计划移动机器人的路径的方法和设备技术

公开一种计划移动机器人的路径的方法和设备。所述设备包括：粗略地图创建单元，创建包括移动机器人的路径信息的粗略地图；虚拟门提取单元，提取将粗略地图划分为多个子区域的虚拟门，其中，移动机器人顺序地逐个清洁子区域。所述方法包括：创建包括移动机器人的路径信息的粗略地图，提取将粗略地图划分为多个子区域的虚拟门；顺序地逐个清洁子区域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种移动机器人，更具体地，涉及一种计划移动机器人的路 径的方法和设备，其中，由移动机器人清洁的整个区域的粗略地图被划分为 多个子区域，从而移动机器人可基于每个子区域清洁整个区域。
技术介绍
已经开发了工业用途的机器人并用于工厂自动化。还使用机器人代替人 类在人类不能到达的极端环境中执行任务。具体地，在将受限于工业机器人的发展的重工业中心的机器人技术发展为轻工业中心的机器人技术中，家用 机器人扮演了重要的角色。家用机器人的典型示例包括清洁机器人。清洁机 器人包括驱动单元，驱动清洁机器人；清洁单元，执行清洁操作；位置测 量单元，测量清洁机器人或用户的遥控的位置。移动机器人(例如，清洁机器人)的最基本和重要的功能是精确地识别 自己的位置。计算移动机器人的绝对位置的方法包括在家里实现采用了超声 波传感器的信标的方法和使用室内全球定位系统(GPS)的方法。另外，计算移 动机器人的相对位置的方法包括通过使用编码器测量移动机器人的转速和 线速并对转速和线速积分来计算移动机器人的位置的方法、通过使用加速计 测量移动机器人的加速度并对加速度二次积分来测量移动机器人的位置的方 法、以及通过使用陀螺传感器测量移动机器人的转速并对转速积分来计算移 动机器人的方向的方法。为了在区域中执行特定操作(例如，清洁)，移动机器人需要创建区域的 地图。在这种情况下，为了创建区域的地图，移动机器人需要同步定位和映 射(SLAM)算法之外的用于探索未知区域的算法。简单说来，所述另外的算法可以是通过绕墙走(wall followmg)识别整个区域的形状的方法。更详细地，所 述另外的算法可以是使用主动SLAM算法计划移动机器人的路径的方法。甚 至在使用上述方法创建区域的地图之后，移动机器人仍需要覆盖区域路径计 划以便完全覆盖整个区域。小区分解方法被广泛用作完全覆盖整个区域的方式。根据小区分解方法， 整个区域被划分为多个小区，移动机器人基于每个小区执行清洁操作。移动机器人可通过使用红外传感器、超声波传感器、激光传感器等来创 建其所在的环境的二维(2D)地图。该地图被称为网格地图。由于基于传感器 数据创建网格地图，因此所述网格地图包含大量不确定性和误差。小区分解方法的示例是精细地图，其中，基于精确的网格地图划分整个 区域以计划移动机器人的路径。这里，精确的网格地图包括多个小区，每个 小区长度和宽度为1到2cm。当使用精细地图时，移动机器人能够清洁整个 区域的每个角落。然而，当区域的网格地图不完整时，难以划分整个区域， 这导致低效的路径计划。另外，当使用高分辨率的网格地图(即，精细地图) 时，需要的存储器和计算量增加。因此，嵌入式系统不能实时计划移动机器 人的路径。为了克服精细地图的这些缺点，可使用包括多个相同大小的方形小区的 粗略地图以迅速计划移动机器人的路径，其中，粗略地图的每个方形小区测 量的长度和宽度为几十厘米。在这种情况下，可使用大小等于移动机器人的 吸入口的粗略地图以控制移动机器人移动的路径，并且可实时创建粗略地图。 例如，粗略地图的尺寸可以是20到25厘米的长度和宽度。然而，在该方法 中，移动机器人仅以一个预定的方向执行其清洁操作而不考虑整个区域的形 状，这不仅低效而且移动机器人需要很长时间来清洁整个区域。结果，该方 法不能满足用户的需要。.
