CN108415421A - 一种提高移动机器人边角覆盖率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种提高移动机器人边角覆盖率的方法，移动机器人在预定位置按预设方向出发并按路径规划算法覆盖指定区域至少两次，其中，所述预设方向包括至少包括两个。与现有技术相比，本发明技术方案通过调整移动机器人开始工作时的运动方向，使得移动机器人在按预设的路径规划算法工作时，从多个角度进入边角区域，进而可以覆盖更多的边角区域。

Description

一种提高移动机器人边角覆盖率的方法
技术领域
本发明涉及移动机器人，特别是移动机器人在指定区域的覆盖方法。
背景技术
随着人工智能技术及先进制造技术的不断发展，移动机器人的应用越来越广泛。
对于覆盖式移动机器人来说，覆盖率是衡量移动机器人工作效率的重要指标之一，但受限于传感器成本及移动机器人体积，现有的覆盖式移动机器人(如扫地机器人、擦窗机器人及割草机器人)往往会在工作区域的边角留下一些未工作区域，然而这些未覆盖区域是移动机器人可进入的，进而降低了覆盖式移动机器人的工作效果。
因此有必要提供一种解决上述问题的方案。
发明内容
本发明的目的在于克服背景技术中的缺陷，提供一种提高移动机器人的边角覆盖率的方法，其具体方案如下：
一种提高移动机器人边角覆盖率的方法，包括，移动机器人在预定位置按预设方向出发并按路径规划算法覆盖指定区域至少两次，其中，所述预设方向包括至少包括两个。
在本发明的一个具体实施例中，该方法包括以下步骤：S1：移动机器人从预定位置沿第一方向运动并按路径规划算法覆盖指定区域后返回预定位置；S2：移动机器人沿与上次运动方向不同的另一方向运动并按路径规划算法覆盖指定区域后返回预定位置；S3：重复步骤S2直到覆盖次数达到预定值。
优选地，所述第一方向为与指定区域某一边界平行的方向。
优选地，所述步骤S2的运动方向为上次运动方向顺时针或逆时针旋转预定角度。
优选地，所述预定角度的范围为5度至30度。
优选地，所述步骤S3中的执行步骤S2的覆盖次数为设定的累积旋转角度除以预定角度的值取整。
优选地，所述路径规划算法为弓字型覆盖算法。
优选地，所述预定位置为移动机器人的充电位置。
优选地，所述移动机器人为扫地机器人、割草机器人或擦窗机器人。
与现有技术相比，本发明技术方案通过调整移动机器人开始工作时的运动方向，使得移动机器人在按预设的路径规划算法工作时，在工作区域的同一边角处时的朝向不同，进而可以覆盖更多的边角区域。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明方法的较佳实施例的流程图；
图2是图1中的移动机器人沿第一方向运动时的覆盖示意图；
图3是图1中的移动机器人沿另一方向运动时的覆盖示意图；
图4是图1中的移动机器人沿又一方向运动时的覆盖示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述，显然，这里所描述的实施例仅仅是发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明描述的具体实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明权利要求所限定的保护范围内。
本发明中的移动机器人包括控制系统、传感器系统、驱动系统和电源系统，控制系统用于根据预定程序或传感器系统返回的信号控制移动机器人执行特定的任务或动作，传感器系统用于检测移动机器人外部环境或移动机器人本身部件工作状态并发送相关信息给控制系统，驱动系统用于驱动移动机器人发生运动，电源系统为移动机器人的各系统提供电能，此外移动机器人还包括功能模块以执行特定任务，如割草机器人的刀盘组件，扫地机器人的清洁组件，擦窗机器人的吸盘组件及擦拭组件等。
如图1至图4所示，为本发明的一较佳实施例。在本实施例中，移动机器人以扫地机器人为例进行说明，本实施例中的扫地机器人的控制系统为采用意法半导体ARM Cortex-M3架构的微控制器STM32；传感器系统包括陀螺仪、码盘、红外传感器及碰撞开关；驱动系统包括左、右驱动轮和万向轮，左、右驱动轮由无刷电机驱动芯片MC33035DW驱动；电源系统为可充电锂电池或镍氢电池，用于为扫地机器人提供电能；清洁系统包括滚刷、侧刷及风机。
下面对本实施例中的清洁机器人的边角覆盖方法进行详细说明。如图1所示，本实施例中的覆盖方法包括三个步骤。
S1：移动机器人从预定位置沿第一方向运动并按路径规划算法覆盖指定区域后返回预定位置。
