CN113974493A - 一种适用于扫地机器人实现回充的算法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于扫地机器人实现回充的算法，包括如下步骤：步骤1：回充座红外近场信号编码，回充座不同区域信号编码；步骤2：判断扫地机器人是否在回充座上启动，如是则执行步骤3，否则执行步骤4；步骤3：对回充座的坐标位置进行标记，然后执行步骤5；步骤4：根据全局清扫的过程中检测到充电座发射的红外近场信号，在地图上进行回充座的标记，然后执行步骤5；步骤5：需要进行回充时，扫地机器人收到信号开始解码，检测是否曾在地图上标记过回充信息，标记过则执行步骤6，未曾标记则执行步骤7；步骤6：根据标记的回充座位置导航到回充座附近，执行步骤9。

Description

一种适用于扫地机器人实现回充的算法
技术领域
本发明涉及扫地机器人技术领域，具体为一种适用于扫地机器人实现回充的算法。
背景技术
扫地机器人，又称自动打扫机、智能吸尘、机器人吸尘器等，是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作。一般采用刷扫和真空方式，将地面杂物先吸纳进入自身的垃圾收纳盒，从而完成地面清理的功能。一般来说，将完成清扫、吸尘、擦地工作的机器人，也统一归为扫地机器人。
现有的扫地机器人通常按照随机清扫、陀螺仪导航、视觉导航和激光雷达导航等四类方式进行清扫，同时为了保证清扫的效率，自动化的程度，大都会设置回充座，保证了扫地机器人清扫完毕后到达回充座进行充电，方便后续的使用，但是现有的扫地机器人回充时间较长，效率较低，为此我们提出一种适用于扫地机器人实现回充的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器人实现回充的算法，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：一种适用于扫地机器人实现回充的算法，包括如下步骤：
步骤1：回充座红外近场信号编码，回充座不同区域信号编码；
步骤2：判断扫地机器人是否在回充座上启动，如是则执行步骤3，否则执行步骤4；
步骤3：对回充座的坐标位置进行标记，然后执行步骤5；
步骤4：根据全局清扫的过程中检测到充电座发射的红外近场信号，在地图上进行回充座的标记，然后执行步骤5；
步骤5：需要进行回充时，扫地机器人收到信号开始解码，检测是否曾在地图上标记过回充信息，标记过则执行步骤6，未曾标记则执行步骤7；
步骤6：根据标记的回充座位置导航到回充座附近，执行步骤9；
步骤7：机器原地转圈，接收回充座信号。如果收到信号则执行步骤9，没收到信号则执行步骤8；
步骤8：进入沿墙模式，在沿墙过程中检测回充座信号，检测到近场信号时执行回充座路径搜索算法后执行步骤9；
步骤9：判定机器当前所在区域，根据回充座区域信号编码的不同行走方式行进至中轴线，然后直线上座。
优选的，所述回充座区域编码划分为A、B、C三个区域，并且三个区域成三角形分布。
优选的，所述回充座红外近场信号编码及区域信号编码由回充座红外通电后由8位二进制远近码交替发送，所述远近码低四位为区域信号，高四位为近场信号和区分符。
优选的，所述低四位分别对应机器四个灯来区分区域，分别为：机器右收到信号为A区域、机器左右都收到信号为C区域、机器左收到信号为B区域；所述高四位分别代表机器的远、中、近和远近码符，分别为：高第一位为真则代表近距离、高第二位为真则代表中距离、高第三位为真则代表远距离、高第四位为1则代表此时为远，为0则为近码。
优选的，所述扫地机器人对回充座的坐标位置进行标记的算法包括以下步骤：
步骤1：扫地机器人执行清扫工作，并且路径规划为弓字形，执行前标记程序开始；
步骤2：判断机器是否从回充座上驶下，如是则执行步骤3，否则执行步骤4；
步骤3：机器正前方的范围标记成广义回充座后执行步骤7；
