一种清洁机器人返回路径规划方法、系统和清洁机器人技术方案

本发明专利技术公开了一种清洁机器人返回路径规划方法、系统和清洁机器人，该方法包括：将清洁机器人清扫开始时的起点标记为关键点存入关键路径队列的头部，并将关键点的索引设置为初始索引；将清洁机器人清扫过程中的中间点标记为关键点存入关键路径队列中，并将关键点的索引进行累加；确定清洁机器人完成清扫后的终点，从关键路径队列开始遍历，通过检测终点与关键点之间是否存在障碍查询目标点；根据终点与目标点的位置获取目标角度，控制清洁机器人沿目标角度运动至目标点；通过检测目标点是否为关键路径队列中的第一个关键点，控制清洁机器人执行与检测结果对应的操作。本发明专利技术能够减少数据存储量，降低内存开销，以及提高返回路径的规划速度。径的规划速度。径的规划速度。

【技术实现步骤摘要】
一种清洁机器人返回路径规划方法、系统和清洁机器人


[0001]本专利技术属于清洁机器人
，尤其涉及到一种清洁机器人返回路径规划方法、系统和清洁机器人。

技术介绍

[0002]当前市面上的清洁机器人，通常使用基于占栅格地图的宽度优先搜索或者A星搜索进行返回起点的路径规划，主要存在以下缺陷：一方面针对较大的室内空间，会导致数据存储量增大，增加了内存开销；另一方面搜索路径时，会使得机器人原地停留1～5s，降低了用户体验。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种清洁机器人返回路径规划方法、系统和清洁机器人，以解决清洁机器人使用基于占栅格地图的宽度优先搜索或者A星搜索进行返回起点的路径规划所存在的上述问题。
[0004]基于上述目的，第一方面，本专利技术提供一种清洁机器人返回路径规划方法，包括：
[0005]确定清洁机器人清扫开始时的起点，将所述起点标记为关键点存入关键路径队列的头部，并将所述关键点的索引设置为初始索引；
[0006]确定所述清洁机器人清扫过程中的中间点，将所述中间点标记为所述关键点存入所述关键路径队列中，并将所述关键点的索引进行累加；
[0007]确定所述清洁机器人完成清扫后的终点，从所述关键路径队列开始遍历，通过检测所述终点与所述关键点之间是否存在障碍查询目标点；
[0008]根据所述终点与所述目标点的位置获取目标角度，控制所述清洁机器人沿所述目标角度运动至所述目标点；
[0009]通过检测所述目标点是否为所述关键路径队列中的第一个所述关键点，控制所述清洁机器人执行与检测结果对应的操作。
[0010]优选地，所述确定所述清洁机器人清扫过程中的中间点，将所述中间点标记为所述关键点存入所述关键路径队列中，并将所述关键点的索引进行累加，包括：
[0011]在所述清洁机器人清扫过程中，进行占据栅格地图标记；
[0012]控制所述清洁机器人在所在的待清扫区域进行弓形清扫；
[0013]在所述待清扫区域清扫完成后，控制所述清洁机器人进行右侧沿墙运动，并在右侧沿墙运动时，将根据预设中间点标记策略获得的中间点标记为所述关键点存入所述关键路径队列中；
[0014]控制清洁机器人移动下一个的待清扫区域，返回步骤：控制所述清洁机器人在所在的待清扫区域进行弓形清扫，直至包含多个所述待清扫区域的预设空间清扫完成。
[0015]优选地，所述检测所述终点与所述关键点之间是否存在障碍，包括：
[0016]获取两个点的位置；
[0017]根据反三角函数计算第二个点相对于第一个点的移动角度；
[0018]根据单位移动距离和移动次数获取移动距离，并根据所述移动角度和所述移动距离确定途径点；
[0019]检测所述移动距离是否大于两个点之间的距离；
[0020]若所述移动距离大于两个点之间的距离，则确定两个点之间没有障碍；
[0021]若所述移动距离小于或等于两个点之间的距离，则在占据栅格地图中查询所述途径点是否为障碍；
[0022]若所述途径点为障碍，则确定两个点之间有障碍；
[0023]若所述途径点不为障碍，则对移动次数进行累加，并返回步骤：根据单位移动距离和移动次数获取移动距离，并根据所述移动角度和所述移动距离确定途径点。
[0024]优选地，所述目标角度为：
[0025]其中，θ为所述第二个点p2相对于所述第一个点p1的目标角度，且p1＝(x1,y1)，p2＝(x2,y2)。
[0026]优选地，所述根据所述终点与所述目标点的位置获取目标角度，控制所述清洁机器人沿所述目标角度运动至所述目标点，包括：
[0027]通过计算所述清洁机器人的当前朝向角度与目标角度之间的差值获得偏差角度，并获取所述清洁机器人的当前角速度和最大轮速；
[0028]检测所述偏差角度的绝对值是否大于预设调整阈值；
[0029]若是，将所述偏差角度、所述当前角速度和所述最大轮速输入至预设控制器，通过所述预设控制器中的调整算法获取左右轮速度差，根据所述左右轮速度差和所述最大轮速调整左轮轮速和右轮轮速；
[0030]若否，根据所述偏差角度的数值符号设置左轮轮速和右轮轮速；
[0031]根据所述左轮轮速和所述右轮轮速控制所述清洁机器人沿所述目标角度运动至所述目标点。
[0032]优选地，所述预设控制器中的调整算法为：
[0033][0034]其中，dv为所述左右轮速度差；e
θ
为所述偏差角度；A为所述清洁机器人的当前角速度；S为所述清洁机器人的最大轮速；δ为常数；k1、k2分别为第一调整参数和第二调整参数，且k1、k2均根据所述预设控制器的类型进行设置。
