CN108143364B - 一种自移动清洁机器人清洁地图区域划分的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种自移动清洁机器人清洁地图区域划分的方法，包括如下步骤，将自移动清洁机器人放置待清洁区域，对当前空间进行沿边扫描，确定清洁区域整体轮廓，通过预设值判断，对已建立的轮廓地图，划分子清洁区域，自移动清洁机器人控制单元5对子清洁区域进行清洁排序，规划路径；控制单元5控制自移动清洁机器人的行走单元2以及清洁单元按序清扫，并检查核对遗漏清扫区域，直至清扫完毕，返回起始位置，通过本发明，能够有效地提高清扫覆盖率，避免了清洁区域障碍以及边沿地区的漏扫问题。

Description

一种自移动清洁机器人清洁地图区域划分的方法
技术领域
本发明涉及一种自移动清洁机器人，属于智能机器人技术领域。
背景技术
随着人们生活水平的不断提高，自移动机器人已经越来越多地进入到居民家庭。这种自移动机器人通常通过机体内的驱动单元驱动设置于底部的行走轮，并在行走过程中进行待清洁表面的清洁工作。不仅如此，一般而言，目前的自移动机器人都具有自动避障或防止从高处坠落的功能，其中有不少在电能耗尽前还能够自主寻找充电器充电。
现有自移动清洁机器人，虽然智能程度非常高，但在实际使用过程中，仍然存在一些问题，大部分自移动清洁机器人会有多种清洁模式，如螺旋清扫，“弓”字形清扫，沿墙清扫等模式，现有自移动清洁机器人的各种模式切换是基于行走了一定的距离，或行走了一定的时间，或碰撞了一定的次数，这样，对于面积较大，且有孤立家具或柱子的待清洁地面，就会产生遗漏。比如，采用“弓”字形行走路径清洁时，往往会漏扫待清洁区域中间的柱子或家具后面的区域。而评价自移动清洁机器人的一项重要指标就是覆盖率，因此提高覆盖率是本行业技术人员迫不及待需要突破的难题。
发明内容
为解决上述之现有技术不足之处，本发明目的在于提供自移动清洁机器人的清洁地图区域划分的方法，使自移动清洁机器人对清洁区域进行智能定位以及区域划分，从而提高清扫覆盖率。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种自移动清洁机器人清洁地图区域划分的方法，其特征在于，包括如下步骤：
step1：自移动清洁机器人沿墙扫描记录，对待清洁区域建立轮廓地图；
step2：根据已建立的轮廓地图，划分子清洁区域；
step3：自移动清洁机器人对子清洁区域进行清洁排序，规划路径；
step4：自移动清洁机器人根据规划路径开始清洁，并形成记录；
step5：将已清扫的记录路径与规划路径对比，检查漏清扫区域；
step6：清扫完漏清扫区域后，返回起始位置。
作为进一步的方案，步骤step1中自移动清洁机器人首次进入待清洁区域后，直线行走，并通过自移动清洁机器人底板上的检测器记录直线行走的角度、路径以及障碍，当碰到障碍物时，绕行判断障碍物后，继续直线行驶，直到找到墙面，沿着墙行走一周。
作为进一步的方案，自移动清洁机器人底部设置陀螺仪、计步器、障碍物检测器分别用于检测记录自移动清洁机器人行走的角度、距离以及障碍物，陀螺仪、计步器、障碍物检测将检测到的角度、距离以及障碍物发送至自移动清洁机器人的控制单元，控制单元通过接收的信息建立轨迹地图。
作为进一步的方案，控制单元建立的轨迹地图，通过陀螺仪和计步器记录的自移动清洁机器人行走中的角度信息和路径信息，在轨迹地图上产生一系列的定位点。
作为进一步的方案，在自移动清洁机器人检测到障碍物时，自移动清洁机器人绕障碍物行走，当行走中出现两个定位点一致时，自移动清洁机器人控制单元判断绕障碍物行走完成，自移动清洁机器人继续直线行驶，直至找到墙面，并沿墙行走一周。
作为进一步的方案，步骤step2中，自移动清洁机器人控制单元中测算一定时间间隔T后的两个定位点的距离，当距离小于预设值L 时，判断为门框，自移动清洁机器人根据门框数量，确定子区域数量。
作为进一步的方案，当一时间段连续相邻定位点与另一个时间段的连续相邻定位点的距离相差值在1-3cm之间，则判断为走廊。
作为进一步的方案，在清扫过程中，可进行“弓”字形清扫模式，当遇到障碍物时，绕过障碍物继续进行“弓”字形清扫。
