[发明专利]一种机器人的导航方法

权利要求书

1.一种机器人的导航方法，其特征在于，该导航方法是基于边界特征信息而规划的，包括以下步骤：

步骤S1：机器人启动时在工作空间内框定一个虚拟清洁分区，再在清扫该虚拟清洁分区的过程中标记导航边界的边界特征信息，构建局部边界地图，并进入步骤S2；

步骤S2：将所述虚拟清洁分区内所述局部边界地图的数据进行坐标系转换，加入到全局坐标系中，并进入步骤S3；

步骤S3：清扫完所述虚拟清洁分区后，移动到未清扫区域，重复步骤S1～步骤S2，直到清扫完整个工作空间，得到全局边界地图；

其中，所述边界特征信息包括导航边界的起点坐标、导航边界的终点坐标和所述机器人沿导航边界行走的旋转角度；

所述导航边界由实体边界和虚拟边界组成，其中，所述实体边界是根据所述虚拟清洁分区内墙体或靠墙障碍物边缘的坐标点连线；所述虚拟边界是，为了实现导航回初始起点位置，在所述虚拟清洁分区内拟合出与所述实体边界围成闭合区域的虚拟路线；

其中闭合区域是，为了实现导航回初始出发位置而设置的实际清洁区域；

所述导航方法还包括以下步骤：

步骤1：所述机器人启动导航时，获取所述机器人当前位置，并确定目标点位置，并进入步骤2；

步骤2：根据全局边界地图及当前的局部栅格地图，以所述机器人当前位置为起点，目标点位置为终点，结合所述导航边界的边界特征信息，选择出导航路径，并进入步骤3；

步骤3：所述机器人按所选择出的导航路径导航；

该导航方法的步骤2中选择导航路径具体方法包括：

步骤21：根据所述机器人确定的起点和终点位置情况，使用所述导航边界进行导航路径规划，并进入步骤22；

步骤22：判断规划选择的路径上是否存在所述实体边界的长度大于预设边界长度，是则选择所述实体边界长度最大的一条作为导航路径；否则进入步骤23；

步骤23：判断规划选择的路径上所述机器人的旋转角度是否小于预设转角，是则选择所述实体边界长度最大的一条作为导航路径，否则选择所述机器人的旋转角度最小的一条作为导航路径；

其中，所述预设边界长度是用来权衡所述实体边界的长度在规划导航路径中的优先级的参考长度；所述预设转角是用来权衡所述机器人旋转角度在规划导航路径中的优先级的参考角度。

2.根据权利要求1所述导航方法，其特征在于，所述机器人框定当前所述虚拟清洁分区，再在清扫过程中标记导航边界的边界特征信息，构建局部边界地图的同时，还根据标记的障碍物信息构建起局部栅格地图，直到所述机器人开始清扫下一个所述虚拟清洁分区才被删除，取而代之的是下一个所述虚拟清洁分区内构建的局部栅格地图。

3.根据权利要求1所述导航方法，其特征在于，构建所述全局边界地图先确定一个以所述机器人初始起点位置为原点、以所述机器人从初始起点位置出发的前进方向为Y轴正方向的所述全局坐标系。

4.根据权利要求1或权利要求3所述导航方法，其特征在于，所述虚拟清洁分区的确定方法是，在所述全局坐标系上，过所述机器人当前入口位置作一条与Y轴平行的直线，作为一条竖直边界线，距离该竖直边界线n米并与之平行的一条直线作为另一条竖直边界线，所述机器人设置好Y轴方向上的竖直边界线；过所述机器人的当前入口位置作一条与竖直边界线垂直的直线，作为一条水平边界线，距离该水平边界线m米并与之平行的一条直线作为另一条水平边界线；上述的竖直边界线和水平边界线围成当前所述虚拟清洁分区；所述机器人清扫完当前所述虚拟清洁分区后继续运动，当探测到未清扫区域时，将当前位置作为下一个入口位置，按照上述方法继续框定下一个所述虚拟清洁分区；

其中，变量n代表所述虚拟清洁分区的预设长度，变量m代表所述虚拟清洁分区的预设宽度。

5.根据权利要求1所述导航方法，其特征在于，所述虚拟边界的起点和终点的距离比所述机器人机身宽度大。