JP7408072B2 - 密集した障害物に基づく清掃制御方法 - Google Patents
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Claims (18)
- 密集した障害物に基づく清掃制御方法であって、
グリッド地図における予め設定された摺動矩形枠により画定された障害物のグリッド数の特徴に基づいて、密集した障害物点を標記し、そしてステップ2に入るステップ1と、
グリッド地図における標記済みの密集した障害物点に基づいて、終点位置が対応する密集した障害物点でありかつ他の障害物のグリッドを通っていないナビゲーション経路を計画し、そして、ステップ3に入るステップ2と、
掃除ロボットが前記ステップ2で計画したナビゲーション経路に従って各密集した障害物点に対応する実際位置へナビゲーションする過程において、前記掃除ロボットにより検出された障害物衝突状況に基づいて、現在衝突した障害物の周りを1周走行するように前記掃除ロボットを制御し、現在衝突した障害物に対応するグリッドの清掃状態を標記するステップ3であって、前記掃除ロボットは、現在衝突した障害物の周りを走行しながら、清掃作業を実行するステップ3とを含む、ことを特徴とする清掃制御方法。 - 前記掃除ロボットが前記ステップ2で計画したナビゲーション経路に従ってすべての標記済みの密集した障害物点のナビゲーション及びトラバーサルを完了した後、未清掃領域へナビゲーションするように前記掃除ロボットを制御し、そして、前記ステップ1に戻って、新しい密集した障害物点を標記し、前記掃除ロボットが前記グリッド地図における対応する全ての領域のトラバーサルを完了するまで、上記ステップを繰り返すステップ4をさらに含む、ことを特徴とする請求項1に記載の清掃制御方法。
- 前記ステップ3において、前記掃除ロボットが前記ステップ2で計画したナビゲーション経路に従って各密集した障害物点に対応する実際位置へナビゲーションする過程において、前記掃除ロボットにより検出された障害物衝突状況に基づいて、現在衝突した障害物の周りを1周走行して、現在衝突した障害物に対応するグリッドの清掃状態を標記するように前記掃除ロボットを制御する方法は、
前記掃除ロボットが前記ステップ2で計画したナビゲーション経路に従って清掃対象の密集した障害物点に対応する実際位置にナビゲーションするまでに、障害物に衝突したことを検出すると、現在衝突した障害物の周りを1周走行するように前記掃除ロボットを制御し、前記掃除ロボットが現在衝突した障害物の周りを1周走行した後、当該障害物を清掃済みの障害物状態として標記することと、
前記掃除ロボットが清掃対象の密集した障害物点に対応する実際位置にナビゲーションした場合、当該清掃対象の密集した障害物点での障害物に衝突したことを検出すると、当該清掃対象の密集した障害物点での障害物の周りを1周走行するように前記掃除ロボットを制御し、前記掃除ロボットが当該清掃対象の密集した障害物点での障害物の周りを1周走行した後、当該清掃対象の密集した障害物点を清掃済みの障害物状態として標記することであって、清掃対象の密集した障害物点は、予め設定された清掃用の密集した障害物点であることとを含む、ことを特徴とする請求項2に記載の清掃制御方法。 - 前記ステップ3は、
前記掃除ロボットが清掃対象の密集した障害物点に対応する実際位置にナビゲーションした場合、前記掃除ロボットが清掃対象の密集した障害物点に対応する実際位置をそのまま通過したことを検出すると、当該清掃対象の密集した障害物点を清掃済みの空きスペース状態として標記することであって、清掃対象の密集した障害物点は、予め選択された清掃対象のターゲット障害物であることをさらに含む、ことを特徴とする請求項3に記載の清掃制御方法。 - 前記ステップ1において標記済みのすべての密集した障害物点を前記清掃済みの障害物状態又は前記清掃済みの空きスペース状態として標記すると、前記ステップ4に入る、ことを特徴とする請求項4に記載の清掃制御方法。
- 前記ステップ3は、