扫地机器人从充电座(预定位置)出发开始工作。具体地，由于扫地机器人的充电座一般放置在房间的角落处，扫地机器人开机启动后，优先选择沿墙或障碍物的侧边平行的方向行走，其主要通过传感器系统中的红外传感器和碰撞开关的信号反馈至控制系统来实现；扫地机器人确定第一方向后开始工作(清洁系统开始工作)，并执行弓字形路径规划以覆盖房间地面，扫地机器人沿第一方向行走直到检测到前方障碍，然后再向左(向右)平移一个机身后，再沿与第一方向相反的方向运动直到检测到前方障碍，然后再向右(向左)平移一个机身后，再沿与上次运动方向相反的方向运动，如此循环直到覆盖整个房间区域后再返回至充电座(预定位置)。
S2：移动机器人沿与上次运动方向不同的另一方向运动并按路径规划算法覆盖指定区域后返回预定位置。
扫地机器人再次从充电座(预定位置)出发工作，时间间隔可为返回充电座就马上工作，也可按预约功能设定的时间(如第二天的某个时间)再次进行工作时调整从充电座位置开始工作的方向。在本实施例中，扫地机器人再次从充电座出发开始工作时的运动方向为上次运动方向(包括第一方向)顺时针(逆时针)旋转预定角度△θ，在应用到本实施例中的扫地机器人，△θ的范围优先选择在5度至30度之间，可在边角覆盖率和清扫次数之间达到一个较优化结果，当然，△θ越小，边角覆盖率越高。
S3：重复步骤S2直到覆盖次数达到预定值。
扫地机器人重复步骤S2直到覆盖次数N达到预定值。预定值可为手动设定，如3次或5次，在本实施例中，覆盖次数与预定角度△θ相关及设定的累积角度相关，假设设定的累积旋转角度为A，则覆盖次数N为int(A/△θ)，其中int为取整，覆盖次数为执行步骤步骤S2的次数，累积旋转角度A的优选为90度。以△θ为15度进行说明，扫地机第二次(第一次执行步骤S2)从充电座出发时的运行方向与第一次相差15度，第三次(第二次执行步骤S2)从充电座出发时的运动方向与第二次相差15度(与第一次方向相差30度)，以此类推。
本发明方法的边角覆盖效果如图2至图4所示。
如图2所示，扫地机器人从充电座位置点O沿第一方向(房间边缘平行方向)开始运动并工作，在检测到障碍时向左旋转90度并平移一个机身，然后沿与第一方向相反的方向运行(即弓字形路径规划)，然后重复上述过程直到到达点A时完成对房间的覆盖，其能覆盖但实际未覆盖的区域包括D1、D2、D3。
如图3所示，当扫地机器人从充电座位置点O沿与第一方向不同的另一方向(与第一方向大致顺时针旋转15度)开始运动并覆盖房间，然后到达点B完成对该房间的覆盖，其能覆盖但实际未覆盖的区域包括D4、D5、D6。
如图4所示，当扫地机器人从充电座位置点O沿与第一方向不同的又一方向(与第一方向大致顺时针旋转90度)开始运动并覆盖房间，然后到达点C完成对该房间的覆盖，其能覆盖但实际未覆盖的区域包括D8、D9。
结合图2至图4可以看出，按同一路径规划(弓字形覆盖)方式，在充电座位置(预定位置)以不同方向开始运动并覆盖房间，可以对房间的角落实现完全覆盖，避免了现有移动机器人开始工作时始终沿同一方向运动开始工作而导致部分边角区域无法覆盖的问题。
以上所揭露的仅为本发明技术方案的实施例而已，不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种提高移动机器人边角覆盖率的方法，其特征在于，
移动机器人在预定位置按预设方向出发并按路径规划算法覆盖指定区域至少两次，其中，所述预设方向包括至少包括两个。
2.根据权利要求1所述的提高移动机器人边角覆盖率的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：移动机器人从预定位置沿第一方向运动并按路径规划算法覆盖指定区域后返回预定位置；
S2：移动机器人沿与上次运动方向不同的另一方向运动并按路径规划算法覆盖指定区域后返回预定位置；
S3：重复步骤S2直到执行步骤S2的覆盖次数达到预定值。
3.根据权利要求2所述的提高移动机器人边角覆盖率的方法，其特征在于，所述第一方向为与指定区域某一边界平行的方向。
4.根据权利要求2所述的提高移动机器人边角覆盖率的方法，其特征在于，所述步骤S2的运动方向为上次运动方向顺时针或逆时针旋转预定角度。
5.根据权利要求4所述的提高移动机器人边角覆盖率的方法，其特征在于，所述预定角度的范围为5度至30度。
6.根据权利要求4所述的提高移动机器人边角覆盖率的方法，其特征在于，所述步骤S3中的执行步骤S2的覆盖次数为设定的累积旋转角度除以预定角度的值取整。
7.根据权利要求1所述的提高移动机器人边角覆盖率的方法，其特征在于，所述路径规划算法为弓字型覆盖算法。
8.根据权利要求1至7之一所述的提高移动机器人边角覆盖率的方法，其特征在于，所述预定位置为移动机器人的充电位置。
9.根据权利要求1至7之一所述的提高移动机器人边角覆盖率的方法，其特征在于，所述移动机器人为扫地机器人、割草机器人或擦窗机器人。
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