CN116954204A - 机器人在特定介质区域内的行走控制方法 - Google Patents
机器人在特定介质区域内的行走控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116954204A CN116954204A CN202210392628.5A CN202210392628A CN116954204A CN 116954204 A CN116954204 A CN 116954204A CN 202210392628 A CN202210392628 A CN 202210392628A CN 116954204 A CN116954204 A CN 116954204A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- robot
- preset
- specific medium
- area
- medium area
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 28
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 28
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 18
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 7
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 40
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 13
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000010407 vacuum cleaning Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
本发明公开机器人在特定介质区域内的行走控制方法,所述行走控制方法包括机器人从预设行走起点开始,按照预设规划路径在特定介质区域内行走,并记录其在特定介质区域内所耗费的时间;其中,预设行走起点是设置在特定介质区域内;每当机器人行走过预定时间间隔,机器人对预设规划路径的延伸方向进行调整,再按照延伸方向调整后的预设规划路径在特定介质区域内行走;如此重复,直至记录到机器人从预设行走起点开始行走所耗费的时间达到工作结束时间,确定机器人遍历完特定介质区域。
Description
技术领域
本发明涉及机器人工作路径规划的技术领域,特别是机器人在特定介质区域内的行走控制方法。
背景技术
当清洁机器人在铺有地毯的环境中航行时,清洁机器人的运动不仅仅受到摩擦力的推动作用,而且受到地毯施加给清洁机器人的作用力影响。清洁机器人的驱动轮可以使地毯纤维竖起或倒下,当纤维沿地毯纹理倒下时,地毯可以沿地毯纹理的方向推动或引导清洁机器人。
在清洁机器人通过地毯等一些柔性介质的清洁对象的表面时,位置估计误差可能会随时间累积,清洁机器人的驱动轮处于打滑状态,清洁机器人在地毯表面执行弓字型清扫时,弓字型路径的延伸方向是固定的,清洁区域的覆盖面受到限制,而且,由于机器人会处于打滑状态,所以清洁机器人长时间在地毯等易于使机器人出现打滑的柔性介质表面上的清扫方向会变得不可控甚至容易驶离地毯,导致清洁机器人对待地毯无法实现覆盖面较大的弓字型清扫。
发明内容
为了解决机器人在地毯内的区域覆盖问题,本发明公开机器人在特定介质区域内的行走控制方法,具体的技术方案如下:
机器人在特定介质区域内的行走控制方法,所述行走控制方法包括机器人从预设行走起点开始,按照预设规划路径在特定介质区域内行走,并记录其在特定介质区域内所耗费的时间;其中,预设行走起点是设置在特定介质区域内;每当机器人行走过预定时间间隔,机器人对预设规划路径的延伸方向进行调整,再按照延伸方向调整后的预设规划路径在特定介质区域内行走;如此重复,直至记录到机器人从预设行走起点开始行走所耗费的时间达到工作结束时间,确定机器人遍历完特定介质区域。
进一步地,所述预定时间间隔表示为所述延伸方向没有被调整的前提下,机器人在预设规划路径上从第一路径节点行走至第二路径节点所耗费的时间;其中,所述预定时间间隔等于机器人在第二路径节点处记录下的第二时刻与机器人在第一路径节点处记录下的第一时刻之间的时间差值;其中,机器人从第二时刻开始对预设规划路径的延伸方向进行调整,再按照延伸方向调整后的预设规划路径在特定介质区域内行走;其中,第二路径节点与第一路径节点不同,第二路径节点是机器人在所述延伸方向没有被调整的预设规划路径上的路径终点,第一路径节点是机器人在所述延伸方向没有被调整的预设规划路径上的路径起点。
进一步地,所述每当机器人行走过预定时间间隔,机器人对预设规划路径的延伸方向进行调整的方法包括每当机器人按照预设规划路径行走的时间达到所述预定时间间隔后,机器人改变预设规划路径的延伸方向,使得当前改变出的延伸方向不同于改变之前的延伸方向,进而实现使得机器人在最新调整出的预设规划路径上遍历到调整之前的预设规划路径所没有覆盖过的位置;其中,延伸方向改变前后的预设规划路径的轨迹形状没有变化。
进一步地,预设规划路径是弓字型路径;其中,弓字型路径包括相互平行的多条运动轨迹线段;相互平行的两条相邻的运动轨迹线段都存在一个端点通过弯折线或预设线段连接;其中,运动轨迹线段的长度大于弯折线的长度,且运动轨迹线段的长度大于预设线段的长度;其中,预设规划路径的延伸方向是保持垂直于运动轨迹线段,则当预设规划路径的延伸方向被调整时,运动轨迹线段的覆盖区域也发生变化。
进一步地,当前改变出的延伸方向与改变之前的延伸方向所成的夹角等于,当前改变出的延伸方向对应的弓字型路径中的运动轨迹线段与延伸方向改变之前的弓字型路径中的运动轨迹线段所成的夹角。
进一步地,所述工作结束时间等于所述特定介质区域的面积与机器人的有效覆盖面积的比值与第一预设系数的乘积;其中,机器人的有效覆盖面积是等于预先设定的机器人行走速度与机器人的机体宽度的乘积;其中,机器人的机体宽度所沿的方向是垂直于机器人的行走方向;其中,第一预设系数用于表示机器人实际行走完所述特定介质区域后,机器人实际行走出的轨迹的覆盖区域与所述特定介质区域的面积差异。
进一步地,预定时间间隔在误差允许范围内等于,所述特定介质区域的面积与机器人的有效覆盖面积的比值与第二预设系数的乘积;其中,第二预设系数与围成所述特定介质区域的边界线的数量相关;其中,当所述特定介质区域的面积与机器人的有效覆盖面积的比值与第二预设系数的乘积小于第一预设系数时,所述特定介质区域的面积与机器人的有效覆盖面积的比值与第二预设系数的乘积被赋值为第一预设系数,使得所述预定时间间隔的数值不小于所述第一预设系数。
