一种机器人在矩形斜坡上行驶的路径导航方法技术

本发明专利技术的一种机器人在矩形斜坡上行驶的路径导航方法，以解决传统的清扫机器人在斜坡上不能按照规定路线行驶、行进中覆盖面积小、容易从斜坡边缘处落下的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人应用领域，特别涉及一种机器人在矩形斜坡上行驶的路径导航方法。
技术介绍
在化石燃料日趋减少的情况下，作为一种新兴的可再生能源的太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，近十年来，太阳能应用技术在世界各国都得到迅猛发展。太阳能面板是指利用半导体材料在光照条件下发生的光生伏特效应(photovoltaic)将太阳能直接转换为电能的器件。有太阳光的地方就能发电，因此太阳能面板适用于从大型发电站到小型便携式充电器等多种场合，近年来得到飞速发展。太阳能面板的工作环境只能是户外，影响其工作的最大问题并不是风雨雷电，而是常年累积的灰尘。太阳能面板上附着有灰尘或其它附着物，会影响面板板的透光率，阻碍光电效率，从而会严重影响面板直接获取阳光的效率，降低面板的能量吸收和转换效率，降低发电效率。现有技术的太阳能面板在使用中只能依靠人工定期完成清理工作，由于太阳能面板面积较大、大型电站同时使用的面板较多，而灰尘会反复累积，需要反复清洗；因此人力成本很高、清理效率低、清理效果较差。在很多场合，为了提高空间利用率，太阳能面板都是利用支架设置在高处，这就给清理工作带来更大的难度和风险。很多太阳能面板的用户为了降低清理成本只能选择不清理，这样只能被迫承担灰尘导致的电能损耗。这样，就需要有一个新的自动清理设备，对太阳能面板进行自动清理。现有技术的清扫机器人一般都只能应用于水平地面上，不能适用于太阳能面板这样的斜坡平面。如果将现有的清扫机器人直接用在太阳能面板上，会导致以下问题。（1）清扫机器人动力不足、不能自由行进、清扫效果差；由于太阳能面板的倾斜角度一般在10度~40度之间，现有清扫机器人在斜坡平面上不能自由行进，即使能勉强行进，很快就会将电量耗尽。（2）清扫机器人会从太阳能面板上滑落；由于太阳能面板比较光滑，现有清扫机器人重量和车轮摩擦系数都比较小，摩擦力也比较小，行进困难，很容易滑落。（3）清扫机器人不能按照规定路线行驶，行进中覆盖面积小，会从太阳能面板边缘处落下；现有清扫机器人一般是设置为遇到障碍物自动转向，由于太阳能面板上没有任何障碍物，自动行驶的清扫机器人只能在单一路径上行进，其行进过程中的覆盖面积小，必然会从太阳能面板边缘处落下。即使预先规划好路径，现有的清扫机器人在行进中容易受到重力及面板附着物的影响，也会很容易偏离路径，很难保证直线行驶；而且清扫机器人自身无法察觉，不能走遍整个面板，会留下大量清扫不到的空间。（4）清扫机器人充电困难；由于太阳能面板高度比较高、面积较大，一旦将清扫机器人送上去之后，将其取下会比较困难，现有技术需要人工将清扫机器人搬离现场或人工取出电池，继而对其进行充电，从而不能长时间持续进行现场作业，而且由于很多太阳能面板都是用支架设置在高处，因此其充电操作非常麻烦，浪费大量人力。（5）清扫机器人工作状态监控困难，由于太阳能面板可能会设置在高处，地面上的工作人员无法对其工作过程做到全程监控，即使清扫机器人发生故障，停止运行或者路线走偏，工作人员也无法及时得知。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种机器人在矩形斜坡上行驶的路径导航方法，以解决传统的清扫机器人在斜坡上不能按照规定路线行驶、行进中覆盖面积小、容易从斜坡边缘处落下的技术问题。为解决上述问题，本专利技术提供一种机器人在矩形斜坡上行驶的路径导航方法，包括如下步骤：步骤S201）设定所述矩形斜坡的右下角为导航起点；步骤S202）控制所述机器人从所述导航起点向所述矩形斜坡的右上角直线行驶；步骤S203）检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的第一角落；若所述机器人未到达所述第一角落，返回步骤S202）；若所述机器人到达所述第一角落，控制所述机器人向左转向90度；步骤S204）控制所述机器人直线行驶；步骤S205）检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的第二角落；若所述机器人未到达所述第二角落，返回步骤S204）；若所述机器人到达所述第二角落，控制所述机器人向左进行U字回转；步骤S206）检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的第三角落；若所述机器人未到达所述第三角落，控制所述机器人直线行驶；若所述机器人到达所述第三角落，检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的第四角落；若所述机器人未到达所述第四角落，控制所述机器人直线行驶；若所述机器人到达所述第四角落，控制所述机器人停止行驶；步骤S207）检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的边缘处，若所述机器人到达所述矩形斜坡的一边缘处；控制所述机器人向右进行U字回转；步骤S208）检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的第三角落；若所述机器人未到达所述第三角落，控制所述机器人直线行驶；若所述机器人到达所述第三角落，检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的第四角落；若所述机器人未到达所述第四角落，控制所述机器人直线行驶；若所述机器人到达所述第四角落，控制所述机器人停止行驶；步骤S209）检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的边缘处，若所述机器人到达所述矩形斜坡的一边缘处；控制所述机器人向左进行U字回转；返回步骤S206）。