CN107402567A - 组合机器人及其巡航路径生成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种组合机器人及其巡航路径生成方法,该方法包括:步骤100:提供或生成所述自移动机器人的工作地图;步骤200:在所述工作地图上标注目标点;步骤300:根据目标点在工作地图中的位置,生成规划路径;步骤400:组合机器人按照所述规划路径开始行走,并判断是否在行走过程中遇到障碍物:如果是,则根据与障碍物相遇的相对位置选择不同的路径调整方式,并根据行走路径更新所述规划路径形成实际路径;否则直接行走形成实际路径;步骤500:保存所述实际路径,作为组合机器人的巡航路径。本发明以多种路径组合的方式生成组合机器人最终的行走路径,确保了组合机器人的行走更加有效、可靠和便捷,提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种组合机器人及其巡航路径生成方法,属于小家电制造技术领域。
背景技术
自移动机器人以其控制方便行动灵活得到广泛应用,但现有的自移动机器人功能单一,无法满足用户对自移动机器人高智能、多功能和高效能的需求,有鉴于此,组合机器人应运而生。由于组合机器人是通过自移动机器人和功能模块组合连接而成,而且所述的功能模块可能为一种或多种的组合,势必会增加自移动机器人的高度。而组合机器人的行走路径通常是基于自移动机器人在工作环境中运动扫描形成的工作地图,并在其基础上计算规划出最优路径。由于组合机器人的高度大于自移动机器人的高度,当按照之前最优路径行走时,自移动机器人能够通过的地方,也许由于实际环境高矮或大小的变化,或者临时障碍物的出现,使组合机器人无法通过。同时,如果组合连接在自移动机器人上的功能模块对作业区域有特殊要求,例如:安防模块,则无法通过按照最优路径行走的方式实现对特殊、重要区域的作业控制。因此,亟待研发一种适用于组合机器人的巡航路径生成方法。
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,提供一种组合机器人及其巡航路径生成方法,通过对规划路径的人为调整,并根据行走时对障碍物躲避所形成的实际路径对规划路径进行更新,以多种路径组合的方式生成组合机器人最终的行走路径,确保了组合机器人的行走更加有效、可靠和便捷,提高工作效率。
本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的:
一种组合机器人巡航路径生成方法,所述组合机器人包括自移动机器人和与其组合连接的功能模块,包括如下步骤:
步骤100:提供或生成所述自移动机器人的工作地图;
步骤200:在所述工作地图上标注目标点;
步骤300:根据目标点在工作地图中的位置,规划自起点到目标点的运行路径,生成规划路径;
步骤400:所述组合机器人按照所述规划路径开始行走,并判断是否在行走过程中遇到障碍物:如果是,则调整路径,并根据行走路径更新所述规划路径形成实际路径;否则直接行走形成实际路径;
步骤500:保存所述实际路径,作为组合机器人的巡航路径。
为了方便操作,用户能够通过用户终端操控所述组合机器人,在所述步骤400中遇到障碍物时,调整路径具体包括:
步骤410:判断障碍物是否为正面障碍物,如果是,组合机器人停机转换为用户操作避障,完成避障后,继续向目标点行走;否则进入步骤420;
步骤420:判断障碍物是否为侧面障碍物,如果是,组合机器人自动微调,完成微调后,继续向目标点行走;否则,直接行走形成实际路径。
进一步地,所述步骤410中的继续向目标点行走具体包括:所述组合机器人在用户手动操作成功避障后所在的位置为当前位置,计算所述当前位置回到所述规划路径的最优路径,并按照所述最优路径的行走方向回到所述规划路径继续行走。
或者,所述步骤410中的继续向目标点行走具体包括:所述组合机器人在用户手动操作成功避障后所在的位置为当前位置,计算所述当前位置到所述目标点的最优路径,并按照所述最优路径的行走方向朝所述目标点继续行走。
所述组合机器人配备有用户终端时,所述步骤100还进一步包括将提供或生成的所述工作地图发送给所述用户终端留存,用户可以通过所述用户终端操控所述组合机器人。
另外,所述步骤300所述规划自起点到目标点的运行路径,还包括:生成最优路径,且用户人为判断是否需要对所述最优路径进行修改,如果是,则用户在所述终端上直接进行路径调整后,进入步骤400,否则,直接进入步骤400。
