[发明专利]一种基于超声雷达探测的清洁机器人及其行走控制方法

权利要求书

1.一种基于超声雷达探测的清洁机器人，其特征在于：该机器人包含机械本体、控制器以及超声雷达系统，所述的超声雷达系统和控制器分别安装在机械本体的上方；所述的超声雷达系统包含可移动超声雷达、固定超声雷达以及舵机，所述的可移动超声雷达安装在舵机上侧，由控制器控制舵机带动可移动超声雷达旋转并探测360°环境信息和障碍物信息，所述的固定超声雷达安装在舵机下侧以探测机器人与基准的距离信息；所述的控制器接收可移动超声雷达和固定超声雷达探测的信息，控制机器人的行进路线和位姿。

2.根据权利要求1所述的一种基于超声雷达探测的清洁机器人，其特征在于：所述的可移动超声雷达包含四个正交分布的超声测距传感器，所述的固定超声雷达包含四个分成两组对称安装在机器人左右两侧的超声测距传感器。

3.根据权利要求1所述的一种基于超声雷达探测的清洁机器人，其特征在于：所述的机械本体包含机器人主体、至少一个驱动轮和至少一个万向轮，所述的驱动轮和万向轮分别安装在机器人主体的下侧，所述驱动轮的运动受控制器控制，所述的万向轮处于自由状态，辅助机器人的运动。

4.一种用于权利要求1所述基于超声雷达探测的清洁机器人的行走控制方法，其特征在于，包括：对利用上述可移动超声雷达获得的360°环境信息进行数据处理和直线拟合，从而找出直线行走的基准，控制清洁机器人沿着基准以往复直线并自动绕障的的方式遍历清洁区域。

5.根据权利要求4所述的一种行走控制方法，其特征在于，还包括：所述的清洁机器人沿着基准平行方向前进时，利用上述固定超声雷达来调整位姿，当机器人左侧距离基准较近时，用机器人左侧的超声测距传感器测量机器人与基准的距离，设前面的超声测距传感器测得的距离为d_i，后面的超声测距传感器测得的距离为d_j，若d_i>d_j且差值大于阈值ε_d，说明机器人右偏，应调整机器人向左转；若d_j>d_i且差值大于阈值ε_d，说明机器人左偏，应调整机器人向右转；反之，当机器人右侧距离基准较近时，用机器人右侧的超声测距传感器测量机器人与基准的距离，判断方法与上述一致。

6.根据权利要求4所述的一种行走控制方法，其特征在于，还包括：所述的清洁机器人沿着基准前进时，利用可移动超声雷达判断障碍物的大小，并将障碍物的尺寸与一设定值比较，若大于设定值，则将该障碍物视为墙壁，从而把不能绕行的墙壁与能够绕行的小型障碍物区分开来；当机器人接近墙壁时进给一个清洁可达宽度再反方向沿基准行进；当发现小型障碍物的终止边角之后自动绕障，随着绕障的进行，机器人位姿不断变化，当机器人的位姿与绕障开始时刻的位姿正好相反时，结束绕障，机器人回到原来主行进方向继续前行。

7.根据权利要求4所述的一种行走控制方法，其特征在于，还包括：所述的清洁机器人环境探测装置每走完一个直线就将此直线信息的起始点和此直线上障碍物的起始点记录下来，建成电子地图。

8.根据权利要求7所述的一种行走控制方法，其特征在于：所述的电子地图的表示方法为设置一个动态数组Map[m][n]来记录这个机器人探测过的环境数据，m表示机器人走过的行程编号，n表示每个行程中被障碍物打断的直线号。