专利名称：一种自动吸尘器的路径规划方法
技术领域：
本发明涉及一种自动吸尘器的路径规划方法，属于智能家用电器技术领域。
背景技术：
随着人们生活节奏的加快，以及要求生活内容越来越丰富，促使智能家电走进了我们的生活。其中，自动吸尘器给了我们很大的帮助。家庭的清洁工作非常繁重，并且非常频繁。自动吸尘器可以对家庭地板自动进行清扫。它利用自身携带的可充电电池给各种电器供电，其中吸尘电机在自动吸尘器内部形成足够的真空，通过条形吸口将地面的垃圾吸入内部的灰尘盒，而驱动电机和驱动轮可以实现自动吸尘器的自由行走。自动吸尘器通过
自身的行走过程就实现了对地面的清洁。 因为目前自动吸尘器还不具备非常精确的定位和规划能力，因此其清扫路径的效率就成为非常重要而困难的课题。目前常用的策略是随机的路径，自动吸尘器在地面随机行走，放弃任何规划方法，这种策略导致很低的清扫效率；也有采用在随机路径基础上增加固定模式的清扫策略，其中固定模式为从中心点向四周渐渐散开的螺旋线模式，这种策略在一定程度增加了清扫效率，但是还是不理想。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处，采用不断寻找空旷区域进行梳
状清扫的策略，实现更高效率的清扫效率。 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 —种自动吸尘器的路径规划方法，所述的自动吸尘器包括两个驱动轮、与所述驱动轮连接的两个驱动电机，所述驱动轮上安装编码器，还包括一个支撑轮，障碍物检测系统，真空吸尘电机和条形吸口 ，所述的驱动电机、编码器、障碍物检测系统和真空吸尘电机，与控制器连接，所述的控制器通过分别设置两个所述驱动轮的速度和方向来实现所述自动吸尘器的自由运动，并且可以计算相对移动距离和检测前方障碍物情况，其特征在于所述的路径规划方法包括清扫方向选择模块和梳状清扫模块，所述的清扫方向选择模块包括以下步骤 (1)、所述的自动吸尘器开始工作，记录起始点Pi的坐标(Xi， Yi)，然后以直线运动方式前进，并且不断检测障碍物；检测到障碍物以后，记录结束点Pi + l的坐标(Xi + 1，Yi+1); (2)、根据所述的起始点Pi和结束点Pi+1的坐标计算移动距离L，如果所述的移动
距离L大于预先设定的阈值T，则所述的自动吸尘器进入所述的梳状清扫模块； (3)、如果所述的移动距离L不大于所述的阈值T，则所述自动吸尘器旋转随机角
度，继续执行所述的步骤(1)。
所述的梳状清扫模块包括以下步骤 (4)、所述的自动吸尘器位于所述的结束点Pi+1，向右旋转90度，直行并且不断检测障碍物； (5)、检测到障碍物以后，向所述起始点Pi的方向旋转90度，并前进设定的偏移距 离M，然后再朝相同方向旋转90度，记录起始位置Dj的坐标(Xj，Yj)，直行并不断检测障碍 物；遇到障碍物以后，记录终点位置Dj+l的坐标(Xj+l，Yj+l)。根据所述的起始位置Dj和 终点位置D j+l的坐标，计算清扫距离N ; (6)、重复步骤(5)，直到所述的清扫距离N，小于设定的最小清扫距离，结束所述 梳状清扫模块，并返回所述的清扫方向选择模块。 在所述的步骤(3)中，所述的随机角度为大于90度，小于180度的角度。