为了便于控制,所述用户终端上对应设置有用于控制调整组合机器人行走路径的应用程序,所述步骤300所述规划自起点到目标点的运行路径,还包括:用户通过在所述用户终端的显示器上直接描绘的方式对路径进行规划。
需要说明的是,所述最优路径为最短路径。
另外,所述步骤410中,在所述组合机器人停机转换为用户手动操作避障之前,先报警以提醒用户以所述最优路径行走发生中断。
所述步骤400中所述的障碍物为临时障碍物。
本发明还提供一种组合机器人,所述组合机器人包括自移动机器人及组合连接在所述自移动机器人上的功能模块,所述自移动机器人上或所述功能模块上设有存储单元;所述组合机器人包括非组合模式和组合模式,当自移动机器人单独工作时,为非组合模式,当自移动机器人与功能模块组合连接在一起时,为组合模式;在非组合模式下,提供或生成所述自移动机器人的工作地图,在所述工作地图上标注目标点,根据目标点在工作地图中的位置,规划自起点到目标点的运行路径,生成规划路径;在组合模式下,所述组合机器人按照规划路径在所述工作区域内行走,在行走过程中遇到障碍物,调整避障后对所述规划路径进行更新,保存在所述存储单元并形成巡航路径。
所述组合机器人还包括可与所述组合机器人信息交互的用户终端,在行走过程中遇到障碍物时,用户能够通过所述用户终端调整避障。
根据用户的不同需求,所述功能模块为安防模块、加湿模块和净化模块其中一种子模块或多种子模块组合而成。
为了便于操作,所述用户终端包括能够与所述组合机器人无线通讯的移动设备、遥控器或平板电脑。
在本发明的实施例中,所述自移动机器人为扫地机器人。
综上所述,本发明提供一种组合机器人及其巡航路径生成方法,通过对规划路径的人为调整,并根据行走时对障碍物躲避所形成的实际路径对规划路径进行更新,以多种路径组合的方式生成组合机器人最终的行走路径,确保了组合机器人的行走更加有效、可靠和便捷,提高工作效率。
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为本发明组合机器人巡航路径生成方法的流程图;
图2为本发明组合机器人的整体结构示意图;
图3为本发明组合机器人行走路径示意图。
具体实施方式
图1为本发明组合机器人巡航路径生成方法的流程图。如图1所示,本发明提供一种组合机器人巡航路径生成方法,需要注意的是,该巡航路径并不意味着组合机器人必然具有巡航功能,也即是说,该巡航路径可以视作为定义一条可以被重复调用的新的行走路径。所述组合机器人包括自移动机器人和与其组合连接的功能模块,包括如下步骤:
步骤100:提供或生成所述自移动机器人的工作地图;
步骤200:在所述工作地图上标注目标点;
步骤300:根据目标点在工作地图中的位置,规划自起点到目标点的运行路径,生成规划路径;
步骤400:所述组合机器人按照所述规划路径开始行走,并判断是否在行走过程中遇到障碍物:如果是,则调整路径,并根据行走路径更新所述规划路径形成实际路径;否则直接行走形成实际路径;
步骤500:保存所述实际路径,作为组合机器人的巡航路径。
为了方便操作,用户能够通过用户终端操控所述组合机器人,在所述步骤400中遇到障碍物时,调整路径具体包括:
步骤410:判断障碍物是否为正面障碍物,如果是,组合机器人停机转换为用户操作避障,完成避障后,继续向目标点行走;否则进入步骤420;
步骤420:判断障碍物是否为侧面障碍物,如果是,组合机器人自动微调,完成微调后,继续向目标点行走;否则,直接行走形成实际路径。
进一步地,所述步骤410中的继续向目标点行走具体包括:所述组合机器人在用户手动操作成功避障后所在的位置为当前位置,计算所述当前位置回到所述规划路径的最优路径,并按照所述最优路径的行走方向回到所述规划路径继续行走。
或者,所述步骤410中的继续向目标点行走具体包括:所述组合机器人在用户手动操作成功避障后所在的位置为当前位置,计算所述当前位置到所述目标点的最优路径,并按照所述最优路径的行走方向朝所述目标点继续行走。
所述组合机器人配备有用户终端时,所述步骤100还进一步包括将提供或生成的所述工作地图发送给所述用户终端留存,用户可以通过所述用户终端操控所述组合机器人。
另外,所述步骤300所述规划自起点到目标点的运行路径,还包括:生成最优路径,且用户人为判断是否需要对所述最优路径进行修改,如果是,则用户在所述终端上直接进行路径调整后,进入步骤400,否则,直接进入步骤400。