步骤4：判断机器是否接收到回充座近场信号，如是则执行步骤5，否则执行步骤1；
步骤5：判断机器左方是否接收到红外近场信号，然后执行步骤6；
步骤6：将机器左前方标记为广义回充座后执行步骤7；
步骤7：标记程序结束。
优选的，所述回充座路径搜索算法包括如下步骤：
步骤1：机器开始执行回充座路径搜索算法，并且结束沿墙模式；
步骤2：判断回充点是否存在，如是则执行步骤3，否则返回机器开始的位置后结束算法；
步骤3：通过地图获取到回充点的路径，并且判断是否撞到墙壁或者到达悬崖，如否则执行步骤4，否则进入弓扫模式；
步骤4：判断是否到达回充点，如是则执行步骤5，否则继续按照回充点路径行走后再次判断是否到达回充点；
步骤5：到达回充点，进入回充模式，回充座路径搜索结束。
优选的，所述回充座区域信号编码的不同行走方式包括如下步骤：
步骤1：机器检测自身所在区域，如在A区域则执行步骤2，B区域执行步骤3，C区域执行步骤4；
步骤2：机器左轮快进，右轮慢进的行进至C区域后执行步骤4；
步骤3：机器左轮慢进，右轮快进的行进至C区域后执行步骤4；
步骤4：判断是否接收到左和左前信号，如是执行步骤5，否则执行步骤6；
步骤5：左轮慢进，右轮快进的行进至中轴线位置后执行步骤7；
步骤6：左轮快进，右轮慢进的行进至中轴线位置后执行步骤7；
步骤7：直线行进至回充座进入回充模式。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：首先对回充座进行红外近场信号和区域信号的编码，当机器从回充座开始运行时，对回充座在地图上进行标记；当扫地机不从回充座上启动时，在进行全局清扫的过程中，检测到回充座近场信号，随着清扫的继续，然后形成一个近场信号区域，并把该区域标记为回充座；当清扫完成后，进入回充模式，按照地图标记进行路径规划，引导扫地机行走到回充座近场信号附近；最后根据区域编码引导扫地机进入回充座进行对准回充，提高了扫地机器人回充的效率，回充的路径行走也更加准确快速。
附图说明
图1为本发明区域划分图；
图2为本发明中回充座红外近场信号及区域信号编码；
图3为本发明中扫地机对回充座的地图标记算法流程图；
图4为本发明中回充座路径搜索算法流程图；
图5为本发明中扫地机在A、B、C区回充实现算法流程图。
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1-5，本发明提供一种技术方案：一种适用于扫地机器人实现回充的算法，包括如下步骤：
步骤1：回充座红外近场信号编码，回充座不同区域信号编码；回充座区域编码划分为A、B、C三个区域，并且三个区域成如图1所示的三角形结构分布；
如图2所示，回充座红外近场信号编码及区域信号编码由回充座红外通电后由8位二进制远近码交替发送，远近码低四位为区域信号，高四位为近场信号和区分符。低四位分别对应机器四个灯来区分区域，分别为：机器右收到信号为A区域、机器左右都收到信号为C区域、机器左收到信号为B区域；高四位分别代表机器的远、中、近和远近码符，分别为：高第一位为真则代表近距离、高第二位为真则代表中距离、高第三位为真则代表远距离、高第四位为1则代表此时为远，为0则为近码；
步骤2：判断扫地机器人是否在回充座上启动，如是则执行步骤3，否则执行步骤4；
步骤3：对回充座的坐标位置进行标记，然后执行步骤5；
步骤4：根据全局清扫的过程中检测到充电座发射的红外近场信号，在地图上进行回充座的标记，然后执行步骤5；
步骤5：需要进行回充时，扫地机器人收到信号开始解码，检测是否曾在地图上标记过回充信息，标记过则执行步骤6，未曾标记则执行步骤7；
步骤6：根据标记的回充座位置导航到回充座附近，执行步骤9；
步骤7：机器原地转圈，接收回充座信号。如果收到信号则执行步骤9，没收到信号则执行步骤8；