前記掃除ロボットが第1予め設定されたナビゲーション経路に従って前記清掃対象の密集した障害物点に対応する実際位置にナビゲーションするまでに、障害物に衝突したことを検出すると、当該障害物の周りを1周走行するように前記掃除ロボットを制御するととともに、前記掃除ロボットが前記清掃対象の密集した障害物点に対応する実際位置にナビゲーションしたか否かを検出し、そして、ステップ32に入るステップ31と、
前記掃除ロボットが同一の障害物の周りを1周走行した場合、前記掃除ロボットが前記清掃対象の密集した障害物点に対応する実際位置にナビゲーションしていないことを検出すると、ステップ33に入るステップ32と、
ステップ32の実行回数が3に達したか否かを判断し、達した場合、前記清掃対象の密集した障害物点を前記清掃済みの障害物状態として標記し、そうではない場合、ステップ34に入るステップ33と、
前記ステップ2で計画したすべてのナビゲーション経路から、終点グリッド位置が前記清掃対象の密集した障害物点であり、且つ第1予め設定されたナビゲーション経路とは異なる第2予め設定されたナビゲーション経路を検索し、そしてステップ35に入るステップ34と、
ステップ34において検索した第2予め設定されたナビゲーション経路に沿って移動するように前記掃除ロボットを制御し、前記掃除ロボットが前記清掃対象の密集した障害物点に対応する実際位置にナビゲーションしたことを検出するか又は前記ステップ32の実行回数が3に達したことを判断するまで、ステップ31~ステップ34を繰り返すステップ35とを含み、前記ステップ35から前記ステップ31に戻った後、前記ステップ31における第1予め設定されたナビゲーション経路は、ステップ34の第2予め設定されたナビゲーション経路に置換され、前記ステップ2で計画したナビゲーション経路は、第1予め設定されたナビゲーション経路と第2予め設定されたナビゲーション経路を含む、ことを特徴とする、請求項5に記載の清掃制御方法。 - 前記掃除ロボットが前記清掃対象の密集した障害物点に対応する実際位置にナビゲーションしたか否かを検出する方法は、
前記掃除ロボットの現在位置と前記清掃対象の密集した障害物点に対応する実際位置との距離が前記掃除ロボットの本体の直径の4分の1未満である場合、前記掃除ロボットが前記清掃対象の密集した障害物点に対応する実際位置にナビゲーションしたと決定し、そうではない場合、前記掃除ロボットが前記清掃対象の密集した障害物点に対応する実際位置にナビゲーションしていないと決定する、ことを特徴とする請求項6に記載の清掃制御方法。 - 前記掃除ロボットが現在衝突した障害物の周りを1周走行したかを判断する方法は、
障害物の周りを1周走行するように前記掃除ロボットを制御する前に、前記掃除ロボットの障害物との衝突位置を取得することと、
その後、衝突位置から障害物の周りを走行するように前記掃除ロボットを制御し、前記掃除ロボットの回転角度か360度以上であるか否かを判断するとともに、前記掃除ロボットの現在位置と前記衝突位置との距離が前記掃除ロボットの本体の直径の4分の1未満であるか否かを判断し、両方の判断条件がいずれも成立する場合、前記掃除ロボットが現在衝突した障害物の周りを1周走行したと決定し、そうではない場合、前記掃除ロボットが現在衝突した障害物の周りを1周走行していないと決定することとを含む、ことを特徴とする請求項1~7のいずれか1項に記載の清掃制御方法。 - 前記掃除ロボットが現在衝突した障害物の周りを1周走行したかを判断する方法は、
障害物の周りを1周走行するように前記掃除ロボットを制御する前に、前記掃除ロボットの障害物との衝突位置を取得することと、
その後、衝突位置から障害物の周りを走行するように前記掃除ロボットを制御し、前記掃除ロボットの回転角度か400度以上であるか否かを判断し、以上である場合、前記掃除ロボットが現在衝突した障害物の周りを1周走行したと決定し、そうではない場合、前記掃除ロボットが現在衝突した障害物の周りを1周走行していないと決定することとを含む、ことを特徴とする請求項1~7のいずれか1項に記載の清掃制御方法。 - 前記ステップ1は、具体的には、
