CN108776479A - 一种协同清扫作业方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种协同清扫作业方法，包括：服务器获取第一数量的清扫装置的当前电量信息和垃圾剩余装载量信息；计算清扫装置的作业里程信息；获取清扫任务信息；从第一数量的清扫装置中选取第二数量的清扫装置；根据第二数量的清扫装置的作业里程信息将清扫区域信息划分成第二数量的子区域信息；根据清扫时限信息、清扫覆盖率信息、清扫程度信息和子区域信息生成清扫装置相对应的第一清扫轨迹信息。本发明能够基于多个清扫装置的当前状态信息对清扫区域进行合理划分，并能够根据清扫任务要求和每个清扫装置划分的区域生成相对应的清扫路径，从而使多个清扫装置可以高效、智能协同清扫作业。

Description

一种协同清扫作业方法

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种协同清扫作业方法。

背景技术

随着经济的发展和科技的进步，人们对生活环境质量的要求越来越高，而随着人工智能的崛起，市场也越来越关注于基于人工智能技术的清扫技术，在现有的智能清扫技术中，通常采用扫地机器人实现小面积内的清扫，对于道路等大面积的清扫，依然需要人工清扫，使用人工清扫路面的方式，不仅人力成本高，而且人工清扫时所产生的粉尘会严重影响清洁工人的身体健康，也不可避免的会造成环境的二次污染。

而且，随着城市规模的发展，人力成本的不断提升，对于智能化无人驾驶自动行驶的清扫车的需求，显现的尤为迫切。虽然无人驾驶领域已经有了相关的技术，但是，目前无人驾驶清扫车仍无法智能、高效地协同清扫作业。

发明内容

本发明的目的是提供一种协同清扫作业方法，能够基于多个清扫装置的当前状态信息对清扫区域进行合理划分，并能够根据清扫任务要求和每个清扫装置划分的区域生成相对应的清扫路径，从而使多个清扫装置可以高效、智能协同清扫作业。

