【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及清扫机器人导航，具体为一种户外清扫机器人路沿石边缘导航方法及系统。
技术介绍
1、清扫车由于具有作业效率高、清扫效果好、节省人力、节约成本等优点，被广泛用于道路、厂区、景区等场地的清洁作业，目前市面上的清扫车大多是人工驾驶，但未来随着人口老龄化的加剧，环卫人力资源愈发短缺，因此发展无人驾驶清扫车既户外清扫机器人迫在眉睫。
2、道路两侧的路沿通常聚集了较多的垃圾，因此是清扫车的重要工作区域，也是清扫工作的难点，清扫车需要与路沿保持合适的距离：如果清扫车距离路沿过近，那么清扫车的扫盘会与路沿石发生碰撞，严重时扫盘会被损坏而无法工作；如果清扫车距离路沿过远，那么扫盘无法够到路沿对其进行清扫，清扫效果大打折扣。因此，将清扫车及其扫盘与路沿之间的距离保持在合适的位置，是保证清扫效果又避免碰撞的关键，现有技术中，清扫车的线路规划主要依赖定位数据，但是在实地清扫的过程中，由于清扫车的定位精度问题，导致规划出来的预设路线图有可能距离路沿太远，或者是距离路沿太近，且相同作业任务的情况下不同规格的清扫车会规划同一条预设线路，因此按照此路线进行清扫作业会导致清扫效果差和碰撞路沿石的问题。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种户外清扫机器人路沿石边缘导航方法及系统，通过步骤s1-s6，将道路分为多段建立包含路沿石数据的地图，并以路沿石数据为依据结合道路地图规划导航路线，保证导航路线与路沿石之间始终保持在合适的距离，解决了
3、(二)技术方案
4、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种户外清扫机器人路沿石边缘导航方法，包括如下步骤：
5、s1、获取区域道路地图数据，以路口处为界将区域内道路分为多节道路，再将多节道路按行驶方向分为多个路段；
6、s2、扫描区域内各个路段内路沿石信息，通过点云数据处理技术，将路沿石信息数据处理为边界曲线数据，并将边界曲线数据与路段进行匹配后写入道路地图数据中，获得包含路沿石数据的地图数据，为后续规划导航路线提供数据支持；
7、s3、设定清扫机器人清扫任务，根据清扫任务确定清扫机器人途经的路段，获取途径路段对应的边界曲线数据；
8、s4、根据途径路段的顺序对边界曲线数据进行排序，使用路线获取方法，使用预设的导航路线方法处理路段对应的边界曲线数据，得到一个或多个有序的路段导航路线；
9、s5、当得到的路段导航路线只有一个时，使用该路段导航路线作为实际导航线路，当得到的路段导航路线超过一个时，将相邻的路段导航线连接，进而得到一个连续的线路作为实际路段导航线，使得清扫机器人可以顺利通过无路沿石参考的路口处；
10、s6、通过控制模块控制清扫机器人按照实际导航路线进行清扫作业，保证清扫效果好。
11、进一步的，所述s4步骤中的导航路线方法步骤包括：
12、s41、获取清扫机器人的作业半径r；
13、s42、将边界曲线数据均匀地划分为多个小段，每个小段的端点间直线相连，获得参考线段集合；
14、s43、依据清扫机器人的作业半径r，将参考线段集合中每个线段的中点向道路内部且垂直于线段的方向平移与清扫机器人作业半径r相等的距离，获得多个行进点；
15、s44、将多个行进点进行拟合获得拟合曲线，将拟合曲线与道路地图数据结合获得路段导航路线。
16、进一步的，所述s5步骤中的路段导航线超过一个时，先依序提取相邻的两个路段导航线数据，结合地图数据判断两个路段间的行进关系，根据行进关系将相邻的路段导航线连接。
17、进一步的，所述行进关系包括向前、向左和向右；
18、当行进关系为向前时，将两个路段导航线相邻的端点直线连接；
19、当行进关系为向左时，将两个路段导航线相邻的端点通过弧线连接，弧线的圆心朝向左侧，弧线的路径不超过道路范围且该弧线对应的圆心角小于清扫机器人的转向角度；
20、当行进关系为向右时，将两个路段导航线相邻的端点通过弧线连接，弧线的圆心朝向右侧，弧线的路径不超过道路范围且该弧线对应的圆心角小于清扫机器人的转向角度。
21、进一步的，所述s6步骤中清扫机器人在沿着实际导航路线行进的过程中，通过测距模块获取清扫机器人与路沿石的实际距离sj，通过wj＝r-lj计算得到误差距离wj，式中r为扫地机器人作业半径，根据误差距离wj判断是否需要修正导航路线。
22、进一步的，当所述误差距离|wj|>yj时,说明清扫机器人偏离实际导航路线，其中yj为预设的预警距离且yj≥1,此时根据清扫机器人与路沿石的实际距离sj与gps+imu组合定位结果进行匹配和修正，确定清扫车的实时定位，并将实时定位与实际导航路线进行匹配，规划出回到实际导航线路的回归线路，回归路线用于让清扫机器回到实际导航路线中，避免清扫机器人偏航导致的清扫效果不佳及扫盘碰撞路沿石的问题。
23、进一步的，规划所述回归线路步骤为，获取清扫机器人的实时定位及清扫机器人的长度数据，根据实时定位，获取清扫机器人中线作为定位线，并将定位线向前延伸一个清扫机的人长度的距离获得延长线，同时获取两个机器人长度的实际导航路线作为辅助线，判断延长线与辅助线是否相交，如果延长线与辅助线相交，取延长线起点到延长线与辅助线间的第一个交点间的线段作为回归线路，如果延长线与辅助线不相交，将延长线的起点与辅助线的终点直线连接，并取连线的中点作为参考点，根据延长线与辅助线的相对位置获取回归线。