掃除すべき領域内において予め設定された弓字形計画経路に従って清掃するように掃除ロボットを制御するステップ11であって、掃除ロボットが清掃中に障害物を検出すると、リアルタイムで構築したグリッド地図に障害物のグリッドを標記するが、当該障害物を迂回しないように掃除ロボットを制御し、障害物のグリッドは、間隔をおいて分布する障害物のグリッドを含むステップ11と、
摺動矩形枠がグリッド地図を移動しながら画定した間隔をおいて分布する障害物のグリッドの数に基づいて、グリッド地図に密集した障害物の基準単位領域を設定し、そして密集した障害物の基準単位領域の中心を構築開始点とし、摺動矩形枠のサイズと同一である予め設定された数の位置決め矩形枠を設定し、構築開始点から、グリッド地図における構築開始点に対して中心対称な予め設定された数のトラバーサル方向に沿ってそれぞれ移動するようにこれらの位置決め矩形枠を制御するステップ12と、
各位置決め矩形枠が移動後に移動前に比べて画定した新領域の面積と対応する位置決め矩形枠が移動前に画定した領域の面積との比と、同一の位置決め矩形枠が移動前後に画定した間隔をおいて分布する障害物のグリッドの数の変化量との間の関係に基づいて、各位置決め矩形枠が対応するトラバーサル方向へ移動し続けるかを制御するとともに、各位置決め矩形枠により画定された間隔をおいて分布する障害物のグリッドを密集した障害物点として標記するステップ13であって、各位置決め矩形枠は、いずれも、1つの単位トラバーサル距離だけ対応するトラバーサル方向へ1回移動するように構成されているステップ13とを含む、ことを特徴とする請求項1に記載の清掃制御方法。 - 前記ステップ1は、予め設定された数の位置決め矩形枠の全てが移動を停止した場合、標記済みのすべての密集した障害物点に対応するグリッドを組み合わせて密集した障害物領域として構築するステップ14をさらに含む、ことを特徴とする請求項10に記載の清掃制御方法。
- 前記間隔をおいて分布する障害物のグリッドは、前記ステップ11において標記した障害物のグリッドのうち、連続的に分布するN個の障害物のグリッドを除く障害物のグリッドであり、
Nは、前記グリッド地図における予め設定されたグリッドのサイズ、及び、前記掃除すべき領域内における標記された障害物の実際のサイズに基づいて設定された連続的に分布するグリッドの数である、ことを特徴とする請求項11に記載の清掃制御方法。 - 前記ステップ12において、グリッド地図に密集した障害物の基準単位領域を設定する方法は、
グリッド地図を移動するように前記摺動矩形枠を制御するとともに、前記摺動矩形枠がグリッド地図に画定した間隔をおいて分布する障害物のグリッドを未清掃状態として標記し、これらの画定した間隔をおいて分布する障害物のグリッドの数をリアルタイムで記録することと、
前記摺動矩形枠により画定された間隔をおいて分布する障害物のグリッドの数が第1密集閾値以上である場合、摺動矩形枠が現在画定した矩形領域を前記密集した障害物の基準単位領域として設定することであって、第1密集閾値は、グリッド地図における前記密集した障害物点の分布の密集度が、前記間隔をおいて分布する障害物間の隙間領域が前記掃除ロボットの清掃漏れ領域となるのに十分であることを意味することとを含む、ことを特徴とする請求項12に記載の清掃制御方法。 - 前記ステップ13において、各位置決め矩形枠が移動後に移動前に比べて画定した新領域の面積と対応する位置決め矩形枠が移動前に画定した領域の面積との比と、同一の位置決め矩形枠が移動前後に画定した間隔をおいて分布する障害物のグリッドの数の大きさ変化量との間の関係に基づいて、各位置決め矩形枠が対応するトラバーサル方向へ移動し続けるかを制御する方法は、