进一步地,所述特定介质区域是表面覆盖特定介质的矩形平面区域;所述预设规划路径是弓字形路径;其中,第一预设系数是设置为大于或等于数值2,第二预设系数是设置为数值1/4;当预定时间间隔的数值小于数值2时,机器人将预定时间间隔的数值设置为数值2。
进一步地,所述特定介质区域是让机器人出现打滑的闭合区域,使得机器人按照预设规划路径在特定介质区域内行走时,在所述特定介质区域内实际行走出的轨迹的形状不同于预设规划路径的形状。
进一步地,还包括:机器人按照预设规划路径在所述特定介质区域内行走的过程中,当超声波传感器接收到的超声波反射信号的强度没有处于预设强度阈值范围内时,机器人确定当前行走至所述特定介质区域的边界线,然后机器人调整行走方向,使得机器人不行走至所述特定介质区域的外部;其中,机器人的底部的前方装配超声波传感器,用于朝机器人的行走面发射超声波;其中,预设强度阈值范围用于表示所述特定介质区域反馈回的超声波反射信号的信号强度范围。
进一步地,还包括:机器人按照预设规划路径在所述特定介质区域内行走的过程中,若接触到障碍物,则先调整行走方向以避开障碍物。
进一步地,所述行走控制方法还包括机器人在进入所述特定介质区域之前,机器人先搜索出预设目标点,然后从当前位置点行走至预设目标点,再从该预设目标点开始行走至该预设目标点所处的特定介质区域的预设行走起点;其中,当机器人行走至所述特定介质区域的预设行走起点时,机器人确定已经完全进入所述特定介质区域内;其中,所述特定介质区域的预设行走起点是所述特定介质区域的中心点;预设目标点是位于所述特定介质区域的边界上。
进一步地,所述预设目标点的来源包括机器人从所有特定介质区域的角点中,选择距离机器人的当前位置点最近的一个角点配置为参考角点;其中,所有特定介质区域的边界点对应的栅格都标记在全局地图中;特定介质区域的边界点包括角点;然后机器人在该参考角点所处的特定介质分区中,选择以该参考角点为共同端点的两条边界线分别配置为第一参考边和第二参考边;特定介质区域的边界线是由特定介质区域的边界点连接形成;然后机器人在第一参考边的中点和第二参考边的中点当中,选择距离机器人的当前位置点最近的一个中点配置为所述预设目标点;其中,该参考角点所处的特定介质区域是所述预设目标点所处的特定介质区域。
进一步地,所述特定介质区域的平面形状是多边形时,特定介质区域的角点是特定介质区域的顶点,围成特定介质区域的每条边界线是该多边形的对应一条边;其中,所述预设目标点是属于特定介质区域的相应一条边的中点。
进一步地,在机器人不进入所述特定介质区域的状态下,机器人在行走过程中保持在全局地图中标记出一个或多个所述特定介质区域的边界点对应的栅格,直至机器人遍历完除全部特定介质区域之外的区域;所述特定介质区域是由其边界点围成的闭合区域,其中,不同的特定介质区域不存在共同的一个角点,也不存在共同的一条边界线。
本发明技术方案中,机器人在检测出特定介质区域的边界的基础上,按照一定的时间间隔去调整预设规划路径的延伸方向,提高机器人在有限时间内完成特定介质区域内的遍历覆盖率,避免预设规划路径只沿着一个方向延伸而带来覆盖区域低的问题,由于预设规划路径的延伸方向可以被按照一个时间间隔随机调整,使得机器人在同一个特定介质区域内能够交叉行走过同一局部区域,提高机器人对工作表面的覆盖率,也可以克服机器人长时间在容易发生打滑的特定介质区域内不能保持按照所述预设规划路径行走的问题,维持机器人在短时间内行走的路径的正确,保证机器人的工作区域的覆盖率。
此外,在机器人计算位姿和不使用全局地图定位的前提下,机器人通过超声波传感器感测的反馈自机器人实际行走地面介质的信号强度信息来控制机器人不离开所述特定介质区域,既可以避免惯性传感器在所述特定介质区域内所带来的打滑误判的影响,又可以保证机器人在所述特定介质区域内继续行走。
附图说明
图1是本发明的一种实施例公开的机器人的行走控制方法的流程图。
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。
机器人作为一种自主式清洁设备,比如扫地机器人,机器人的轨迹可能会通过地毯纹理的影响而受到干扰。地毯纹理对对象的运动的作用可以被称为地毯偏移。地毯偏移可以由具有幅度的地毯偏移矢量表示。地毯偏移矢量可以是地毯的属性。当机器人在铺有地毯的环境中航行时,机器人的运动不仅仅受到摩擦力的推动作用,而且受到地毯施加给机器人的作用力影响。基于机器人相对于地毯纹理的运动,机器人的驱动轮可以使地毯纤维竖起或倒下。特别地,当纤维沿地毯纹理倒下时,地毯可以沿地毯纹理的方向推动或引导机器人。因此,在机器人通过地毯时,位移估计误差可能会随时间累积,机器人的驱动轮处于打滑状态,机器人可能无法建立准确的全局地图或者可能无法有效、准确和/或安全地航行于环境中,清洁机器人在地毯等易于使机器人出现打滑的柔性介质表面上的清扫方向变得不可控甚至容易驶离地毯,从而不能用于执行任务例如真空除尘,导致清洁机器人对待地毯无法像硬地板一样进行覆盖面较大的规划清扫。
为了克服上述技术缺陷,本发明的一种实施例公开机器人在特定介质区域内的行走控制方法,所述行走控制方法包括:机器人从预设行走起点开始,按照预设规划路径在特定介质区域内行走,并记录其在特定介质区域内所耗费的时间,包括机器人在特定介质区域内的行走时间;在本实施例中,可以视为相关的计器装置启动计时的时刻是机器人检测到其从预设行走起点开始行走。其中,预设行走起点是设置在特定介质区域内。机器人按照预设规划路径在特定介质区域内行走也可以表述为机器人在所述特定介质区域内沿着预设规划路径行走。
优选地,为了保证机器人不轻易行走出所述特定介质区域且在所述特定介质区域内存在足够空旷的行走区域,机器人将预设行走起点设置为所述特定介质区域的中心点;则控制机器人从特定介质区域的中心点开始按照预设规划路径行走,机器人同步使用计时器装置记录机器人行走的时间以记录下机器人在特定介质区域的中心点处的时刻;可选地,以机器人在特定介质区域的中心点处的时刻为计时起点,对机器人在特定介质区域内按照预设规划路径行走的时间进行计时。
需要说明的是,表面覆盖特定介质的平面区域定义为特定介质区域,特定介质区域的表面介质是地毯等容易让机器人打滑的柔性介质;优选地,所述特定介质是地毯,所述特定介质区域是地毯覆盖的区域,所述特定介质区域可以视为一个地毯块,所述特定介质区域的形状或所述特定介质区域的局部区域的形状与其实际覆盖的房间户型的平面形状相适应,所述特定介质区域的边界线可以是与一个房间的边界线重合以铺满部分房间的地面区域,则机器人按照预设规划路径在特定介质区域内行走的实施场景是机器人在一个房间区域的地毯表面进行弓字型清扫工作,并记录机器人行走所经过的时间,即通过记录机器人在弓字型路径上的每个路径节点的时刻,来获得机器人从特定介质区域的预设行走起点开始行走所耗费的时间,以及其中两个路径节点之间的时间间隔。
