清洁机器人清洁区域规划系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种清洁机器人清洁区域规划方法及系统，包括：利用图像处理模块识别目标物体的污渍，当未识别出污渍时，则将已清理完成指令发送至控制模块；当识别出污渍，则计算污渍的位置和个数，并将污渍的位置、个数以及未清理完成指令发送至污渍分块模块；污渍分块模块对接收到的污渍位置信息进行聚类分块，并对每个分块进行规则区域的生成，将表征规则区域的信息发送至控制模块；控制模块根据接收到的信息进行二次判断，当接收到的为已清理完成指令，则控制机器人准备进行下一步清理流程操作；当接收到的为未清理完成指令，则根据收到的表征规则区域信息对每个分块区域进行擦拭路径规划，并对所有分块区域块按擦拭路径进行依次遍历。行依次遍历。行依次遍历。

【技术实现步骤摘要】
清洁机器人清洁区域规划系统及方法


[0001]本专利技术涉及图像处理
，具体地，涉及清洁机器人清洁区域规划系统及方法。

技术介绍

[0002]随着现代文明的提高、经济的高速发展和人们生活水平的提高，酒店智能清洁人已经逐步进入大众视野中，而且其发展趋势也越来越快。
[0003]目前，酒店客房的打扫主要还是采用人工方式来完成的，清洁过程缓慢，而且成本相对较高，并且现在进入酒店使用的机器人功能主要以配送为主。目前清洁机器人主要存在以下两大问题：第一：清洁度不高，打扫不彻底；第二：打扫效率慢。针对于视觉识别出的污渍点，如果高效精确的返回给机器人的控制模块从而提高机器人的二次打扫效率一直是一个问题。
[0004]专利文献CN112388631A(申请号：202011087305.2)公开了一种机器人清洁规划区域的方法及装置，其中该方法包括：按照预设规则将待清洁区域划分为多个子区域；当所述子区域中存在符合第一预设条件的目标子区域时，自动将所述目标子区域与所述目标子区域相邻的子区域进行合并；控制机器人对合并后的子区域进行清洁。由此，减少了需要机器人单独处理的子区域的数量，可以有效提升机器人的作业效率。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种清洁机器人清洁区域规划方法及系统。
[0006]根据本专利技术提供的一种清洁机器人清洁区域规划方法，包括
[0007]步骤S1：利用图像处理模块识别目标物体的污渍，当未识别出污渍时，则将已清理完成指令发送至控制模块；当识别出污渍，则计算污渍的位置和个数，并将污渍的位置、个数以及未清理完成指令发送至污渍分块模块；
[0008]步骤S2：污渍分块模块对接收到的污渍位置信息进行聚类分块，并对每个分块进行规则区域的生成，将表征规则区域的信息发送至控制模块；
[0009]步骤S3：控制模块根据接收到的信息进行二次判断，当接收到的为已清理完成指令，则控制机器人准备进行下一步清理流程操作；当接收到的为未清理完成指令，则根据收到的表征规则区域信息对每个分块区域进行擦拭路径规划，并对所有分块区域块按擦拭路径进行依次遍历。
[0010]优选地，所述步骤S1采用：
[0011]步骤S1.1：利用RGBD深度相机视觉识别模块采集清洁过后的物体图像，并利用中值滤波进行预处理操作，得到预处理后的物体图像；
[0012]步骤S1.2：识别预处理后的物体图像中的污渍，当未识别出污渍，则将已清洁完成指令发送至控制模块；当识别出污渍，则利用自适应阈值分割算法分割出污渍区域；利用图
像的连通域算法对污渍的位置和个数进行统计，并将污渍位置信息、个数以及未清洁完成指令发送至污渍分块模块。
[0013]优选地，所述步骤S2采用：