[0035]优选地，所述通过检测所述目标点是否为所述关键路径队列中的第一个所述关键点，控制所述清洁机器人执行与检测结果对应的操作，包括：
[0036]若检测结果为所述目标点不是所述关键路径队列中的第一个所述关键点，则控制所述清洁机器人执行目标点查询操作；
[0037]若检测结果为所述目标点是所述关键路径队列中的第一个所述关键点，则控制所述清洁机器人执行成功返回操作。
[0038]第二方面，本专利技术提供一种清洁机器人返回路径规划系统，包括：
[0039]起点确定模块，用于确定清洁机器人清扫开始时的起点，将所述起点标记为关键
点存入关键路径队列的头部，并将所述关键点的索引设置为初始索引；
[0040]关键点标记模块，用于确定所述清洁机器人清扫过程中的中间点，将所述中间点标记为所述关键点存入所述关键路径队列中，并将所述关键点的索引进行累加；
[0041]目标点查询模块，用于确定所述清洁机器人完成清扫后的终点，从所述关键路径队列开始遍历，通过检测所述终点与所述关键点之间是否存在障碍查询目标点；
[0042]角度控制模块，用于根据所述终点与所述目标点的位置获取目标角度，控制所述清洁机器人沿所述目标角度运动至所述目标点；
[0043]返回确定模块，用于通过检测所述目标点是否为所述关键路径队列中的第一个所述关键点，控制所述清洁机器人执行与检测结果对应的操作。
[0044]优选地，所述角度控制模块包括：
[0045]参数获取单元，用于通过计算所述清洁机器人的当前朝向角度与所述目标角度之间的差值获得偏差角度，并获取所述清洁机器人的当前角速度和最大轮速；
[0046]角度检测单元，用于检测所述偏差角度的绝对值是否大于预设调整阈值；
[0047]角度调整单元，用于若是，将所述偏差角度、所述当前角速度和所述最大轮速输入至预设控制器，通过所述预设控制器中的调整算法获取左右轮速度差，根据所述左右轮速度差和所述最大轮速调整左轮轮速和右轮轮速；若否，根据所述偏差角度的数值符号设置左轮轮速和右轮轮速；
[0048]角度控制单元，用于根据所述左轮轮速和所述右轮轮速控制所述清洁机器人沿所述目标角度运动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种清洁机器人返回路径规划方法，其特征在于，包括：确定清洁机器人清扫开始时的起点，将所述起点标记为关键点存入关键路径队列的头部，并将所述关键点的索引设置为初始索引；确定所述清洁机器人清扫过程中的中间点，将所述中间点标记为所述关键点存入所述关键路径队列中，并将所述关键点的索引进行累加；确定所述清洁机器人完成清扫后的终点，从所述关键路径队列开始遍历，通过检测所述终点与所述关键点之间是否存在障碍查询目标点；根据所述终点与所述目标点的位置获取目标角度，控制所述清洁机器人沿所述目标角度运动至所述目标点；通过检测所述目标点是否为所述关键路径队列中的第一个所述关键点，控制所述清洁机器人执行与检测结果对应的操作。2.如权利要求1所述的清洁机器人返回路径规划方法，其特征在于，所述确定所述清洁机器人清扫过程中的中间点，将所述中间点标记为所述关键点存入所述关键路径队列中，并将所述关键点的索引进行累加，包括：在所述清洁机器人清扫过程中，进行占据栅格地图标记；控制所述清洁机器人在所在的待清扫区域进行弓形清扫；在所述待清扫区域清扫完成后，控制所述清洁机器人进行右侧沿墙运动，并在右侧沿墙运动时，将根据预设中间点标记策略获得的中间点标记为所述关键点存入所述关键路径队列中；控制清洁机器人移动下一个的待清扫区域，返回步骤：控制所述清洁机器人在所在的待清扫区域进行弓形清扫，直至包含多个所述待清扫区域的预设空间清扫完成。3.如权利要求1所述的清洁机器人返回路径规划方法，其特征在于，所述检测所述终点与所述关键点之间是否存在障碍，包括：获取两个点的位置；根据反三角函数计算第二个点相对于第一个点的移动角度；根据单位移动距离和移动次数获取移动距离，并根据所述移动角度和所述移动距离确定途径点；检测所述移动距离是否大于两个点之间的距离；若所述移动距离大于两个点之间的距离，则确定两个点之间没有障碍；若所述移动距离小于或等于两个点之间的距离，则在占据栅格地图中查询所述途径点是否为障碍；若所述途径点为障碍，则确定两个点之间有障碍；若所述途径点不为障碍，则对移动次数进行累加，并返回步骤：根据单位移动距离和移动次数获取移动距离，并根据所述移动角度和所述移动距离确定途径点。4.如权利要求3所述的清洁机器人返回路径规划方法，其特征在于，所述目标角度为：其中，θ为所述第二个点p2相对于所述第一个点p1的目标角度，且p1＝(x1,y1)，p2＝(x2,y2)。
5.如权利要求1所述的清洁机器人返回路径规划方法，其特征在于，所述根据所述终点与所述目标点的位置获取目标角度，控制所述清洁机器人沿所述目标角度运动至所述目标点，包括：通过计算所述清洁机器人的当前朝向角度与目标角度之间的差值获得偏差角度，并获取所述清洁机器人的当前角速度和最大轮速；检测所述偏差角度的绝对值是否大于预设调整阈值；若是，将所述偏差角度、所述当前角速度和所述最大轮速输入至预设控制器，通过所述预设控制器中的调整算法获取左右轮速度差，根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹伟，
申请(专利权)人：湖南格兰博智能科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：