CN103197677A - 吸尘机器人的贴边行走算法 - Google Patents

Abstract

公开一种吸尘机器人的贴边行走算法，所述的吸尘机器人包括车架，所述车架上设置了两个驱动轮和与所述的驱动轮连接两个驱动轮电机、一个支撑轮，安装在前方的前视障碍物检测传感器，安装在左侧的侧视障碍物检测传感器，安装在所述的车架底部的台阶检测传感器，以及提供电源的可充电电池，进行真空吸尘的吸尘电机，进行集中控制的处理器，所述的驱动轮电机、吸尘电机、前视障碍物检测传感器、侧视障碍物检测传感器和台阶检测传感器与处理器连接，所述的处理器设置贴边行走算法，所述的贴边行走算法根据墙壁或者障碍物的不同位置设计不同的策略，引导所述的吸尘机器人沿着墙壁或者障碍物行走。

Description

吸尘机器人的贴边行走算法

技术领域

本发明涉及一种吸尘机器人的贴边行走算法，属于自动控制领域。

背景技术

              吸尘机器人在室内环境下工作，因为环境的复杂性，其工作效率很低，会产生很多重复清扫的地方，而有些地方又始终清扫不到。造成这样的原因是在于吸尘机器人没有对环境进行工作之前的学习过程，对环境的整体状况不了解。同时，在房间的墙边位置本来就是容易积灰的地方，但是吸尘机器人到达墙边的概率较低，这样就经常在墙边留下未清扫的痕迹。进一步，室内环境中的障碍物很容易将房间分割成几个区域，让吸尘机器人总是局限在某个区域，为实现遍历清扫造成了障碍。这些问题，都需要为吸尘机器人设定一种贴边行走的模式，集环境学习、墙边清扫以及障碍物绕行为一体。

发明内容

本发明的目的是为吸尘机器人提供一种进行环境学习或者绕过障碍物的方法，根据墙壁或者障碍物的不同位置设计不同的策略，引导吸尘机器人沿着墙壁或者障碍物行走，该控制算法控制简单，易于实现。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

吸尘机器人的贴边行走算法，所述的吸尘机器人包括车架，所述车架上设置了两个驱动轮和与所述的驱动轮连接两个驱动轮电机、一个支撑轮，安装在前方的前视障碍物检测传感器，安装在左侧的侧视障碍物检测传感器，安装在所述的车架底部的台阶检测传感器，以及提供电源的可充电电池，进行真空吸尘的吸尘电机，进行集中控制的处理器，所述的驱动轮电机、吸尘电机、前视障碍物检测传感器、侧视障碍物检测传感器和台阶检测传感器与处理器连接，所述的处理器设置贴边行走算法，所述的贴边行走算法，通过以下步骤实现所述的吸尘机器人沿墙壁或者障碍物行走：

(1)、当所述的吸尘机器人处在墙壁或者障碍物的平直区域的时候，依靠所述的侧视障碍物检测传感器与墙壁或者障碍物保持一定距离，保持前进；

(2)、当所述的吸尘机器人处在墙壁或者障碍物的拐弯区域的时候，所述的侧视障碍物检测传感器不能检测到墙壁或者障碍物，所述的吸尘机器人向左旋转直到所述的侧视障碍物检测传感器重新检测到墙壁或者障碍物，然后继续前进；

(3)、当所述的吸尘机器人处在墙壁或者障碍物的角落的时候，如果所述的前视障碍物检测传感器检测到墙壁或者障碍物，向右方向旋转，直到所述的前视障碍物检测传感器不能检测到墙壁或者障碍物，然后继续前进；

(4)、当所述的吸尘机器人遇到台阶的时候，如果所述的台阶检测传感器输出有效信号，后退并向右方向旋转一定角度，然后继续前进。

所述的侧视障碍物检测传感器可安装在所述的吸尘机器人的右侧，所述的贴边行走算法包括以下步骤：

(1)、当所述的吸尘机器人处在墙壁或者障碍物的平直区域的时候，依靠所述的侧视障碍物检测传感器与墙壁或者障碍物保持一定距离，保持前进；

(2)、当所述的吸尘机器人处在墙壁或者障碍物的拐弯区域的时候，所述的侧视障碍物检测传感器不能检测到墙壁或者障碍物，所述的吸尘机器人向右旋转直到所述的侧视障碍物检测传感器重新检测到墙壁或者障碍物，然后继续前进；