[0014]步骤S2.1：清洁机器人在进行清洁的过程中，夹具的尺寸决定了机器人在某个位置点与打扫物体表面的最大接触区域的直径，将夹具尺寸设置为污渍位置距离分割阈值，并按当前阈值对识别出的污渍位置点进行聚类，确保每个分块区域的最大距离不超过当前阈值t；
[0015]步骤S2.2：对每个分块区域三维位置点坐标进行平面拟合，计算法向量；根据法向量将分块区域中的污渍点投影到法向量平面；在当前法向量平面所在的二维空间中，先求出轮廓点集的凸包，然后利用旋转卡尺算法求出凸包的最小外接矩形，将最小外接矩形的4个角点再次逆投影至三维空间中，并将每个区域块的4个角点发送至控制模块。
[0016]优选地，所述步骤S2.1采用：
[0017]步骤S2.1.1：将污渍坐标点中的随机一个点作为起始点，并起始点存放在栈m中；
[0018]步骤S2.1.2：遍历其余所有污渍坐标点并依次与起始点计算欧式距离dist，并将欧式距离dist小于等于阈值t的污渍坐标点保存在与起始点相同的分块区域中；
[0019]步骤S2.1.3：在剩余污渍坐标点中随机选择一个点作为起始点，并将起始点存放在m栈中；重复触发步骤S2.1.2至步骤S2.1.3，直至无责坐标点均遍历结束后，污渍坐标点分块完成；
[0020]所述栈m用于存储每个分块区域的起始点，栈m中元素的个数决定了最终的区域的分块数目；
[0021]所述步骤S2.1.2采用：
[0022][0023]其中，起始点p1(x1,y1,z1)；污渍坐标点集中的某个点p2(x2,y2,z2)。
[0024]优选地，所述步骤S3采用：当接收到的信息状态为识别出污渍，并接受了污渍点的三维位置信息，则对于每个分块区域进行S区域轨迹规划，并对所有的区域块进行S型遍历。
[0025]根据本专利技术提供的一种清洁机器人清洁区域规划系统，包括
[0026]图像处理模块：识别目标物体的污渍，当未识别出污渍时，则将已清理完成指令发送至控制模块；当识别出污渍，则计算污渍的位置和个数，并将污渍的位置、个数以及未清理完成指令发送至污渍分块模块；
[0027]污渍分块模块：对接收到的污渍位置信息进行聚类分块，并对每个分块进行规则区域的生成，将表征规则区域的信息发送至控制模块；
[0028]控制模块：根据接收到的信息进行二次判断，当接收到的为已清理完成指令，则控制机器人准备进行下一步清理流程操作；当接收到的为未清理完成指令，则根据收到的表征规则区域信息对每个分块区域进行擦拭路径规划，并对所有分块区域块按擦拭路径进行依次遍历。
[0029]优选地，在所述图像处理模块中：
[0030]模块M1：利用RGBD深度相机视觉识别模块采集清洁过后的物体图像，并利用中值滤波进行预处理操作，得到预处理后的物体图像；
[0031]模块M2：识别预处理后的物体图像中的污渍，当未识别出污渍，则将已清洁完成指
令发送至控制模块；当识别出污渍，则利用自适应阈值分割算法分割出污渍区域；利用图像的连通域算法对污渍的位置和个数进行统计，并将污渍位置信息、个数以及未清洁完成指令发送至污渍分块模块。
[0032]优选地，在所述污渍分块模块中：
[0033]模块M3：清洁机器人在进行清洁的过程中，夹具的尺寸决定了机器人在某个位置点与打扫物体表面的最大接触区域的直径，将夹具尺寸设置为污渍位置距离分割阈值，并按当前阈值对识别出的污渍位置点进行聚类，确保每个分块区域的最大距离不超过当前阈值t；
[0034]模块M4：对每个分块区域三维位置点坐标进行平面拟合，计算法向量；根据法向量将分块区域中的污渍点投影到法向量平面；在当前法向量平面所在的二维空间中，先求出轮廓点集的凸包，然后利用旋转卡尺算法求出凸包的最小外接矩形，将最小外接矩形的4个角点再次逆投影至三维空间中，并将每个区域块的4个角点发送至控制模块。