步骤8：进入沿墙模式，在沿墙过程中检测回充座信号，检测到近场信号时执行回充座路径搜索算法后执行步骤9；
步骤9：判定机器当前所在区域，根据回充座区域信号编码的不同行走方式行进至中轴线，然后直线上座。
如图3所示，扫地机器人对回充座的坐标位置进行标记的算法包括以下步骤：
步骤1：扫地机器人执行清扫工作，并且路径规划为弓字形，执行前标记程序开始；
步骤2：判断机器是否从回充座上驶下，如是则执行步骤3，否则执行步骤4；
步骤3：机器正前方的范围标记成广义回充座后执行步骤7；
步骤4：判断机器是否接收到回充座近场信号，如是则执行步骤5，否则执行步骤1；
步骤5：判断机器左方是否接收到红外近场信号，然后执行步骤6；
步骤6：将机器左前方标记为广义回充座后执行步骤7；
步骤7：标记程序结束。
如图4所示，回充座路径搜索算法包括如下步骤：
步骤1：机器开始执行回充座路径搜索算法，并且结束沿墙模式；
步骤2：判断回充点是否存在，如是则执行步骤3，否则返回机器开始的位置后结束算法；
步骤3：通过地图获取到回充点的路径，并且判断是否撞到墙壁或者到达悬崖，如否则执行步骤4，否则进入弓扫模式；
步骤4：判断是否到达回充点，如是则执行步骤5，否则继续按照回充点路径行走后再次判断是否到达回充点；
步骤5：到达回充点，进入回充模式，回充座路径搜索结束。
如图5所示，回充座区域信号编码的不同行走方式包括如下步骤：
步骤1：机器检测自身所在区域，如在A区域则执行步骤2，B区域执行步骤3，C区域执行步骤4；
步骤2：机器左轮快进，右轮慢进的行进至C区域后执行步骤4；
步骤3：机器左轮慢进，右轮快进的行进至C区域后执行步骤4；
步骤4：判断是否接收到左和左前信号，如是执行步骤5，否则执行步骤6；
步骤5：左轮慢进，右轮快进的行进至中轴线位置后执行步骤7；
步骤6：左轮快进，右轮慢进的行进至中轴线位置后执行步骤7；
步骤7：直线行进至回充座进入回充模式。
综上所述，扫地机器人首先对回充座进行红外近场信号和区域信号的编码，回充座区域编码为A、B、C三个区域并且三个区域成三角形结构分布，回充座红外近场信号编码及区域信号编码由回充座红外通电后由8位二进制远近码交替发送，远近码低四位为区域信号，高四位为近场信号和区分符。低四位分别对应机器四个灯来区分区域，分别为：机器右收到信号为A区域、机器左右都收到信号为C区域、机器左收到信号为B区域；高四位分别代表机器的远、中、近和远近码符，分别为：高第一位为真则代表近距离、高第二位为真则代表中距离、高第三位为真则代表远距离、高第四位为1则代表此时为远，为0则为近码；进入回充程序后机器接收到信号开始解码，同时检测机器所在区域，判断是在回充座区域编码的A、B、C中的具体哪个区域，当机器处于A区域时，机器的左轮快进，右轮慢进，进而带动机器进入到如图1所示的C区域；当机器处于B区域时，左轮慢进，右轮快进，进而带动机器进入到如图1所示的C区域；当机器处于C区域时，判断是否收到左和左前的信号，如收到则左轮慢进，右轮快进，直到行进至中轴线后直线上座进入回充模式；如未收到左和左前的信号则左轮快进，右轮慢进，直到行进至中轴线后直线上座进入回充模式。
工作原理：本发明在扫地机器人工作时，首先对回充座进行红外近场信号和区域信号的编码，当机器从回充座开始运行时，对回充座在地图上进行标记；当扫地机不从回充座上启动时，在进行全局清扫的过程中，检测到回充座近场信号，随着清扫的继续，然后形成一个近场信号区域，并把该区域标记为回充座；当清扫完成后，进入回充模式，按照地图标记进行路径规划，引导扫地机行走到回充座近场信号附近；最后根据区域编码引导扫地机进入回充座进行对准回充，提高了扫地机器人回充的效率，回充的路径行走也更加准确快速。
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 (7)