(3)、当所述的吸尘机器人处在墙壁或者障碍物的角落的时候，如果所述的前视障碍物检测传感器检测到墙壁或者障碍物，向左方向旋转，直到所述的前视障碍物检测传感器不能检测到墙壁或者障碍物，然后继续前进；

(4)、当所述的吸尘机器人遇到台阶的时候，如果所述的台阶检测传感器输出有效信号，后退并向左方向旋转一定角度，然后继续前进。

所述的台阶检测传感器设置红外发射装置和红外接收装置，所述的红外发射装置和红外接收装置的方向设置为向下，所述的红外发射装置发射红外光经过地面反射以后被所述的红外接收装置接收。

实施本发明的积极效果是：1、通过该算法可实现对环境轮廓的学习和障碍物的绕行；2、控制方法简单，易于实现。

附图说明

图1 吸尘机器人的控制结构框图；

图2平直区域的路径规划；

图3拐弯区域的路径规划；

图4角落区域的路径规划；

图5台阶区域的路径规划。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步说明：

参照图1-5，一种吸尘机器人的贴边行走算法。

所述的吸尘机器人1包括车架，所述车架上设置了两个驱动轮和与所述的驱动轮连接两个驱动轮电机4、一个支撑轮。安装在前方的前视障碍物检测传感器5，用于检测前方的障碍物情况；安装在左侧的侧视障碍物检测传感器8，用于测量所述的吸尘机器人1与侧面障碍物的距离；安装在所述的车架底部的台阶检测传感器6，用于测量所述的吸尘机器人1的前方是否有台阶这样的情况。所述的台阶检测传感器6设置红外发射装置和红外接收装置，所述的红外发射装置和红外接收装置的方向设置为向下，并且设置所述的红外发射装置发射红外光经过地面反射以后被所述的红外接收装置接收。这样，当所述的吸尘机器人1遇到台阶的情况，由于红外光的反射面的高度发生了很大的变化，所述的红外接收装置不能收到发射的红外光，因此所述的吸尘机器人1可以识别出这种情况并及时采取措施避免跌落下去。

还设计提供电源的可充电电池3，这样所述的吸尘机器人1可以在工作环境中自由移动。设置进行真空吸尘的吸尘电机7，用于在所述的吸尘机器人1内部形成真空，利用真空产生的吸力进行地面清洁。

设置进行集中控制的处理器2，所述的驱动轮电机4、吸尘电机7、前视障碍物检测传感器5、侧视障碍物检测传感器8和台阶检测传感器6与处理器2连接。所述的处理器2通过分别设置两个所述的驱动轮电机4的速度和方向来实现所述的吸尘机器人1的自由运动，可以前进、后退以及任意半径的旋转。同时，可以利用所述的前视障碍物检测传感器5和侧视障碍物检测传感器8检测前方和侧面的障碍物距离。所述的前视障碍物检测传感器5和侧视障碍物检测传感器8可以设置为超声波测距传感器，也可以设置为红外线测距传感器。

所述的处理器2设置贴边行走算法，所述的贴边行走算法，通过以下步骤实现所述的吸尘机器人1沿墙壁或者障碍物行走：

(1)、当所述的吸尘机器人1处在墙壁或者障碍物的平直区域的时候，依靠所述的侧视障碍物检测传感器8与墙壁或者障碍物保持一定距离，保持前进；

(2)、当所述的吸尘机器人1处在墙壁或者障碍物的拐弯区域的时候，所述的侧视障碍物检测传感器8不能检测到墙壁或者障碍物，所述的吸尘机器人1向左旋转直到所述的侧视障碍物检测传感器8重新检测到墙壁或者障碍物，然后继续前进；

(3)、当所述的吸尘机器人1处在墙壁或者障碍物的角落的时候，如果所述的前视障碍物检测传感器5检测到墙壁或者障碍物，向右方向旋转，直到所述的前视障碍物检测传感器5不能检测到墙壁或者障碍物，然后继续前进；

(4)、当所述的吸尘机器人1遇到台阶的时候，如果所述的台阶检测传感器6输出有效信号，后退并向右方向旋转一定角度，然后继续前进。

这样，所述的吸尘机器人1沿着墙壁或者障碍物实现了靠左边行走。同样，所述的吸尘机器人1也可以沿着墙壁或者障碍物靠右边行走，这时需要将所述的侧视障碍物检测传感器8安装在所述的吸尘机器人1的右侧，所述的遍历路径规划方法包括以下步骤：

