CN116907512B - 一种室外无人清扫机器的组合打点清扫方法 - Google Patents

一种室外无人清扫机器的组合打点清扫方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种室外无人清扫机器的组合打点清扫方法，涉及智能清扫技术领域，包括使用360°激光雷达建图，保存开始建图时的起始经纬度，即起始gps位置，并将建立的图转化为二维平面图；控制清扫车贴边进行运动，并以起始gps位置为基础对实际gps位置进行换算获取车辆当前gps位置，将当前gps位置的经度和纬度转换为车辆平面坐标并上传至云平台；云平台将上传的车辆平面坐标作为路径规划点；剩余区域的路径规划点使用自动路径规划算法自动生成全覆盖路径；将第二步和第一步生成的点，组合在一起生成一系列路径点，即组合打点；本发明采用的将gps坐标转换为平面坐标的方式能够获得更准确的贴边运动轨迹，提高清扫效率并减少能耗。

Description

一种室外无人清扫机器的组合打点清扫方法
技术领域
本发明涉及扫地车技术领域，具体为一种室外无人清扫机器的组合打点清扫方法。
背景技术
在地图上规划无人清扫车的清扫路径时，由于地图数据和实际物体环境存在偏差，导致规划的路径点和实际不一致，进而做不到贴边清扫；对于清扫区域很大的地方，使用实车示教的方法记录路径点，费时费力。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种室外无人清扫机器的组合打点清扫方法，有助于解决无人清扫车做不到贴边打扫的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现，一种室外无人清扫机器的组合打点清扫方法，包括如下步骤：
使用360°激光雷达建图，保存开始建图时的起始经纬度，即起始gps位置，并将建立的图转化为二维平面图；
控制清扫车贴边进行运动，并以起始gps位置为基础对实际gps位置进行换算获取车辆当前gps位置，将当前gps位置的经度和纬度转换为车辆平面坐标并上传至云平台；
云平台将上传的车辆平面坐标作为路径规划点；
剩余区域的路径规划点使用自动路径规划算法自动生成全覆盖路径；
将gps位置转换的车辆平面坐标和360°激光雷达转化的二维平面图中的坐标，组合在一起生成一系列路径点，即组合打点，组合打点的方式为：比较当前GPS位置获得的平面坐标与激光雷达获得的平面坐标之间的误差差异，对平面坐标进行调整，形成更加准确的清扫轨迹。
通过采用上述技术方案，采用的将gps坐标转换为平面坐标的方式能够获得更准确的贴边运动轨迹，提高清扫效率并减少能耗，将车辆平面坐标进行投影到360°激光雷达生成的二维平面图中进行误差分析，从而得到更加准确的清扫车清扫路径。
可选的，所述组合打点的方式为：将激光雷达中的三维点云投影成二维坐标，将二维坐标投影到车辆平面坐标中。
可选的，所述车辆平面坐标的具体换算方式为（平面X坐标，平面Y坐标）=（经度 *地球周长/360，ln(tan((90 + 纬度) * π/360)) * (地球周长/(2 * π))）。
可选的，所述自动路径规划算法为：使用Movebase 和octomap server加载地图，使用时间最短路径算法，生成两点之间的路径，识别读取闭合区域且在闭合区域内从第一个像素开始遍历，寻找区域里的最长路径点；遍历过程中，去掉路径上存在障碍物的点，去掉前置路径上的点；把上述留存下来的点，按顺序生成路径点。
可选的，所述控制清扫车贴边进行运动通过传感器实现。
本发明提供了一种室外无人清扫机器的组合打点清扫方法，具备以下有益效果：
本发明提供一种室外无人清扫机器的组合打点清扫方法，采用的将gps坐标转换为平面坐标的方式能够获得更准确的贴边运动轨迹，提高清扫效率并减少能耗，将车辆平面坐标进行投影到360°激光雷达生成的二维平面图中进行误差分析，从而得到更加准确的清扫车清扫路径。
附图说明
图1为本发明实施例示出的一种室外无人清扫机器的组合打点清扫方法的流程图。
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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一个实施例，而不是所有的实施例，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。
如图1所示，本发明实施例提供一种室外无人清扫机器的组合打点清扫方法，包括如下步骤：
使用360°激光雷达建图，保存开始建图时的起始经纬度，即起始gps位置，并将建立的图转化为二维平面图；360度激光雷达建图是一种用于获取环境三维点云数据的技术，它利用激光器发射激光束，并通过接收激光束反射回来的光来测量目标物体的距离和方向，激光雷达会在其安装位置周围进行全方位的扫描，从而生成一个完整的360度视角的点云图，这个点云图可以提供精确的目标物体位置和形状信息，在点云图中，每个点的坐标表示空间中的一个位置，点的颜色和强度可以表示反射率或反射强度，通过对点云进行处理和分析，可以提取出环境中的不同物体、障碍物和结构特征，360度激光雷达建图图像常以三维点云的形式呈现，也可以将其转换成二维地图，即扫地区域的形状，包括扫地区域内障碍物的形状。
控制清扫车贴边进行运动，并以起始gps位置为基础对实际gps位置进行换算获取车辆当前gps位置，将当前gps位置的经度和纬度转换为车辆平面坐标并上传至云平台；车辆平面坐标的具体换算方式为：平面X坐标=经度×地球周长/360，平面Y坐标=ln(tan((90+ 纬度)×π/360))×(地球周长/(2×π))，云平台将上传的车辆平面坐标作为路径规划点。
剩余区域的路径规划点使用自动路径规划算法自动生成全覆盖路径；自动路径规划算法为：使用Movebase 和octomap server加载地图，使用时间最短路径算法，生成两点之间的路径，识别读取闭合区域且在闭合区域内从第一个像素开始遍历，寻找区域里的最长路径点；遍历过程中，去掉路径上存在障碍物的点，去掉前置路径上的点；把上述留存下来的点，按顺序生成路径点。
将第二步和第一步生成的点，组合在一起生成一系列路径点，即组合打点，组合打点的方式为：将使用激光雷达对清扫区域形成的三维点云投影成二维坐标，将二维坐标投影到车辆平面坐标中，看两种方式形成的平面坐标之间的误差差异，对平面坐标进行调整，形成更加准确的清扫轨迹，具体的，将三维点云图中的点投影到一个平面上，得到二维图像，常见的投影方法包括正交投影和透视投影，正交投影将点在各个坐标轴上的投影直接投射到平面上，透视投影则会根据视角和距离加权投影，投影后，即可得到一个二维图像。
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)