技术实现思路
本专利技术的各方面提供一种计划移动机器人的路径的方法和设备，其中， 移动机器人将要清洁的整个区域的粗略地图被划分为多个子区域，从而移动 机器人可基于每个子区域清洁整个区域。然而，本专利技术的各方面不限于在此阐述的一方面。通过参照以下对本发 明的详细描述，本专利技术的上述和其他方面对于本专利技术所属的领域的普通技术人员将变得更明显。根据本专利技术的一方面，提供一种用于计划移动机器人的路径的设备。所述设备包括粗略地图创建单元，创建包括移动机器人的路径信息的粗略地 图；虚拟门提取单元，提取将粗略地图划分为多个子区域的虛拟门，其中， 移动机器人顺序地逐个清洁子区域。根据本专利技术的另一方面，提供一种计划移动机器人的路径的方法。所述 方法包括创建包括移动机器人的路径信息的粗略地图，提取将粗略地图划 分为多个子区域的虚拟门；顺序地逐个清洁子区域。附图说明通过参照附图对示例性实施例的详细描述，本专利技术的上述和其他方面和特征将会变得清楚，其中图〗是根据本专利技术示例性实施例的移动机器人的框图2是用于解释根据本专利技术示例性实施例的包括在图1中的移动机器人的粗略地图创建单元提供粗略地图的每个小区的属性信息的情况的示图3和图4用于解释根据本专利技术示例性实施例的包括在图1的移动机器人中的粗略地图创建单元使用注水方法创建粗略地图的情况的示图； 图5A示出由图1的移动机器人清洁的整个区域的示例； 图5B示出在图5A的环境中由粗略地图创建单元创建的粗略地图的示例；图6示出根据本专利技术示例性实施例的由粗略地图创建单元创建的粗略地图7示出根据本专利技术示例性实施例的基于图6的粗略地图由包括在图1 的移动机器人中的虛拟门提取单元创建的路线图8示出根据本专利技术示例性实施例的由虚拟门提取单元基于图6的粗略 地图创建的配置空间；图9A至图9C是用于解释根据本专利技术示例性实施例的虛拟门提取单元基 于使用图6的粗略地图创建的图7的路线图的交叉点和图8的配置空间提取 虛拟门的情况的示图10示出根据本专利技术示例性实施例的由虛拟门提取单元从图6的粗略地 图提取的虛拟门；图IIA和图IIB是示出根据本专利技术示例性实施例的包括在图1的移动机 器人中的路径设置单元设置图6的粗略地图的每个子区域中的移动机器人的 最优路径的情况的示图12是示出根据本专利技术示例性实施例的计划移动机器人的路径的方法 的流程图13是示出根据本专利技术示例性实施例的使用移动机器人清洁粗略地图 的每个子区域的方法的流程图14是用于解释根据本专利技术示例性实施例的移动机器人清洁子区域的 情况的示图15是用于解释根据本专利技术示例性实施例的移动机器人在清洁当前子 区域后移动到下面的子区域的情况的示图。具体实施例方式通过参照对示例性实施例的详细描述和附图，本专利技术的优点和特征以及 实现这些优点和特征的方法将更容易被理解。然而，本专利技术可以以多种不同 形式被实现，并且不应被理解为限制于在此阐述的实施例。相反，提供这些 实施例使得本公开将是详尽和完整的并将本专利技术的构思完全转达给本领域的 技术人员，并且本专利技术将仅由权利要求限定。贯穿说明书，相同的标号表示 相同的元件。以下，将参照框图或流程图示图描述本专利技术的示例性实施例。应理解流 程图示图的每个方框、以及流程图示图中的方框的组合可通过计算机程序指 令实现。可将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机或其他可 编程数据处理设备的处理器，从而经由计算机或其他可编程数据处理设备的 处理器执行的指令创建用于实现在流程图方框中说明的功能。还可将这些计算机程序指令存储在能够引导计算机或其他可编程数据处 理设备以特定方式工作的计算机可用或计算机可读存储器中，从而存储在计 算机可用或计算机可读存储器中的指令产生包括实现在流程图方框中说明的 功能的指令装置的产品。还可将计算机程序指令存储在计算机或其他可编程数据处理设备上，以 引起将在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤来产生计算机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于计划移动机器人的路径的设备，包括：　粗略地图创建单元，创建包括移动机器人的路径信息的粗略地图；以及　虚拟门提取单元，提取将粗略地图划分为多个子区域的虚拟门，　其中，移动机器人顺序地逐个清洁子区域。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：方锡元，明铉，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]