行走机器人的控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种行走机器人的控制方法及系统，包括：M1，提供一边界坐标已知的闭合的巡线路径，所述巡线路径为行走机器人所在工作区域的边界线形成的闭合回路；M2，对巡线路径进行划分，以将工作区域划分为多个子区域，并获得每一子区域在巡线路径上对应的边界坐标，以形成若干个子区域边界坐标链；M3，遍历各个子区域边界坐标链，获取每个子区域中距离初始点具有最小沿线距离的坐标点，将其作为每个子区域的工作出发点；M4，在每个工作周期内，驱动机器人自初始点出发并沿巡线路径行走，并在到达工作出发点时，驱动机器人离开巡线路径进入工作区。本发明专利技术提升行走机器人在工作区间内的遍历性，提高工作效率。

Control method and system of walking robot

【技术实现步骤摘要】
行走机器人的控制方法及系统
本专利技术涉及智能控制领域，尤其涉及一种行走机器人的控制方法及控制系统。
技术介绍
随着科学技术的不断进步，各种自动工作设备已经开始慢慢的走进人们的生活，例如：自动吸尘机器人、自动割草机器人等。这种自动工作设备具有行走装置、工作装置及自动控制装置，从而使得自动工作设备能够脱离人们的操作，在一定范围内自动行走并执行工作，在自动工作设备的储能装置能量不足时，其能够自动返回充电站装置进行充电，然后继续工作。现有技术中，随机割草是割草机器人低成本的一个主要方式。即机器人在圈定范围如电子边界内向前运动，并采用随机的方式进入工作区域进行割草。对于面积较小且为一个规则形状的工作区域时，上述控制方式可以满足割草需求；然而，通常工作区域较大，工作区域形状不规则，工区区域存在狭窄通道，以及当割草机器人完成工作任务或者检测到自身电量低的时候，会寻找最近的边界线，并沿着边界线回归充电；以工作区域由至少一个狭窄通道连接的至少两个子区域的草坪为例：通常充电站为一个且设置在其中一个子区域内。如图1所示的情况，子区域A和子区域B由狭窄通道C连接，充电站P设置在区域子区域A的边界线上，割草机器人从充电站P出发后在子区域A中工作，对于随机路径的割草机器人，通过狭窄通道C进入子区域B的概率很小，就会导致一定时间以后，子区域A得到了充分的遍历；而子区域B却很少被处理；而对于面积较大的工作区域以及机器人回归充电，也同样会存在工作区域遍历不充分、以及重复工作的问题发生。
技术实现思路
r>为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种行走机器人的控制方法及控制系统。为了实现上述专利技术目的之一，本专利技术一实施方式提供一种行走机器人的控制方法，所述方法包括：M1，提供一边界坐标已知的闭合的巡线路径，所述巡线路径为行走机器人所在工作区域的边界线形成的闭合回路；M2，对巡线路径进行划分，以将工作区域划分为多个子区域，并获得每一子区域在巡线路径上对应的边界坐标，以形成若干个子区域边界坐标链；M3，遍历各个子区域边界坐标链，获取每个子区域中距离初始点具有最小沿线距离的坐标点，将其作为每个子区域的工作出发点；M4，在每个工作周期内，驱动机器人自初始点出发并沿巡线路径行走，并在到达工作出发点时，驱动机器人离开巡线路径进入工作区。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，步骤M3具体包括：自初始点开始沿巡线路径延伸方向遍历各个子区域边界坐标链，沿巡线路径延伸方向，将在每一子区域上遍历到的第一个边界坐标点作为每个子区域的工作出发点。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，步骤M3具体包括：在巡线路径上获取初始点至每个一子区域的边界坐标个数及各个边界坐标，则初始点至每一子区域的最小沿线距离表示为Sa；其中，(xi，yi)表示任一边界点坐标，i＝0，1，2，…，n-1，n表示初始点至任一子区域的边界坐标个数，n的值包括初始点，初始点的坐标为(x0，y0)；工作出发点的坐标为(xn，yn)；步骤M4具体包括：在每个工作周期内，驱动机器人自初始点出发并沿巡线路径行走，并在机器人沿线行走距离Sa后，驱动机器人离开巡线路径进入工作区。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，步骤M4还包括：在驱动机器人沿线行走距离Sa后，驱动机器人继续沿线行走，并在行走预设校正时间和/或预设校正距离时，再驱动机器人离开巡线路径进入工作区。