作为进一步的方案，所述自移动清洁机器人内还设置有跌落传感器、碰撞传感器、重力感应传感器、电池量检测感应器、灰尘浓度检测器，所述跌落传感器、碰撞传感器、重力感应传感器、电池量检测感应器、灰尘浓度检测器均与自移动清洁机器人控制单元电性连接，并集成在自移动清洁机器人内部控制线路板上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供了一种自移动清洁机器人清洁地图区域划分的方法，将自移动清洁机器人放置待清洁区域，对当前空间进行沿边扫描，确定清洁区域整体轮廓，通过预设值判断，对已建立的轮廓地图，划分子清洁区域，自移动清洁机器人控制单元对子清洁区域进行清洁排序，规划路径；控制单元控制自移动清洁机器人的行走单元以及清洁单元按序清扫，并检查核对遗漏清扫区域，直至清扫完毕，返回起始位置，通过本发明，能够有效地提高清扫覆盖率，避免了清洁区域障碍以及边沿地区的漏扫问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的控制结构示意图；
图2为本发明的自移动清洁机器人；
图3为本发明的自移动清洁机器人底部结构示意图；
图4为本发明实施例的流程图
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
结合图1-3所示的自移动清洁机器人包括清洁单元1、行走单元2、动力单元3、检测单元4、控制单元5和通信单元6，其中清洁单元1、行走单元2、检测单元4与控制单元5电性连接，控制单元5通过检测单元4检测到的信息发指令控制清洁单元1和行走单元2，其动力单元3 为控制单元5、清洁单元1、行走单元2等各部元件提供电能，通信单元6与控制单元5进行信息接收发送，并与其它扫地机之间通信连接。
本实施例的自移动清洁机器人的清洁单元1、行走单元2、动力单元3以及通信单元6均与现有公开的自移动清洁机器人结构大致相同，因此具体结构布置，在本说明书里不作详细赘述，
其中清洁单元1包括扫刷7、滚刷8、尘盒9，以及用以产生吸力的风扇，一般风扇设置在尘盒9内部；
行走单元2包括驱动轮10和平衡轮11，为了转向灵活，驱动轮10 设置有两个，平衡轮11为万向轮；
动力单元3包括提供能量的电池以及充电装置，电池设置在自移动机器人内部；
通信单元6包括信号接收装置和信号发送装置，通信单元6的信号接收装置和信号发送装置设置于自移动清洁机器人内部控制线路板上。
本实施例中，其检测单元4用于检测自移动清洁机器人的位置及工作状态，并将此信息传递至控制单元5，具体检测单元4包括陀螺仪、计步器、障碍物检测器、跌落传感器12、碰撞传感器、重力感应传感器、电池量检测感应器、灰尘浓度检测器，上述各检测元件均与控制单元5电性连接，并集成在自移动清洁机器人内部控制线路板上。
控制单元5为现有智能控制器，其嵌入控制程序，通过接收上述检测元件的各种电性号，来判断自移动清洁机器人当前的位置和运行状态等信息，并根据需要发送指令到行走单元2、清洁单元1、动力单元3以及通信单元6。
自移动清洁机器人在行驶时的位置，可以由陀螺仪以及重力传感器等检测记录，也可以由左右驱动轮的计数器来计算距离。
自移动清洁机器人的沿边扫描，可以由自移动清洁机器人侧面的测距传感器控制其沿边的距离，该测距传感器一般采用红外线测距传感器或超声波测距传感器。
基于上述自移动清洁机器人清洁地图区域划分的方法，包括如下步骤：
step1：自移动清洁机器人沿墙扫描记录，对待清洁区域建立轮廓地图；
step2：根据已建立的轮廓地图，划分子清洁区域；
step3：自移动清洁机器人对子清洁区域进行清洁排序，规划路径；
step4：自移动清洁机器人根据规划路径开始清洁，并形成记录；
step5：将已清扫的记录路径与规划路径对比，检查漏清扫区域；
step6：清扫完漏清扫区域后，返回起始位置。
步骤step1中自移动清洁机器人首次进入待清洁区域后，直线行走，并通过自移动清洁机器人底板上的检测器记录直线行走的角度、路径以及障碍，当碰到障碍物时，绕行判断障碍物后，继续直线行驶，直到找到墙面，沿着墙行走一周。
自移动清洁机器人底部设置的陀螺仪、计步器、障碍物检测器分别检测记录自移动清洁机器人行走的角度、距离以及障碍物，陀螺仪、计步器、障碍物检测将检测到的角度、距离以及障碍物发送至自移动清洁机器人的控制单元5，控制单元5通过接收的信息建立轨迹地图。
控制单元5建立的轨迹地图，通过陀螺仪和计步器记录的自移动清洁机器人行走中的角度信息和路径信息，在轨迹地图上产生一系列的定位点。
