CN111759232A - 一种洗地机清扫路径管理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种洗地机清扫路径管理方法，首先利用激光Slam机器人定位导航系统对清扫区域进行激光扫描，得到对应的三维模型，同时结合GIS系统对所述清扫区域中的特征点进行坐标标记，将建立坐标系系统与所述三维模型进行特征点的对应融合后，按照清扫需求划分出清扫路径和初始清扫点，同时利用GIS系统实时标记所述洗地机的清扫点坐标；接着根据所述清扫点坐标和对应的路径点坐标进行计算，得到对应的偏差值；最后根据所述偏差值，控制纠偏控制器进行双轮差速轨迹修正，使所述洗地机继续按照所述清扫路径进行清扫，保证扫地机的清扫效果。
Description
技术领域
本发明涉及洗地机技术领域，尤其涉及一种洗地机清扫路径管理方法。
背景技术
工业领域使用的洗地机，工作任务繁重，作业场景污染源多种多样，在特定的作业场景中，对人体造成不可逆转的人身伤害。本工业洗地机器人能按照程序控制行进的路径，能自动在作业场景中自动行进，结合刷盘、水、水刮条、真空吸力泵的功能作用，将自动行进区域内的纸屑、垃圾、灰尘等物质打扫干净、吸干净、刮干净，从而使得作业区域干净整洁。但目前的洗地机在清扫过程中，容易出现路径偏移，导致出现漏扫或撞击物体等情况，导致洗地机的清洗效果不佳。
发明内容
本发明的目的在于提供一种洗地机清扫路径管理方法，提升洗地机的清扫效果。
为实现上述目的，本发明提供了一种洗地机清扫路径管理方法，包括：
根据激光Slam和GIS系统建立清扫区域的三维模型和坐标系统；
根据所述三维模型和所述坐标系统划分出清扫路径，并实时获取清扫点坐标；
利用编码器计算所述清扫点坐标和对应的所述坐标系统中的路径点坐标的偏差值；
根据所述偏差值，利用纠偏控制器进行双轮差速轨迹回正。
其中，根据激光Slam和GIS系统建立清扫区域的三维模型和坐标系统，包括：
利用激光Slam机器人定位导航系统对清扫区域进行激光扫描，得到对应的三维模型，并在扫描的同时，结合GIS系统对所述清扫区域中的特征点进行坐标标记，将所有的特征点坐标汇总，建立坐标系系统。
其中，根据激光Slam和GIS系统建立清扫区域的三维模型和坐标系统，还包括：
将所述坐标系系统与所述三维模型进行特征点对应，并将所述坐标系系统融合进所述三维模型中，并保存于洗地机的编码器中。
其中，根据所述三维模型和所述坐标系统划分出清扫路径，并实时获取清扫点坐标，包括：
按照清扫需求在融合了所述坐标系统后的所述三维模型中划分出清扫路径和初始清扫点，同时利用GIS系统实时标记所述洗地机的清扫点坐标。
其中，利用编码器计算所述清扫点坐标和对应的所述坐标系统中的路径点坐标的偏差值，包括：
将所述清扫点坐标上传至所述编码器中，结合所述清扫路径的对应点的路径点坐标，将对应的横纵坐标值相减后，利用勾股定理计算出所述清扫点坐标对应的偏差值。
其中，根据所述偏差值，利用纠偏控制器进行双轮差速轨迹回正，包括：
根据计算出的所述偏差值，通过所述编码器控制纠偏控制器启动，控制所述洗地机双轮在0.2-1m/S的速度差下进行差速轨迹修正。
其中，根据所述偏差值，利用纠偏控制器进行双轮差速轨迹回正，还包括：
若所述偏差值大于所述纠偏控制器中的修正阈值时，所述纠偏控制器则控制所述洗地机停止运动，并发出预警。
本发明的一种洗地机清扫路径管理方法，首先利用激光Slam机器人定位导航系统对清扫区域进行激光扫描，得到对应的三维模型，同时结合GIS系统对所述清扫区域中的特征点进行坐标标记，将建立坐标系系统与所述三维模型进行特征点的对应融合后，按照清扫需求划分出清扫路径和初始清扫点，同时利用GIS系统实时标记所述洗地机的清扫点坐标；接着根据所述清扫点坐标和对应的路径点坐标进行计算，得到对应的偏差值；最后根据所述偏差值，控制纠偏控制器进行双轮差速轨迹修正，使所述洗地机继续按照所述清扫路径进行清扫，保证扫地机的清扫效果。