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，步骤M3还包括：根据初始点至每一子区域的最小沿线距离Sa及机器人沿线行走的平均速度v，则机器人自初始点行走至每一子区域的最少时间表示为ta；其中，(xi，yi)表示任一边界点坐标，i＝0，1，2，…，n-1，n表示初始点至任一子区域的边界坐标个数，n的值包括初始点，初始点的坐标为(x0，y0)，工作出发点的坐标为(xn，yn)；步骤M4具体包括：在每个工作周期内，驱动机器人自初始点出发并沿巡线路径行走，并在机器人沿线行走时间ta后，驱动机器人离开巡线路径进入工作区。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，步骤M4还包括：在驱动机器人沿线行走时间ta后，驱动机器人继续沿线行走，并在行走预设校正时间和/或预设校正距离时，再驱动机器人离开巡线路径进入工作区。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述方法还包括：根据每个子区域的面积获取一个工作周期内、机器人在每个子区域内的预设工作次数其中，Aa表示任一个子区域的面积，m为子区域的数量，为所有子区域的面积之和，k为机器人在每个工作周期内的充电次数；当确认机器人在每个工作出发点进入工作区，且在每个工作区工作的次数均达到预设工作次数时，确认机器人工作完成。本专利技术另一实施方式提供了一种行走机器人系统，包括：坐标确立单元，用于提供一边界坐标已知的闭合的巡线路径，所述巡线路径为行走机器人所在工作区域的边界线形成的闭合回路；区域划分单元，用于对巡线路径进行划分，以将工作区域划分为多个子区域，并获得每一子区域在巡线路径上对应的边界坐标，以形成若干个子区域边界坐标链；处理单元，用于遍历各个子区域边界坐标链，获取每个子区域中距离初始点具有最小沿线距离的坐标点，将其作为每个子区域的工作出发点；控制单元，用于在每个工作周期内，驱动机器人自初始点出发并沿巡线路径行走，并在到达工作出发点时，驱动机器人离开巡线路径进入工作区。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述处理单元具体用于：自初始点开始沿巡线路径延伸方向遍历各个子区域边界坐标链，沿巡线路径延伸方向，将在每一子区域上遍历到的第一个边界坐标点作为每个子区域的工作出发点。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述处理单元具体用于：在巡线路径上获取初始点至每个一子区域的边界坐标个数及各个边界坐标，则初始点至每一子区域的最小沿线距离表示为Sa；其中，(xi，yi)表示任一边界点坐标，i＝0，1，2，…，n-1，n表示初始点至任一子区域的边界坐标个数，n的值包括初始点，初始点的坐标为(x0，y0)，工作出发点的坐标为(xn，yn)；所述控制单元具体用于：在每个工作周期内，驱动机器人自初始点出发并沿巡线路径行走，并在机器人沿线行走距离Sa后，驱动机器人离开巡线路径进入工作区。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述处理单元具体用于：根据初始点至每一子区域的最小沿线距离Sa及机器人沿线行走的平均速度v，则机器人自初始点行走至每一子区域的最少时间表示为其中，xi，yi表示任一边界点坐标，i＝0，1，2，…，n-1，n表示初始点至任一子区域的边界坐标个数，n的值包括初始点，初始点的坐标为(x0，y0)，工作出发点的坐标为(xn，yn)；所述控制单元具体用于：在每个工作周期内，驱动机器人自初始点出发并沿巡线路径行走，并在机器人沿线行走时间ta后，驱动机器人离开巡线路径进入工作区。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述控制单元还用于：根据每个子区域的面积获取一个工作周期内、机器人在每个子区域内的预设工作次数其中，Aa表示任一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种行走机器人的控制方法，其特征是，所述方法包括：/nM1，提供一边界坐标已知的闭合的巡线路径，所述巡线路径为行走机器人所在工作区域的边界线形成的闭合回路；/nM2，对巡线路径进行划分，以将工作区域划分为多个子区域，并获得每一子区域在巡线路径上对应的边界坐标，以形成若干个子区域边界坐标链；/nM3，遍历各个子区域边界坐标链，获取每个子区域中距离初始点具有最小沿线距离的坐标点，将其作为每个子区域的工作出发点；/nM4，在每个工作周期内，驱动机器人自初始点出发并沿巡线路径行走，并在到达工作出发点时，驱动机器人离开巡线路径进入工作区。/n

