CN109276191B - 一种清洁机器人的路径清扫方法、系统和芯片 - Google Patents

一种清洁机器人的路径清扫方法、系统和芯片 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种清洁机器人的路径清扫方法、系统和芯片，所述路径清扫方法包括：实时检测清洁机器人在当前清洁区域内进行的弓字形清扫的转弯过程中的碰撞状态；然后根据所述碰撞状态控制所述清洁机器人的弓字形路径，使得所述清洁机器人实现清扫所述弓字形路径的转弯部分所对应的弧形边缘与所述当前清洁区域的边角之间的区域。相对于现有技术，本发明实施例通过控制机器人在边角位置处的转弯角度来提升机器人的覆盖率和墙角的清洁率。

Description

一种清洁机器人的路径清扫方法、系统和芯片
技术领域
本发明属于智能家用电器领域，特别涉及一种基于弓字形路径的清洁机器人防漏扫的路径清扫方法、路径清扫系统和芯片。
背景技术
清洁类机器人逐渐成为了一个普通家庭经常用到的一个家用电器，清扫率和清洁效率是大家关注的内容。在现有技术的应用场合中，规划式的清洁机器人一般采用弓字形的清扫方式，首先直线走，当遇到障碍物时，通过走弧形的方式转弯移动到下一个清扫路径，这种清扫轨迹美观而且高效，获得了很多的应用。
然而，上述路线规划方式存在两个问题。其中存在一个问题，如图1所示，当机器人按照路径102移动到墙面101时，机器人还没有完成弧形转弯就碰到墙面，则不能按照弓字形路径移动到下一个清扫路径；又如路径103所示，机器人靠近墙面105的时候，还没有完成弧形转弯就碰到障碍物104。针对前述路径102和路径103。现有技术中，针对上述情况，机器人则会直接沿边行走，其中，路径102中的机器人会贴着墙面105沿边行走，路径103上的机器人会贴着障碍物104沿边行走，这样会导致墙面101与墙面105的直角边界处或障碍物与墙面边界之间存在漏扫区域。
另外一个问题，如图2所示，当前清洁区域#1内存在很小的出口203，而机器人在沿着路径202进行弧形转弯的过程中，撞上出口203的其中一边的墙面201，此时，常规处理方法是在墙面201进行沿边行走，然而出口203所占的实际清洁区域比较小，使其在栅格地图中可能占了很小的区域，所以，机器人搜索到出口203后，不对出口203及墙面205的预设范围内的区域进行清扫，反而只是贴着墙面201进行沿边行走，从而产生了漏扫区域。
发明内容
本发明就是鉴于上述现有技术所产生的漏扫区域而提出的，其技术方案如下：
一种清洁机器人的路径清扫方法，所述路径清扫方法包括：步骤1：实时检测清洁机器人在当前清洁区域内进行的弓字形清扫的转弯过程中的碰撞状态；步骤2：根据所述碰撞状态控制所述清洁机器人的弓字形路径，使得所述清洁机器人实现清扫所述弓字形路径的转弯部分所对应的弧形边缘与所述当前清洁区域的边角之间的区域。
进一步地，所述步骤2的具体方法包括：步骤21、当检测到所述清洁机器人在弓字形清扫路径的转弯过程中发生碰撞时，沿着当前的前进方向的相反方向移动第一预设距离，然后逆着所述转弯过程的转弯方向转动，使其转动后的预设前进方向指向所述弓字形路径的转弯部分所对应的弧形外侧，然后进入步骤23；步骤22、当检测到所述清洁机器人在弓字形清扫路径的转弯过程中不发生碰撞时，继续按照弓字形路径进行清扫；步骤23、控制所述清洁机器人沿着所述预设前进方向移动，并实时检测所述清洁机器人在所述预设前进方向上的移动距离是否达到第二预设距离，是则返回步骤21，否则进入步骤24；步骤24、实时检测是否发生碰撞，是则进入步骤25，否则返回步骤23；步骤25、控制所述清洁机器人启动沿边行走；其中，所述第一预设距离设置为小于或等于所述清洁机器人的清扫宽度；所述第二预设距离设置为所述弓字形路径的清扫行间距的两倍。