为了便于控制,所述用户终端上对应设置有用于控制调整组合机器人行走路径的应用程序,所述步骤300所述规划自起点到目标点的运行路径,还包括:用户通过在所述用户终端的显示器上直接描绘的方式对路径进行规划。
需要说明的是,所述最优路径为最短路径。
另外,所述步骤410中,在所述组合机器人停机转换为用户手动操作避障之前,先报警以提醒用户以所述最优路径行走发生中断。
所述步骤400中所述的障碍物为临时障碍物。
图2为本发明组合机器人的整体结构示意图。如图2所示,本发明还提供一种组合机器人A,所述组合机器人包括自移动机器人10及组合连接在所述自移动机器人10上的功能模块20,所述自移动机器人10上或所述功能模块20上设有存储单元(图中未示出)。所述组合机器人包括非组合模式和组合模式,当自移动机器人单独工作时,为非组合模式,当自移动机器人与功能模块组合连接在一起时,为组合模式;在非组合模式下,提供或生成所述自移动机器人的工作地图,在所述工作地图上标注目标点,根据目标点在工作地图中的位置,规划自起点到目标点的运行路径,生成规划路径;在组合模式下,所述组合机器人按照规划路径在所述工作区域内行走,在行走过程中遇到障碍物,调整避障后对所述规划路径进行更新,保存在所述存储单元并形成巡航路径。
所述组合机器人还包括可与所述组合机器人信息交互的用户终端,在行走过程中遇到障碍物时,用户能够通过所述用户终端调整避障。
根据用户的不同需求,所述功能模块20可以为安防模块、加湿模块和净化模块其中一种子模块或多种子模块组合而成。
为了便于操作,所述用户终端包括能够与所述组合机器人无线通讯的移动设备、遥控器或平板电脑。
在本发明的实施例中,所述自移动机器人10为扫地机器人。
图3为本发明组合机器人行走路径示意图。如图1、图2并结合图3所示,以下结合具体实施例对本发明的工作过程进行详细地说明。
如图3所示,组合机器人A的工作环境就是房间S,构成该组合机器人S的组成部分包括了扫地机器人和连接在其上的加湿模块和安防模块。组合机器人A需要完成的任务是沿房间S的对角线,从X点运动到Y点进行加湿,按照扫地机器人保存的工作地图计算出的是规划路线D,当组合机器人A行走到D1位置时,由于高度问题,无法从障碍物M处通过。于是,用户通过终端对组合机器人A进行遥控避障,沿着路径G运动到F点,此时已经避开障碍物M。组合机器人A此时从F点继续走到Y点,可以通过两种方式来完成:方式一是计算从当前F点返回到规划路径D的最短距离,即:沿路径H返回,随后继续沿规划路径D完成到Y点的行走;方式二是直接计算从当前F点到Y点的距离,并按照实际路径I走到F点。那么,组合机器人A的巡航路径可以包括路径D、G和I;或者,可以包括路径D、G、H和J。除此之外,在房间S中,还有一个孩子的娱乐角P,用户需要组合机器人A在加湿的同时,启动安防模块,监控下在娱乐角P的孩子是否安全,可以通过内置在用户终端上的应用程序,直接手动描绘或拖拽规划路径D成路径B和C,在给房间S加湿的同时完成对孩子的安全监控,巡航路径包括了B、C两段。
总之,本发明所提供的组合机器人的巡航路径生成方法是基于可以建图的自移动机器人10来完成的。在自移动机器人10建好的工作地图基础上,根据目标点的位置需要设置组合机器人的行走路径。组合机器人既可以自动生成规划路径,又或者可以由用户手动在与组合机器人链接的移动设备上绘制路径,并且在任意情况下,用户都可以在移动设备上修改已有路径。在此基础上,当组合机器人在按照规划路径行走移动的过程中遇到障碍物时,用户可以通过遥控的方式手动控制组合机器人躲避障碍物并自主生成新的路径。将上述一种或多种路径组合在一起所形成的最终路径便形成组合机器人的行走路径并保存记录下来。组合机器人随后可以按照该行走路径在工作环境中巡航作业。
综上所述,本发明提供一种组合机器人及其巡航路径生成方法,通过对规划路径的人为调整,并根据行走时对障碍物躲避所形成的实际路径对规划路径进行更新,以多种路径组合的方式生成组合机器人最终的行走路径,确保了组合机器人的行走更加有效、可靠和便捷,提高工作效率。
Claims (15)
1.一种组合机器人巡航路径生成方法,所述组合机器人包括自移动机器人和与其组合连接的功能模块,其特征在于,包括如下步骤:
步骤100:提供或生成所述自移动机器人的工作地图;
步骤200:在所述工作地图上标注目标点;
步骤300:根据目标点在工作地图中的位置,规划自起点到目标点的运行路径,生成规划路径;
