本发明专利技术提供一种环卫车覆盖清扫的路径规划方法和装置，涉及路径规划领域。该方法包括：以矩形待清扫区域的长边的端点为第一清扫起点，基于环卫车的清扫宽度和环卫车清扫状态下的最小转弯半径对矩形待清扫区域规划螺旋式的外围清扫路径；以外围清扫路径的终点为第二清扫起点，基于环卫车的清扫宽度和环卫车中心的最小转弯半径对矩形待清扫区域规划回环状的内部清扫路径；其中，内部清扫路径的规划目标包括最小化内部清扫路径的掉头路径的横向移动距离之和，横向为沿矩形待清扫区域的短边的方向。本发明专利技术完成了对待清扫区域外围和内部的全覆盖清扫，并且最小化了内部清扫路径的掉头路径的横向移动距离之和，缩短了总路径长度，提高了清扫效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及路径规划，尤其涉及一种环卫车覆盖清扫的路径规划方法和装置。
技术介绍
1、随着自动化技术和人工智能的迅速发展，机器人已经被应用在各种场景。清洁行业作为一项重复度高的劳动密集型产业，正处在劳动力缺失和人力成本增加的行业转型期，而智能的环卫车通过无人驾驶技术可以完成简单重复的清洁任务，能够大大降低人力成本，实现清洁工作的自动化。
2、在环卫车自动清洁过程中，环卫车的路径规划是极其重要的步骤。现有的覆盖清扫方法常使用牛耕式或螺旋式路径，此类路径不适合无法进行原地掉头的环卫车。还有一些路径规划方法，虽然能够适用于无法原地掉头的环卫车，但这些路径规划方法重点考虑的是清扫过程中如何覆盖待清扫区域，未考虑清扫总路径的长短，使得环卫车的清扫效率较低。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种环卫车覆盖清扫的路径规划方法和装置，用以解决现有技术中未考虑清扫总路径的长短，使得环卫车的清扫效率较低的缺陷，实现最小化总的清扫路径的长度，提高环卫车的清扫效率，节省清扫时间和环卫车的能源。
2、本专利技术提供一种环卫车覆盖清扫的路径规划方法，包括：
3、以矩形待清扫区域的长边的端点为第一清扫起点，基于所述环卫车的清扫宽度和所述环卫车清扫状态下的最小转弯半径对所述矩形待清扫区域规划螺旋式的外围清扫路径；
4、以所述外围清扫路径的终点为第二清扫起点，基于所述环卫车的清扫宽度和所述环卫车中心的最小转弯半径对所述矩形待清扫区域规划回环状的内部清扫路径；
5、其中，所述内部清扫路径的规划目标包括最小化所述内部清扫路径的掉头路径的横向移动距离之和，横向为沿所述矩形待清扫区域的短边的方向。
6、根据本专利技术提供的一种环卫车覆盖清扫的路径规划方法，所述以矩形待清扫区域的长边的端点为第一清扫起点，基于所述环卫车的清扫宽度和所述环卫车清扫状态下的最小转弯半径对所述矩形待清扫区域规划螺旋式的外围清扫路径，包括：
7、基于所述环卫车清扫状态下的最小转弯半径和所述环卫车的清扫宽度，确定所述外围清扫路径中第一纵向清扫路径和横向清扫路径的条数，以及各所述横向清扫路径之间的间距，其中，纵向为沿所述矩形待清扫区域的长边的方向；
8、基于所述矩形待清扫区域的短边的长度和所述环卫车的清扫宽度确定各所述第一纵向清扫路径之间的间距；
9、基于所述第一纵向清扫路径和所述横向清扫路径的条数，各所述横向清扫路径之间的间距，以及各所述第一纵向清扫路径之间的间距，确定所述外围清扫路径。
10、根据本专利技术提供的一种环卫车覆盖清扫的路径规划方法，所述以所述外围清扫路径的终点为第二清扫起点，基于所述环卫车的清扫宽度和所述环卫车中心的最小转弯半径对所述矩形待清扫区域规划回环状的内部清扫路径，包括：
11、基于所述矩形待清扫区域短边的长度和所述环卫车的清扫宽度确定所述矩形待清扫区域中的纵向清扫路径的总条数；
12、基于所述矩形待清扫区域中的纵向清扫路径的总条数和所述第一纵向清扫路径的条数，确定内部清扫路径中第二纵向清扫路径的条数；
13、基于所述矩形待清扫区域短边的长度和所述环卫车的清扫宽度确定各所述第二纵向清扫路径之间的间距；
14、基于所述第二纵向清扫路径的条数、各所述第二纵向清扫路径之间的间距以及所述环卫车中心的最小转弯半径，确定所述内部清扫路径。
15、根据本专利技术提供的一种环卫车覆盖清扫的路径规划方法，所述基于所述第二纵向清扫路径的条数、各所述第二纵向清扫路径之间的间距以及所述环卫车中心的最小转弯半径，确定所述内部清扫路径，包括：
16、基于所述内部清扫路径的规划目标和所述环卫车中心的最小转弯半径构建线性规划模型；
17、基于所述第二纵向清扫路径的条数以及各所述第二纵向清扫路径之间的间距，求解所述线性规划模型获得所述内部清扫路径。
18、根据本专利技术提供的一种环卫车覆盖清扫的路径规划方法，所述线性规划模型包括目标函数和约束条件；
19、所述基于所述内部清扫路径的规划目标和所述环卫车中心的最小转弯半径构建线性规划模型，包括：
20、基于所述内部清扫路径的规划目标构建所述目标函数；
21、确定所述目标函数对应的所述约束条件，所述约束条件包括：
22、(1)禁止所述环卫车离开的第二纵向清扫路径和后续掉头回到的第二纵向清扫路径是同一条第二纵向清扫路径；
23、(2)所述环卫车离开每条第二纵向清扫路径有且仅有一次；
24、(3)所述环卫车到达每条第二纵向清扫路径有且仅有一次；
25、(4)每条第二纵向清扫路径的任意一端都被所述环卫车进入或离开一次；