每当机器人行走过预定时间间隔,机器人对预设规划路径的延伸方向进行调整,再按照延伸方向调整后的预设规划路径在特定介质区域内行走,其中,所述预定时间间隔是视为机器人的实际行走时间。具体地,在本实施例中,机器人从预设行走起点开始计时,当机器人记录到沿着预设规划路径行走的时间等于一个预定时间间隔,则记录一个时刻,作为预设规划路径的延伸方向的当前目标调整时刻,然后机器人从该当前目标调整时刻开始对预设规划路径的延伸方向进行调整;机器人从完成当前一次延伸方向的调整开始,机器人按照延伸方向调整后的预设规划路径继续在特定介质区域内行走,即机器人在所述特定介质区域内沿着延伸方向调整后的预设规划路径行走,其中,机器人对预设规划路径的延伸方向调整的时间不计为机器人行走的时间,但会计入机器人从预设行走起点开始行走所耗费的时间;在一些实施例中,对预设规划路径的延伸方向调整的时间是机器人停顿下来对预先存储好的延伸方向进行切换的时间,可以忽略不计。机器人在所述特定介质区域内沿着延伸方向调整后的预设规划路径行走的过程中,当机器人记录到行走过一个预定时间间隔,机器人开始进行新的一次延伸方向调整以改变上一次调整出的延伸方向;机器人如此重复执行,直至记录到机器人从所述预设行走起点开始行走所耗费的时间达到工作结束时间,确定机器人遍历完特定介质区域,则可以停止对预设规划路径的延伸方向进行调整,也可以停止在特定介质区域内行走,其中,所述工作结束时间用于表示机器人从所述预先行走起点开始至行走完所述特定介质区域所消耗的时间,属于按照预先设定的数学模型计算的结果,包括机器人停顿下来进行延伸方向调整所耗费的时间。综上,机器人按照所述预定时间间隔对预设规划路径的延伸方向进行调整,形成对预设规划路径的延伸方向的周期性变化机制,可以覆盖到单一延伸方向的预设规划路径没有覆盖到的区域。具体地,本实施例按照一定的时间间隔去调整预设规划路径的延伸方向,提高机器人在有限时间内完成特定介质区域内的遍历覆盖率,避免预设规划路径只沿着一个方向延伸而带来覆盖区域低的问题,由于预设规划路径的延伸方向每隔一个时间间隔就被调整一次,使得机器人在同一个特定介质区域内能够交叉行走过同一局部区域,提高机器人对工作表面的覆盖率,也可以克服机器人长时间在容易发生打滑的特定介质区域内不能保持准确按照所述预设规划路径行走的问题,维持机器人在短时间内行走的路径的正确,保证机器人的工作覆盖率。
需要说明的是,延伸方向调整后的预设规划路径等同于调整后的预设规划路径,或调整后的延伸方向对应的预设规划路径;机器人对原来所沿的预设规划路径进行延伸方向的一次调整,包括让相应的延伸方向发生变化,比如扫地机器人按照弓字型路径清扫过一个预定时间间隔后,改变弓字型路径的所有平行的长边路径的方向,则连接长边路径的短线段的方向也改变。
优选地,所述预定时间间隔表示为所述延伸方向没有被调整的前提下,机器人在预设规划路径上从第一路径节点保持行走至第二路径节点所耗费的时间,所述预定时间间隔等于机器人在第二路径节点处记录下的第二时刻与机器人在第一路径节点处记录下的第一时刻之间的时间差值,其中,第二路径节点与第一路径节点不同,且是延伸方向被调整(没有发生变化)的预设规划路径上的两个路径节点,其中,机器人在延伸方向被调整(没有发生变化)的预设规划路径上的行走方向不一定是保持相同,可能会出现多次转弯;由于每经过一个预定时间间隔就需调整延伸方向,所以,第二路径节点是机器人在所述延伸方向没有被调整的预设规划路径上的路径终点,第一路径节点是机器人在所述延伸方向没有被调整的预设规划路径上的路径起点,而且,机器人从第二时刻开始对预设规划路径的延伸方向进行调整,再从第二路径节点开始按照延伸方向调整后的预设规划路径在特定介质区域内行走。因此,在一些实施方式中,第二路径节点视为当前一段预设规划路径的终点,第一路径节点视为当前一段预设规划路径的起点;进而在延伸方向调整前后的预设规划路径段相连通的前提下,第二路径节点可以视为下一段预设规划路径的起点,第一路径节点可以视为上一段预设规划路径的终点;则每一个预定时间间隔对应一段预设规划路径,每一段预设规划路径的延伸方向可以是不同的且能够尽可能的覆盖所述特定介质区域内的不同区域,不排除会存在其中两段预设规划路径的延伸方向是相同的实施方式。
作为一种实施例,所述每当机器人行走过预定时间间隔,机器人对预设规划路径的延伸方向进行调整的方法包括:每当机器人按照预设规划路径行走的时间达到所述预定时间间隔后,即每当机器人确定在原来的预设规划路径上行走过所述预定时间间隔后,机器人改变预设规划路径的延伸方向,具体可以是通过调用预先存储好的相关控制程序来将原定的预设规划路径的延伸方向切换为新的延伸方向以改变预设规划路径的整体轨迹走向,使得机器人在最新调整出的预设规划路径上遍历到调整之前的预设规划路径所没有覆盖过的位置,则机器人沿着最新一次改变出的预设规划路径行走的过程中,能够行走到其沿着最新一次改变之前的预设规划路径所没有行走过的位置;在一些实施例中,新的延伸方向可以是来源于预设规划路径中已经存在的直线路径方向(局部路径方向,可以与原来的延伸方向成一个预设夹角,比如45度或90度),与原来的延伸方向不同,以便于在行走过一个预定时间间隔后直接切换,完成方向的改变。其中,若原定的预设规划路径的延伸方向发生改变,则延伸方向改变后的预设规划路径相对于原定的预设规划路径发生变化,包括轨迹走向的变化以改变机器人的工作方向,但延伸方向改变前后的预设规划路径的轨迹形状没有变化。
需要说明的是,所述调整是改变,可以是随机改变或按预定的角度信息进行改变,使得机器人沿着最新一次改变出的预设规划路径行走时,能够行走到其在最新一次改变之前的预设规划路径上所没有行走过的区域;每当机器人按照预设规划路径行走到一个位置点,则机器人确定遍历到该位置点,并将该位置点设置为已遍历的位置点,但不在全局地图中将该位置点对应的栅格标记为已遍历的栅格,以避免在全局地图中引入机器人的打滑误差。
在一些实施例中,为确保机器人在最新调整出的预设规划路径上遍历到调整之前的预设规划路径所没有覆盖过的位置,尤其在预设规划路径是弓字型路径且延伸方向是垂直于弓字型路径的长边路径时,机器人当前改变出的预设规划路径的延伸方向可能与在先改变出的其中一种预设规划路径的延伸方向垂直或互为相反方向,而且后续改变后的预设规划路径所覆盖的位置与机器人已经行走过的预设规划路径所覆盖的位置可能存在重合位置。优选地,经过一个预定时间间隔后,经过一次调整的预设规划路径的延伸方向变为与原来的预设规划路径的延伸方向垂直,其中,原来的预设规划路径的延伸方向与预设规划路径中的运动轨迹线段平行,运动轨迹线段与所述当前特定介质分区的长边平行。
作为一种实施例,预设规划路径是弓字型路径,也可以称之为工字型路径;本实施例的机器人是清洁机器人且所述特定介质区域是地毯所在区域时,清洁机器人在地毯表面内产生的清洁轨迹路线是弓字形清洁路线,即机器人按照所述弓字型路径在所述特定介质区域内行走。弓字型路径包括相互平行的多条运动轨迹线段;相互平行的两条相邻的运动轨迹线段都存在一个端点通过弯折线或预设线段连接,则相互平行的两条相邻的运动轨迹线段与连接二者的弯折线或预设线段形成单位弓字型路径段,其中,单位弓字型路径段的延伸方向是保持垂直于运动轨迹线段,预设规划路径可以是由多条首尾相连的单位弓字型路径段形成;其中,预设规划路径的延伸方向是保持垂直于运动轨迹线段;运动轨迹线段的长度大于弯折线的长度,且运动轨迹线段的长度大于预设线段的长度,无论机器人是否进行延伸方向的改变,弓字型路径的轨迹形状是没有变化,保持弓字形,由于按照一个预定时间间隔变化,不是长时间保持同一延伸方向(同一轨迹走向),所以受到驱动轮打滑误差的影响较小。
