研磨设备避障全覆盖路径规划方法、系统、装置及介质制造方法及图纸

本申请涉及一种研磨设备避障全覆盖路径规划方法、系统、装置及介质。路径规划方法包括以下步骤：以研磨设备起始位置为原点，建立坐标体系；预设障碍物体信息；获取初始周边图像，根据初始周边图像判断研磨设备周侧是否存在建筑边界障碍，以决定初始研磨行进方向；研磨行进过程中，获取实时周边图像，根据实时周边图像判断所述研磨设备当前研磨行进方向的预设距离内是否存在障碍物体，若是执行障碍物体解析，若否执行研磨区域判断，以进行研磨行进路径调整选择；研磨区域补缺，采集研磨行进轨迹生成研磨区域图，查找补缺区域，对补缺区域进行研磨。有效减少重复研磨面积，以此提升研磨效率，同时，提高研磨设备自主研磨的灵活性和通用性。和通用性。和通用性。

【技术实现步骤摘要】
研磨设备避障全覆盖路径规划方法、系统、装置及介质


[0001]本申请涉及研磨机领域，尤其是涉及研磨设备避障全覆盖路径规划方法、系统、装置及介质。

技术介绍

[0002]磨抛设备主要用于混凝土、花岗岩、大理石等地坪面的打磨、磨抛及翻新处理，实现地坪表面清洁、亮丽、平滑，提高地坪的耐用性和美观程度，被广泛应用于机场、酒店业、学校、工厂、医院等场所。
[0003]目前研磨机用于地坪研磨的时候，通常是研磨工作人员根据研磨场地对研磨路径进行规划，然后通过遥控/主动驾驶的方式沿研磨路径开始行进后执行研磨工作，实际的研磨过程中由于手动操作容易存在研磨交叉范围偏大的情况，从而导致重复性研磨区域较多，研磨效率降低。
[0004]公开号为CN110109466A的中国专利，公开了“基于多传感器的自主地面打磨机器人控制系统”的技术方案，包括建图模块、定位模块和路径规划模块。该系统使用时，通过操作人员手柄或者直接按打磨机器人的速度按钮操作机器人行驶以划定一个打磨作业范围，同时，建图模块也会启动，建立机器人定位所用的占用栅格地图和打磨作业范围的地图，打磨作业范围划定后，建图模块将会保存地图然后退出，然后，定位模块将会使用建图模块保存的定位用的占用栅格地图进行定位，而路径规划模块在打磨作业范围的地图，并订阅定位模块给出的机器人位姿进行路径规划，然后将路径发送到控制模块以驱动机器人按照规划的路径行驶，同时打磨盘对地面进行打磨。系统还包括避障单元，能够在机器人打磨行进过程中，对路径上的障碍物进行避让。基于系统数据进行自动化分析，进行研磨路径规划，以减少重复性研磨的情况。
[0005]但是，相关系统中进行研磨路径规划的时候是以全区域的研磨范围为基础通过算法不断进行最优的路径规划，在所有的研磨路径规划和实施之前，必须要完成作业区域范围的确定，即边界的确定，只有作业区域范围确定后才具有路径规划基础，才能够进行研磨实施。相关系统中作业区域范围确定可以采用人工操作确定或者预先导入场地图纸的方式，然而人工操作较为麻烦，场地图纸属于原设计场景与实际场地应用场景通常存在差异，作业区域范围确定不够准确。因此，系统的建图模块也给出了自主沿边建图的功能，在该系统中，研磨机器人采用激光传感器进行研磨机器到边界之间的距离测定，研磨机器人根据距离参数进行分析发出速度控制指令，控制研磨机器人进行沿边界的行动，结合行动轨迹，最后根据算法以得出边界划分所得的全局定位图和作业区域图。在该自主沿边建图中，激光传感器仅仅是距离测定，仅能够反馈测定距离内有物体，却不能够判定测定到的距离对象是何种物体，是否为环境边界，因此，通常需要研磨机器人处于空旷的，边界和研磨机器人之间无障碍的，边界和研磨机器人之间的距离在可测定范围内，且环境边界清晰的环境条件，才能够有效的实现自主沿边建图。因此，对于研磨机器人的初始位置有特定要求，对于研磨机器人和边界间的环境要求高，如系统中限定的自主沿边建图所能应用的场地规模
也仅在200平米以下环境。因此，研磨机器人使用灵活性不足，通用性低。

