專利名稱：吸塵機器人的貼邊行走算法的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種吸塵機器人的貼邊行走算法，屬于自動控制領域。
背景技術(shù)：
吸塵機器人在室內(nèi)環(huán)境下工作，因為環(huán)境的復雜性，其工作效率很低，會產(chǎn)生很多重復清掃的地方，而有些地方又始終清掃不到。造成這樣的原因是在于吸塵機器人沒有對環(huán)境進行工作之前的學習過程，對環(huán)境的整體狀況不了解。同時，在房間的墻邊位置本來就是容易積灰的地方，但是吸塵機器人到達墻邊的概率較低，這樣就經(jīng)常在墻邊留下未清掃的痕跡。進一步，室內(nèi)環(huán)境中的障礙物很容易將房間分割成幾個區(qū)域，讓吸塵機器人總是局限在某個區(qū)域，為實現(xiàn)遍歷清掃造成了障礙。這些問題，都需要為吸塵機器人設定一種貼邊行走的模式，集環(huán)境學習、墻邊清掃以及障礙物繞行為一體。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為吸塵機器人提供一種進行環(huán)境學習或者繞過障礙物的方法，根據(jù)墻壁或者障礙物的不同位置設計不同的策略，引導吸塵機器人沿著墻壁或者障礙物行走，該控制算法控制簡單，易于實現(xiàn)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
吸塵機器人的貼邊行走算法，所述的吸塵機器人包括車架，所述車架上設置了兩個驅(qū)動輪和與所述的驅(qū)動輪連接兩個驅(qū)動輪電機、一個支撐輪，安裝在前方的前視障礙物檢測傳感器，安裝在左側(cè)的側(cè)視障礙物檢測傳感器，安裝在所述的車架底部的臺階檢測傳感器，以及提供電源的可充電電池，進行真空吸塵的吸塵電機，進行集中控制的處理器，所述的驅(qū)動輪電機、吸塵電機、前視障礙物檢測傳感器、側(cè)視障礙物檢測傳感器和臺階檢測傳感器與處理器連接，所述的處理器設置貼邊行走算法，所述的貼邊行走算法，通過以下步驟實現(xiàn)所述的吸塵機器人沿墻壁或者障礙物行走:
(1)、當所述的吸塵機器人處在墻壁或者障礙物的平直區(qū)域的時候，依靠所述的側(cè)視障礙物檢測傳感器與墻壁或者障礙物保持一定距離，保持前進；
(2)、當所述的吸塵機器人處在墻壁或者障礙物的拐彎區(qū)域的時候，所述的側(cè)視障礙物檢測傳感器不能檢測到墻壁或者障礙物，所述的吸塵機器人向左旋轉(zhuǎn)直到所述的側(cè)視障礙物檢測傳感器重新檢測到墻壁或者障礙物，然后繼續(xù)前進；
(3)、當所述的吸塵機器人處在墻壁或者障礙物的角落的時候，如果所述的前視障礙物檢測傳感器檢測到墻壁或者障礙物，向右方向旋轉(zhuǎn)，直到所述的前視障礙物檢測傳感器不能檢測到墻壁或者障礙物，然后繼續(xù)前進；
(4)、當所述的吸塵機器人遇到臺階的時候，如果所述的臺階檢測傳感器輸出有效信號，后退并向右方向旋轉(zhuǎn)一定角度，然后繼續(xù)前進。所述的側(cè)視障礙物檢測傳感器可安裝在所述的吸塵機器人的右側(cè)，所述的貼邊行走算法包括以下步驟: (1)、當所述的吸塵機器人處在墻壁或者障礙物的平直區(qū)域的時候，依靠所述的側(cè)視障礙物檢測傳感器與墻壁或者障礙物保持一定距離，保持前進；