进一步地，所述预设前进方向为与所述弓字形路径中的直线路径呈预设角度的方向。
进一步地，在所述当前清洁区域内，当所述步骤21的弓字形路径的转弯部分所对应的弧形边缘的外侧存在一个小出口时，所述预设角度设置为45度。
一种清洁机器人的路径清扫系统，所述路径清扫系统包括：碰撞检测单元，用于实时检测清洁机器人在当前清洁区域内进行的弓字形清扫的转弯过程中的碰撞状态；防漏扫单元，用于根据所述碰撞状态控制所述清洁机器人的弓字形清扫路径，使得所述清洁机器人实现清扫所述弓字形路径的转弯部分所对应的弧形边缘与所述当前清洁区域的边角之间的漏扫区域。
进一步地，所述防漏扫单元的内部包括：第一碰撞执行子单元，用于检测到所述清洁机器人在弓字形清扫路径的转弯过程中发生碰撞时，控制所述清洁机器人沿着当前的前进方向的相反方向移动第一预设距离，然后逆着所述转弯过程的转弯方向转动，使其转动后的预设前进方向指向所述弓字形路径的转弯部分所对应的弧形外侧方向；第二碰撞执行子单元，用于控制所述清洁机器人沿着所述预设前进方向移动第二预设距离，并实时检测在所述预设前进方向上的移动距离是否达到第二预设距离，是则进行新的弓字形清扫，否则通过实时检测碰撞状态来控制所述清洁机器人启动沿边行走或继续沿着所述预设前进方向移动；第三碰撞执行子单元，用于检测到所述清洁机器人在弓字形清扫路径的转弯过程中不发生碰撞时，控制所述清洁机器人按照弓字形路径进行清扫；其中，所述第一预设距离设置为等于所述清洁机器人的清扫宽度；所述第二预设距离设置为所述弓字形路径的清扫行间距的两倍。
进一步地，所述预设前进方向为与所述弓字形路径中的直线路径呈预设角度的方向。
一种芯片，所述芯片存储所述路径清扫方法对应的程序代码，且所述芯片内置于所述路径清扫系统中，用于控制所述清洁机器人根据所述碰撞状态控制所述清洁机器人的弓字形路径，使得所述清洁机器人实现清扫所述弓字形路径的转弯部分所对应的弧形边缘与所述当前清洁区域的边角之间的漏扫区域。
本发明的有益技术效果：本发明实施例通过控制机器人在边角位置处的转弯角度和移动方向来提升机器人的覆盖率和墙角的清洁率；有利于清洁机器人在弓字形清扫过程中克服转弯受阻的问题，从而顺利进入下一段直线路径，并避免碰到障碍物后弓字形路径就失效的问题。
附图说明
图1为现有技术中清洁机器人绕着墙面进行弓字形清扫的路径示意图(图1的路径102)，以及清洁机器人绕着障碍物进行弓字形清扫的路径示意图(图1的路径103)；
图2为现有技术中清洁机器人在清洁区域#1内的弓字形清扫的路径示意图；
图3为实施例一中清洁机器人碰撞墙面后的防漏扫的路径示意图；
图4为实施例二中清洁机器人碰撞障碍物104后的防漏扫的路径示意图；
图5为实施例三中清洁机器人绕出清洁区域#1的小出口的路径示意图；
图6为本发明实施例提供的一种清洁机器人的路径清扫方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细描述。
本发明实施例提供了一种清洁机器人的路径清扫方法，该路径清扫方法的基本构思包括：步骤1：实时检测清洁机器人在当前清洁区域内进行的弓字形清扫的转弯过程中的碰撞状态；步骤2：根据所述碰撞状态控制所述清洁机器人的弓字形路径，使得所述清洁机器人实现清扫所述弓字形清扫路径的转弯部分所对应的弧形边缘与所述当前清洁区域的边角之间的区域。本发明实施例通过采用调节弓字形路径的转角结合沿边清扫的行为控制方式，以克服障碍物和墙壁对弓字形清扫的阻碍，提高机器人的清扫覆盖率和墙角的清洁率。
