一种自动吸尘机器人的随机路径规划方法技术

公开了一种自动吸尘机器人的随机路径规划方法，所述的自动吸尘机器人包括两个驱动轮、与所述驱动轮连接驱动电机，所述的驱动轮上安装编码器，还包括一个支撑轮，以及安装在前部的障碍物检测装置，所述的驱动电机、编码器和障碍物检测装置与控制器连接，所述的控制器内部设置随机路径规划方法，所述的随机路径规划方法包括以下步骤：(1)、记录当前点Pi的坐标（Xi，Yi），然后直线前进；(2)、检测到障碍物，记录当前点Pi+1的坐标（Xi+1，Yi+1），随机选择一个旋转方向，并直线前进；(3)、检测到障碍物，记录当前点Pi+2的坐标（Xi+2，Yi+2）；(4)、计算Pi和Pi+1两点之间的中点Pm=（(Xi+Xi+1)/2，(Yi+Yi+1)/2）；(5)、选择从点Pi+2到中点Pm的方向为新的行进反向，则计算Pi+2→Pm的方向角α，而当前行进方向角β；(6)、旋转角度α‑β，然后直线前进。

A random path planning method for automatic dust collecting robot

Disclosed is a random path planning method for an automatic dust-collecting robot. The automatic dust-collecting robot comprises two driving wheels, a driving motor connected with the driving wheel, an encoder mounted on the driving wheel, a supporting wheel, and an obstacle detection device mounted on the front part, and a driving motor. The encoder and the obstacle detection device are connected with the controller, and the controller is provided with a random path planning method. The random path planning method includes the following steps: (1) recording the coordinates of the current point Pi (Xi, Yi) and then moving in a straight line; (2) detecting the obstacle and recording the coordinates of the current point Pi+1 (Xi+1,1). Yi+1, randomly select a rotating direction, and straight forward; (3), detect obstacles, record the coordinates of the current point Pi+2 (Xi+2, Yi+2); (4), calculate the midpoint Pm =((Xi+Xi+1)/2, (Yi+Yi+1)/2) between Pi and Pi+1; (5), select the direction from Pi+2 to midpoint Pm as a new forward reverse, then calculate Pi+2_Pm The direction angle is alpha, and the current direction angle is (6), the rotation angle is alpha, and then goes straight ahead.

