CN113616115B - 一种适用于扫地机的脱困算法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于扫地机的脱困算法，包括如下步骤：步骤1：开启扫地机器人执行清扫工作；步骤2：检测是否需要进入脱困模式，如果需要，则执行步骤3，否则继续执行步骤2；步骤3：判断需要进入的是旋转脱困模式还是后退脱困模式，如果是旋转脱困模式，则执行步骤4，否则执行步骤5；步骤4：执行旋转脱困策略，开始调整机器每次碰撞后的旋转角度，向不同方向前进脱离障碍物密集区域。如果检测到成功脱困，执行步骤6，否则返回执行步骤3；步骤5：执行后退脱困策略，机器后退一定距离，然后进行原地180度转向后前进。如果检测到成功脱困，执行步骤6，否则返回执行步骤3；步骤6：继续执行脱困前的清扫策略。

Description

一种适用于扫地机的脱困算法
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，具体为一种适用于扫地机的脱困算法。
背景技术
随着科技不断发展进步，越来越多的人家开始使用扫地机器人，扫地机器人在工作过程中遇到的一个难题就是在障碍物摆放较为密集的区域机器往往会出现多次碰撞而且始终无法离开障碍物聚集的区域，这就造成机器的清扫效率很低，无法很好地完成全屋清扫。
现有的技术中，都会设置有相应的脱困算法，一般是机器人当碰到障碍物后转向然后前进，但由于障碍物比较密集，机器会产生持续的碰撞和转向，而转向的方向与角度又是固定的，这就导致机器会始终在一个区域内绕圈，为此我们提出一种适用于扫地机的脱困算法用于解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于扫地机的脱困算法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种适用于扫地机的脱困算法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：开启扫地机器人执行清扫工作；
步骤2：检测是否需要进入脱困模式，如果需要，则执行步骤3，否则继续执行步骤2；
步骤3：判断需要进入的是旋转脱困模式还是后退脱困模式，如果是旋转脱困模式，则执行步骤4，否则执行步骤5；
步骤4：执行旋转脱困策略，开始调整机器每次碰撞后的旋转角度，向不同方向前进脱离障碍物密集区域；如果检测到成功脱困，执行步骤6，否则返回执行步骤3；
步骤5：执行后退脱困策略，机器后退一定距离，然后进行原地180度转向后前进。如果检测到成功脱困，执行步骤6，否则返回执行步骤3；
步骤6：继续执行脱困前的清扫策略。
优选的，所述检测是否需要进入脱困模式包括如下步骤：
步骤1：判断陀螺仪仰角是否为0，如是，则执行步骤2，否则需要进行后退脱困处理；
步骤2：记录上一次坐标点的变量lastpos.x是否为-1，如是，则执行步骤3，否则执行步骤5；
步骤3：将当前坐标放入lastpos变量中；
步骤4：等待1ms；
步骤5：用当前坐标减去lastpos得到距离差dis；
步骤6：判断dis值是否小于300mm，如是，则记录未移动次数的变量troubleCount加一，否则记录未移动次数的变量troubleCount＝0；
步骤7：判断troubleCount的数值是否大于5，如是则需要进行旋转脱困处理，否则返回执行步骤2。
优选的，所述坐标点的类型为int类型，机器人的坐标变量名分别为x，y。
优选的，所述troubleCount为记录机器没有离开当前位置的次数。
优选的，所述旋转脱困模式包括以下步骤：
步骤1：检测是否需要进入旋转脱困模式，如是，则执行步骤2，否则结束；
步骤2：获取当前碰撞后的转向角度impact Thet a；
步骤3：检测是否产生碰撞，如是，则执行步骤4，否则返回步骤2；
步骤4：碰撞次数impactCount加一；
步骤5：判断碰撞次数impactCount是否大于3，如是则impact Thet a减5，否则返回步骤3。