需要说明的是，本发明实施例提供的路径清扫方法的执行主体为控制器，所述控制器用于对清洁机器人的行走进行控制，其可以设置于所述清洁机器人上，即作为所述清洁机器人的控制装置，也可以不设置于所述清洁机器人上，而通过远程控制的方式控制所述清洁机器人行走，当然，还可为其他类似功能的部件，本实施方式对此不加以限制。本发明实施例中，所述清洁机器人在所述弓字形路径中的转弯角度可以通过三轴陀螺仪的Y轴方向角度获取，当然也可以采用其他传感器获取，本实施方式对此不加以限制。
图6为本发明实施例提供的一种清洁机器人的路径清扫方法的流程图；参照图6，所述路径清扫方法包括：
步骤601、控制清洁机器人在当前清洁区域内按照弓字形路径进行清扫，然后进入步骤602。
步骤602、在所述清洁机器人进行弓字形路径的转弯运动的过程中，通过相关的传感器实时检测是否发生碰撞，是则进入步骤603，否则返回步骤601；其中，发生碰撞现象指的是所述清洁机器人接触所述当前清洁区域内的阻挡物或趋近阻挡物；所述阻挡物可以为墙体，又或是其他阻挡物，本发明实施例对此不加以限制。
步骤603、所述清洁机器人沿着步骤602的前进方向的相反方向移动第一预设距离，然后逆着步骤602中的弓字形路径的转弯方向转动，使其转动后的预设前进方向为步骤602的弓字形路径的转弯部分所对应的弧形边缘的外侧；然后进入步骤604。具体地，所述预设前进方向为与所述弓字形路径的直线路径呈预设角度的方向。所述第一预设距离可优选为所述清洁机器人的清扫宽度。相对于现有技术，本步骤有利于完成所述当前清洁区域的墙角与所述弓字形清扫路径的转弯部分所对应的弧形外侧的区域的清洁工作。所述路径清扫方法能够控制清扫范围覆盖到墙角区域或栅格地图中面积较小的区域。
步骤604、控制所述清洁机器人沿着所述预设前进方向移动，并进入步骤605；
步骤605、实时检测所述清洁机器人在所述预设前进方向上的移动距离是否达到第二预设距离，是则返回步骤601，从而控制所述清洁机器人进行新的弓字形清扫；否则进入步骤606。所述清洁机器人移动第二预设距离的过程中无阻挡物，可按照弓字形路径进行清扫，同时也意味着所述清洁机器人顺利通过所述当前清洁区域的小出口。需要说明的是，该小出口在现有技术手段下可能导致机器人在栅格地图中予以忽略，故所述清洁机器人搜索后也不会对其附件区域进行清扫。具体地，所述第二预设距离可设置为所述弓字形路径的清扫行间距的两倍，使得所述清洁机器人到达对面的墙体或达到某一个固定的距离后进一步判断是否能够进行新的弓字形路径。
步骤606、通过相关传感器实时检测所述清洁机器人是否发生碰撞，是则进入步骤607，否则返回步骤604，继续在所述预设前进方向上移动，直到所述清洁机器人在所述预设前进方向上的移动距离达到所述第二预设距离。
步骤607、控制所述清洁机器人绕着与之碰撞的阻挡物进行沿边行走，清扫该阻挡物附近的区域，直到离开所述阻挡物，然后回到识别的正常区域重新进行弓字形清扫。
基于上述路径清扫方法，可划分为三种不同清洁区域下对应的所述清洁机器人的清扫路径实施例，下述的三种实施例通过控制机器人在边角位置处的转弯角度来提升机器人的覆盖率和墙角的清洁率；有利于清洁机器人在弓字形清扫过程中克服转弯受阻的问题，从而顺利进入下一段直线路径，并避免碰到障碍物后弓字形路径就失效的问题。