[0035]优选地，所述模块M3.1采用：
[0036]模块M3.1.1：将污渍坐标点中的随机一个点作为起始点，并起始点存放在栈m中；
[0037]模块M3.1.2：遍历其余所有污渍坐标点并依次与起始点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种清洁机器人清洁区域规划方法，其特征在于，包括步骤S1：利用图像处理模块识别目标物体的污渍，当未识别出污渍时，则将已清理完成指令发送至控制模块；当识别出污渍，则计算污渍的位置和个数，并将污渍的位置、个数以及未清理完成指令发送至污渍分块模块；步骤S2：污渍分块模块对接收到的污渍位置信息进行聚类分块，并对每个分块进行规则区域的生成，将表征规则区域的信息发送至控制模块；步骤S3：控制模块根据接收到的信息进行二次判断，当接收到的为已清理完成指令，则控制机器人准备进行下一步清理流程操作；当接收到的为未清理完成指令，则根据收到的表征规则区域信息对每个分块区域进行擦拭路径规划，并对所有分块区域块按擦拭路径进行依次遍历。2.根据权利要求1所述的清洁机器人清洁区域规划方法，其特征在于，所述步骤S1采用：步骤S1.1：利用RGBD深度相机视觉识别模块采集清洁过后的物体图像，并利用中值滤波进行预处理操作，得到预处理后的物体图像；步骤S1.2：识别预处理后的物体图像中的污渍，当未识别出污渍，则将已清洁完成指令发送至控制模块；当识别出污渍，则利用自适应阈值分割算法分割出污渍区域；利用图像的连通域算法对污渍的位置和个数进行统计，并将污渍位置信息、个数以及未清洁完成指令发送至污渍分块模块。3.根据权利要求1所述的清洁机器人清洁区域规划方法，其特征在于，所述步骤S2采用：步骤S2.1：清洁机器人在进行清洁的过程中，夹具的尺寸决定了机器人在某个位置点与打扫物体表面的最大接触区域的直径，将夹具尺寸设置为污渍位置距离分割阈值，并按当前阈值对识别出的污渍位置点进行聚类，确保每个分块区域的最大距离不超过当前阈值t；步骤S2.2：对每个分块区域三维位置点坐标进行平面拟合，计算法向量；根据法向量将分块区域中的污渍点投影到法向量平面；在当前法向量平面所在的二维空间中，先求出轮廓点集的凸包，然后利用旋转卡尺算法求出凸包的最小外接矩形，将最小外接矩形的4个角点再次逆投影至三维空间中，并将每个区域块的4个角点发送至控制模块。4.根据权利要求3所述的清洁机器人清洁区域规划方法，其特征在于，所述步骤S2.1采用：步骤S2.1.1：将污渍坐标点中的随机一个点作为起始点，并起始点存放在栈m中；步骤S2.1.2：遍历其余所有污渍坐标点并依次与起始点计算欧式距离dist，并将欧式距离dist小于等于阈值t的污渍坐标点保存在与起始点相同的分块区域中；步骤S2.1.3：在剩余污渍坐标点中随机选择一个点作为起始点，并将起始点存放在m栈中；重复触发步骤S2.1.2至步骤S2.1.3，直至无责坐标点均遍历结束后，污渍坐标点分块完成；所述栈m用于存储每个分块区域的起始点，栈m中元素的个数决定了最终的区域的分块数目；所述步骤S2.1.2采用：
其中，起始点p1(x1,y1,z1)；污渍坐标点集中的某个点p2(x2,y2,z2)。5.根据权利要求1所述的清洁机器人清洁区域规划方法，其特征在于，所述步骤S3采用：当接收到的信息状态为识别出污渍，并接受了污渍点的三维位置信息，则对于每个分块区域进行S区域轨迹规划，并对所有的区域块进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金龙，郭震，
申请(专利权)人：上海景吾智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：