26、(5)所述环卫车离开的第二纵向清扫路径的一端与后续进入的另一第二纵向清扫路径的一端需是朝向同一方向的端部；
27、(6)所述环卫车从起始的第二纵向清扫路径的一端进入，则必须从所述起始的第二纵向清扫路径的另一端离开；
28、(7)所述环卫车离开的第二纵向清扫路径的清扫次序需小于后续进入的另一第二纵向清扫路径的清扫次序；
29、(8)内部清扫路径中的所有掉头路径的掉头半径均大于所述环卫车中心的最小转弯半径。
30、根据本专利技术提供的一种环卫车覆盖清扫的路径规划方法，在需要改变所述环卫车执行完所述内部清扫路径后离开所述矩形待清扫区域的驶离方向的情况下，所述方法还包括：
31、在所述第二纵向清扫路径的条数上增加一条第二纵向清扫路径；
32、基于增加后的第二纵向清扫路径的总条数重新确定各所述第二纵向清扫路径之间的间距和各所述第一纵向清扫路径之间的间距；
33、基于重新确定的各所述第一纵向清扫路径之间的间距重新确定外围清扫路径；
34、基于所述增加后的第二纵向清扫路径的总条数和所述重新确定的各所述第二纵向清扫路径之间的间距，确定改变所述驶离方向后的内部清扫路径。
35、根据本专利技术提供的一种环卫车覆盖清扫的路径规划方法，所述内部清扫路径的规划目标还包括：
36、所述内部清扫路径的掉头路径的横向移动距离最平均。
37、本专利技术还提供一种环卫车覆盖清扫的路径规划装置，包括：
38、第一规划模块，用于以矩形待清扫区域的长边的端点为第一清扫起点，基于所述环卫车的清扫宽度和所述环卫车清扫状态下的最小转弯半径对所述矩形待清扫区域规划螺旋式的外围清扫路径；
39、第二规划模块，用于以所述外围清扫路径的终点为第二清扫起点，基于所述环卫车的清扫宽度和所述环卫车中心的最小转弯半径对所述矩形待清扫区域规划回环状的内部清扫路径；
40、其中，所述内部清扫路径的规划目标包括最小化所述内部清扫路径的掉头路径的横向移动距离之和，横向为沿所述矩形待清扫区域的短边的方向。
41、本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种环卫车覆盖清扫的路径规划方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的环卫车覆盖清扫的路径规划方法，其特征在于，所述以矩形待清扫区域的长边的端点为第一清扫起点，基于所述环卫车的清扫宽度和所述环卫车清扫状态下的最小转弯半径对所述矩形待清扫区域规划螺旋式的外围清扫路径，包括：
3.根据权利要求2所述的环卫车覆盖清扫的路径规划方法，其特征在于，所述以所述外围清扫路径的终点为第二清扫起点，基于所述环卫车的清扫宽度和所述环卫车中心的最小转弯半径对所述矩形待清扫区域规划回环状的内部清扫路径，包括：
4.根据权利要求3所述的环卫车覆盖清扫的路径规划方法，其特征在于，所述基于所述第二纵向清扫路径的条数、各所述第二纵向清扫路径之间的间距以及所述环卫车中心的最小转弯半径，确定所述内部清扫路径，包括：
5.根据权利要求4所述的环卫车覆盖清扫的路径规划方法，其特征在于，所述线性规划模型包括目标函数和约束条件；
6.根据权利要求3所述的环卫车覆盖清扫的路径规划方法，其特征在于，在需要改变所述环卫车执行完所述内部清扫路径后离开所述矩形待清扫区域的驶离方向的情况下，所述方法还包括：
7.根据权利要求1至6任一项所述的环卫车覆盖清扫的路径规划方法，其特征在于，所述内部清扫路径的规划目标还包括：
8.一种环卫车覆盖清扫的路径规划装置，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述环卫车覆盖清扫的路径规划方法的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述环卫车覆盖清扫的路径规划方法的步骤。
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【技术特征摘要】
1.一种环卫车覆盖清扫的路径规划方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的环卫车覆盖清扫的路径规划方法，其特征在于，所述以矩形待清扫区域的长边的端点为第一清扫起点，基于所述环卫车的清扫宽度和所述环卫车清扫状态下的最小转弯半径对所述矩形待清扫区域规划螺旋式的外围清扫路径，包括：
3.根据权利要求2所述的环卫车覆盖清扫的路径规划方法，其特征在于，所述以所述外围清扫路径的终点为第二清扫起点，基于所述环卫车的清扫宽度和所述环卫车中心的最小转弯半径对所述矩形待清扫区域规划回环状的内部清扫路径，包括：
4.根据权利要求3所述的环卫车覆盖清扫的路径规划方法，其特征在于，所述基于所述第二纵向清扫路径的条数、各所述第二纵向清扫路径之间的间距以及所述环卫车中心的最小转弯半径，确定所述内部清扫路径，包括：
5.根据权利要求4所述的环卫车覆盖清扫的路径规划方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭东亮，
申请(专利权)人：三一环境产业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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