实施例一：在图3中，当前清洁区域中存在一个直角的墙角，当所述清洁机器人(如图3的带黑点的圆)沿着弓字形路径中的直线路径趋近墙面101与墙面105构成的墙角区域时，所述清洁机器人开始转弯以进入下一段直线路径，但在转弯的过程中被检测到与墙面101碰撞，此时还没完成弓字形路径中的弧形转弯，则所述清洁机器人按照图3中带箭头的虚线路径移动。图3中带箭头的虚线路径的规划包括：所述清洁机器人沿着当前的前进方向的相反方向移动所述第一预设距离，然后逆着所述转弯过程的转弯方向转动，使其转动后的预设前进方向指向所述弓字形路径的转弯部分所对应的弧形外侧，具体地，所述清洁机器人朝向墙面101与墙面105构成的墙角对应的垂足，并与所述弓字形路径中的直线路径呈预设角度的方向。接着控制所述清洁机器人沿着所述预设前进方向移动，在移动过程中可实现完成所述当前清洁区域的墙角与所述弓字形清扫路径的转弯部分所对应的弧形外侧的区域的清洁工作。图3的实施例中，所述清洁机器人沿着所述预设前进方向移动所述第二预设距离的过程中检测到与墙面105碰撞，则所述清洁机器人停止在所述预设前进方向上的移动，然后贴着墙面105进行沿边行走，再进入新的弓字形路径进行清扫。
实施例二：在图4中，当前清洁区域中存在一个直角的墙角和一个孤立的障碍物104，当所述清洁机器人(如图4的带黑点的圆)沿着弓字形路径中的直线路径趋近障碍物104，所述清洁机器人开始转弯以进入下一段直线路径，所述清洁机器人在转弯的过程中被检测到与障碍物104碰撞，此时还没完成弓字形路径中的弧形转弯，则所述清洁机器人按照图4中带箭头的虚线路径移动。图4中带箭头的虚线路径的规划包括：所述清洁机器人沿着当前的前进方向的相反方向移动所述第一预设距离，然后逆着所述转弯过程的转弯方向转动，使其转动后的预设前进方向指向所述弓字形路径的转弯部分所对应的弧形外侧，并与所述弓字形路径中的直线路径呈预设角度的方向，具体地，所述清洁机器人朝向障碍物104与墙面105之间的区域，而不是现有技术中贴着障碍物104沿边行走以离开墙面30，使得障碍物104与墙面105之间的区域不会变成漏扫区域。接着控制所述清洁机器人沿着所述预设前进方向移动，在移动过程中可实现墙面105与所述弓字形清扫路径的转弯部分所对应的弧形外侧的区域的清洁工作。图4的实施例下，所述清洁机器人在沿着所述预设前进方向移动所述第二预设距离的过程中检测到与墙面105碰撞，则所述清洁机器人停止在所述预设前进方向上的移动，然后贴着墙面105进行沿边行走，再进入新的弓字形路径进行清扫。
实施例三：在图5中，清洁区域#1内存在着一个方向503的小出口203，该出口的两端分别是墙面201和墙面205，当所述清洁机器人(如图4的带黑点的圆)沿着弓字形路径趋近方向503的小出口203时，所述清洁机器人开始转弯以进入下一段直线路径，所述清洁机器人在转弯的过程中被检测到与墙面201碰撞，此时还没完成弓字形路径中的弧形转弯，则所述清洁机器人按照图5中带箭头的虚线路径移动。图5中带箭头的虚线路径的规划包括：所述清洁机器人沿着当前的前进方向的相反方向移动第一预设距离，然后逆着所述转弯过程的转弯方向转动，使其转动后的预设前进方向指向所述弓字形路径的转弯部分所对应的弧形外侧，并与所述弓字形路径中转弯前的直线路径呈预设角度的方向，所述预设角度优选地设置为45度。具体地，所述清洁机器人朝向方向503，而不是现有技术中贴着墙面201进行沿边行走离开方向503的小出口203，使得方向503的小出口203的预设范围内的区域不变为漏扫区域。接着控制所述清洁机器人沿着所述预设前进方向移动所述，在移动过程中可实现所述弓字形清扫路径的转弯部分所对应的弧形外侧区域的清洁工作，即完成方向503的小出口203的预设范围内的区域的清扫工作。当所述清洁机器人在所述预设前进方向上的移动距离达到所述第二预设距离但不被检测到发生碰撞，如图5所示，所述清洁机器人穿过方向503的小出口203，满足弓字形路径的条件，则可以进行新的弓字形清扫，从而维持弓字形路径的连续清扫；当所述清洁机器人在所述预设前进方向上的移动距离未达到所述第二预设距离且不被检测到发生碰撞时，则继续沿着所述预设前进方向上的移动，并实时检测其在所述预设前进方向上的移动距离，从而继续清扫方向503的小出口203的预设范围内的区域；当所述清洁机器人在所述预设前进方向上的移动距离未达到所述第二预设距离但被检测到与墙面205碰撞时，则贴着墙面205进行沿边清扫，从而继续清扫方向503的小出口203的预设范围内的区域。