所述的侧视障碍物检测传感器8可安装在所述的吸尘机器人1的右侧，所述的贴边行走算法包括以下步骤：

(1)、当所述的吸尘机器人1处在墙壁或者障碍物的平直区域的时候，依靠所述的侧视障碍物检测传感器8与墙壁或者障碍物保持一定距离，保持前进；

(2)、当所述的吸尘机器人1处在墙壁或者障碍物的拐弯区域的时候，所述的侧视障碍物检测传感器8不能检测到墙壁或者障碍物，所述的吸尘机器人1向右旋转直到所述的侧视障碍物检测传感器8重新检测到墙壁或者障碍物，然后继续前进；

(3)、当所述的吸尘机器人1处在墙壁或者障碍物的角落的时候，如果所述的前视障碍物检测传感器5检测到墙壁或者障碍物，向左方向旋转，直到所述的前视障碍物检测传感器5不能检测到墙壁或者障碍物，然后继续前进；

(4)、当所述的吸尘机器人1遇到台阶的时候，如果所述的台阶检测传感器6输出有效信号，后退并向左方向旋转一定角度，然后继续前进。

综上所述，吸尘机器人1可以沿着墙壁或者障碍物行走实现了对环境的学习，同时也可以对边角区域进行清扫，并且可以对障碍物实现绕行，该算法控制简单，易于实现。

Claims (3)

1.吸尘机器人的贴边行走算法，所述的吸尘机器人包括车架，所述车架上设置了两个驱动轮和与所述的驱动轮连接两个驱动轮电机、一个支撑轮，安装在前方的前视障碍物检测传感器，安装在左侧的侧视障碍物检测传感器，安装在所述的车架底部的台阶检测传感器，以及提供电源的可充电电池，进行真空吸尘的吸尘电机，进行集中控制的处理器，所述的驱动轮电机、吸尘电机、前视障碍物检测传感器、侧视障碍物检测传感器和台阶检测传感器与处理器连接，其特征在于：所述的处理器设置贴边行走算法，所述的贴边行走算法，通过以下步骤实现所述的吸尘机器人沿墙壁或者障碍物行走：

(1)、当所述的吸尘机器人处在墙壁或者障碍物的平直区域的时候，依靠所述的侧视障碍物检测传感器与墙壁或者障碍物保持一定距离，保持前进；

(2)、当所述的吸尘机器人处在墙壁或者障碍物的拐弯区域的时候，所述的侧视障碍物检测传感器不能检测到墙壁或者障碍物，所述的吸尘机器人向左旋转直到所述的侧视障碍物检测传感器重新检测到墙壁或者障碍物，然后继续前进；

(3)、当所述的吸尘机器人处在墙壁或者障碍物的角落的时候，如果所述的前视障碍物检测传感器检测到墙壁或者障碍物，向右方向旋转，直到所述的前视障碍物检测传感器不能检测到墙壁或者障碍物，然后继续前进；

(4)、当所述的吸尘机器人遇到台阶的时候，如果所述的台阶检测传感器输出有效信号，后退并向右方向旋转一定角度，然后继续前进。

2.根据权利要求1所述的吸尘机器人的贴边行走算法，其特征是：所述的侧视障碍物检测传感器可安装在所述的吸尘机器人的右侧，所述的贴边行走算法包括以下步骤：

(1)、当所述的吸尘机器人处在墙壁或者障碍物的平直区域的时候，依靠所述的侧视障碍物检测传感器与墙壁或者障碍物保持一定距离，保持前进；

(2)、当所述的吸尘机器人处在墙壁或者障碍物的拐弯区域的时候，所述的侧视障碍物检测传感器不能检测到墙壁或者障碍物，所述的吸尘机器人向右旋转直到所述的侧视障碍物检测传感器重新检测到墙壁或者障碍物，然后继续前进；

(3)、当所述的吸尘机器人处在墙壁或者障碍物的角落的时候，如果所述的前视障碍物检测传感器检测到墙壁或者障碍物，向左方向旋转，直到所述的前视障碍物检测传感器不能检测到墙壁或者障碍物，然后继续前进；

(4)、当所述的吸尘机器人遇到台阶的时候，如果所述的台阶检测传感器输出有效信号，后退并向左方向旋转一定角度，然后继续前进。

3.根据权利要求1、2所述的吸尘机器人的贴边行走算法，其特征是：所述的台阶检测传感器设置红外发射装置和红外接收装置，所述的红外发射装置和红外接收装置的方向设置为向下，所述的红外发射装置发射红外光经过地面反射以后被所述的红外接收装置接收。

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