在一些实施例中,机器人在单位弓字型路径段上行走过的时间等于所述预定时间间隔,则在这一预定时间间隔内没有执行延伸方向的调整,将第一路径节点是该单位弓字型路径段的起点,并将第二路径节点是该单位弓字型路径段的终点,在该单位弓字型路径段中,运动轨迹线段的长度大于弯折线的长度,且运动轨迹线段的长度大于预设线段的长度,无论机器人是否进行延伸方向的改变。
本领域技术人员可以理解的是,机器人是清洁机器人时,比如扫地机器人时,这些相互平行的运动轨迹线段是属于弓字型清洁路线(即所述弓字型路径)的长边清洁路线,前述的弯折线或短线段是相邻的两条运动轨迹线段之间的短边清洁路线,使得这些相互平行的运动轨迹线段覆盖清洁机器人的可达区域,但清洁机器人沿着所述运动轨迹线段行走的过程中没有标记路径节点并映射到全局地图上以减少建图误差,前述的短线段可以设置为垂直于所述运动轨迹线段或初始清洁方向。当预设规划路径的延伸方向被改变时,运动轨迹线段的覆盖区域也发生变化,整体上实现弓字型路径的延伸模式的变化,改变扫地机器人所执行的弓字型清扫模式,使得扫地机器人的清洁方向发生变化。
作为一种实施例,当前改变出的延伸方向与改变之前的延伸方向所成的夹角等于,当前改变出的延伸方向对应的弓字型路径中的运动轨迹线段与延伸方向改变之前的弓字型路径中的运动轨迹线段所成的夹角,其中,当前改变出的延伸方向对应的弓字型路径是延伸方向当前改变之后的弓字型路径。若当前改变出的延伸方向变为与改变之前的延伸方向垂直,则改变之前的延伸方向与当前改变出的延伸方对应的弓字型路径中的运动轨迹线段平行,当前改变出的延伸方向对应的弓字型路径中的预设线段与延伸方向改变之前的弓字型路径中的预设线段垂直;在该实施例中,改变之前是当前改变之前时,延伸方向当前改变之后是指最新一次延伸方向改变之后,即相邻两次改变操作所产生的延伸方向的形成的夹角是90度,相邻两次改变操作所产生的延伸方向的形成的夹角也可以呈其它倾斜角度(比如45度),以满足机器人在最新改变出的预设规划路径上遍历到改变之前的预设规划路径所没有覆盖过的位置。则机器人作为扫地机器人时,扫地机器人可以先沿着与改变之前的弓字型路径中的预设线段平行的方向进行弓字型清扫,经过一个所述预定时间间隔后,在改变之前的弓字型路径的清洁终点处,沿着与当前改变之后的弓字型路径中的预设线段平行的方向进行弓字形清洁。可以有效地提高清洁覆盖率。优选地,延伸方向当前改变之后的弓字型路径中的运动轨迹线段与所述特定介质区域的边界线平行,扫地机器人沿着所述特定介质区域的边界线行走,则扫地机器人能清扫到所述特定介质区域的边界,增加扫地机器人在所述特定介质区域内的有效清扫面积。
作为一种实施例,所述预定时间间隔在误差允许范围内等于,所述特定介质区域的面积与机器人的有效覆盖面积的比值与第二预设系数的乘积;所述工作结束时间等于所述特定介质区域的水平面的面积与机器人的有效覆盖面积的比值与第一预设系数的乘积;其中,机器人的有效覆盖面积是等于预先设定的机器人行走速度与机器人的机身宽度的乘积,是等效于机器人行走1秒的过程中,机器人的机体所覆盖到的区域的面积;满足机器人实际行走过程中的时间变化状态,是对按照预设规划路径行走所消耗时间的修正结果,克服行走表面介质变化和机身动作产生的误差。其中,机器人的机体宽度所沿的方向是垂直于机器人的行走方向;预先设定的机器人行走速度是实验的结果,优选为每秒行走0.3米。
需要说明的是,所述特定介质区域的边界点对应的栅格是预先标记在全局地图中,则可以获得所述特定介质区域的边界点的坐标信息,当所述特定介质区域是设置于室内环境的房间区域中时,所述特定介质区域可以是矩形区域或由多个矩形组合出的区域,可以获得所述特定介质区域的端点(包括左上角点、左下角点、右上角点及右下角点),由所述特定介质区域的端点可以计算出相应端点连接成的边界线的边长,进而将所述特定介质区域划分为多个矩形区域的基础上,通过矩形面积的计算方式(长与宽的乘积(单独一个矩形)、或长与宽的乘积的累加(多个矩形的组合))来计算出所述特定介质区域的面积,也可以是通过计算边界线围成的闭合区域内所填充的栅格的数量来面积。因此,所述特定介质区域的面积与机器人的有效覆盖面积的比值等于机器人在不产生误差、不出现停顿和计入机器人自转时间的前提下,完整地遍历完(行走完)所述特定介质区域所花费的时间,属于机器人的行走时间,故本实施例将所述特定介质区域的面积与机器人的有效覆盖面积的比值设置为标准行走结束时间;但机器人实际行走完所述特定介质区域所耗费的时间是大于所述特定介质区域的面积与机器人的有效覆盖面积的比值。需要说明的是,所述特定介质区域是让机器人出现打滑的闭合区域,使得机器人按照预设规划路径在特定介质区域内行走时,在所述特定介质区域内实际行走出的轨迹的形状不同于预设规划路径的形状。
因此本实施例需设置所述第一预设系数补偿机器人在特定介质区域内行走所产生的误差;第一预设系数用于表示机器人遍历完所述特定介质区域后,机器人实际行走出的轨迹的覆盖区域与所述特定介质区域的面积差异,产生差异的原因包括但不限于:由机器人停顿下来进行方向调整计算和/或路径规划计算所消耗的时间(不计入机器人的行走时间)、机器人的有效覆盖面积(机器人行走1秒的过程中,机器人的机体所覆盖到的区域的面积)与一个转弯时间的乘积与机器人在同一转弯时间内转弯而产生新的区域的面积的差异、由于机器人在地毯表面打滑而行走出比预设规划路径所覆盖的区域更大的区域的面积。
优选地,为了在所述标准行走结束时间的基础上计算出所述预定时间间隔,需设置第二预设系数对所述标准行走结束时间作比例计算;第二预设系数与所述特定介质区域的形状相适应;第二预设系数与围成所述特定介质区域的边界线的数量相关,当围成所述特定介质区域的边界线的数量越大时,第二预设系数越小;从而将所述标准行走结束时间在所述特定介质区域的各个边界线上进行分配,让调整出的预设规划路径的延伸方向能够对应上所述特定介质区域的各个边界线的延伸方向,实现配置出机器人对预设规划路径的延伸方向的合理调整次数。
在上述实施例的基础上,当所述特定介质区域的面积与机器人的有效覆盖面积的比值与所述第二预设系数的乘积小于第一预设系数时,所述特定介质区域的面积与机器人的有效覆盖面积的比值与所述第二预设系数的乘积被赋值为第一预设系数,否则不需强制赋值为所述第一预设系数;使得所述预定时间间隔的数值不小于所述第一预设系数,进而实现所述预定时间间隔在误差允许范围内等于,所述当前特定介质区域的面积与机器人的有效覆盖面积的比值与所述第二预设系数的乘积。克服相关误差引起机器人实际行走所耗费的时间过长的误判问题,符合机器人实现行走状态。