步骤400:所述组合机器人按照所述规划路径开始行走,并判断是否在行走过程中遇到障碍物:如果是,则调整路径,并根据行走路径更新所述规划路径形成实际路径;否则直接行走形成实际路径;
步骤500:保存所述实际路径,作为组合机器人的巡航路径。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,用户能够通过用户终端操控所述组合机器人,在所述步骤400中遇到障碍物时,调整路径具体包括:
步骤410:判断障碍物是否为正面障碍物,如果是,组合机器人停机转换为用户操作避障,完成避障后,继续向目标点行走;否则进入步骤420;
步骤420:判断障碍物是否为侧面障碍物,如果是,组合机器人自动微调,完成微调后,继续向目标点行走;否则,直接行走形成实际路径。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述步骤410中的继续向目标点行走具体包括:所述组合机器人在用户手动操作成功避障后所在的位置为当前位置,计算所述当前位置回到所述规划路径的最优路径,并按照所述最优路径的行走方向回到所述规划路径继续行走。
4.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述步骤410中的继续向目标点行走具体包括:所述组合机器人在用户手动操作成功避障后所在的位置为当前位置,计算所述当前位置到所述目标点的最优路径,并按照所述最优路径的行走方向朝所述目标点继续行走。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述组合机器人配备有用户终端时,所述步骤100还包括将提供或生成的所述工作地图发送给所述用户终端留存,用户可以通过所述用户终端操控所述组合机器人。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述步骤300所述规划自起点到目标点的运行路径,还包括:生成最优路径,且用户人为判断是否需要对所述最优路径进行修改,如果是,则用户在所述终端上直接进行路径调整后,进入步骤400,否则,直接进入步骤400。
7.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述用户终端上对应设置有用于控制调整组合机器人行走路径的应用程序,所述步骤300所述规划自起点到目标点的运行路径,还包括:用户通过在所述用户终端的显示器上直接描绘的方式对路径进行规划。
8.如权利要求3、4或6任一项所述的方法,其特征在于,所述最优路径为最短路径。
9.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述步骤410中,在所述组合机器人停机转换为用户手动操作避障之前,先报警以提醒用户以所述最优路径行走发生中断。
10.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤400中所述的障碍物为临时障碍物。
11.一种组合机器人,其特征在于,所述组合机器人(A)包括自移动机器人(10)及组合连接在所述自移动机器人上的功能模块(20),所述自移动机器人上或所述功能模块上设有存储单元;
所述组合机器人包括非组合模式和组合模式,当自移动机器人单独工作时,为非组合模式,当自移动机器人与功能模块组合连接在一起时,为组合模式;
在非组合模式下,自移动机器人对工作区域建立工作地图,保存在所述存储单元并将所述工作地图预存并发送给用户终端留存;
在组合模式下,所述组合机器人按照规划路径在所述工作区域内行走,在行走过程中遇到障碍物,调整避障后对所述规划路径进行更新,保存在所述存储单元并形成巡航路径。
12.如权利要求11所述的组合机器人,其特征在于,所述组合机器人还包括可与所述组合机器人信息交互的用户终端,在行走过程中遇到障碍物时,用户能够通过所述用户终端调整避障。
13.如权利要求12所述的组合机器人,其特征在于,所述功能模块(200)为安防模块、加湿模块和净化模块其中一种子模块或多种子模块组合而成。
14.如权利要求13所述的组合机器人,其特征在于,所述用户终端包括能够与所述组合机器人无线通讯的移动设备、遥控器或平板电脑。
15.如权利要求11所述的组合机器人,其特征在于,所述自移动机器人为扫地机器人。
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