上述实施例中，所述第一预设距离设置为所述第一预设距离可优选为所述清洁机器人的清扫宽度；所述第二预设距离设置为所述第二预设距离设置为所述弓字形路径的清扫行间距的两倍。其中，实施例三中所述预设角度可设置为45度。
对于上述实施方式，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施方式并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施方式，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施方式均属于优选实施方式，所涉及的动作并不一定是本发明实施方式所必须的。
本发明实施例还提供一种清洁机器人的路径清扫系统，包括：碰撞检测单元，用于实时检测清洁机器人在当前清洁区域内进行的弓字形清扫的转弯过程中的碰撞状态；防漏扫单元，用于根据所述碰撞状态控制所述清洁机器人的弓字形清扫路径，使得所述清洁机器人实现清扫所述弓字形路径的转弯部分所对应的弧形边缘与所述当前清洁区域的边角之间的漏扫区域。
在本发明一种可选择的实施例中，所述防漏扫单元的内部包括：
第一碰撞执行子单元，用于检测到所述清洁机器人在弓字形清扫路径的转弯过程中发生碰撞时，控制所述清洁机器人沿着当前的前进方向的相反方向移动第一预设距离，然后逆着所述转弯过程的转弯方向转动，使其转动后的预设前进方向指向所述弓字形路径的转弯部分所对应的弧形外侧方向；第二碰撞执行子单元，用于控制所述清洁机器人沿着所述预设前进方向移动，并在所述清洁机器人移动第二预设距离的过程中实时检测碰撞状态，当发生碰撞事件时控制所述清洁机器人启动沿边行走，否则继续按照弓字形路径进行清扫；第三碰撞执行子单元，用于检测到所述清洁机器人在弓字形清扫路径的转弯过程中不发生碰撞时，控制所述清洁机器人按照弓字形路径进行清扫。
在本发明一种可选择的实施例中，还包括一种调用模块，在所述路径清扫系统内，所述调用模块根据所述碰撞检测单元的判断结果以及所述清洁机器人在所述预设前进方向上的移动距离，对应调用所述第一碰撞执行子单元、所述第二碰撞执行子单元和所述第三碰撞执行子单元。
在本发明一种可选择的实施例中，所述预设前进方向为与所述弓字形清扫转弯前所对应的直线路径呈预设角度的方向。
所述路径清扫系统还包括：陀螺仪、码盘和扫地机器人左右轮；所述陀螺仪，用于采集所述清洁机器人的偏航角，并将采集的偏航角发送至所述路径清扫系统；所述码盘，用于采集所述清洁机器人在所述预设前进方向上的移动距离，并将其发送至所述第二碰撞执行子单元中与所述第二预设距离进行比较；所述清洁机器人左右轮，用于接收所述路径清扫系统的控制指令，以控制所述清洁机器人的转弯方向。
本发明实施例提供了一种芯片，所述芯片存储所述路径清扫方法对应的程序代码，且所述芯片内置于所述路径清扫系统中，用于控制所述清洁机器人根据所述碰撞状态控制所述清洁机器人的弓字形路径，使得所述清洁机器人实现清扫所述弓字形路径的转弯部分所对应的弧形边缘与所述当前清洁区域的边角之间的漏扫区域。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (6)