优选地,所述特定介质区域是表面覆盖特定介质的矩形平面区域;由于所述特定介质区域是让机器人出现打滑的闭合区域,所以,所述特定介质区域可以设置为地毯区域,特定介质设置为地毯;所述预设规划路径是弓字形路径;其中,第一预设系数是设置为大于或等于数值2,第二预设系数是设置为数值1/4,对应为矩形平面区域的四条边界线;当预定时间间隔的数值小于数值2时,机器人将预定时间间隔的数值设置为数值2,单位可以为秒。
作为一种实施例,机器人的底部的前方装配超声波传感器,用于朝机器人的行走面发射超声波,可以及时地检测到特定介质区域,本实施例设置预设强度阈值范围来表示所述特定介质区域反馈回的超声波反射信号的信号强度范围。机器人按照预设规划路径在所述特定介质区域内行走的过程中,机器人控制超声波传感器发出超声波并接收超声波反射信号,排除掉特定高度的障碍物的表面反馈回的超声波反射信号的信号强度的干扰的前提下,超声波传感器接收到的超声波反射信号的强度处于预设强度阈值范围内,并确定机器人检测到其前方区域的表面存在特定介质,比如地毯,即机器人检测到所述特定介质区域;但是,机器人在所述特定介质区域内行走过程中,当存在一个超声波传感器接收到超声波反射信号的强度是没有处于预设强度阈值范围内时,机器人检测到其前方区域的表面不存在特定介质,由于机器人是行走在所述特定介质区域内,所以机器人在检测到其前方区域的表面不存在特定介质时,该超声波传感器的探测范围位于所述特定介质区域之外,该超声波传感器可能位于所述特定介质区域之外;此时,机器人可能行走到所述特定介质区域的边界线附近位置,则在本实施例中的机器人当前检测到所述特定介质区域的边界线,且确定当前行走至所述特定介质区域的边界线,然后机器人调整行走方向,即机器人调整行走角度,朝所述特定介质区域的内部行走,避免离开所述特定介质区域的边界线,使得机器人不行走至所述特定介质区域的外部,即不让机器人行走出所述特定介质区域,可以允许部分机体露出所述特定介质区域之外,但需调整机器人的行走方向,带动机器人往所述特定介质区域的内部行走,则机器人能够再次检测到所述特定介质区域;然后机器人按照预设规划路径在所述特定介质区域内行走,其中,该预设规划路径的延伸方向是垂直于调整后的行走方向,平行于所述弓字型清洁路线(机器人是扫地机器人,且所述预设规划路径是所述弓字型路径)的长边清洁路线,机器人避障后所沿的最新调整出的预设规划路径可能不与调整之前的预设规划路径不相连通;然后机器人继续执行前述实施例中公开的每当机器人行走过预定时间间隔,机器人对预设规划路径的延伸方向进行调整,再按照延伸方向调整后的预设规划路径在特定介质区域内行走的实施方式,实现对机器人原先行走的预设规划路径的延伸方向进行调整。综上,在机器人计算位姿和不使用全局地图定位的前提下,机器人通过超声波传感器感测的反馈自机器人实际行走地面介质的信号强度信息来控制机器人不离开所述特定介质区域,既可以避免惯性传感器在所述特定介质区域内所带来的打滑误判的影响,又可以保证机器人在所述特定介质区域内继续行走,保证机器人对所述特定介质区域的行走覆盖率。
需要说明的是,使用超声波传感器采集地面介质反射回的超声波数据,超声波传感器可以以6ms为间隔持续采集所述特定介质区域反馈回的超声波数据。超声波传感器产生的探测空间区域由超声波传发射角和最大探测距离约束形成,优选地构成一种锥形区域范围。其中,超声波的反射信号返回的测量值包括该锥形区域范围内距超声波传感器距离最近的地面介质区域(所述特定介质区域)的距离测量值,因为超声波都是有一定角度,例如形成10度的锥形区域,所以对应获得的点云会是一块区域,可以获得点的集合。另一方面,所述超声波传感器基于不同清洁对象的表面密度反馈强度不同的超声波信号,经过模数转换得到的反映地面介质类型的电平信号,机器人可以通过数字电平信号来检测地表介质反馈的信号强弱。具体地,当超声波传感器接收到的超声波反射信号的强度没有处于预设强度阈值范围内时,机器人没有检测到特定介质区域,机器人不处于跨越障碍物的状态。优选地,超声波传感器接收到的超声波反射信号的强度大于一个预先设定的判断阈值时,机器人检测到地板等硬介质面,否则机器人检测到地毯等软介质面。
作为一种实施例,机器人按照预设规划路径在所述特定介质区域内行走的过程中,若机器人接触到障碍物,可以通过碰撞传感器检测到障碍物,则先调整行走方向以避开障碍物,即机器人调整行走角度,朝远离障碍物的方向行走,离开所述障碍物;然后机器人按照预设规划路径在所述特定介质区域内行走,其中,该预设规划路径的延伸方向是垂直于调整后的行走方向,能够实现无障碍地按照最新调整出的延伸方向对应的预设规划路径在所述特定介质区域内行走,但机器人避障后所沿的最新调整出的预设规划路径可能不与调整之前的预设规划路径不相连通;然后机器人继续执行前述实施例中公开的每当机器人行走过预定时间间隔,机器人对预设规划路径的延伸方向进行调整,再按照延伸方向调整后的预设规划路径在特定介质区域内行走的实施方式;如此重复,直至机器人从预设行走起点开始行走所耗费的时间达到工作结束时间,确定机器人遍历完特定介质区域。
作为一种实施例,如图1所示,公开机器人的行走控制方法的流程图,具体包括:
步骤C101,机器人进入特定介质区域之前,在全局地图中标记出特定介质区域的边界点对应的栅格;然后执行步骤C102。机器人在不进入所述特定介质区域的状态下执行步骤C101,机器人在行走过程中保持在全局地图中标记出一个或多个所述特定介质区域的边界点对应的栅格,直至机器人遍历完除所有的特定介质区域之外的区域;可选地,机器人在特定介质区域之外的区域可以按照所述预设规划路径行走,比如沿着弓字型路径行走,并在行走过程中可以根据超声波传感器接收到的超声波反射信号的强度检测到所述特定介质区域,并结合特定介质区域的表面的超声波反射信号反馈回的距离测量信息换算出边界点的位姿信息,即该特定介质区域的边缘线上的点的位姿信息,也可理解为该特定介质覆盖的平面区域的轮廓线上的点的位姿信息。则所述特定介质区域是由其边界点围成的闭合区域,其中,不同的特定介质区域之间不存在共同的一个角点,也不存在共同的一条边界线。在室内环境下,每个特定介质区域的形状大小可以与其实际覆盖的房间户型的平面形状大小相适应。需要说明的是,在机器人遍历完除特定介质区域之外的区域时,确定剩下的未遍历区域都是特定介质区域,即每个特定介质区域都是被标记为未遍历区域;其中,机器人在检测到所述特定介质区域时会标记出所述特定介质区域的边界点,即处于所述特定介质区域的边界上的点,在全局地图中都有对应的栅格中标记位置信息和介质信息;则机器人标记出的所述边界点在全局地图中连接形成一个或多个闭合区域,即围成一个或多个闭合区域(封闭区域),机器人将一个闭合区域都设置为一个特定介质区域;在全局地图中,多个特定介质区域孤立分布;机器人在所述全局地图中标记每个闭合区域的边界点以便于后续机器人重定位和路径规划。