在所述的步骤(5)中，所述的偏移距离M为所述条形吸口的宽度。 在所述的步骤(2，3)中，所述的移动距离L等于^/(《+1 -《)2 —K)2 。 在所述的步骤(5， 6)中，所述的清扫距离N等于(X^ -Z》2 +(1^ -K)2 实施本发明的积极效果是1、通过清扫路径的选择实现更高的清扫效率；2、工作 方式灵活，易于实现。
图1是自动吸尘器的结构示意图； 图2是自动吸尘器的路径规划方法的示意图。
具体实施例方式
现结合附图对本发明作进一步说明 参照图l，一种自动吸尘器的路径规划方法，所述的自动吸尘器包括两个驱动轮
1、与所述的驱动轮1连接的两个驱动电机2，每个驱动轮1上安装编码器，一个支撑轮3，其
中，所述驱动电机2和编码器与控制器连接。所述的支撑轮3起到支撑的作用，不用于驱
动。所述的控制器通过分别设置两个所述的驱动轮l的速度和方向来实现所述自动吸尘器
的自由运动，并且根据所述编码器输出的信号，可以确定所述自动吸尘器的相对移动距离。 还包括障碍物检测系统，同样与所述控制器连接。所述的障碍物检测系统可以采
用超声波、红外或者是激光雷达等传感器或者两种或者多种传感器的集合。 还包括，真空吸尘电机和条形吸口 4，所述真空吸尘电机与所述控制器连接。所述
真空吸尘电机在所述控制器的控制下高速旋转，形成一定的真空度，通过所述吸口 4将地
面上的垃圾吸入内部的灰尘盒。 所述自动吸尘器在行走过程中，同时进行了清洁工作，因此行走路径的选择直接 导致清洁效率的高低，从而处于非常重要的地位。 本发明的所述路径规划方法包括清扫方向选择模块和梳状清扫模块，所述的清扫 方向选择模块包括以下步骤，如图2中的虚线5所示 (1)、所述的自动吸尘器开始工作，记录起始点Pi的坐标(Xi， Yi)，以直线运动方 式前进，并且不断检测障碍物；检测到障碍物以后，记录结束点Pi+l的坐标(Xi+1， Yi+1);
(2)、根据所述的起始点Pi和结束点Pi+1的坐标计算移动距离L，如果所述的移动 距离L大于预先设定的阈值T，则所述的自动吸尘器进入所述的梳状清扫模块；
(3)、如果所述的移动距离L不大于所述的阈值T，则所述自动吸尘器旋转随机角 度，继续执行所述的步骤(1)。 在所述的步骤(3)中，所述的随机角度为大于90度，小于180度的角度。在所述
的步骤(2， 3)中，所述的移动距离L等于V(X^ —X,)2 - K)2 。 所述的梳状清扫模块包括以下步骤，如图2中的实线6所示 (4)、所述的自动吸尘器位于所述的结束点Pi+1，向右旋转90度，直行并且不断检
测障碍物； (5)、检测到障碍物以后，向所述起始点Pi的方向旋转90度，并前进设定的偏移距 离M，然后再朝相同方向旋转90度，记录起点位置Dj的坐标(Xj，Yj)，直行并不断检测障碍 物；遇到障碍物以后，记录终点位置Dj+l的坐标(Xj+l，Yj+l)。根据所述的起始位置Dj和 终点位置D j+l的坐标，计算清扫距离N ; (6)、重复步骤(5)，直到所述的清扫距离N，小于设定的最小清扫距离，结束所述 梳状清扫模块，并返回所述的清扫方向选择模块。 在所述的步骤(5)中，所述的偏移距离M为所述条形吸口的宽度。采用这样的距 离设置，可以避免两次清扫之间不会留下间隙。 在所述的步骤(5，6)中，所述的清扫距离N等于^(17+1 —X》2 +(Fy+1 —")2 。 在所述的步骤(6)中，所述的最小清扫距离为所述的梳状清扫模块的结束条件， 表明进入较小的区域，已经不适合进行梳状清扫了。 综上所述，自动吸尘器通过清扫方向选择模块进行清扫方向和区域的选择，而梳 状清扫模块指导自动吸尘器完成高效率的清扫，两个模块不断交替进行，因此具有清扫效 率高，工作方式灵活，易于实现的优点。