1.一种清洁机器人的路径清扫方法，其特征在于，所述路径清扫方法包括：
步骤1：实时检测清洁机器人在当前清洁区域内进行的弓字形清扫的转弯过程中的碰撞状态；
步骤2：根据所述碰撞状态控制所述清洁机器人的弓字形路径，使得所述清洁机器人实现清扫所述弓字形路径的转弯部分所对应的弧形边缘与所述当前清洁区域的边角之间的区域；
所述步骤2的具体方法包括：
步骤21、当检测到所述清洁机器人在弓字形清扫路径的转弯过程中发生碰撞时，沿着当前的前进方向的相反方向移动第一预设距离，然后逆着所述转弯过程的转弯方向转动，使其转动后的预设前进方向指向所述弓字形路径的转弯部分所对应的弧形外侧，然后进入步骤23；
步骤22、当检测到所述清洁机器人在弓字形清扫路径的转弯过程中不发生碰撞时，继续按照弓字形路径进行清扫；
步骤23、控制所述清洁机器人沿着所述预设前进方向移动，并实时检测所述清洁机器人在所述预设前进方向上的移动距离是否达到第二预设距离，是则返回步骤21，否则进入步骤24；
步骤24、实时检测是否发生碰撞，是则进入步骤25，否则返回步骤23；
步骤25、控制所述清洁机器人启动沿边行走；
其中，所述第一预设距离设置为小于或等于所述清洁机器人的清扫宽度；所述第二预设距离设置为所述弓字形路径的清扫行间距的两倍。
2.根据权利要求1所述路径清扫方法，其特征在于，所述预设前进方向为与所述弓字形路径中的直线路径呈预设角度的方向。
3.根据权利要求2所述路径清扫方法，其特征在于，在所述当前清洁区域内，当所述步骤21的弓字形路径的转弯部分所对应的弧形边缘的外侧存在一个小出口时，所述预设角度设置为45度。
4.一种清洁机器人的路径清扫系统，其特征在于，所述路径清扫系统包括：
碰撞检测单元，用于实时检测清洁机器人在当前清洁区域内进行的弓字形清扫的转弯过程中的碰撞状态；
防漏扫单元，用于根据所述碰撞状态控制所述清洁机器人的弓字形清扫路径，使得所述清洁机器人实现清扫所述弓字形路径的转弯部分所对应的弧形边缘与所述当前清洁区域的边角之间的漏扫区域；
所述防漏扫单元的内部包括：
第一碰撞执行子单元，用于检测到所述清洁机器人在弓字形清扫路径的转弯过程中发生碰撞时，控制所述清洁机器人沿着当前的前进方向的相反方向移动第一预设距离，然后逆着所述转弯过程的转弯方向转动，使其转动后的预设前进方向指向所述弓字形路径的转弯部分所对应的弧形外侧方向；
第二碰撞执行子单元，用于控制所述清洁机器人沿着所述预设前进方向移动第二预设距离，并实时检测在所述预设前进方向上的移动距离是否达到第二预设距离，是则进行新的弓字形清扫，否则通过实时检测碰撞状态来控制所述清洁机器人启动沿边行走或继续沿着所述预设前进方向移动；
第三碰撞执行子单元，用于检测到所述清洁机器人在弓字形清扫路径的转弯过程中不发生碰撞时，控制所述清洁机器人按照弓字形路径进行清扫；
其中，所述第一预设距离设置为等于所述清洁机器人的清扫宽度；所述第二预设距离设置为所述弓字形路径的清扫行间距的两倍。
5.根据权利要求4所述路径清扫系统，其特征在于，所述预设前进方向为与所述弓字形路径中的直线路径呈预设角度的方向。
6.一种芯片，其特征在于，所述芯片存储权利要求1至3任一项所述路径清扫方法对应的程序代码，且所述芯片内置于权利要求4至5任一项所述路径清扫系统中，用于控制所述清洁机器人根据所述碰撞状态控制所述清洁机器人的弓字形路径，使得所述清洁机器人实现清扫所述弓字形路径的转弯部分所对应的弧形边缘与所述当前清洁区域的边角之间的漏扫区域。
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