24、进一步的，当所述延长线位于辅助线的左侧时，从延长线的起点沿顺时针方向向参考点画弧线得到第一弧线，从参考点沿逆时针方向向辅助线的终点画弧线得到第二弧线，其中第一弧线与第二弧线对应的圆心角度相同；
25、当延长线位于辅助线的右侧时，从延长线的起点沿逆时针方向向参考点画弧线得到第一弧线，从参考点沿顺时针方向向辅助线的终点画弧线得到第二弧线，其中第一弧线与第二弧线对应的圆心角度相同；
26、将第一弧线与第二弧线组合得到曲线作为回归线路。
27、一种户外清扫机器人路沿石边缘导航系统，包括：
28、存储模块，用于存储道路地图数据及清扫机器人相关数据；
29、测距模块，配置传感器用于测量清扫机器人与道路周边物体之间的位置关系；
30、定位模块，包括bds北斗导航系统单元与imu惯性传感单元组合，用于获取清扫机器人的定位信息，还可以结合测距模块获得更加精确定位信息；
31、警报模块，根据测距模块测得的距离数据，判断清扫机器人是否偏离实际导航路线，如果偏离实际导航路线则向规本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种户外清扫机器人路沿石边缘导航方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种户外清扫机器人路沿石边缘导航方法，其特征在于：所述S4步骤中的导航路线方法步骤包括：
3.根据权利要求2所述的一种户外清扫机器人路沿石边缘导航方法，其特征在于：所述S5步骤中的路段导航线超过一个时，先依序提取相邻的两个路段导航线数据，结合地图数据判断两个路段间的行进关系，根据行进关系将相邻的路段导航线连接。
4.根据权利要求3所述的一种户外清扫机器人路沿石边缘导航方法，其特征在于：所述行进关系包括向前、向左和向右；
5.根据权利要求4所述的一种户外清扫机器人路沿石边缘导航方法，其特征在于：所述S6步骤中清扫机器人在沿着实际导航路线行进的过程中，通过测距模块获取清扫机器人与路沿石的实际距离SJ，通过WJ＝R-LJ计算得到误差距离WJ，式中R为扫地机器人作业半径，根据误差距离WJ判断是否需要修正导航路线。
6.根据权利要求5所述的一种户外清扫机器人路沿石边缘导航方法，其特征在于：当所述误差距离|WJ|>YJ时,说明清扫机器
7.根据权利要求6所述的一种户外清扫机器人路沿石边缘导航方法，其特征在于：规划所述回归线路步骤为，获取清扫机器人的实时定位及清扫机器人的长度数据，根据实时定位，获取清扫机器人中线作为定位线，并将定位线向前延伸一个清扫机的人长度的距离获得延长线，同时获取两个机器人长度的实际导航路线作为辅助线，判断延长线与辅助线是否相交，如果延长线与辅助线相交，取延长线起点到延长线与辅助线间的第一个交点间的线段作为回归线路，如果延长线与辅助线不相交，将延长线的起点与辅助线的终点直线连接，并取连线的中点作为参考点，根据延长线与辅助线的相对位置获取回归线。
8.根据权利要求7所述的一种户外清扫机器人路沿石边缘导航方法，其特征在于：当所述延长线位于辅助线的左侧时，从延长线的起点沿顺时针方向向参考点画弧线得到第一弧线，从参考点沿逆时针方向向辅助线的终点画弧线得到第二弧线，其中第一弧线与第二弧线对应的圆心角度相同；
9.一种户外清扫机器人路沿石边缘导航系统，其特征在于：包括：
...【技术特征摘要】
1.一种户外清扫机器人路沿石边缘导航方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种户外清扫机器人路沿石边缘导航方法，其特征在于：所述s4步骤中的导航路线方法步骤包括：
3.根据权利要求2所述的一种户外清扫机器人路沿石边缘导航方法，其特征在于：所述s5步骤中的路段导航线超过一个时，先依序提取相邻的两个路段导航线数据，结合地图数据判断两个路段间的行进关系，根据行进关系将相邻的路段导航线连接。
4.根据权利要求3所述的一种户外清扫机器人路沿石边缘导航方法，其特征在于：所述行进关系包括向前、向左和向右；
5.根据权利要求4所述的一种户外清扫机器人路沿石边缘导航方法，其特征在于：所述s6步骤中清扫机器人在沿着实际导航路线行进的过程中，通过测距模块获取清扫机器人与路沿石的实际距离sj，通过wj＝r-lj计算得到误差距离wj，式中r为扫地机器人作业半径，根据误差距离wj判断是否需要修正导航路线。
6.根据权利要求5所述的一种户外清扫机器人路沿石边缘导航方法，其特征在于：当所述误差距离|wj|>yj时,说明清扫机器人偏离实际导航路线，其中yj为预设的预警距离且yj≥1,此时根据清扫机器人与路沿石的实际...
【专利技术属性】
技术研发人员：高国民，徐龙生，庞士玺，杨纪冲，
申请(专利权)人：山东省凯麟环保设备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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