步骤C102,机器人在进入特定介质区域之前,且确定机器人在全局地图中标记出所有的特定介质区域的边界点对应的栅格后,机器人先搜索出预设目标点,然后从当前位置点行走至预设目标点,再从该预设目标点开始行走至该预设目标点所处的特定介质区域的预设行走起点;然后执行步骤C103。
机器人从当前位置点行走至预设目标点的方式可以是依据机器人全局地图搜索出的由当前位置点对应的栅格与预设目标点对应的栅格之间的可通行的栅格,形成一条导航路径,然后机器人沿着该导航路径,逐个位置点地行走到预设目标点;至于从该预设目标点开始行走至该预设目标点所处的特定介质区域的预设行走起点的方式,是机器人直接沿着该预设目标点指向预设行走起点的方向行走,若碰撞障碍物则调整行走方向,直至行走到预设行走起点,预设目标点和预设行走起点可以预先计算其位姿信息并保存起来,可以在全局地图中标记对应的栅格。其中,机器人的当前位置点是使用机器人的机体中心点来表示。当机器人行走至所述预设行走起点时,机器人确定已经完全进入所述特定介质区域内,并停止使用惯性传感器测得的里程数值的累加值和角度值的累加值去计算机器人的位姿,也停止往全局地图中标记栅格,特别是机器人在沿着所述预设规划路径行走的过程中停止标记出路径节点对应的栅格,减少将机器人打滑误差数据映射到全局地图中。优选地,预设目标点是位于所述特定介质区域的边界线上,以便于选择最短路径来引导机器人从外部进入该特定介质区域内;预设行走起点是设置为该预设目标点所处的特定介质区域的中心点,以确保机器人已经完全进入所述特定介质区域内。其中,特定介质区域的中心点的位姿信息可以由特定介质区域的边界点的位姿信息计算出来,尤其是特定介质区域是规则形状的区域时更容易计算出其中心点(对称中心)的位姿信息。优选地,所述特定介质区域的水平平面形状是矩形时,特定介质区域的角点是特定介质区域的端点,特定介质区域的边界线是围成特定介质区域的边;其中,所述预设目标点是属于特定介质区域的相应一条边的中点。
在步骤C102中,所述预设目标点的来源包括:
机器人从所有特定介质区域的角点中,即从所述步骤C101确定下的所有特定介质区域的角点中,选择距离机器人的当前位置点最近的一个角点配置为参考角点;其中,特定介质区域是机器人没有行走过的区域;所有特定介质区域的边界点对应的栅格都标记在全局地图中,特定介质区域的边界点包括角点,所述特定介质区域的平面形状是多边形时,特定介质区域的角点是特定介质区域的顶点,特定介质区域的边界线是围成多边形的边,特定介质区域等效于由多条边界线段首尾顺次连接组成的封闭图形,对应为闭合区域,包括多边形可以分为正多边形和非正多边形、凸多边形及凹多边形,可以优选为矩形。本实施例使用该参考角点来确定出距离机器人最近的特定介质区域,加快机器人进入特定介质区域的速度。
然后机器人在该参考角点所处的特定介质区域中,选择以该参考角点为共同端点的两条边界线分别配置为第一参考边和第二参考边;特定介质区域的边界线是由特定介质区域的边界点连接形成;其中,每个角点对应一个特定介质区域,每条边界线对应一个特定介质区域。然后机器人在第一参考边的中点和第二参考边的中点当中,选择距离机器人的当前位置点最近的一个中点配置为所述预设目标点,其中,该参考角点所处的特定介质区域是所述预设目标点所处的特定介质区域。从而实现按照就近原则在特定介质区域的相应边界线上选择中点作为机器人进入这个距离最近的特定介质区域的导航目标点。
步骤C103,机器人从步骤C102所述的预设行走起点开始,按照预设规划路径在步骤C102所述预设目标点所在的特定介质区域内行走,并记录其在该特定介质区域内所耗费的时间,然后执行步C104。机器人在步骤C102确定出的预设目标点所在的特定介质区域,从所述预设行走起点开始,沿着预设规划路径行走并同步计时,记录下机器人从所述预设行走起点开始行走的时间。步骤C103通过记录机器人在弓字型路径上的每个路径节点的时刻,来获得机器人从特定介质区域的预设行走起点开始行走所耗费的时间,以及其中两个路径节点之间的时间间隔。所述预设规划路径可以是弓字型路径,具体的实施方式参阅前述实施例,在此不再赘述。
步骤C104,判断机器人从步骤C102所述的预设行走起点开始行走所耗费的时间是否达到工作结束时间,是则执行步骤C105,否则执行步骤C106。其中,所述工作结束时间用于表示机器人从所述预先行走起点开始至行走完所述特定介质区域所消耗的时间,属于按照预先设定的数学模型计算的结果,所述工作结束时间和所述预定时间间隔的具体来源参阅前述实施例,在此不再赘述。
步骤C105,确定机器人遍历完步骤C102所述的预设目标点所在的特定介质区域,并停止对预设规划路径的延伸方向进行调整。也可以停止在特定介质区域内行走,并对机器人的记录的时间清零处理。以结束执行机器人在特定介质区域内的行走控制方法。
步骤C106,每当机器人行走过预定时间间隔,机器人对预设规划路径的延伸方向进行调整,即改变预设规划路径的延伸方向,再按照延伸方向调整后的预设规划路径在步骤C102所述的预设目标点所在的特定介质区域内行走,使得机器人沿着最新调整出的预设规划路径行走的过程中,能够行走到其沿着最新调整之前的预设规划路径所没有行走过的位置。然后返回执行步骤C104以在机器人沿着最新调整出的预设规划路径行走的过程中保持判断机器人从步骤C102所述的预设行走起点开始行走所耗费的时间是否达到工作结束时间。
在本实施例中,机器人从步骤C102所述的预设行走起点开始计时,当机器人记录到沿着预设规划路径行走的时间等于一个预定时间间隔,则记录一个时刻,作为预设规划路径的延伸方向的当前目标调整时刻,然后机器人从该当前目标调整时刻开始对预设规划路径的延伸方向进行调整;机器人从完成当前一次延伸方向的调整开始,可以计时机器人行走的时间(从完成延伸方向调整的时刻开始,继续计时机器人行走时间,计时出一个预定时间间隔),机器人按照延伸方向调整后的预设规划路径继续在特定介质区域内行走,即机器人在所述特定介质区域内沿着延伸方向调整后的预设规划路径行走,然后返回执行步骤C104以继续判断机器人从所述预设行走起点开始所耗费的时间;在一些实施例中,对预设规划路径的延伸方向调整的时间可以忽略不计。
因此,机器人在所述特定介质区域内沿着延伸方向调整后的预设规划路径行走的过程中,当机器人记录到按照预设规划路径行走过一个预定时间间隔,机器人开始进行新的一次延伸方向的调整;机器人如此重复执行,直至机器人从所述预设行走起点开始行走所耗费的时间达到工作结束时间,确定机器人遍历完特定介质区域,并可以停止对预设规划路径的延伸方向进行调整,也可以停止在特定介质区域内行走,其中,所述工作结束时间用于表示机器人从所述预先行走起点开始至行走完所述特定介质区域所消耗的时间,属于按照预先设定的数学模型计算的结果,包括机器人停顿下来进行延伸方向调整所耗费的时间。综上,机器人重复执行步骤C104至步骤C106,实现按照所述预定时间间隔对预设规划路径的延伸方向进行调整,形成对预设规划路径的延伸方向的周期性变化机制,使得机器人在所述特定介质区域内的行走覆盖区域提高,可以覆盖到单一延伸方向的预设规划路径没有覆盖到的区域。