【技术实现步骤摘要】
一种自动吸尘机器人的随机路径规划方法
本专利技术涉及一种自动吸尘机器人的随机路径规划方法，属于智能家用电器控制领域。
技术介绍
随着机器人时代的缓慢来临，我们生活工作中采用了越来越多的自动化设备，其中自动吸尘机器人也在普通家庭开始普及。自动吸尘机器人可以清扫家庭地面，虽然不能达到完全令人满意的程度，但是多次累计清扫，也可以大大减轻我们的工作负担。因为目前自动吸尘器还不具备非常精确的定位和规划能力，因此其清扫路径的效率就成为非常重要而困难的课题。目前常用的策略是随机路径，自动吸尘器在地面随机行走，放弃任何规划方法，这种策略虽然工作可靠，对系统要求低，但是导致很低的清扫效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足之处，采用不断寻找最优路径的策略，实现更高效率的清扫效率。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自动吸尘机器人的随机路径规划方法，所述的自动吸尘机器人包括两个驱动轮、与所述驱动轮连接的两个驱动电机，所述的驱动电机上安装编码器，还包括一个支撑轮，以及安装在所述的自动吸尘机器人前部的障碍物检测装置，所述的驱动电机、编码器和障碍物检测装置与控制器连接，所述的控制器通过分别设置两个所述的驱动轮的速度和方向来实现所述的自动吸尘机器人的自由运动，并且根据所述的编码器的信号可以计算所述的自动吸尘机器人的相对移动距离和旋转方向，以起始位置为坐标原点，可计算当前位置的坐标（X，Y），所述的控制器内部设置随机路径规划方法，所述的随机路径规划方法包括以下步骤：(1)、所述的自动吸尘机器人记录当前点Pi的坐标（Xi，Yi），然后以直线运动方式前进，并且不断检测障碍物；(2)、所述的自动吸尘机器人检测到障碍物，记录当前点Pi+1的坐标（Xi+1，Yi+1），随机选择一个旋转方向，并以直线运动方式前进，并且不断检测障碍物；(3)、所述的自动吸尘机器人检测到障碍物，记录当前点Pi+2的坐标（Xi+2，Yi+2）；(4)、计算Pi和Pi+1两点之间的中点Pm=（(Xi+Xi+1)/2，(Yi+Yi+1)/2）；(5)、选择从点Pi+2到中点Pm的方向为新的行进反向，则计算Pi+2→Pm的方向角α为，而所述的自动吸尘机器人当前行进方向角β为；(6)、所述的自动吸尘机器人控制所述的驱动电机，实现旋转角度α-β，然后以直线运动方式前进，遇到障碍物以后返回步骤1。实施本专利技术的积极效果是：1、通过清扫路径的选择实现更高的清扫效率；2、不需要增加额外硬件成本，工作可靠，成本低。附图说明图1是自动吸尘机器人的结构示意图；图2是自动吸尘机器人的随机路径规划方法的示意图。具体实施方式现结合附图对本专利技术作进一步说明：参照图1-2，一种自动吸尘机器人的随机路径规划方法，所述的自动吸尘机器人包括两个驱动轮1、与所述驱动轮1连接的两个驱动电机2，所述的驱动电机2上安装编码器，还包括一个支撑轮3，所述的支撑轮3起到支撑的作用，不用于驱动。其中，所述驱动电机2和编码器与控制器连接。所述的控制器通过分别设置两个所述的驱动轮1的速度和方向来实现所述自动吸尘机器人的自由运动，并且根据所述的编码器的信号可以计算所述的自动吸尘机器人的相对移动距离和旋转方向，以起始位置为坐标原点，可计算当前位置的坐标（X，Y）。还包括安装在所述的自动吸尘机器人前部的障碍物检测装置，同样与所述控制器连接。所述的障碍物检测装置可以采用超声波、红外或者是激光雷达等传感器或者两种或者多种传感器的集合。所述自动吸尘机器人在行走过程中，同时进行了清洁工作，因此行走路径的选择直接导致清洁效率的高低，处于非常重要的地位。所述的控制器内部设置随机路径规划方法，所述的随机路径规划方法包括以下步骤：(1)、所述的自动吸尘机器人记录当前点Pi的坐标（Xi，Yi），然后以直线运动方式前进，并且不断检测障碍物；(2)、所述的自动吸尘机器人检测到障碍物，记录当前点Pi+1的坐标（Xi+1，Yi+1），随机选择一个旋转方向，并以直线运动方式前进，并且不断检测障碍物；(3)、所述的自动吸尘机器人检测到障碍物，记录当前点Pi+2的坐标（Xi+2，Yi+2）；(4)、计算Pi和Pi+1两点之间的中点Pm=（(Xi+Xi+1)/2，(Yi+Yi+1)/2）；(5)、选择从点Pi+2到中点Pm的方向为新的行进反向，则计算Pi+2→Pm的方向角α为，而所述的自动吸尘机器人当前行进方向角β为；该步骤中，选择前两次检测到障碍物的位置的中间方向作为新的行进方向，该方向为空旷区域的概率明显高于随机选择的路径，因此可以有效提高清扫效率，并且该方向为未清扫区域的概率也更大。(6)、所述的自动吸尘机器人控制所述的驱动电机2，实现旋转角度α-β，然后以直线运动方式前进，遇到障碍物以后返回步骤1。综上所述，自动吸尘机器人通过清扫方向的选择提高清扫效率，同时该方法还可以应用于自动吸尘机器人寻找充电座的过程，可以缩短搜寻时间，提高效率。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动吸尘机器人的随机路径规划方法，所述的自动吸尘机器人包括两个驱动轮、与所述驱动轮连接的两个驱动电机，所述的驱动电机上安装编码器，还包括一个支撑轮，以及安装在所述的自动吸尘机器人前部的障碍物检测装置，所述的驱动电机、编码器和障碍物检测装置与控制器连接，所述的控制器通过分别设置两个所述的驱动轮的速度和方向来实现所述的自动吸尘机器人的自由运动，并且根据所述的编码器的信号可以计算所述的自动吸尘机器人的相对移动距离和旋转方向，以起始位置为坐标原点，可计算当前位置的坐标（X，Y），其特征在于：所述的控制器内部设置随机路径规划方法，所述的随机路径规划方法包括以下步骤：(1)、所述的自动吸尘机器人记录当前点Pi的坐标（Xi，Yi），然后以直线运动方式前进，并且不断检测障碍物；(2)、所述的自动吸尘机器人检测到障碍物，记录当前点Pi+1的坐标（Xi+1，Yi+1），随机选择一个旋转方向，并以直线运动方式前进，并且不断检测障碍物；(3)、所述的自动吸尘机器人检测到障碍物，记录当前点Pi+2的坐标（Xi+2，Yi+2）；(4)、计算Pi和Pi+1两点之间的中点Pm=（(Xi+Xi+1)/2，(Yi+Yi+1)/2）；(5)、选择从点Pi+2到中点Pm的方向为新的行进反向，则计算Pi+2→Pm的方向角α为...

【技术特征摘要】
1.一种自动吸尘机器人的随机路径规划方法，所述的自动吸尘机器人包括两个驱动轮、与所述驱动轮连接的两个驱动电机，所述的驱动电机上安装编码器，还包括一个支撑轮，以及安装在所述的自动吸尘机器人前部的障碍物检测装置，所述的驱动电机、编码器和障碍物检测装置与控制器连接，所述的控制器通过分别设置两个所述的驱动轮的速度和方向来实现所述的自动吸尘机器人的自由运动，并且根据所述的编码器的信号可以计算所述的自动吸尘机器人的相对移动距离和旋转方向，以起始位置为坐标原点，可计算当前位置的坐标（X，Y），其特征在于：所述的控制器内部设置随机路径规划方法，所述的随机路径规划方法包括以下步骤：(1)、所述的自动吸尘机器人记录当前点Pi的坐标（Xi，Yi），...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘瑜，
申请(专利权)人：杭州晶一智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33