为实现上述目的，本发明提供了一种协同清扫作业方法，包括：

服务器获取第一数量的清扫装置的当前电量信息和垃圾剩余装载量信息；

根据所述当前电量信息和垃圾剩余装载量信息计算所述清扫装置的作业里程信息；

获取清扫任务信息；其中，所述清扫任务信息包括清扫区域信息、清扫时限信息、清扫覆盖率信息和清扫程度信息；

根据所述清扫装置的作业里程信息和所述清扫区域信息，从所述第一数量的清扫装置中选取第二数量的清扫装置；

根据所述第二数量的清扫装置的作业里程信息将所述清扫区域信息划分成第二数量的子区域信息；

根据所述清扫时限信息、清扫覆盖率信息、清扫程度信息和子区域信息生成所述清扫装置相对应的第一清扫轨迹信息。

优选的，所述第一清扫轨迹信息具有多个动作属性；所述动作属性包括清扫速度、边刷转速和洒水量。

优选的，根据所述清扫时限信息、清扫覆盖率信息、清扫程度信息和子区域信息生成所述清扫装置相对应的第一清扫轨迹信息具体包括：

根据所述清扫覆盖率信息和子区域信息生成第一路径信息；

根据所述清扫时限信息和第一路径信息计算清扫速度参数；

根据所述清扫程度信息生成边刷转速参数和洒水量参数。

优选的，所述根据所述当前电量信息和垃圾剩余装载量信息计算所述清扫装置的作业里程信息具体包括：

配置所述当前电量信息和垃圾剩余装载量信息的权重值；

根据所述当前电量信息和垃圾剩余装载量信息的权重值计算所述清扫装置的作业里程信息。

优选的，所述清扫区域信息包括待清扫区域的边界信息和标定障碍物的轮廓信息；

在所述获取清扫任务信息之后，所述方法还包括：

根据所述待清扫区域的边界信息和标定障碍物的轮廓信息计算所述待清扫区域的面积信息。

进一步优选的，所述根据所述第二数量的清扫装置的作业里程信息将所述清扫区域信息划分成第二数量的子区域信息具体为：

根据所述第二数量的清扫装置的作业里程信息将所述待清扫区域的面积信息划分成第二数量的子区域信息。

进一步优选的，所述清扫装置包括环境感知模块；其中，所述环境感知模块包括GPS装置、雷达和摄像头；所述方法还包括：

所述服务器将生成的第一清扫轨迹信息分别发送给相对应的所述清扫装置；

所述清扫装置根据所述第一清扫轨迹信息进行作业清扫；

所述GPS装置获取所述清扫装置作业清扫过程中的位置信息，并发送给所述服务器；

所述服务器根据所述位置信息生成实际清扫轨迹信息。

进一步优选的，在所述清扫装置根据所述第一清扫轨迹信息进行作业清扫之后，所述方法还包括：

所述雷达和摄像头对作业环境信息探测和采集，得到障碍物信息和环境信息；

判断所述障碍物的属性信息；所述障碍物的属性信息包括固定障碍物和移动障碍物；

当所述障碍物的属性信息为固定障碍物时，对所述固定障碍物进行绕行清扫；

当所述障碍物的属性信息为移动障碍物时，对所述移动障碍物进行避让。

进一步优选的，在对所述固定障碍物进行绕行清扫之后，所述方法还包括：

所述环境感知模块获取所述固定障碍物的位置信息，并发送给所述服务器；

所述服务器在所述清扫区域信息中标记所述固定障碍物的位置信息；

当所述位置信息的标记次数到达预设阈值时，更新所述清扫区域信息。

进一步优选的，所述方法还包括：

所述环境感知模块对所述清扫区域内的标定障碍物进行探测；

当没有探测到所述标定障碍物时，生成重新规划提示信息，并发送给所述服务器；

所述服务器根据所述清扫区域对应的子区域信息生成第二清扫轨迹信息，并返回给所述清扫装置。

本发明实施例提供的协同清扫作业方法，能够基于多个清扫装置的当前状态信息对清扫区域进行合理划分，并能够根据清扫任务要求和每个清扫装置划分的区域生成相对应的清扫路径，从而使多个清扫装置可以高效、智能协同清扫作业。

附图说明

图1为本发明实施例提供的协同清扫作业方法的流程图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

本发明实施例提供的协同清扫作业方法执行于服务器和多个清扫装置之间，用于根据每个清扫装置的当前电量信息和垃圾剩余装载量信息对清扫区域进行划分，并结合清扫任务对清扫路径进行合理规划；其中，清扫装置可以理解为无人驾驶的智能清扫车,能够根据规划好的清扫路径进行清扫，并且能够自身的环境感知模块感知到的环境信息作出避障、让行等动作，实现无人驾驶情况下的安全、智能作业。

图1为本发明实施例提供的协同清扫作业方法的结构框图，如图1所示，所述协同作业方法包括如下步骤：

步骤101，服务器获取第一数量的清扫装置的当前电量信息和垃圾剩余装载量信息；

清扫装置可以理解为无人驾驶的智能清扫车，智能清扫车通过网络与服务器相连接，能够根据服务器规划的清扫路径进行清扫，并且能够对清扫环境进行感知，实现避障等模式的智能清扫。

智能清扫车自身安装有电量检测模块和垃圾装载量检测模块，电量检测模块用于对智能清扫车的当前剩余电量进行检测，得到当前电量信息；垃圾装载量检测模块对智能清扫车当前垃圾剩余装载量进行检测，得到垃圾剩余装载量信息，并将检测到的当前电量信息和垃圾剩余装载量信息通过车载通信模块上传至服务器，其中当前电量信息和垃圾剩余装载量信息携带有智能清扫车的车辆ID；服务器根据车辆ID对接收到的车辆当前电量信息和垃圾剩余装载量信息进行记录。