技术实现思路

[0006]为了能够在减少研磨指定区域的重复研磨面积的同时，提高研磨设备灵活性和通用性，本申请提供了一种研磨设备避障全覆盖路径规划方法、系统、装置及介质。
[0007]第一方面，本申请提供的一种研磨设备避障全覆盖路径规划方法，采用如下的技术方案：研磨设备避障全覆盖路径规划方法，包括以下步骤：以研磨设备起始位置为原点，建立坐标体系；预设障碍物体信息，障碍物体信息包含有建筑边界障碍信息和建筑中部障碍信息；获取所述研磨设备的初始周边图像，根据初始周边图像判断所述研磨设备周侧是否存在建筑边界障碍；若是，则沿建筑边界障碍研磨行进；若否，选择任一方向作为研磨行进方向；研磨行进过程中，获取实时周边图像，根据实时周边图像判断所述研磨设备当前研磨行进方向的预设距离内是否存在障碍物体；若是执行障碍物体解析；若否执行研磨区域判断；障碍物体解析：基于实时周边图像获取的障碍物体解析判断当前障碍物体是否为建筑边界障碍；若是，则沿建筑边界障碍研磨行进；若否，则绕过障碍物体，返回原研磨行进方向；研磨区域判断：根据地面研磨前后的地面图像特征差异判断所述周边图像内是否存在已研磨区域；若是，则调整研磨设备的行进方向远离所述已研磨区域；若否，则继续按照当前行进路径的方向进行研磨动作；研磨区域补缺：采集所述研磨设备在运行期间的研磨行进轨迹；根据所有研磨行进轨迹在坐标体系上生成研磨区域图；根据所述研磨区域图查找补缺区域并导出；启动所述研磨设备将所述补缺区域进行研磨。
[0008]通过采用上述技术方案：研磨设备根据既定的路径规划方法结合研磨区域补缺实施实现的全覆盖研磨，研磨过程中是基于研磨场地内的实际障碍场景进行的合适路径选择变化，不同于基于特定研磨区域范围内的算法路径规划，本申请无需预先建立场地边界，可以直接按照路径规划方法进行研磨工作，研磨设备的行走灵活性大，也能够直接适用于200平米以上的大范围研磨场地的自动研磨等情况，不用担心研磨设备因为未有及时确定边界而无法进行路径规划的问题。而且现有技术中通过不断更新路径规划的方式进行的研磨设备行走限制，那么现有技术中为了最优化路径的设定，现有技术设定完场地边界后研磨设备也需要从特定的目标位置出发才有利于最优化路径规划的落实，而显然的，本申请的路
径规划方法，无需进行特定目标位置选定，能够自主进行路径判断选择，行走自由度和灵活度更高。
[0009]另外，基于路径规划无需依赖边界建立的场景下，本申请中的边界是随着研磨设备的工作进度、研磨行进轨迹而建立的，开始时，可以将研磨设备放置于待研磨区域的任一位置内，研磨设备能够根据预设的障碍物体信息结合障碍物体解析功能，自动选择初始行进方向，且结合行进规划方法，研磨设备能够在研磨行进过程中，基于沿建筑边界障碍的研磨行进，以研磨行进轨迹自动有效的建立研磨区域边界，再将研磨区域边界直接应用到最后的研磨区域补缺执行之中，以解决漏磨问题。边界建立自动化高，适用的场地范围广，解决了现有路径规划因边界建立获取所需的特定位置和特定环境需求限制造成的研磨路径规划限制问题。
[0010]在障碍物体的研磨边界建立路径规划方法基础上，结合研磨特性差异进行研磨路径规划，不仅仅能够提高研磨范围的覆盖率，而且有利于研磨设备在研磨过程中对于已遇过的障碍物体的规避，具体的如，研磨边界的确定是以研磨行进路径而确定的，即研磨设备对于建筑边界障碍的边界已经进行了研磨，研磨边界属于已研磨区域，则基于研磨特性差异的规划执行，该研磨边界具有的能够使得研磨设备和建筑边界障碍之间形成区域分隔，减少研磨设备和建筑边界障碍再遇的可能。同理的，已经遇见并研磨绕过的建筑中部障碍的周边也会存在有已研磨区域，也能够降低再遇碰撞可能。解决了现有技术中采用点到点的路径规划方式存在的多次遇见边界需要反复避障等问题。因此，基于该路径规划方法，进一步的提高了避障效果。
[0011]本申请中研磨设备可以按照直行的方向驱动，在研磨设备前行过程中，对研磨设备的周边图像进行实时获取并判断研本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.研磨设备避障全覆盖路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：以研磨设备起始位置为原点，建立坐标体系；预设障碍物体信息，障碍物体信息包含有建筑边界障碍信息和建筑中部障碍信息；获取所述研磨设备的初始周边图像，根据初始周边图像判断所述研磨设备周侧是否存在建筑边界障碍；若是，则沿建筑边界障碍研磨行进；若否，选择任一方向作为研磨行进方向；研磨行进过程中，获取实时周边图像，根据实时周边图像判断所述研磨设备当前研磨行进方向的预设距离内是否存在障碍物体；若是执行障碍物体解析；若否执行研磨区域判断；障碍物体解析：基于实时周边图像获取的障碍物体解析判断当前障碍物体是否为建筑边界障碍；若是，则沿建筑边界障碍研磨行进；若否，则绕过障碍物体，返回原研磨行进方向；研磨区域判断：根据地面研磨前后的地面图像特征差异判断所述周边图像内是否存在已研磨区域；若是，则调整研磨设备的行进方向远离所述已研磨区域；若否，则继续按照当前行进路径的方向进行研磨动作；研磨区域补缺：采集所述研磨设备在运行期间的研磨行进轨迹；根据所有研磨行进轨迹在坐标体系上生成研磨区域图；根据所述研磨区域图查找补缺区域并导出；启动所述研磨设备将所述补缺区域进行研磨。2.根据权利要求1所述的研磨设备避障全覆盖路径规划方法，其特征在于，所述根据所述研磨区域图查找补缺区域的步骤具体包括以下子步骤：判断所述研磨区域图内是否存在未被所述研磨行进轨迹覆盖的空缺位置；若是，则获取所述空缺位置的坐标信息并导出所述空缺位置的坐标信息；所述补缺区域由所有的空缺位置组成；若否，则结束运行所述研磨设备并发送研磨完成报告。3.根据权利要求2所述的研磨设备避障全覆盖路径规划方法，其特征在于，所述导出所述空缺位...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶根翼，张健，张宏，吴文朴，
申请(专利权)人：福建技术师范学院，
类型：发明
国别省市：