[发明专利]清洁机器人及其动态环境下全覆盖路径规划方法

说明书

本发明公开了一种清洁机器人及其动态环境下全覆盖路径规划方法，该方法包括：S1、创建表示全局环境的栅格地图；S2、如果整个栅格地图都被覆盖，则清洁机器人停止工作；如果没有，则执行S3；S3、更新当前规划窗口内的环境信息；S4、使用波前算法生成当前规划窗口内的波阵图；S5、调用距离变换算法生成一条局部覆盖路径；S6、清洁机器人沿着规划好的路径移动一格，如果当前规划窗口侧边一列的栅格都被覆盖过，则规划窗口前进一格；如果没有，则规划窗口保持不动；S7、返回S2，直至整个栅格地图都被覆盖。本发明通过激光雷达传感器实时探测局部区域的环境，并以探测到的数据为基础规划局部区域的覆盖路径，具备在动态环境中自主覆盖的能力。

技术领域

本发明涉及移动机器人及路径规划技术领域，特别是涉及一种清洁机器人及其动态环境下全覆盖路径规划方法。

背景技术

回顾国内外清洁机器人技术这十多年的发展历程，发展趋势已经由最初的实现清洁功能转变为如今追求更高智能性。目前主要创新主要是针对机器人的自主导航技术，比如实时路径规划技术。

清洁机器人进行全覆盖路径规划的前提是具有环境地图创建以及自我定位的能力。在环境地图创建方面，可以通过采用沿边学习等方式，利用机器人上安装的传感器获取环境的信息并以此为基础建立描述环境特征的栅格地图。在地图建立之后，机器人可以采用简单往返运动的方式对环境进行覆盖，在静态环境下这基本可以完成指定区域的覆盖任务。但现实中的大多数场景(家庭室内、商场、车站等)充满许多不确定因素，比如行走的人。传统的路径规划方法难以处理这种含有动态物体的不确定环境。

因此，针对目前在动态环境下清洁机器人覆盖技术存在的问题，有必要提供一种清洁机器人及其动态环境下全覆盖路径规划方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种清洁机器人及其动态环境下全覆盖路径规划方法，以解决动态环境下机器人的覆盖问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下：

一种清洁机器人，所述清洁机器人上安装有激光雷达传感器，激光雷达传感器扫描以获取滚动窗口内的环境信息，所述滚动窗口包括激光雷达传感器扫描形成的扫描窗口及位于扫描窗口内的规划窗口，清洁机器人在所述规划窗口内基于距离变换算法规划覆盖路径。

作为本发明的进一步改进，所述激光雷达传感器进行360°转动，所述扫描窗口为一圆形区域。

作为本发明的进一步改进，所述规划窗口为一矩形区域。

本发明另一实施例提供的技术方案如下：

一种清洁机器人动态环境下全覆盖路径规划方法，所述方法包括：

S1、创建表示全局环境的栅格地图；

S2、如果整个栅格地图都被覆盖，则清洁机器人停止工作；如果没有，则执行S3；

S3、更新当前规划窗口内的环境信息；

S4、使用波前算法生成当前规划窗口内的波阵图；

S5、调用距离变换算法生成一条局部覆盖路径；

S6、清洁机器人沿着规划好的路径移动一格，如果当前规划窗口侧边一列的栅格都被覆盖过，则规划窗口前进一格；如果没有，则规划窗口保持不动；

S7、返回S2，直至整个栅格地图都被覆盖。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S5中的距离变换算法具体为：

在栅格地图，通过对每个自由栅格赋权值，代表与目标栅格的距离。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S5具体为：