优选的，所述后退脱困模式包括以下步骤：
步骤1：检测陀螺仪俯仰角是否为零，如是，则执行步骤2，否则后退，并且后退完成后继续执行步骤1；
步骤2：获取指示机器前进方向的变量cleanDerect；
步骤3：将cleanDerect取反；
步骤4：机器旋转180度后向前方清扫，后退脱困模式结束。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、可以检测到机器长时间在某一小范围内清扫；
2、可以通过调整碰撞后转向角度快速脱离障碍物密集区域；
3、对于机器冲上斜坡状障碍物无法前进后可以快读脱离该障碍物。
附图说明
图1为本发明算法整体流程；
图2为本发明检测是否需要进入脱困的流程；
图3为本发明旋转脱困流程；
图4为本发明后退脱困流程。
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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图4，本发明提供一种技术方案：一种适用于扫地机的脱困算法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：开启扫地机器人执行清扫工作；
步骤2：检测是否需要进入脱困模式，如果需要，则执行步骤3，否则继续执行步骤2；
步骤3：判断需要进入的是旋转脱困模式还是后退脱困模式，如果是旋转脱困模式，则执行步骤4，否则执行步骤5；
步骤4：执行旋转脱困策略，开始调整机器每次碰撞后的旋转角度，向不同方向前进脱离障碍物密集区域；如果检测到成功脱困，执行步骤6，否则返回执行步骤3；
步骤5：执行后退脱困策略，机器后退一定距离，然后进行原地180度转向后前进。如果检测到成功脱困，执行步骤6，否则返回执行步骤3；
步骤6：继续执行脱困前的清扫策略。
如图2所示，检测是否需要进入脱困模式包括如下步骤：
步骤1：判断陀螺仪仰角是否为0，如是，则执行步骤2，否则需要进行后退脱困处理；
步骤2：记录上一次坐标点的变量lastpos.x是否为-1，如是，则执行步骤3，否则执行步骤5，坐标点的类型为int类型，机器人的坐标变量名分别为x，y；
步骤3：将当前坐标放入lastpos变量中；
步骤4：等待1ms；
步骤5：用当前坐标减去lastpos得到距离差dis；
步骤6：判断dis值是否小于300mm，如是，则记录未移动次数的变量troubleCount加一，否则记录未移动次数的变量troubleCount＝0，troubleCount为记录机器没有离开当前位置的次数；
步骤7：判断troubleCount的数值是否大于5，如是则需要进行旋转脱困处理，否则返回执行步骤2。
如图3所示，旋转脱困模式包括以下步骤：
步骤1：检测是否需要进入旋转脱困模式，如是，则执行步骤2，否则结束；
步骤2：获取当前碰撞后的转向角度impact Thet a；
步骤3：检测是否产生碰撞，如是，则执行步骤4，否则返回步骤2；
步骤4：碰撞次数impactCount加一；
步骤5：判断碰撞次数impactCount是否大于3，如是则impact Thet a减5，否则返回步骤3。
如图4所示，后退脱困模式包括以下步骤：
步骤1：检测陀螺仪俯仰角是否为零，如是，则执行步骤2，否则后退，并且后退完成后继续执行步骤1；
步骤2：获取指示机器前进方向的变量cleanDerect；
步骤3：将cleanDerect取反；
步骤4：机器旋转180度后向前方清扫，后退脱困模式结束。
如图1-4所示，通过持续检测是否产生频繁碰撞，并以此判断机器是否进入了障碍物密集区域并长时间无法脱离该区域。检测到长时间无法脱离障碍物密集区域后通过该算法调整机器碰撞后的转向角度，通过逐渐改变角度使得机器从障碍物区域脱离。对于斜坡状障碍物，检测到机器冲上去后则采取该算法中的后退脱困模式使其快速从斜坡状障碍物退下并转向离开该障碍物区域。