其中，第一数量是指待作业的智能清扫车的数量。

步骤102，根据当前电量信息和垃圾剩余装载量信息计算清扫装置的作业里程信息；

具体的，配置当前电量信息和垃圾剩余装载量信息的权重值，并获取智能清扫车单位里程的耗电量以及垃圾清扫量；然后基于权重值，根据当前电量信息、垃圾剩余装载量信息以及单位里程的耗电量、垃圾清扫量计算清扫装置的作业里程信息，也就是最大可清扫里程。配置当前电量信息和垃圾剩余装载量信息的权重值的优势在于，能够避免清扫装置在清扫过程中因为电量耗尽或垃圾已堆满而无法进行清扫作业现象的发生。

在一个具体的例子中，可以将当前电量的权重值配置为0.5，将垃圾剩余装载量的权重值配置为0.5；或者，将当前电量的权重值配置为0.7，将垃圾剩余装载量的权重值配置为0.3，从而保证在清扫过程中有足够的电量和足够的垃圾装载空间。

需要说明的是，本申请不对当前电量信息和垃圾剩余装载量信息的具体权重值进行限定，本领域技术人员可以根据需要对当前电量信息和垃圾剩余装载量信息的权重值进行配置，当然，在待清扫区域具有垃圾收集箱时，可以将垃圾剩余装载量信息对应的权重值设为0。

步骤103，获取清扫任务信息；

清扫任务信息可以是用户通过终端设备发布到服务器的，清扫任务信息中可以包括清扫区域信息、清扫时限信息、清扫覆盖率信息和清扫程度信息，需要说明的是，在清扫任务中，清扫区域信息是必要的，清扫时限信息、清扫覆盖率信息和清扫程度信息是非必要的，用户可以根据需要对相应的项目进行选择和设定。

其中，清扫区域信息具体可以是地图信息，在地图信息中包括待清扫区域的边界信息和标定障碍物的轮廓信息；待清扫区域的边界信息用于限定清扫作业的区域范围，标定障碍物的轮廓信息用于表示固定障碍物的占地面积，待清扫区域的边界信息和标定障碍物的轮廓信息是预先采集并标记在地图信息中的，比如在方形广场内设有一个滑梯，滑梯即为固定障碍物，在地图信息中限定方形广场的边界信息，并在方形广场内标记滑梯的轮廓信息。

清扫时限信息是指对清扫作业的时间限制，比如早晨五点之前将广场清扫完毕，或者两个小时之内将广场清扫完毕。

清扫覆盖率信息是指清扫装置计划清扫的面积与待清扫区域的面积比值，比如可将清扫覆盖率设定为80％、90％，100％，120％、150％或200％等，80％、90％的清扫覆盖率表示对清扫区域进行粗略清扫，清扫时实际的清扫区域之间有间隔，不对清扫区域进行覆盖；100％的清扫覆盖率表示对清扫区域进行全覆盖清扫，实际的清扫区域相互连接；120％、150％和200％的清扫覆盖率表示对清扫区域进行完全覆盖清扫，实际的清扫区域之间相互重合，根据清扫覆盖率的不同重合面积的大小不同。

清扫程度信息是指清扫强度，具体可以分为多个强度等级，比如可以设定为3个等级，第一等级为强力清扫，第二等级为中度清扫，第三等级为一般清扫，三个等级的清扫强度具体可以通过边刷的转速和洒水量进行控制，在强力清扫时控制洒水量较多，边刷的转速较快，从而增加单位区域内的清扫强度。

在获取清扫任务信息之后，方法还包括根据待清扫区域的边界信息和标定障碍物的轮廓信息计算出待清扫区域的面积信息，具体的，根据待清扫区域的边界信息计算清扫区域的面积，根据标定障碍物的轮廓信息计算所标定的障碍物的占地面积，其中，标定是障碍物可以为一个或多个；然后计算清扫区域的面积和所标定的障碍物的占地面积之间的差值，所得差值即为待清扫区域的面积，也就是可清扫区域的面积。