そのうち1つの位置決め矩形枠が対応するトラバーサル方向へ前記単位トラバーサル距離だけ移動するたびに、移動後の当該位置決め矩形枠により画定された間隔をおいて分布する障害物のグリッドの数と、移動前の当該位置決め矩形枠により画定された間隔をおいて分布する障害物のグリッドの数との比が移動後の当該位置決め矩形枠における、移動前の当該位置決め矩形枠と重なっていない領域の面積の割合以上であるか否かを判断し、以上である場合、トラバーサル方向へ前記単位トラバーサル距離だけ移動し続けるように当該位置決め矩形枠を制御し、そうではない場合、移動を停止するように当該位置決め矩形枠を制御することを含み、移動後の当該位置決め矩形枠における、移動前の当該位置決め矩形枠と重なっていない領域の面積の割合は、当該位置決め矩形枠が移動後に移動前に比べて画定した新領域の面積と、同一の位置決め矩形枠が移動前に画定した領域の面積との比である、ことを特徴とする請求項13に記載の清掃制御方法。 - 前記位置決め矩形枠は、正方形枠であり、前記予め設定された数は、8であり、
前記構築開始点に対して中心対称な前記トラバーサル方向は、
前記密集した障害物の基準単位領域に設定された正方形枠の横方向辺長の右向き方向と、前記密集した障害物の基準単位領域に設定された正方形枠の横方向辺長の左向き方向と、前記密集した障害物の基準単位領域に設定された正方形枠の縦方向辺長の上向き方向と、前記密集した障害物の基準単位領域に設定された正方形枠の縦方向辺長の下向き方向と、前記密集した障害物の基準単位領域に設定された正方形枠の対角線の左上方向と、前記密集した障害物の基準単位領域に設定された正方形枠の対角線の左下方向と、前記密集した障害物の基準単位領域に設定された正方形枠の対角線の右上方向と、前記密集した障害物の基準単位領域に設定された正方形枠の対角線の右下方向とを含む、ことを特徴とする請求項12~14のいずれか1項に記載の清掃制御方法。 - 前記ステップ11において、掃除すべき領域内において予め設定された弓字形計画経路に従って清掃するように掃除ロボットを制御し、掃除ロボットが清掃中に障害物を検出すると、当該障害物を迂回しない方法は、
前記予め設定された弓字形計画経路に沿って走行するように前記掃除ロボットを制御し、前記掃除ロボットが前記予め設定された弓字形計画経路の予め設定された直線経路において障害物に衝突した場合、予め設定された角度だけ回転するように前記掃除ロボットの本体を制御することで、前記掃除ロボットが現在の前進方向を調整して、予め設定された直線経路セクションと予め設定された距離をおいた未清掃直線経路に移動することを含み、
当該未清掃直線経路は、前記予め設定された弓字形計画経路に属し、予め設定された直線経路の方向と平行し、予め設定された距離は、前記予め設定された弓字形計画経路の隣接する2つの平行する直線経路の間隔距離の予め設定された倍数であり、当該予め設定された倍数は、前記掃除ロボットが現在衝突した障害物のサイズに関連しており、前記掃除ロボットは、前記予め設定された直線経路から前記予め設定された距離をおいた未清掃直線経路に移動する全過程にわたって、清掃作業を実行する、ことを特徴とする請求項12に記載の清掃制御方法。 - 前記予め設定された角度だけ回転するように前記掃除ロボットの本体を制御する過程において、前記掃除ロボットが障害物に衝突したことを検出すると、前記予め設定された直線経路と前記予め設定された距離をおいた未清掃直線経路に到達するまで、当該障害物のエッジに沿って走行するように前記掃除ロボットを制御し、弓字形計画清掃を維持するが、当該障害物を完全に迂回してはいない、ことを特徴とする請求項16に記載の清掃制御方法。
- 1つの予め設定された開始点位置から前記予め設定された直線経路に移動するように前記掃除ロボットを制御する過程において、障害物に衝突したことを検出すると、前記予め設定された弓字形計画経路の他の未清掃直線経路を検索するように前記掃除ロボットを制御して、前記掃除ロボットが検索した未清掃経路に従って清掃を継続して、検索前に検出した障害物を回避し、当該予め設定された開始点位置は、前記予め設定された直線経路の外に位置する、ことを特徴とする請求項16に記載の清掃制御方法。
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