[发明专利]基于图像扫描、识别和路径规划的可移动洗衣助手机器人

权利要求书

1.一种基于图像扫描、识别和路径规划的可移动洗衣助手机器人的控制方法，其特征在于，所述基于图像扫描、识别和路径规划的可移动洗衣助手机器人的控制方法采用全局规划与局部规划相结合的混合路径规划算法进行机器人的控制，具体包括：

通过改进的蚁群算法规划出机器人初始全局路径，途中遭遇障碍物时调用Morphin局部算法，躲避障碍并行驶到前方的全局路径上，若Morphin局部算法无法找出可行路径，则调用改进的蚁群算法重新规划路径，实现对机器人的远程控制和语音控制；

调用Morphin局部算法躲避障碍中，通过超声波传感器、红外传感器和视觉传感器获取机器人周围障碍物信息数据及进行定位，实现避障；

途中遭遇障碍物时调用Morphin局部算法，躲避障碍并行驶到前方的全局路径过程中，具体包括：

在动态不确定环境下，机器人沿着已规划好的全局路径行走时，遭遇一些未知的静态或动态障碍物的阻挡，利用滚动优化原理，采取时间滚动窗口概念，使机器人每隔一定时间通过对周围环境的探测更新工作地图，并根据不同滚动窗口环境的变化预测动态障碍物的运动轨迹与速度，当机器人探测到有障碍物与自身相撞时，则调用Morphin算法进行局部避障，

对机器人的远程控制方法包括：

1)通过WIFI控制模块，使用移动终端远程启动机器人，使机器人在指定位置上用摄像头对家中全景进行扫描；

2)利用图像处理模块对图像进行识别、提取，根据提取出的信息，生成一份衣物报告，发送给移动终端；再进行选择是否要洗衣服以及要洗的衣物，然后反馈给机器人；

3)根据反馈的要洗衣物，机器人通过视觉传感器确定每件要洗的衣物的位置X1、X2…Xn，用过超声波传感器和红外传感器确定每件衣物的距离L1、L2…Ln， 利用最小距离优先级，确定距离最短的衣物，将最先对距离最短的衣物进行收取；

4)采用全局规划与局部规划相结合的混合路径规划算法躲避障碍物的同时，规划出一条最优路径， 到达目标衣物位置之后，机器人用左机械臂来抓取目标衣物，放入胸前的衣物收纳筐中；如果要洗的衣物只有一件，则不需要比较优先级，直接确定这一件衣物的位置，然后利用算法规划路径并抓取衣物；如果有多件，则需要一个循环控制，根据起点和终点的不同规划不同的最优路径，直到衣物抓取完毕；

5)洗衣机摆放在固定位置，并将位置数据提前输入到机器人中，机器人在抓取所有要洗的衣服完毕之后，利用混合路径规划算法规划出一条路径，回到洗衣机；并且机器人胸前的衣物收纳筐底部有一个压力传感器，右机械臂模块根据衣物的重量选择合适的洗衣液投放到洗衣机中；

6)机器人启动洗衣机，然后回到固定位置。

2.如权利要求1所述的基于图像扫描、识别和路径规划的可移动洗衣助手机器人的控制方法，其特征在于，对机器人的语音控制方法包括：

i)通过语音唤醒机器人，并对机器人发出指令；语音控制模块对发出的指令进行分析，确定要抓取的衣物位置；通过混合路径规划算法规划最优路径抓取衣物；判断衣物是否抓取完毕，若没有，则继续规划路线直到抓取完毕；

ii)回到洗衣机，根据衣物重量G选择对应的洗衣液用量，并用右机械臂模块投放；

iii)启动洗衣机，然后回到固定位置并自动关机。

3.一种基于图像扫描、识别和路径规划的可移动洗衣助手机器人，其特征在于，所述基于图像扫描、识别和路径规划的可移动洗衣助手机器人包括：

摄像头，安装在机器人头部，用于扫描家中全景及进行三维立体成像；

图像处理模块，对摄像头拍摄的图像进行处理，识别并提取纺织品，并形成报告，通过WIFI控制模块发送到移动终端；

WIFI模块，用于与移动终端、洗衣机之间的通讯，使机器人控制洗衣机洗衣；

语音控制模块，通过分析语音指令完成相应的操作；

超声波传感器，用于测量机器人与障碍物之间的距离；

红外传感器，用于测量机器人与障碍物之间的距离；

视觉传感器，用于完成障碍物边缘和位置信息的提取；

衣物收纳筐，用于放置抓取之后的衣服；

驱动模块，用于驱动机器人行走；

左机械臂模块，用于抓取衣物；

右机械臂模块，内部装有一个洗衣液的盒子，根据提前输入的衣物重量与洗衣液用量的对应关系来投放对应的洗衣液。