步骤104，根据清扫装置的作业里程信息和清扫区域信息，从第一数量的清扫装置中选取第二数量的清扫装置；

具体的，根据上述步骤103中得到的可清扫区域的面积计算出清扫里程，再基于步骤102中得到的第一数量的清扫装置的作业里程信息，从第一数量的清扫装置中选取第二数量的清扫装置。

为避免清扫过程中清扫装置因突发状况消耗电量而导致无法完成清扫任务，在选取第二数量的清扫装置时需要满足预设条件，预设条件为选取的第二数量的清扫装置的作业里程总和与待清扫里程的到达预设阈值，所述预设阈值可以为1.2或1.5，本领域技术人员可以根据经验值进行设定。

步骤105，根据第二数量的清扫装置的作业里程信息将清扫区域信息划分成第二数量的子区域信息；

具体的，根据所选择的清扫装置的作业里程比，将待清扫区域的面积信息划分成第二数量的子区域信息，作业里程较大的清扫装置分得的子区域面积较大，从而对清扫区域进行合理划分。

步骤106，根据清扫时限信息、清扫覆盖率信息、清扫程度信息和子区域信息生成清扫装置相对应的第一清扫轨迹信息。

其中，第一清扫轨迹信息具有多个动作属性，动作属性可以包括清扫速度、边刷转速和洒水量，下面对清扫轨迹、清扫速度、边刷转速和洒水量参数的生成过程进行详细说明。

第一清扫轨迹的规划是基于清扫覆盖率信息和子区域信息生成的，具体的，根据子区域面积的大小以及清扫任务信息中要求的清扫覆盖率信息计算出预计清扫面积，再根据预计清扫面积、清扫装置的清洁宽度以及固定障碍物的位置生成第一路径信息，即为清扫装置的清扫轨迹。

清扫速度参数是根据清扫时限信息和第一路径信息计算的，具体的，根据第一路径信息和时限信息的比值得到理论速度参数，再根据预设速度参数和修正系数得到清扫速度参数，修正系数可以设定为1.1或1.2，也就是说清扫装置的清扫速度是理论速度的1.1或1.2倍，这样即使清扫装置在清扫过程中遇到障碍物进行避让等行为，也可以保证在清扫在规定的时限内完成。

边刷转速参数和洒水量参数是根据清扫程度信息生成的，具体的，清扫程度可以分为多个强度等级，每个强度等级对应一个边刷转速和一个洒水量参数，当清扫强度确定后，会获取清扫强度相对应的边刷转速参数和洒水量参数。在优选的实施例中，为防止清扫速度过快、边刷速度过慢从而导致的清扫无法到达清扫强度要求现象的发生，边刷转速参数、洒水量参数不仅与清扫程度相关，还与清扫速度相关联，可以设定每个强度等级对应一个范围的边刷转速和一个范围的洒水量参数，一个清扫速度范围对应一个范围的边刷转速参数、洒水量参数，确定强度等级后获取相对应第一范围的边刷转速参数和洒水量参数，再根据清扫速度参数获取相对应第二范围的边刷转速参数和洒水量参数，将第一范围的边刷转速参数、洒水量参数和第二范围的边刷转速参数、洒水量参数进行匹配，选取重合第三范围的边刷转速参数和洒水量参数，从第三范围的边刷转速参数和洒水量参数选取中间值作为清扫装置的边刷转速参数和洒水量参数。

在此之后，服务器将生成的多条第一清扫轨迹信息分别发送给相对应的清扫装置；清扫装置根据第一清扫轨迹信息进行作业清扫。清扫装置上设有环境感知模块，环境感知模块包括GPS装置、雷达和摄像头，其中，GPS装置具体可以为两个差分GPS天线，均设置于清扫装置的顶部，用于获取清扫装置的位置信息；雷达具体可以为超声雷达和激光雷达，多个雷达可以设置在清扫装置的四周，对四周的障碍物进行探测识别；摄像头可以为多个，分别设置在清扫装置的四周，对激光雷达和超声波雷达感知到的数据进行辅助校验。