进一步地，检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的一角落或一边缘处，具体包括如下步骤：步骤S1011）在所述机器人的左前部、右前部、左后部及左后部分别设置一距离传感器，所述距离传感器延伸至所述机器人的外部，所述距离传感器朝向所述太阳能面板；步骤S1012）依次为四个距离传感器编号，将所述机器人的左前部、右前部、左后部及左后部设置的距离传感器分别定义为传感器N1、传感器N2、传感器N3及传感器N4；步骤S1013）所述机器人根据任一时刻同时获取的传感器信号判断所述机器人的位置；当所述机器人同时获取传感器N3信号和传感器N4信号时，判定所述机器人到达所述矩形斜坡的一边缘处；当所述机器人只能获取传感器N4信号时，判定所述机器人到达所述矩形斜坡的第一角落或第二角落；当所述机器人只能获取传感器N3信号时，判定所述机器人到达所述矩形斜坡的第三角落或第四角落。进一步地，控制所述机器人直线行驶，具体包括如下步骤：步骤S1021）判断一机器人是否沿着预设的直线路径行驶；若所述机器人偏离预设的直线路径，执行步骤S1022）；步骤S1022）控制所述机器人在行驶过程中向所述Tm方向偏转；步骤S1023）控制所述机器人在所述斜坡平面上沿着Tm方向直线行驶；返回步骤S1021）。本专利技术优点在于，本专利技术为在矩形斜坡上行驶的机器人提供一种路径导航方法，可以使机器人在最短时间内走完矩形斜坡的每一个角落，实现行驶路径对矩形斜坡的全覆盖，既不会从矩形斜坡的边缘或角落里滑落，也不会发生路线偏移，有所遗漏。太阳能面板清扫机器人采用本专利技术的路径导航方法，即可按照最佳方案的优化路径行驶，可以不重复地覆盖面板的全部空间，工作效率高，清扫效果好。附图说明图1为本专利技术实施例中清扫机器人的整体外观示意图；图2为本专利技术实施例中清扫机器人内部的结构示意图；图3为本专利技术实施例中清扫机器人的分解结构示意图；图4为本专利技术实施例中动力系统整体结构示意图；图5为本专利技术实施例中动力系统去除履带外壳后的结构示意图；图6为本专利技术实施例中第一种履带张紧装置的结构示意图；图7为本专利技术实施例中第一种履带张紧装置去除履带侧板后的结构示意图；图8为本专利技术实施例中第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人在矩形斜坡上行驶的路径导航方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S201）设定所述矩形斜坡的右下角为导航起点；步骤S202）控制所述机器人从所述导航起点向所述矩形斜坡的右上角直线行驶；步骤S203）检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的第一角落；若所述机器人未到达所述第一角落，返回步骤S202）；若所述机器人到达所述第一角落，控制所述机器人向左转向90度；步骤S204）控制所述机器人直线行驶；步骤S205）检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的第二角落；若所述机器人未到达所述第二角落，返回步骤S204）；若所述机器人到达所述第二角落，控制所述机器人向左进行U字回转；步骤S206）检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的第三角落；若所述机器人未到达所述第三角落，控制所述机器人直线行驶；若所述机器人到达所述第三角落，控制所述机器人直线行驶，并检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的第四角落；若所述机器人未到达所述第四角落，控制所述机器人直线行驶；若所述机器人到达所述第四角落，控制所述机器人停止行驶；步骤S207）检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的边缘处，若所述机器人到达所述矩形斜坡的一边缘处；控制所述机器人向右进行U字回转；步骤S208）检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的第三角落；若所述机器人未到达所述第三角落，控制所述机器人直线行驶；若所述机器人到达所述第三角落，检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的第四角落；若所述机器人未到达所述第四角落，控制所述机器人直线行驶；若所述机器人到达所述第四角落，控制所述机器人停止行驶；以及步骤S209）检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的边缘处，若所述机器人到达所述矩形斜坡的一边缘处；控制所述机器人向左进行U字回转；返回步骤S206）。...