【技术特征摘要】
20181031 CN 2018112816413;20181031 CN 2018112816521.一种行走机器人的控制方法，其特征是，所述方法包括：
M1，提供一边界坐标已知的闭合的巡线路径，所述巡线路径为行走机器人所在工作区域的边界线形成的闭合回路；
M2，对巡线路径进行划分，以将工作区域划分为多个子区域，并获得每一子区域在巡线路径上对应的边界坐标，以形成若干个子区域边界坐标链；
M3，遍历各个子区域边界坐标链，获取每个子区域中距离初始点具有最小沿线距离的坐标点，将其作为每个子区域的工作出发点；
M4，在每个工作周期内，驱动机器人自初始点出发并沿巡线路径行走，并在到达工作出发点时，驱动机器人离开巡线路径进入工作区。


2.根据权利要求1所述的行走机器人的控制方法，其特征是，步骤M3具体包括：自初始点开始沿巡线路径延伸方向遍历各个子区域边界坐标链，沿巡线路径延伸方向，将在每一子区域上遍历到的第一个边界坐标点作为每个子区域的工作出发点。


3.根据权利要求2所述的行走机器人的控制方法，其特征是，
步骤M3具体包括：在巡线路径上获取初始点至每个一子区域的边界坐标个数及各个边界坐标，则初始点至每一子区域的最小沿线距离表示为Sa；



其中，(xi，yi)表示任一边界点坐标，i＝0，1，2，…，n-1，n表示初始点至任一子区域的边界坐标个数，n的值包括初始点，初始点的坐标为(x0，y0)；工作出发点的坐标为(xn，yn)；
步骤M4具体包括：在每个工作周期内，驱动机器人自初始点出发并沿巡线路径行走，并在机器人沿线行走距离Sa后，驱动机器人离开巡线路径进入工作区。


4.根据权利要求3所述的行走机器人的控制方法，其特征是，步骤M4还包括：在驱动机器人沿线行走距离Sa后，驱动机器人继续沿线行走，并在行走预设校正时间和/或预设校正距离时，再驱动机器人离开巡线路径进入工作区。


5.根据权利要求1所述的行走机器人的控制方法，其特征是，步骤M3还包括：根据初始点至每一子区域的最小沿线距离Sa及机器人沿线行走的平均速度v，则机器人自初始点行走至每一子区域的最少时间表示为ta；






其中，(xi，yi)表示任一边界点坐标，i＝0，1，2，…，n-1，n表示初始点至任一子区域的边界坐标个数，n的值包括初始点，初始点的坐标为(x0，y0)，工作出发点的坐标为(xn，yn)；
步骤M4具体包括：在每个工作周期内，驱动机器人自初始点出发并沿巡线路径行走，并在机器人沿线行走时间ta后，驱动机器人离开巡线路径进入工作区。


6.根据权利要求5所述的行走机器人的控制方法，其特征是，步骤M4还包括：在驱动机器人沿线行走时间ta后，驱动机器人继续沿线行走，并在行走预设校正时间和/或预设校正距离时，再驱动机器人离开巡线路径进入工作区。


7.根据权利要求1所述的行走机器人的控制方法，其特征是，所述方法还包括：根据每个子区域的面积获取一...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁立超，陈泓，
申请(专利权)人：苏州科瓴精密机械科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32