在清扫装置沿第一清扫轨迹信息进行作业清扫的过程中，雷达和摄像头对作业环境信息探测和采集，得到障碍物信息和环境信息；并判断障碍物的属性信息，障碍物的属性信息包括固定障碍物和移动障碍物两种，具体可以通过障碍物的停留时间进行判断，当障碍物在一个位置点的停留时间达到预设时间阈值时，判断该障碍物为固定障碍物，否则为移动障碍物；固定障碍物可以是临时放置的垃圾桶、也可能是临时停靠的车辆等等，移动障碍物可以是行人或驾驶的车辆等等；当障碍物的属性信息为固定障碍物时，对固定障碍物进行绕行清扫，然后沿第一清扫轨迹继续清扫；当障碍物的属性信息为移动障碍物时，对移动障碍物进行避让，待移动障碍物不在清扫轨迹之后，继续沿第一清扫轨迹信息进行作业清扫。

对于一个清扫区域来说，可能有新的固定障碍物长时间放置在清扫区域，也可能之前标记的固定障碍物被移走，因此需要对地图信息进行及时的更新，下面针对上面两种情况进行说明。

在对固定障碍物进行绕行清扫之后，方法还包括：环境感知模块获取固定障碍物的位置信息，并发送给服务器；服务器在清扫区域信息中标记固定障碍物的位置信息；当位置信息的标记次数到达预设阈值时，更新清扫区域信息。在一个具体的例子中，清扫装置在清扫过程中确定垃圾箱为固定障碍物进行绕行，并将垃圾箱的位置信息上传给服务器，服务器在地图信息中标记垃圾箱的位置，并记录标记次数，当清扫装置下次再清扫该清扫区域时，又探测到该垃圾箱，对垃圾箱的位置继续上报给服务器，当服务器对该位置的标记次数到达预设阈值，比如10次时，在地图中标记出该垃圾桶为固定障碍物，并更新清扫区域的地图，从而为能够根据更新后的地图对清扫轨迹进行重新规划，不必每次都对固定障碍物进行识别避障和上报，节省清扫作业的时间和电量，提高清扫效率。

在作业清扫的过程中，清扫装置的环境感知模块对清扫区域内的标定障碍物进行探测，当没有探测到标定障碍物时，生成重新规划提示信息，并发送给服务器，服务器根据清扫区域对应的子区域信息生成第二清扫轨迹信息，并返回给清扫装置，清扫装置根据返回的第二清扫轨迹进行清扫，并且服务器更新清扫区域的地图信息，从而能够及时发现清扫区域内不存在的标定固定障碍物，对原来标定障碍物的所在区域进行清扫，能够做到不漏扫。

在清扫装置沿第一清扫轨迹信息进行作业清扫的过程中，GPS装置获取清扫装置作业清扫过程中的位置信息，并通过通信模块发送给服务器；服务器根据位置信息生成实际清扫轨迹信息，从而记录清扫装置的实际清扫路径，为清扫轨迹的优化处理提供数据基础。

本发明实施例提供的协同清扫作业方法，能够基于多个清扫装置的当前状态信息对清扫区域进行合理划分，并能够根据清扫任务要求和每个清扫装置划分的区域生成相对应的清扫路径，从而使多个清扫装置可以高效、智能协同清扫作业。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种协同清扫作业方法，其特征在于，所述方法包括：