【技术特征摘要】
1.一种机器人在矩形斜坡上行驶的路径导航方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S201）设定所述矩形斜坡的右下角为导航起点；步骤S202）控制所述机器人从所述导航起点向所述矩形斜坡的右上角直线行驶；步骤S203）检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的第一角落；若所述机器人未到达所述第一角落，返回步骤S202）；若所述机器人到达所述第一角落，控制所述机器人向左转向90度；步骤S204）控制所述机器人直线行驶；步骤S205）检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的第二角落；若所述机器人未到达所述第二角落，返回步骤S204）；若所述机器人到达所述第二角落，控制所述机器人向左进行U字回转；步骤S206）检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的第三角落；若所述机器人未到达所述第三角落，控制所述机器人直线行驶；若所述机器人到达所述第三角落，控制所述机器人直线行驶，并检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的第四角落；若所述机器人未到达所述第四角落，控制所述机器人直线行驶；若所述机器人到达所述第四角落，控制所述机器人停止行驶；步骤S207）检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的边缘处，若所述机器人到达所述矩形斜坡的一边缘处；控制所述机器人向右进行U字回转；步骤S208）检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的第三角落；若所述机器人未到达所述第三角落，控制所述机器人直线行驶；若所述机器人到达所述第三角落，检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的第四角落；若所述机器人未到达所述第四角落，控制所述机器人直线行驶；若所述机器人到达所述第四角落，控制所述机器人停止行驶；以及步骤S209）检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的边缘处，若所述机器人到达所述矩形斜坡的一边缘处；控制所述机器人向左进行U字回转；返回步骤S206）。2.如权利要求1所述的机器人在矩形斜坡上行驶的路径导航方法，其特征在于，检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的一角落或一边缘处，具体包括如下步骤：步骤S1011）在所述机器人的左前部、右前部、左后部及左后部分别设置一距离传感器，所述距离传感器延伸至所述机器人的外部，所述距离传感器朝向所述太阳能面板；步骤S1012）依次为四个距离传感器编号，将所述机器人的左前部、右前部、左后部及左后部设置的距离传感器分别定义为传感器N1、传感器N2、传感器N3及传感器N4；以及步骤S1013）所述机器人根据任一时刻同时获取的传感器信号判断所述机器人的位置；当所述机器人同时获取传感器N3信号和传感器N4信号时，判定所述机器人到达所述矩形斜坡的一边缘处；当所述机器人只能获取传感器N4信号时，判定所述机器人到达所述矩形斜坡的第一角落或第二角落；当所述机器人只能获取传感器N3信号时，判定所述机器人到达所述矩形斜坡的第三角落或第四角落。3.如权利要求1所述的机器人在矩形斜坡上行驶的路径导航方法，其特征在于，控制所述机器人直线行驶，具体包括如下步骤：步骤S11）判断一机器人是否沿着预设的直线路径行驶；若所述机器人偏离预设的直线路径，执行步骤S12）；步骤S12）控制所述机器人在行驶过程中向所述Tm方向偏转；以及步骤S13）控制所述机器人在所述斜坡平面上沿着Tm方向直线行驶；返回步骤S11）。4.如权利要求3所述的机器人在矩形斜坡上行驶的路径导航方法，其特征在于，步骤S11）判断一机器人是否沿着预设的...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭芳，周艳荣，徐建荣，
申请(专利权)人：苏州瑞得恩自动化设备科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32