1.一种适用于扫地机器人实现回充的算法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：回充座红外近场信号编码，回充座不同区域信号编码；
步骤2：判断扫地机器人是否在回充座上启动，如是则执行步骤3，否则执行步骤4；
步骤3：对回充座的坐标位置进行标记，然后执行步骤5；
步骤4：根据全局清扫的过程中检测到充电座发射的红外近场信号，在地图上进行回充座的标记，然后执行步骤5；
步骤5：需要进行回充时，扫地机器人收到信号开始解码，检测是否曾在地图上标记过回充信息，标记过则执行步骤6，未曾标记则执行步骤7；
步骤6：根据标记的回充座位置导航到回充座附近，执行步骤9；
步骤7：机器原地转圈，接收回充座信号。如果收到信号则执行步骤9，没收到信号则执行步骤8；
步骤8：进入沿墙模式，在沿墙过程中检测回充座信号，检测到近场信号时执行回充座路径搜索算法后执行步骤9；
步骤9：判定机器当前所在区域，根据回充座区域信号编码的不同行走方式行进至中轴线，然后直线上座。
2.根据权利要求1所述的一种适用于扫地机器人实现回充的算法，其特征在于：所述回充座区域编码划分为A、B、C三个区域，并且三个区域成三角形分布。
3.根据权利要求2所述的一种适用于扫地机器人实现回充的算法，其特征在于：所述回充座红外近场信号编码及区域信号编码由回充座红外通电后由8位二进制远近码交替发送，所述远近码低四位为区域信号，高四位为近场信号和区分符。
4.根据权利要求3所述的一种适用于扫地机器人实现回充的算法，其特征在于：所述低四位分别对应机器四个灯来区分区域，分别为：机器右收到信号为A区域、机器左右都收到信号为C区域、机器左收到信号为B区域；所述高四位分别代表机器的远、中、近和远近码符，分别为：高第一位为真则代表近距离、高第二位为真则代表中距离、高第三位为真则代表远距离、高第四位为1则代表此时为远，为0则为近码。
5.根据权利要求1所述的一种适用于扫地机器人实现回充的算法，其特征在于：所述扫地机器人对回充座的坐标位置进行标记的算法包括以下步骤：
步骤1：扫地机器人执行清扫工作，并且路径规划为弓字形，执行前标记程序开始；
步骤2：判断机器是否从回充座上驶下，如是则执行步骤3，否则执行步骤4；
步骤3：机器正前方的范围标记成广义回充座后执行步骤7；
步骤4：判断机器是否接收到回充座近场信号，如是则执行步骤5，否则执行步骤1；
步骤5：判断机器左方是否接收到红外近场信号，然后执行步骤6；
步骤6：将机器左前方标记为广义回充座后执行步骤7；
步骤7：标记程序结束。
6.根据权利要求1所述的一种适用于扫地机器人实现回充的算法，其特征在于：所述回充座路径搜索算法包括如下步骤：
步骤1：机器开始执行回充座路径搜索算法，并且结束沿墙模式；
步骤2：判断回充点是否存在，如是则执行步骤3，否则返回机器开始的位置后结束算法；
步骤3：通过地图获取到回充点的路径，并且判断是否撞到墙壁或者到达悬崖，如否则执行步骤4，否则进入弓扫模式；
步骤4：判断是否到达回充点，如是则执行步骤5，否则继续按照回充点路径行走后再次判断是否到达回充点；
步骤5：到达回充点，进入回充模式，回充座路径搜索结束。
7.根据权利要求2所述的一种适用于扫地机器人实现回充的算法，其特征在于：所述回充座区域信号编码的不同行走方式包括如下步骤：
步骤1：机器检测自身所在区域，如在A区域则执行步骤2，B区域执行步骤3，C区域执行步骤4；
步骤2：机器左轮快进，右轮慢进的行进至C区域后执行步骤4；
步骤3：机器左轮慢进，右轮快进的行进至C区域后执行步骤4；
步骤4：判断是否接收到左和左前信号，如是执行步骤5，否则执行步骤6；
步骤5：左轮慢进，右轮快进的行进至中轴线位置后执行步骤7；
步骤6：左轮快进，右轮慢进的行进至中轴线位置后执行步骤7；
步骤7：直线行进至回充座进入回充模式。
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