一种扫地机器人的导航方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机器人行为控制技术领域，具体涉及一种扫地机器人的导航方法。
[0002]
【背景技术】
[0003]在科技越来越发达的今天，人们的生活方式发生了翻天覆地的变化，各种各样的高科技被人们运用到日常的生活当中。各种智能家居也随之出现。现在人们的生活节奏越来越快，压力也越来越大，对智能化家居的要求也越来越高。
[0004]现在的智能家居的发展方向越来越偏离智能的核心，基本都需要通过终端设备来进行人为的控制，没有实现机器的自我控制，和人进行交流互动的少，并不算真正的智能化。
[0005]通常智能扫地机器人由移动机构、感知系统、控制系统、清扫系统以及电源系统五部分构成的复杂系统。感知系统一般采用超声波传感器、接触和接近传感器、红外线传感器等来感知外部错综复杂的环境信息。控制系统是通过以上各种传感器的使用，得到机器人控制所需要的各种信号，这些信号被送到控制器，由控制器进行存储、运算、处理，然后发出相应命令通过执行机构使智能扫地机器人的机械本体完成规定动作。在这些机器的控制下机器人也不断的犯错误。特别是在导航的方法上。因导航而发生的各种问题也层出不穷:
1、现有的清扫机器人采用的是基于碰撞传感器的接触式导航方法，由于必须发生碰撞后才能感知前方存在障碍物，这种导航方法易于易碎物发生碰撞，从而发生危险或者造成损失。
2、难以建立全局地图，从而降低清扫效率，即有些区域多次重复清扫，而另外一些区域无法清扫到。3、有一些充电座为红外线引导和定位，如果家里摆放东西较多，房间较多的话，就会很容易迷失方向。4、在使用遥控器进行定点清扫控制的时候不能达到精确的定位。清扫机器人不能自主选择最佳路线，当指定清扫某一点时，他不能立马到达指定地点，会根据自己设定的路径，慢慢运行到达指定地点。严重影响了工作效率。
[0006]
【发明内容】
[0007]针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种扫地机器人的导航方法。
[0008]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
一种扫地机器人的导航方法，包括如下步骤:
1)以待清扫区域建立XOY坐标系，并设置扫地机器人扫地规则和避让规则，XOY坐标系原点为扫地机器人充电器位置；
2)使扫地机器人对待清扫区域进行清扫，在清扫过程中，扫地机器人实时通过超声波测量自身与前方障碍物之间的距离，判断障碍物的位置，并采取避让规则进行避让；同时，扫地机器人对其运行轨迹坐标进行记录，并通过发射器发送给PC终端；
3)PC终端将扫地机器人运行轨迹坐标生成扫地机器人运动轨迹平面图； 4)扫地机器人根据步骤3)生成的扫地机器人运动轨迹平面图进行清扫工作。
[0009]进一步，所述避让规则包括左避让规则和右避让规则，机器人行走时为左转，则采用左避让规则，机器人行走时为右转，则采用右避让规则。
[0010]更进一步，步骤2)中，扫地机器人通过伺服电机脉冲数和驱动轮光栅位移数记录该机器人的运行轨迹坐标。
[0011]相对于现有技术，本发明具有如下有益效果:
本发明采用此导航方法避免了目前市场上一些清扫机器人存在的因随机行走像无头苍蝇一样乱撞将东西撞坏或者迷路的问题；通过第一次使用时建立的机器人运动轨迹地图，可以提高清扫机器人的工作效率。不会存在清扫机器人自己重复清扫的问题。并且能够根据地图选择最近线路到达指定地点完成工作。因有了运动轨迹地图，清扫机器人能够清楚的知道自己所处的位置，不会因房间较多而导致迷路。
[0012]
【附图说明】
[0013]图1为本发明机器人清扫轨迹平面图。
[0014]
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步说明。
[0016]一种扫地机器人的导航方法，包括如下步骤:
I)以待清扫区域建立XOY坐标系，XOY坐标系原点为扫地机器人充电器位置，扫地机器人电量较低时，可自动回去充电器上进行充电。设置扫地机器人扫地规则和避让规则:扫地机器人沿待清扫区域X轴直线进行清扫，在遇到障碍物时，采取避让规则进行避让，扫地机器人先向Y轴方向移动一个机身距离，再沿X轴负方向进行清扫。
[0017]使扫地机器人对待清扫区域进行清扫，在清扫过程中，扫地机器人实时通过超声波测量自身与前方(扫地机器人行走方向为前方)障碍物之间的距离，以判断障碍物的位置，并采取避让规则避让。同时，扫地机器人通过伺服电机脉冲数和驱动轮光栅的位移数记录该机器人的运行轨迹坐标，并通过发射器将该扫地机器人运动轨迹送给PC终端，由PC终端建立待清扫区域的扫地机器人运动轨迹平面图。扫地机器人在清扫过程中随时记录运行轨迹，已记录的运行轨迹默认为是完成清扫区域，扫地机器人不再对已记录区域进行清扫。