权利要求
一种自动吸尘器的路径规划方法，所述的自动吸尘器包括两个驱动轮、与所述驱动轮连接的两个驱动电机，所述驱动轮上安装编码器，还包括一个支撑轮，障碍物检测系统，真空吸尘电机和条形吸口，所述的驱动电机、编码器、障碍物检测系统和真空吸尘电机，与控制器连接，所述的控制器通过分别设置两个所述驱动轮的速度和方向来实现所述自动吸尘器的自由运动，并且可以计算相对移动距离和检测前方障碍物情况，其特征在于所述的路径规划方法包括清扫方向选择模块和梳状清扫模块，所述的清扫方向选择模块包括以下步骤(1)、所述的自动吸尘器开始工作，记录起始点Pi的坐标(Xi，Yi)，然后以直线运动方式前进，并且不断检测障碍物；检测到障碍物以后，记录结束点Pi+1的坐标(Xi+1，Yi+1)；(2)、根据所述的起始点Pi和结束点Pi+1的坐标计算移动距离L，如果所述的移动距离L大于预先设定的阈值T，则所述的自动吸尘器进入所述的梳状清扫模块；(3)、如果所述的移动距离L不大于所述的阈值T，则所述自动吸尘器旋转随机角度，继续执行所述的步骤(1)。所述的梳状清扫模块包括以下步骤(4)、所述的自动吸尘器位于所述的结束点Pi+1，向右旋转90度，直行并且不断检测障碍物；(5)、检测到障碍物以后，向所述起始点Pi的方向旋转90度，并前进设定的偏移距离M，然后再朝相同方向旋转90度，记录起始位置Dj的坐标(Xj，Yj)，直行并不断检测障碍物；遇到障碍物以后，记录终点位置Dj+1的坐标(Xj+1，Yj+1)。根据所述的起始位置Dj和终点位置Dj+1的坐标，计算清扫距离N；(6)、重复步骤(5)，直到所述的清扫距离N，小于设定的最小清扫距离，结束所述梳状清扫模块，并返回所述的清扫方向选择模块。
2. 根据权利要求1所述的一种自动吸尘器的路径规划方法，其特征是在所述的步骤 (3)中，所述的随机角度为大于90度，小于180度的角度。
3. 根据权利要求1所述的一种自动吸尘器的路径规划方法，其特征是在所述的步骤 (5)中，所述的偏移距离M为所述条形吸口的宽度。
4. 根据权利要求1所述的一种自动吸尘器的路径规划方法，其特征是在所述的步骤 (2， 3)中，所述的移动距离L等于^/(X^ -Z,)2 +0^ —K)2 。
5. 根据权利要求1所述的一种自动吸尘器的路径规划方法，其特征是在所述的步骤(5，e)中，所述的清扫距离n等于^/(x^-x》2 -r》2 。
全文摘要
本发明公开了一种自动吸尘器的路径规划方法，所述的路径规划方法包括清扫方向选择模块和梳状清扫模块，所述的清扫方向选择模块，包括三个步骤，首先在室内环境内随机行走，并不断计算每次的移动距离，如果移动距离大于设定阈值T，则确定该次行走路径为清扫方向，并进入梳状清扫模块；所述的梳状清扫模块，包括三个步骤，首先，指导自动吸尘器沿着所述清扫方向选择模块中确定的清扫方向，进行梳状清扫，每次平移设定的偏移距离，该偏移距离为条形吸口的宽度，同时不断计算每次的清扫距离，如果清扫距离小于设定的最小清扫距离，则结束该模块而返回清扫方向选择模块。本发明在工作过程中不断寻找空旷区域进行覆盖率最高的梳状清扫，从而实现了提高清扫效率的目标。
文档编号A47L9/28GK101714000SQ20091017970
公开日2010年5月26日 申请日期2009年9月30日 优先权日2009年9月30日
发明者刘瑜, 胡丽花 申请人:刘瑜