作为优选例一,机器人在重复执行步骤C104至步骤C106的过程中,若检测到障碍物,则先调整行走方向以避开障碍物,然后机器人按照预设规划路径在所述特定介质区域内行走,其中,该预设规划路径的延伸方向是垂直于调整后的行走方向,然后机器人继续执行步骤C106中公开的每当机器人行走过预定时间间隔,机器人对预设规划路径的延伸方向进行调整,即改变预设规划路径的延伸方向,再按照延伸方向调整后的预设规划路径在步骤C102所述的预设目标点所在的特定介质区域内行走的实施方式,如此重复执行,直至机器人从预设行走起点开始行走所耗费的时间达到工作结束时间,确定机器人遍历完相应的特定介质区域,即机器人从预设行走起点开始,已经行走完所述特定介质区域。
作为优选例二,机器人在重复执行步骤C104至步骤C106的过程中,当机器人的超声波传感器接收到的超声波反射信号的强度没有处于预设强度阈值范围内时,机器人检测到其前方区域的表面不存在特定介质,由于机器人是行走在所述特定介质区域内,所以机器人在没有检测到其前方区域的表面存在特定介质时,超声波传感器的探测范围位于所述特定介质区域之外,则机器人被配置为行走至所述特定介质区域的边界线,然后机器人调整行走方向,使得机器人不行走至所述特定介质区域的外部,带动机器人往所述特定介质区域的内部行走,则机器人能够再次检测到所述特定介质区域;然后机器人按照预设规划路径在所述特定介质区域内行走,其中,该预设规划路径的延伸方向是垂直于调整后的行走方向,机器人避障后所沿的最新调整出的预设规划路径可能不与调整之前的预设规划路径不相连通;然后机器人继续执行前述步骤C106中公开的每当机器人行走过预定时间间隔,机器人对预设规划路径的延伸方向进行调整,即改变预设规划路径的延伸方向,再按照延伸方向调整后的预设规划路径在步骤C102所述的预设目标点所在的特定介质区域内行走的实施方式;如此重复执行,直至机器人从预设行走起点开始行走所耗费的时间达到工作结束时间,确定机器人遍历完相应的特定介质区域,即机器人从预设行走起点开始,已经视为行走完所述特定介质区域。
优选例一和优选例二的执行顺序与步骤C102所述的预设目标点所在的特定介质区域的形状大小及其分布的障碍物相适应,在此不作限制。从而实现对机器人原先行走的预设规划路径的延伸方向进行调整,从而在避免行走出所述特定介质区域和碰撞障碍物的前提下,保证机器人对所述特定介质区域的行走覆盖率。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (15)
1.机器人在特定介质区域内的行走控制方法,其特征在于,所述行走控制方法包括:
机器人从预设行走起点开始,按照预设规划路径在特定介质区域内行走,并记录其在特定介质区域内所耗费的时间;其中,预设行走起点是设置在特定介质区域内;
每当机器人行走过预定时间间隔,机器人对预设规划路径的延伸方向进行调整,再按照延伸方向调整后的预设规划路径在特定介质区域内行走,直至记录到机器人从预设行走起点开始行走所耗费的时间达到工作结束时间,确定机器人遍历完特定介质区域。
2.根据权利要求1所述行走控制方法,其特征在于,所述预定时间间隔表示为所述延伸方向没有被调整的前提下,机器人在预设规划路径上从第一路径节点行走至第二路径节点所耗费的时间;
其中,所述预定时间间隔等于机器人在第二路径节点处记录下的第二时刻与机器人在第一路径节点处记录下的第一时刻之间的时间差值;
其中,机器人从第二时刻开始对预设规划路径的延伸方向进行调整,再按照延伸方向调整后的预设规划路径在特定介质区域内行走;
其中,第二路径节点与第一路径节点不同,第二路径节点是机器人在所述延伸方向没有被调整的预设规划路径上的路径终点,第一路径节点是机器人在所述延伸方向没有被调整的预设规划路径上的路径起点。
3.根据权利要求1所述行走控制方法,其特征在于,所述每当机器人行走过预定时间间隔,机器人对预设规划路径的延伸方向进行调整的方法包括:
每当机器人按照预设规划路径行走的时间达到所述预定时间间隔后,机器人改变预设规划路径的延伸方向,使得当前改变出的延伸方向不同于改变之前的延伸方向,进而实现使得机器人在最新调整出的预设规划路径上遍历到调整之前的预设规划路径所没有覆盖过的位置;
其中,延伸方向改变前后的预设规划路径的轨迹形状没有变化。
4.根据权利要求3所述行走控制方法,其特征在于,预设规划路径是弓字型路径;
其中,弓字型路径包括相互平行的多条运动轨迹线段;相互平行的两条相邻的运动轨迹线段都存在一个端点通过弯折线或预设线段连接;
其中,运动轨迹线段的长度大于弯折线的长度,且运动轨迹线段的长度大于预设线段的长度;
其中,预设规划路径的延伸方向是保持垂直于运动轨迹线段,则当预设规划路径的延伸方向被调整时,运动轨迹线段的覆盖区域也发生变化。
5.根据权利要求4所述行走控制方法,其特征在于,当前改变出的延伸方向与改变之前的延伸方向所成的夹角等于,当前改变出的延伸方向对应的弓字型路径中的运动轨迹线段与延伸方向改变之前的弓字型路径中的运动轨迹线段所成的夹角。
6.根据权利要求2所述行走控制方法,其特征在于,所述工作结束时间等于所述特定介质区域的面积与机器人的有效覆盖面积的比值与第一预设系数的乘积;
其中,机器人的有效覆盖面积是等于预先设定的机器人行走速度与机器人的机体宽度的乘积;
其中,机器人的机体宽度所沿的方向是垂直于机器人的行走方向;
其中,第一预设系数用于表示机器人实际行走完所述特定介质区域后,机器人实际行走出的轨迹的覆盖区域与所述特定介质区域的面积差异。
7.根据权利要求6所述行走控制方法,其特征在于,预定时间间隔在误差允许范围内等于,所述特定介质区域的面积与机器人的有效覆盖面积的比值与第二预设系数的乘积;其中,第二预设系数与围成所述特定介质区域的边界线的数量相关;
其中,当所述特定介质区域的面积与机器人的有效覆盖面积的比值与第二预设系数的乘积小于第一预设系数时,所述特定介质区域的面积与机器人的有效覆盖面积的比值与第二预设系数的乘积被赋值为第一预设系数,使得所述预定时间间隔的数值不小于所述第一预设系数。
8.根据权利要求7所述行走控制方法,其特征在于,所述特定介质区域是表面覆盖特定介质的矩形平面区域;所述预设规划路径是弓字形路径;
其中,第一预设系数是设置为大于或等于数值2,第二预设系数是设置为数值1/4;
当预定时间间隔的数值小于数值2时,机器人将预定时间间隔的数值设置为数值2。
9.根据权利要求6所述行走控制方法,其特征在于,所述特定介质区域是让机器人出现打滑的闭合区域,使得机器人按照预设规划路径在特定介质区域内行走时,在所述特定介质区域内实际行走出的轨迹的形状不同于预设规划路径的形状。
10.根据权利要求4所述行走控制方法,其特征在于,还包括:机器人按照预设规划路径在所述特定介质区域内行走的过程中,当超声波传感器接收到的超声波反射信号的强度没有处于预设强度阈值范围内时,机器人确定当前行走至所述特定介质区域的边界线,然后机器人调整行走方向,使得机器人不行走至所述特定介质区域的外部;