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是本发明提供的一种洗地机清扫路径管理方法的步骤示意图。
图2是本发明提供的一种洗地机清扫路径管理方法的补充步骤示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1，本发明提供一种洗地机清扫路径管理方法，包括：
S101、根据激光Slam和GIS系统建立清扫区域的三维模型和坐标系统。
具体的，首先需在洗地机上安装激光Slam(simultaneous localization andmapping，即时定位与地图构建)机器人定位导航系统和GIS系统(地理信息系统)，然后利用激光Slam机器人定位导航系统对清扫区域进行激光扫描，得到对应的三维模型，并在扫描的同时，结合GIS系统对所述清扫区域中的特征点进行坐标标记，将所有的特征点坐标汇总，建立坐标系系统，然后将所述坐标系系统与所述三维模型进行特征点对应，并将所述坐标系系统融合进所述三维模型中，并保存于洗地机的编码器中，其中，所述特征点可以为在清扫区域中的设备、电器件或者其他一些不需要清扫的或者不能移动的装置，对这些装置进行对应的坐标标记，有助于对所述三维模型进行特征标记，便于对三维模型中的各个设备装置进行区分，并在在后续的路径规划上，有助于避开标记的设备和装置，对其他区域进行清扫，保证清扫效果。
S102、根据所述三维模型和所述坐标系统划分出清扫路径，并实时获取清扫点坐标。
具体的，按照清扫需求即在所述三维模型中确定具体需要清扫的范围，在融合了所述坐标系统后的所述三维模型中划分出清扫路径和初始清扫点，所述清扫路径应该包含所有需要清扫的区域，并且不会重复清扫，并且还需保证在所有区域清扫完成后，洗地机能够按照所述清扫路径回位到所述初始清扫点，同时利用GIS系统实时标记所述洗地机的清扫点坐标，将所述洗地机实时清扫位置上的清扫点坐标显示出来，便于实时掌握所述洗地机所处位置。
S103、利用编码器计算所述清扫点坐标和对应的所述坐标系统中的路径点坐标的偏差值。
具体的，将所述清扫点坐标上传至所述编码器中，结合所述清扫路径的对应点的路径点坐标，由于所述洗地机在进行清扫时，所述清扫点坐标值是实时更新的，而规划出的清扫路径在所述坐标系系统中，也是具有对应的坐标值的，因此根据实时更新的所述清扫点坐标与所述路径点坐标的核对与更新，可以实时掌握所述清扫点坐标是否与对应点的所述路径点坐标是否一致，若所述清扫点坐标值与所述路径点坐标值不一致，则将对应的横纵坐标值相减后，利用勾股定理计算出所述清扫点坐标对应的偏差值，即利用两点坐标值计算两点坐标距离的计算方法，计算出所述清扫点坐标与清扫路径的实际偏差距离即偏差值，直观的可以看出实际清扫路径和规划的清扫路径之间的偏差，便于及时掌握清扫情况。
S104、根据所述偏差值，利用纠偏控制器进行双轮差速轨迹回正。
具体的，根据计算出的所述偏差值，通过所述编码器控制纠偏控制器启动，控制所述洗地机双轮在0.2-1m/S的速度差下进行差速轨迹修正，避免机器人出现轨迹偏差，出现漏扫或撞物体的情况，影响清扫效果。
请参阅图2，所述方法还包括：
A、根据所述偏差值与修正阈值的比较结果，进行对应的修正。
具体为，若所述偏差值大于所述纠偏控制器中的修正阈值时，所述纠偏控制器则控制所述洗地机停止运动，并发出预警，预警方式可以包括利用所述编码器发出报警信号、警示声，或者控制所述洗地机闪烁红光等一些能清晰、直观的表示所述洗地机严重偏离清扫路径的方式，方便对应的操作人员能及时到现场调整所述洗地机的位置，或者增大双轮差速修正参数，使所述洗地机能够快速的回到清扫路径上，避免漏扫；
若所述偏差值小于或等于所述修正阈值，则按照双轮在0.2-1m/S的速度差下进行差速轨迹修正；
若所述偏差值很小，则可忽略或者延长在所述清扫点上的清扫时间，若需要延长清扫时间，则需要人为的设定需要延长的具体时间，或者在一旁直观的观察具体的清扫效果达到标准后，驱动所述洗地机继续沿着所述清扫路径进行清扫工作，可以减少漏扫的情况出现，进一步保证清扫效果。