(2)、當所述的吸塵機器人處在墻壁或者障礙物的拐彎區(qū)域的時候，所述的側(cè)視障礙物檢測傳感器不能檢測到墻壁或者障礙物，所述的吸塵機器人向右旋轉(zhuǎn)直到所述的側(cè)視障礙物檢測傳感器重新檢測到墻壁或者障礙物，然后繼續(xù)前進；
(3)、當所述的吸塵機器人處在墻壁或者障礙物的角落的時候，如果所述的前視障礙物檢測傳感器檢測到墻壁或者障礙物，向左方向旋轉(zhuǎn)，直到所述的前視障礙物檢測傳感器不能檢測到墻壁或者障礙物，然后繼續(xù)前進；
(4)、當所述的吸塵機器人遇到臺階的時候，如果所述的臺階檢測傳感器輸出有效信號，后退并向左方向旋轉(zhuǎn)一定角度，然后繼續(xù)前進。所述的臺階檢測傳感器設置紅外發(fā)射裝置和紅外接收裝置，所述的紅外發(fā)射裝置和紅外接收裝置的方向設置為向下，所述的紅外發(fā)射裝置發(fā)射紅外光經(jīng)過地面反射以后被所述的紅外接收裝置接收。實施本發(fā)明的積極效果是:1、通過該算法可實現(xiàn)對環(huán)境輪廓的學習和障礙物的繞行；2、控制方法簡單，易于實現(xiàn)。
圖1吸塵機器人的控制結(jié)構(gòu)框 圖2平直區(qū)域的路徑規(guī)劃；
圖3拐彎區(qū)域的路徑規(guī)劃；
圖4角落區(qū)域的路徑規(guī)劃；
圖5臺階區(qū)域的路徑規(guī)劃。
具體實施例方式現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明:
參照圖1-5，一種吸塵機器人的貼邊行走算法。所述的吸塵機器人I包括車架，所述車架上設置了兩個驅(qū)動輪和與所述的驅(qū)動輪連接兩個驅(qū)動輪電機4、一個支撐輪。安裝在前方的前視障礙物檢測傳感器5，用于檢測前方的障礙物情況；安裝在左側(cè)的側(cè)視障礙物檢測傳感器8，用于測量所述的吸塵機器人I與側(cè)面障礙物的距離；安裝在所述的車架底部的臺階檢測傳感器6，用于測量所述的吸塵機器人I的前方是否有臺階這樣的情況。所述的臺階檢測傳感器6設置紅外發(fā)射裝置和紅外接收裝置，所述的紅外發(fā)射裝置和紅外接收裝置的方向設置為向下，并且設置所述的紅外發(fā)射裝置發(fā)射紅外光經(jīng)過地面反射以后被所述的紅外接收裝置接收。這樣，當所述的吸塵機器人I遇到臺階的情況，由于紅外光的反射面的高度發(fā)生了很大的變化，所述的紅外接收裝置不能收到發(fā)射的紅外光，因此所述的吸塵機器人I可以識別出這種情況并及時采取措施避免跌落下去。還設計提供電源的可充電電池3，這樣所述的吸塵機器人I可以在工作環(huán)境中自由移動。設置進行真空吸塵的吸塵電機7，用于在所述的吸塵機器人I內(nèi)部形成真空，利用真空產(chǎn)生的吸力進行地面清潔。
設置進行集中控制的處理器2，所述的驅(qū)動輪電機4、吸塵電機7、前視障礙物檢測傳感器5、側(cè)視障礙物檢測傳感器8和臺階檢測傳感器6與處理器2連接。所述的處理器2通過分別設置兩個所述的驅(qū)動輪電機4的速度和方向來實現(xiàn)所述的吸塵機器人I的自由運動，可以前進、后退以及任意半徑的旋轉(zhuǎn)。同時，可以利用所述的前視障礙物檢測傳感器5和側(cè)視障礙物檢測傳感器8檢測前方和側(cè)面的障礙物距離。所述的前視障礙物檢測傳感器5和側(cè)視障礙物檢測傳感器8可以設置為超聲波測距傳感器，也可以設置為紅外線測距傳感器。所述的處理器2設置貼邊行走算法，所述的貼邊行走算法，通過以下步驟實現(xiàn)所述的吸塵機器人I沿墻壁或者障礙物行走:
(1)、當所述的吸塵機器人I處在墻壁或者障礙物的平直區(qū)域的時候，依靠所述的側(cè)視障礙物檢測傳感器8與墻壁或者障礙物保持一定距離，保持前進；
(2)、當所述的吸塵機器人I處在墻壁或者障礙物的拐彎區(qū)域的時候，所述的側(cè)視障礙物檢測傳感器8不能檢測到墻壁或者障礙物，所述的吸塵機器人I向左旋轉(zhuǎn)直到所述的側(cè)視障礙物檢測傳感器8重新檢測到墻壁或者障礙物，然后繼續(xù)前進；
(3)、當所述的吸塵機器人I處在墻壁或者障礙物的角落的時候，如果所述的前視障礙物檢測傳感器5檢測到墻壁或者障礙物，向右方向旋轉(zhuǎn)，直到所述的前視障礙物檢測傳感器5不能檢測到墻壁或者障礙物，然后繼續(xù)前進；
(4)、當所述的吸塵機器人I遇到臺階的時候，如果所述的臺階檢測傳感器6輸出有效信號，后退并向右方向旋轉(zhuǎn)一定角度，然后繼續(xù)前進。這樣，所述的吸塵機器人I沿著墻壁或者障礙物實現(xiàn)了靠左邊行走。同樣，所述的吸塵機器人I也可以沿著墻壁或者障礙物靠右邊行走，這時需要將所述的側(cè)視障礙物檢測傳感器8安裝在所述的吸塵機器人I的右側(cè)，所述的遍歷路徑規(guī)劃方法包括以下步驟:
所述的側(cè)視障礙物檢測傳感器8可安裝在所述的吸塵機器人I的右側(cè)，所述的貼邊行走算法包括以下步驟:
(1)、當所述的吸塵機器人I處在墻壁或者障礙物的平直區(qū)域的時候，依靠所述的側(cè)視障礙物檢測傳感器8與墻壁或者障礙物保持一定距離，保持前進；
(2)、當所述的吸塵機器人I處在墻壁或者障礙物的拐彎區(qū)域的時候，所述的側(cè)視障礙物檢測傳感器8不能檢測到墻壁或者障礙物，所述的吸塵機器人I向右旋轉(zhuǎn)直到所述的側(cè)視障礙物檢測傳感器8重新檢測到墻壁或者障礙物，然后繼續(xù)前進；
(3)、當所述的吸塵機器人I處在墻壁或者障礙物的角落的時候，如果所述的前視障礙物檢測傳感器5檢測到墻壁或者障礙物，向左方向旋轉(zhuǎn)，直到所述的前視障礙物檢測傳感器5不能檢測到墻壁或者障礙物，然后繼續(xù)前進；
(4)、當所述的吸塵機器人I遇到臺階的時候，如果所述的臺階檢測傳感器6輸出有效信號，后退并向左方向旋轉(zhuǎn)一定角度，然后繼續(xù)前進。綜上所述，吸塵機器人I可以沿著墻壁或者障礙物行走實現(xiàn)了對環(huán)境的學習，同時也可以對邊角區(qū)域進行清掃，并且可以對障礙物實現(xiàn)繞行，該算法控制簡單，易于實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.吸塵機器人的貼邊行走算法，所述的吸塵機器人包括車架，所述車架上設置了兩個驅(qū)動輪和與所述的驅(qū)動輪連接兩個驅(qū)動輪電機、一個支撐輪，安裝在前方的前視障礙物檢測傳感器，安裝在左側(cè)的側(cè)視障礙物檢測傳感器，安裝在所述的車架底部的臺階檢測傳感器，以及提供電源的可充電電池，進行真空吸塵的吸塵電機，進行集中控制的處理器，所述的驅(qū)動輪電機、吸塵電機、前視障礙物檢測傳感器、側(cè)視障礙物檢測傳感器和臺階檢測傳感器與處理器連接，其特征在于:所述的處理器設置貼邊行走算法，所述的貼邊行走算法，通過以下步驟實現(xiàn)所述的吸塵機器人沿墻壁或者障礙物行走: (1)、當所述的吸塵機器人處在墻壁或者障礙物的平直區(qū)域的時候，依靠所述的側(cè)視障礙物檢測傳感器與墻壁或者障礙物保持一定距離，保持前進； (2)、當所述的吸塵機器人處在墻壁或者障礙物的拐彎區(qū)域的時候，所述的側(cè)視障礙物檢測傳感器不能檢測到墻壁或者障礙物，所述的吸塵機器人向左旋轉(zhuǎn)直到所述的側(cè)視障礙物檢測傳感器重新檢測到墻壁或者障礙物，然后繼續(xù)前進； (3)、當所述的吸塵機器人處在墻壁或者障礙物的角落的時候，如果所述的前視障礙物檢測傳感器檢測到墻壁或者障礙物，向右方向旋轉(zhuǎn)，直到所述的前視障礙物檢測傳感器不能檢測到墻壁或者障礙物，然后繼續(xù)前進； (4)、當所述的吸塵機器人遇到臺階的時候，如果所述的臺階檢測傳感器輸出有效信號，后退并向右方向旋轉(zhuǎn)一定角度，然后繼續(xù)前進。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸塵機器人的貼邊行走算法，其特征是:所述的側(cè)視障礙物檢測傳感器可安裝在所述的吸塵機器人的右側(cè)，所述的貼邊行走算法包括以下步驟: (1)、當所述的吸塵機器人處在墻壁或者障礙物的平直區(qū)域的時候，依靠所述的側(cè)視障礙物檢測傳感器與墻壁或者障礙物保持一定距離，保持前進； (2)、當所述的吸塵機器人處在墻壁或者障礙物的拐彎區(qū)域的時候，所述的側(cè)視障礙物檢測傳感器不能檢測到墻壁或者障礙物，所述的吸塵機器人向右旋轉(zhuǎn)直到所述的側(cè)視障礙物檢測傳感器重新檢測到墻壁或者障礙物，然后繼續(xù)前進； (3)、當所述的吸塵機器人處在墻壁或者障礙物的角落的時候，如果所述的前視障礙物檢測傳感器檢測到墻壁或者障礙物，向左方向旋轉(zhuǎn)，直到所述的前視障礙物檢測傳感器不能檢測到墻壁或者障礙物，然后繼續(xù)前進； (4)、當所述的吸塵機器人遇到臺階的時候，如果所述的臺階檢測傳感器輸出有效信號，后退并向左方向旋轉(zhuǎn)一定角度，然后繼續(xù)前進。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的吸塵機器人的貼邊行走算法，其特征是:所述的臺階檢測傳感器設置紅外發(fā)射裝置和紅外接收裝置，所述的紅外發(fā)射裝置和紅外接收裝置的方向設置為向下，所述的紅外發(fā)射裝置發(fā)射紅外光經(jīng)過地面反射以后被所述的紅外接收裝置接收。
全文摘要
公開一種吸塵機器人的貼邊行走算法，所述的吸塵機器人包括車架，所述車架上設置了兩個驅(qū)動輪和與所述的驅(qū)動輪連接兩個驅(qū)動輪電機、一個支撐輪，安裝在前方的前視障礙物檢測傳感器，安裝在左側(cè)的側(cè)視障礙物檢測傳感器，安裝在所述的車架底部的臺階檢測傳感器，以及提供電源的可充電電池，進行真空吸塵的吸塵電機，進行集中控制的處理器，所述的驅(qū)動輪電機、吸塵電機、前視障礙物檢測傳感器、側(cè)視障礙物檢測傳感器和臺階檢測傳感器與處理器連接，所述的處理器設置貼邊行走算法，所述的貼邊行走算法根據(jù)墻壁或者障礙物的不同位置設計不同的策略，引導所述的吸塵機器人沿著墻壁或者障礙物行走。
文檔編號G05D1/02GK103197677SQ20131008076
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月14日
發(fā)明者程曉東, 劉瑜, 方曙光 申請人:慈溪邁思特電子科技有限公司