服务器获取第一数量的清扫装置的当前电量信息和垃圾剩余装载量信息；

根据所述当前电量信息和垃圾剩余装载量信息计算所述清扫装置的作业里程信息；

获取清扫任务信息；其中，所述清扫任务信息包括清扫区域信息、清扫时限信息、清扫覆盖率信息和清扫程度信息；

根据所述清扫装置的作业里程信息和所述清扫区域信息，从所述第一数量的清扫装置中选取第二数量的清扫装置；

根据所述第二数量的清扫装置的作业里程信息将所述清扫区域信息划分成第二数量的子区域信息；

根据所述清扫时限信息、清扫覆盖率信息、清扫程度信息和子区域信息生成所述清扫装置相对应的第一清扫轨迹信息。

2.根据权利要求1所述的协同清扫作业方法，其特征在于，所述第一清扫轨迹信息具有多个动作属性；所述动作属性包括清扫速度、边刷转速和洒水量。

3.根据权利要求2所述的协同清扫作业方法，其特征在于，根据所述清扫时限信息、清扫覆盖率信息、清扫程度信息和子区域信息生成所述清扫装置相对应的第一清扫轨迹信息具体包括：

根据所述清扫覆盖率信息和子区域信息生成第一路径信息；

根据所述清扫时限信息和第一路径信息计算清扫速度参数；

根据所述清扫程度信息生成边刷转速参数和洒水量参数。

4.根据权利要求1所述的协同清扫作业方法，其特征在于，所述根据所述当前电量信息和垃圾剩余装载量信息计算所述清扫装置的作业里程信息具体包括：

配置所述当前电量信息和垃圾剩余装载量信息的权重值；

根据所述当前电量信息和垃圾剩余装载量信息的权重值计算所述清扫装置的作业里程信息。

5.根据权利要求1所述的协同清扫作业方法，其特征在于，所述清扫区域信息包括待清扫区域的边界信息和标定障碍物的轮廓信息；

在所述获取清扫任务信息之后，所述方法还包括：

根据所述待清扫区域的边界信息和标定障碍物的轮廓信息计算所述待清扫区域的面积信息。

6.根据权利要求5所述的协同清扫作业方法，其特征在于，所述根据所述第二数量的清扫装置的作业里程信息将所述清扫区域信息划分成第二数量的子区域信息具体为：

根据所述第二数量的清扫装置的作业里程信息将所述待清扫区域的面积信息划分成第二数量的子区域信息。

7.根据权利要求5所述的协同清扫作业方法，其特征在于，所述清扫装置包括环境感知模块；其中，所述环境感知模块包括GPS装置、雷达和摄像头；所述方法还包括：

所述服务器将生成的第一清扫轨迹信息分别发送给相对应的所述清扫装置；

所述清扫装置根据所述第一清扫轨迹信息进行作业清扫；

所述GPS装置获取所述清扫装置作业清扫过程中的位置信息，并发送给所述服务器；

所述服务器根据所述位置信息生成实际清扫轨迹信息。

8.根据权利要求7所述的协同清扫作业方法，其特征在于，在所述清扫装置根据所述第一清扫轨迹信息进行作业清扫之后，所述方法还包括：

所述雷达和摄像头对作业环境信息探测和采集，得到障碍物信息和环境信息；

判断所述障碍物的属性信息；所述障碍物的属性信息包括固定障碍物和移动障碍物；

当所述障碍物的属性信息为固定障碍物时，对所述固定障碍物进行绕行清扫；

当所述障碍物的属性信息为移动障碍物时，对所述移动障碍物进行避让。

9.根据权利要求8所述的协同清扫作业方法，其特征在于，在对所述固定障碍物进行绕行清扫之后，所述方法还包括：

所述环境感知模块获取所述固定障碍物的位置信息，并发送给所述服务器；

所述服务器在所述清扫区域信息中标记所述固定障碍物的位置信息；

当所述位置信息的标记次数到达预设阈值时，更新所述清扫区域信息。

10.根据权利要求8所述的协同清扫作业方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述环境感知模块对所述清扫区域内的标定障碍物进行探测；

当没有探测到所述标定障碍物时，生成重新规划提示信息，并发送给所述服务器；

所述服务器根据所述清扫区域对应的子区域信息生成第二清扫轨迹信息，并返回给所述清扫装置。