1.一种室外无人清扫机器的组合打点清扫方法，其特征在于，包括如下步骤：
使用360°激光雷达建图，保存开始建图时的起始经纬度，即起始gps位置，并将建立的图转化为二维平面图；
控制清扫车贴边进行运动，并以起始gps位置为基础对实际gps位置进行换算获取车辆当前gps位置，将当前gps位置的经度和纬度转换为车辆平面坐标并上传至云平台；
云平台将上传的车辆平面坐标作为路径规划点；
剩余区域的路径规划点使用自动路径规划算法自动生成全覆盖路径，所述自动路径规划算法为：使用Movebase 和octomap server加载地图，使用时间最短路径算法，生成两点之间的路径，识别读取闭合区域且在闭合区域内从第一个像素开始遍历，寻找区域里的最长路径点；遍历过程中，去掉路径上存在障碍物的点，去掉前置路径上的点；把留存下来的点，按顺序生成路径点；
将gps位置转换的车辆平面坐标和360°激光雷达转化的二维平面图中的坐标，组合在一起生成一系列路径点，即组合打点，组合打点的方式为：比较当前GPS位置获得的平面坐标与激光雷达获得的平面坐标之间的误差差异，对平面坐标进行调整，形成更加准确的清扫轨迹。
2.根据权利要求1所述的一种室外无人清扫机器的组合打点清扫方法，其特征在于，所述车辆平面坐标的具体换算方式为：（平面X坐标，平面Y坐标）=（经度 × 地球周长/ 360，ln(tan((90 + 纬度) × π/360)) × (地球周长/(2 × π))）。
3.根据权利要求1所述的一种室外无人清扫机器的组合打点清扫方法，其特征在于，所述控制清扫车贴边进行运动通过传感器实现。
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