工作原理：本发明使用时，开启扫地机器人执行清扫工作；检测是否需要进入脱困模式，如果需要，则判断需要进入的是旋转脱困模式还是后退脱困模式，如果是旋转脱困模式，则执行旋转脱困策略，开始调整机器每次碰撞后的旋转角度，向不同方向前进脱离障碍物密集区域；如果检测到成功脱困，继续执行脱困前的清扫策略；检测到未成功脱困的话继续判断需要进入的是旋转脱困模式还是后退脱困模式；如果是后退脱困模式，执行后退脱困策略，机器后退一定距离，然后进行原地180度转向后前进。如果检测到成功脱困，继续执行脱困前的清扫策略；如果未成功脱困，继续判断需要进入的是旋转脱困模式还是后退脱困模式；如果不需要进入脱困模式，执行后退脱困策略，机器后退一定距离，然后进行原地180度转向后前进。如果检测到成功脱困，继续执行脱困前的清扫策略，否则返回继续判断需要进入的是旋转脱困模式还是后退脱困模式；如果检测到不需要进入脱困模式，则继续保持检测，通过持续检测是否产生频繁碰撞，并以此判断机器是否进入了障碍物密集区域并长时间无法脱离该区域。检测到长时间无法脱离障碍物密集区域后通过该算法调整机器碰撞后的转向角度，通过逐渐改变角度使得机器从障碍物区域脱离。对于斜坡状障碍物，检测到机器冲上去后则采取该算法中的后退脱困模式使其快速从斜坡状障碍物退下并转向离开该障碍物区域。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种适用于扫地机的脱困算法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：开启扫地机器人执行清扫工作；
步骤2：检测是否需要进入脱困模式，如果需要，则执行步骤3，否则继续执行步骤2；
其中，所述检测是否需要进入脱困模式具体包括如下步骤：
S1：判断陀螺仪仰角是否为0，如是，则执行S2，否则需要进行后退脱困处理；
S2：记录上一次坐标点的变量lastpos.x是否为-1，如是，则执行S3，否则执行S5；
S3：将当前坐标放入lastpos变量中；
S4：等待1ms；
S5：用当前坐标减去lastpos得到距离差dis；
S6：判断dis值是否小于300mm，如是，则记录未移动次数的变量troubleCount加一，否则记录未移动次数的变量troubleCount＝0；
S7：判断troubleCount的数值是否大于5，如是则需要进行旋转脱困处理，否则返回执行S2；
其中，S2中所述坐标点的类型为int类型，机器人的坐标变量名分别为x，y；S6中所述troubleCount为记录机器没有离开当前位置的次数
步骤3：判断需要进入的是旋转脱困模式还是后退脱困模式，如果是旋转脱困模式，则执行步骤4，否则执行步骤5；
步骤4：执行旋转脱困策略，开始调整机器每次碰撞后的旋转角度，向不同方向前进脱离障碍物密集区域， 如果检测到成功脱困，执行步骤6，否则返回执行步骤3；
步骤5：执行后退脱困策略，机器后退一定距离，然后进行原地180度转向后前进， 如果检测到成功脱困，执行步骤6，否则返回执行步骤3；
步骤6：继续执行脱困前的清扫策略。
2.根据权利要求1所述的一种适用于扫地机的脱困算法，其特征在于：所述旋转脱困模式包括以下步骤：
步骤1：检测是否需要进入旋转脱困模式，如是，则执行步骤2，否则结束；
步骤2：获取当前碰撞后的转向角度impact Thet a；
步骤3：检测是否产生碰撞，如是，则执行步骤4，否则返回步骤2；
步骤4：碰撞次数impactCount加一；
步骤5：判断碰撞次数impactCount是否大于3，如是则impact Thet a减5，否则返回步骤3。
3.根据权利要求1所述的一种适用于扫地机的脱困算法，其特征在于：所述后退脱困模式包括以下步骤：
步骤1：检测陀螺仪俯仰角是否为零，如是，则执行步骤2，否则后退，并且后退完成后继续执行步骤1；
步骤2：获取指示机器前进方向的变量cleanDerect；
步骤3：将cleanDerect取反；
步骤4：机器旋转180度后向前方清扫，后退脱困模式结束。
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