在自移动清洁机器人检测到障碍物时，自移动清洁机器人绕障碍物行走，当行走中出现两个定位点一致时，自移动清洁机器人控制单元5判断绕障碍物行走完成，自移动清洁机器人继续直线行驶，直至找到墙面，并沿墙行走一周。
若判断为孤立障碍物，自移动清洁机器人继续绕障碍物行走，直到行走到与初始的直线行走角度一致的障碍物对面，继续直线行驶。
步骤step2中，自移动清洁机器人控制单元5中测算一定时间间隔T后的两个定位点的距离，当距离小于预设值L时，判断为门框，自移动清洁机器人根据门框数量，确定子区域数量。
当一定时间间隔T后的两个定位点的距离L小于1000mm时，控制单元通过定位点距离可判断为一房间的出入口，即门框，划分子区域以房间为单位。
当连续相邻定位点与另一个时间段的连续相邻定位点的距离相差值在1-3cm之间，则判断为走廊，走廊一般连通一个大区域，比如客厅，而且客厅也可以等同于一大的走廊空间，因此本实施例方法中，按照门框划分子区域，及以单独房间作为一个独立的子区域清扫。
在清扫过程中，可进行“弓”字形清扫模式，当遇到障碍物时，绕过障碍物继续进行“弓”字形清扫。
清洁过程中，自移动清洁机器人时刻检测自身的工作状态，如电池电量等，一旦电量低于设定值，即暂停清洁任务，记录当前位置，返回充电站充电，待充电完成，再回到前述记录位置，继续完成清洁任务。由于自移动清洁机器人充电过程耗时较长，且每次充完电能工作的时间比较短，所以step5的比对环节，非常重要，另外不单单是出现没电的情况，还有可能出现其它故障时，也是不能继续完成任务，比如尘盒装满，也会停止工作，报警，这时，就需要自移动清洁机器人能对比已完成区域，检查是否存在遗漏区域。
通过上述方法，能够有效地提高清扫覆盖率，避免了清洁区域障碍以及边沿地区的漏扫问题
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种自移动清洁机器人清洁地图区域划分的方法，其特征在于，包括如下步骤：
step1：自移动清洁机器人首次进入待清洁区域后，直线行走，并通过自移动清洁机器人底板上的检测器记录直线行走的角度、路径以及障碍，当碰到障碍物时，绕行障碍物后，继续直线行驶，直到找到墙面，沿着墙行走一周，沿墙扫描记录，对待清洁区域建立轮廓地图，自移动清洁机器人底部设置陀螺仪、计步器、障碍物检测器分别用于检测记录自移动清洁机器人行走的角度、距离以及障碍物，陀螺仪、计步器、障碍物检测器将检测到的角度、距离以及障碍物发送至自移动清洁机器人的控制单元，控制单元通过接收的信息建立轨迹地图，通过陀螺仪和计步器记录的自移动清洁机器人行走中的角度信息和路径信息，在轨迹地图上产生一系列的定位点；
step2：根据已建立的轮廓地图，划分子清洁区域，自移动清洁机器人控制单元中测算一定时间间隔T后的两个定位点的距离，当距离小于预设值L时，判断为门框，自移动清洁机器人根据门框数量，确定子区域数量，当一时间段连续相邻定位点与另一个时间段的连续相邻定位点的距离相差值在1-3cm之间，则判断为走廊；
step3：自移动清洁机器人对子清洁区域进行清洁排序，规划路径；
step4：自移动清洁机器人根据规划路径开始清洁，并形成记录，在清扫过程中，进行“弓”字形清扫模式，当遇到障碍物时，绕过障碍物继续进行“弓”字形清扫；
step5：将已清扫的记录路径与规划路径对比，检查漏清扫区域；
step6：清扫完漏清扫区域后，返回起始位置。
2.如权利要求1所述的自移动清洁机器人清洁地图区域划分的方法，其特征在于，在自移动清洁机器人检测到障碍物时，自移动清洁机器人绕障碍物行走，当行走中出现两个定位点一致时，自移动清洁机器人控制单元判断绕障碍物行走完成，自移动清洁机器人继续直线行驶，直至找到墙面，并沿墙行走一周。
3.如权利要求1-2中任意一项所述的自移动清洁机器人清洁地图区域划分的方法，其特征在于，所述自移动清洁机器人内还设置有跌落传感器、碰撞传感器、重力感应传感器、电池量检测感应器、灰尘浓度检测器，所述跌落传感器、碰撞传感器、重力感应传感器、电池量检测感应器、灰尘浓度检测器均与自移动清洁机器人控制单元电性连接，并集成在自移动清洁机器人内部控制线路板上。
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