[0018]扫地机器人的电机采用伺服电机，可根据伺服电机脉冲数记录扫地机器人运行的距离。如在某一时刻，扫地机器人伺服电机脉冲数是115，驱动轮光栅位移数是280，则该扫地机器人此时刻的坐标为115、280。
[0019]扫地机器人在检测到前方有障碍物时，采取避让规则避让，避让规则包括左避让规则和右避让规则。若遇有障碍物，行走时若为左转，则采用左避让规则；行走时若为右转，则采用右避让规则。障碍物避开后按扫地规则继续行进打扫；若无障碍物:按扫地规则继续行进，直至遇到障碍物为止(对于四周有墙壁的房间来说，四周的墙壁对扫地机器人来说为障碍物)。扫地机器人在转弯前应判断是否有足够的空间供机器人吸尘器转弯。若吸尘器可以转弯，则转弯，本次单向清扫完毕；若吸尘器不能转弯，说明下次单向清扫起始点处有障碍物，后退，避开障碍物后再转弯，前进至通过障碍物边线后，本次单向清扫完毕。
[0020]2)扫地机器人根据步骤I)中建立的扫地机器人运动轨迹平面图进行重复的清扫工作。
[0021]参见图1:本实施例中待清扫区域为方形，四周为墙壁，中间具有一障碍物。以清扫区域的左上角为坐标原点O建立XOY平面坐标系。扫地机器人从右上角沿X轴方向开始清扫工作，并实时采用超声波检测自身与前方之间的距离。在扫地机器人到达待清扫区域左上角时，机器人向左旋转90度，并沿Y轴方向移动一个机身距离；再向左旋转90度，并沿X轴方向往回清扫；在到达待清扫区域右上角时，机器人向右旋转90度，并沿Y轴方向移动一个机身距离，再向右旋转90度，并沿X轴方向清扫。如此往复，直到扫地机器人到达待清扫区域的A点，机器人无法再沿Y轴方向移动为止。此时，机器人对待清扫区域进行搜索，寻找未被清扫而又能容纳下机器人的区域，经过搜索，扫地机器人搜索到B点未被清扫而又能容纳下机器人，则扫地机器人以最优路线到达B点，往复清扫，直到扫地机器人到达D点无法再搜索到未清扫而又能够容纳下机器人的区域。
[0022]在该清扫过程中，扫地机器人对清扫轨迹的坐标点进行记录，并通过发射器发送给PC终端，由PC终端生成待清扫区域的扫地机器人运动轨迹平面图。在以后的每一次清扫时，扫地机器人自动沿该运动轨迹平面图进行清扫，直到清扫区域环境发生变化。
[0023]对于待清扫区域内的障碍物，非线性不规则障碍物规则化，均按线性多边形处理。靠墙安放的障碍物，如衣柜，沙发等，将其作为墙壁处理，清洁机器人在工作时沿此障碍物边缘行走。
[0024]在扫地机器人进行清扫时，通过安装在其上的陀螺仪进行方向的判断。
[0025]本发明扫地机器人的导航方法避免了目前市场上一些清扫机器人存在的因随机行走像无头苍蝇一样乱撞将东西撞坏或者迷路的问题。通过第一次使用时建立的机器人运动轨迹地图，可以提高清扫机器人的工作效率。不会存在清扫机器人自己重复清扫的问题。并且能够根据地图选择最近线路到达指定地点完成工作。因有了运动轨迹地图，清扫机器人能够清楚的知道自己所处的位置，不会因房间较多而导致迷路。
[0026]最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种扫地机器人的导航方法，其特征在于，包括如下步骤: 1)以待清扫区域建立XOY坐标系，并设置扫地机器人扫地规则和避让规则，XOY坐标系原点为扫地机器人充电器位置； 2)使扫地机器人对待清扫区域进行清扫，在清扫过程中，扫地机器人实时通过超声波测量自身与前方障碍物之间的距离，判断障碍物的位置，并采取避让规则进行避让；同时，扫地机器人对其运行轨迹坐标进行记录，并通过发射器发送给PC终端； 3)PC终端将扫地机器人运行轨迹坐标生成扫地机器人运动轨迹平面图； 4)扫地机器人根据步骤3)生成的扫地机器人运动轨迹平面图进行清扫工作。
2.根据权利要求1所述的扫地机器人的导航方法，其特征在于，所述避让规则包括左避让规则和右避让规则，机器人行走时为左转，则采用左避让规则，机器人行走时为右转，则采用右避让规则。
3.根据权利要求1所述的扫地机器人的导航方法，其特征在于，步骤2)中，扫地机器人通过伺服电机脉冲数和驱动轮光栅位移数记录该机器人的运行轨迹坐标。
【专利摘要】本发明公开了一种扫地机器人的导航方法，包括如下步骤：1）以待清扫区域建立XOY坐标系；2）使扫地机器人对待清扫区域进行清扫，扫地机器人实时通过超声波测量自身与前方障碍物之间的距离，以判断障碍物的位置；同时，扫地机器人对其运行轨迹坐标进行记录，并通过发射器发送给PC终端；3）PC终端将扫地机器人运行轨迹坐标生成扫地机器人运动轨迹平面图；4）扫地机器人根据步骤3）生成的扫地机器人运动轨迹平面图进行清扫工作；通过第一次使用时建立的机器人运动轨迹地图，可以提高清扫机器人的工作效率，不会存在清扫机器人自己重复清扫的问题。
【IPC分类】G05D1-02
【公开号】CN104536447
【申请号】CN201410832800
【发明人】王建军, 叶东, 李蝶思
【申请人】重庆广建装饰股份有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月29日