B、根据轨迹修正结果完成所述清扫路径的清扫，并回到初始清扫点。
具体的，当根据所述偏差值完成修正或者所述偏差值很小，忽略修正时，驱动所述洗地机继续沿着所述清扫路径对清扫区域进行清扫，并在清扫过程中，一直对各个所述清扫点坐标进行偏差值计算与判断，直至完成所述清扫路径的清扫工作，然后驱动所述洗地机回到所述初始清扫点进行充电、垃圾清理等工作，对下一次清扫进行准备；
当所述偏差值大于修正阈值导致所述洗地机停止运动时，根据预警信息和对应的所述清扫点坐标，对所述洗地机进行故障检查和故障排除，若故障排除，则对所述洗地机进行双轮差速的轨迹修正，直至沿着所述清扫路径完成清扫；若无法排除故障，则将对应的所述洗地机移除清扫区域，然后安排另外一台洗地机重新从所述初始清扫点或者故障位置点对应的所述清扫路径上的路径点坐标开始对所述清扫路径进行清扫，直至完成清扫工作，并驱动所述洗地机回到所述初始清扫点，对下一次的清扫工作进行准备，进一步保证所述洗地机的清扫效果。
本发明的一种洗地机清扫路径管理方法，首先利用激光Slam机器人定位导航系统对清扫区域进行激光扫描，得到对应的三维模型，同时结合GIS系统对所述清扫区域中的特征点进行坐标标记，将建立坐标系系统与所述三维模型进行特征点的对应融合后，按照清扫需求划分出清扫路径和初始清扫点，同时利用GIS系统实时标记所述洗地机的清扫点坐标；接着根据所述清扫点坐标和对应的路径点坐标进行计算，得到对应的偏差值；最后根据所述偏差值，控制纠偏控制器进行双轮差速轨迹修正，使所述洗地机继续按照所述清扫路径进行清扫，保证扫地机的清扫效果。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (7)
1.一种洗地机清扫路径管理方法，其特征在于，包括：
根据激光Slam和GIS系统建立清扫区域的三维模型和坐标系统；
根据所述三维模型和所述坐标系统划分出清扫路径，并实时获取清扫点坐标；
利用编码器计算所述清扫点坐标和对应的所述坐标系统中的路径点坐标的偏差值；
根据所述偏差值，利用纠偏控制器进行双轮差速轨迹回正。
2.如权利要求1所述的洗地机清扫路径管理方法，其特征在于，根据激光Slam和GIS系统建立清扫区域的三维模型和坐标系统，包括：
利用激光Slam机器人定位导航系统对清扫区域进行激光扫描，得到对应的三维模型，并在扫描的同时，结合GIS系统对所述清扫区域中的特征点进行坐标标记，将所有的特征点坐标汇总，建立坐标系系统。
3.如权利要求2所述的洗地机清扫路径管理方法，其特征在于，根据激光Slam和GIS系统建立清扫区域的三维模型和坐标系统，还包括：
将所述坐标系系统与所述三维模型进行特征点对应，并将所述坐标系系统融合进所述三维模型中，并保存于洗地机的编码器中。
4.如权利要求3所述的洗地机清扫路径管理方法，其特征在于，根据所述三维模型和所述坐标系统划分出清扫路径，并实时获取清扫点坐标，包括：
按照清扫需求在融合了所述坐标系统后的所述三维模型中划分出清扫路径和初始清扫点，同时利用GIS系统实时标记所述洗地机的清扫点坐标。
5.如权利要求4所述的洗地机清扫路径管理方法，其特征在于，利用编码器计算所述清扫点坐标和对应的所述坐标系统中的路径点坐标的偏差值，包括：
将所述清扫点坐标上传至所述编码器中，结合所述清扫路径的对应点的路径点坐标，将对应的横纵坐标值相减后，利用勾股定理计算出所述清扫点坐标对应的偏差值。
6.如权利要求5所述的洗地机清扫路径管理方法，其特征在于，根据所述偏差值，利用纠偏控制器进行双轮差速轨迹回正，包括：
根据计算出的所述偏差值，通过所述编码器控制纠偏控制器启动，控制所述洗地机双轮在0.2-1m/S的速度差下进行差速轨迹修正。
7.如权利要求6所述的洗地机清扫路径管理方法，其特征在于，根据所述偏差值，利用纠偏控制器进行双轮差速轨迹回正，还包括：
若所述偏差值大于所述纠偏控制器中的修正阈值时，所述纠偏控制器则控制所述洗地机停止运动，并发出预警。
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