其中,机器人的底部的前方装配超声波传感器,用于朝机器人的行走面发射超声波;
其中,预设强度阈值范围用于表示所述特定介质区域反馈回的超声波反射信号的信号强度范围。
11.根据权利要求4所述行走控制方法,其特征在于,还包括:机器人按照预设规划路径在所述特定介质区域内行走的过程中,若接触到障碍物,则先调整行走方向以避开障碍物。
12.根据权利要求1所述行走控制方法,其特征在于,所述行走控制方法还包括:
机器人在进入所述特定介质区域之前,机器人先搜索出预设目标点,然后从当前位置点行走至预设目标点,再从该预设目标点开始行走至该预设目标点所处的特定介质区域的预设行走起点;
其中,当机器人行走至所述特定介质区域的预设行走起点时,机器人确定已经完全进入所述特定介质区域内;
其中,所述特定介质区域的预设行走起点是所述特定介质区域的中心点;预设目标点是位于所述特定介质区域的边界上。
13.根据权利要求12所述行走控制方法,其特征在于,所述预设目标点的来源包括:
机器人从所有特定介质区域的角点中,选择距离机器人的当前位置点最近的一个角点配置为参考角点;其中,所有特定介质区域的边界点对应的栅格都标记在全局地图中;特定介质区域的边界点包括角点;
然后机器人在该参考角点所处的特定介质分区中,选择以该参考角点为共同端点的两条边界线分别配置为第一参考边和第二参考边;特定介质区域的边界线是由特定介质区域的边界点连接形成;
然后机器人在第一参考边的中点和第二参考边的中点当中,选择距离机器人的当前位置点最近的一个中点配置为所述预设目标点;
其中,该参考角点所处的特定介质区域是所述预设目标点所处的特定介质区域。
14.根据权利要求13所述行走控制方法,其特征在于,所述特定介质区域的平面形状是多边形时,特定介质区域的角点是特定介质区域的顶点,围成特定介质区域的每条边界线是该多边形的对应一条边;
其中,所述预设目标点是属于特定介质区域的相应一条边的中点。
15.根据权利要求13所述行走控制方法,其特征在于,在机器人不进入所述特定介质区域的状态下,机器人在行走过程中保持在全局地图中标记出一个或多个所述特定介质区域的边界点对应的栅格,直至机器人遍历完除全部特定介质区域之外的区域;
所述特定介质区域是由其边界点围成的闭合区域,其中,不同的特定介质区域不存在共同的一个角点,也不存在共同的一条边界线。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210392628.5A CN116954204A (zh) | 2022-04-15 | 2022-04-15 | 机器人在特定介质区域内的行走控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210392628.5A CN116954204A (zh) | 2022-04-15 | 2022-04-15 | 机器人在特定介质区域内的行走控制方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116954204A true CN116954204A (zh) | 2023-10-27 |
Family
ID=88443055
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210392628.5A Pending CN116954204A (zh) | 2022-04-15 | 2022-04-15 | 机器人在特定介质区域内的行走控制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116954204A (zh) |
-
2022
- 2022-04-15 CN CN202210392628.5A patent/CN116954204A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11832774B2 (en) | Method for detecting skidding of robot, mapping method and chip | |
CN109946715B (zh) | 探测方法、装置、移动机器人及存储介质 | |
US11960304B2 (en) | Localization and mapping using physical features | |
CN109997089B (zh) | 地面处理机和地面处理方法 | |
US9268331B2 (en) | Domestic robotic system and robot therefor | |
CN112656311B (zh) | 移动机器人区域清扫 | |
JP7165821B2 (ja) | ロボットの動きにおけるカーペットによるドリフトの制御方法、プログラムおよび掃除ロボット | |
EP4026473A1 (en) | Cleaning robot and control method therefor | |
JP2007213236A (ja) | 自律走行ロボットの経路計画方法及び自律走行ロボット | |
CN107678429B (zh) | 一种机器人的控制方法及芯片 | |
JP2002333920A (ja) | 作業用移動体の移動制御装置 | |
JP2003015740A (ja) | 作業用移動体の移動制御装置 | |
CN110580047A (zh) | 一种自主机器人的防跌落行进方法及自主机器人 | |
CN116954204A (zh) | 机器人在特定介质区域内的行走控制方法 | |
CN114601399A (zh) | 清洁设备的控制方法、装置、清洁设备和存储介质 | |
CN115500737A (zh) | 一种地面介质探测方法、装置及清洁设备 | |
CN111897336B (zh) | 一种机器人沿边行为结束的判断方法、芯片及机器人 | |
CN116942018A (zh) | 基于特定介质区域的机器人控制方法、机器人及芯片 | |
CN114355871A (zh) | 一种自行走装置及其控制方法 | |
CN114608849A (zh) | 一种扫地机状态检测方法及装置、电子设备、存储介质 | |
CN118542607A (zh) | 贴边清扫路径规划方法及清扫机器人 | |
CN115755881A (zh) | 基于超声波的地面环境运动规划方法 | |
CN116954205A (zh) | 机器人行走环境检测方法、行走控制方法、机器人及芯片 | |
CN116953710A (zh) | 基于特定介质区域的机器人重定位方法、机器人及芯片 | |
CN118078153A (zh) | 一种机器人避障清洁方法,以及可避障清洁的机器人 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |