割草***及其自主建图方法
CN112806912B (zh) 机器人的清洁控制方法、装置及机器人
CN111399524B (zh) 机器人清扫方法及机器人
CN114353801B (zh) 自移动设备及其导航方法
CN114937258B (zh) 割草机器人的控制方法、割草机器人以及计算机存储介质
CN114342640A (zh) 数据处理方法、自动园艺设备及计算机程序产品
CN211698708U (zh) 自动工作***
CN113552865A (zh) 遍历方法、***，机器人及可读存储介质
CN113207412B (zh) 视觉伺服割草机器人目标跟踪方法和视觉伺服割草机器人
CN112204488B (zh) 自移动设备的工作方法及装置、自移动设备
CN110663345B (zh) 割草机器人割草控制方法、***及装置
CN112486157B (zh) 自动工作***及其转向方法、自移动设备
US20230297114A1 (en) Method for controlling autonomous mobile device, autonomous mobile device, and computer storage medium
US20240231388A9 (en) Automatic work system and turning method therefor, and self-moving device
CN115248588A (zh) 自移动设备及其运动控制方法
CN114510010A (zh) 机器人自动充电方法、***，机器人及存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230525

Address after: 215000 No. 8 Ting Rong Street, Suzhou Industrial Park, Jiangsu, China

Patentee after: Suzhou Cleva Precision Machinery & Technology Co.,Ltd.

Patentee after: SKYBEST ELECTRIC APPLIANCE (SUZHOU) Co.,Ltd.

Address before: 215000 Huahong street, Suzhou Industrial Park, Jiangsu 18

Patentee before: Suzhou Cleva Precision Machinery & Technology Co.,Ltd.