[發(fā)明專利]計劃移動機(jī)器人的路徑的方法和設(shè)備

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910001437.6
• 申請日: 2009-01-09
• 公開（公告）號: CN101480795A
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 明鉉;方錫元
• 申請（專利權(quán)）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 北京銘碩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 郭鴻禧;楊 靜

本申請要求2008年1月11日提交到韓國知識產(chǎn)權(quán)局的第10-2008-0003556號韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)，該申請的公開完全合并于此，以資參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種移動機(jī)器人，更具體地，涉及一種計劃移動機(jī)器人的路徑的方法和設(shè)備，其中，由移動機(jī)器人清潔的整個區(qū)域的粗略地圖被劃分為多個子區(qū)域，從而移動機(jī)器人可基于每個子區(qū)域清潔整個區(qū)域。

背景技術(shù)

已經(jīng)開發(fā)了工業(yè)用途的機(jī)器人并用于工廠自動化。還使用機(jī)器人代替人類在人類不能到達(dá)的極端環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)。具體地，在將受限于工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展的重工業(yè)中心的機(jī)器人技術(shù)發(fā)展為輕工業(yè)中心的機(jī)器人技術(shù)中，家用機(jī)器人扮演了重要的角色。家用機(jī)器人的典型示例包括清潔機(jī)器人。清潔機(jī)器人包括：驅(qū)動單元，驅(qū)動清潔機(jī)器人；清潔單元，執(zhí)行清潔操作；位置測量單元，測量清潔機(jī)器人或用戶的遙控的位置。

移動機(jī)器人(例如，清潔機(jī)器人)的最基本和重要的功能是精確地識別自己的位置。計算移動機(jī)器人的絕對位置的方法包括在家里實現(xiàn)采用了超聲波傳感器的信標(biāo)的方法和使用室內(nèi)全球定位系統(tǒng)(GPS)的方法。另外，計算移動機(jī)器人的相對位置的方法包括：通過使用編碼器測量移動機(jī)器人的轉(zhuǎn)速和線速并對轉(zhuǎn)速和線速積分來計算移動機(jī)器人的位置的方法、通過使用加速計測量移動機(jī)器人的加速度并對加速度二次積分來測量移動機(jī)器人的位置的方法、以及通過使用陀螺傳感器測量移動機(jī)器人的轉(zhuǎn)速并對轉(zhuǎn)速積分來計算移動機(jī)器人的方向的方法。

為了在區(qū)域中執(zhí)行特定操作(例如，清潔)，移動機(jī)器人需要創(chuàng)建區(qū)域的地圖。在這種情況下，為了創(chuàng)建區(qū)域的地圖，移動機(jī)器人需要同步定位和映射(SLAM)算法之外的用于探索未知區(qū)域的算法。簡單說來，所述另外的算法可以是通過繞墻走(wall?following)識別整個區(qū)域的形狀的方法。更詳細(xì)地，所述另外的算法可以是使用主動SLAM算法計劃移動機(jī)器人的路徑的方法。甚至在使用上述方法創(chuàng)建區(qū)域的地圖之后，移動機(jī)器人仍需要覆蓋區(qū)域路徑計劃以便完全覆蓋整個區(qū)域。

小區(qū)分解方法被廣泛用作完全覆蓋整個區(qū)域的方式。根據(jù)小區(qū)分解方法，整個區(qū)域被劃分為多個小區(qū)，移動機(jī)器人基于每個小區(qū)執(zhí)行清潔操作。

移動機(jī)器人可通過使用紅外傳感器、超聲波傳感器、激光傳感器等來創(chuàng)建其所在的環(huán)境的二維(2D)地圖。該地圖被稱為網(wǎng)格地圖。由于基于傳感器數(shù)據(jù)創(chuàng)建網(wǎng)格地圖，因此所述網(wǎng)格地圖包含大量不確定性和誤差。

小區(qū)分解方法的示例是精細(xì)地圖，其中，基于精確的網(wǎng)格地圖劃分整個區(qū)域以計劃移動機(jī)器人的路徑。這里，精確的網(wǎng)格地圖包括多個小區(qū)，每個小區(qū)長度和寬度為1到2cm。當(dāng)使用精細(xì)地圖時，移動機(jī)器人能夠清潔整個區(qū)域的每個角落。然而，當(dāng)區(qū)域的網(wǎng)格地圖不完整時，難以劃分整個區(qū)域，這導(dǎo)致低效的路徑計劃。另外，當(dāng)使用高分辨率的網(wǎng)格地圖(即，精細(xì)地圖)時，需要的存儲器和計算量增加。因此，嵌入式系統(tǒng)不能實時計劃移動機(jī)器人的路徑。

為了克服精細(xì)地圖的這些缺點，可使用包括多個相同大小的方形小區(qū)的粗略地圖以迅速計劃移動機(jī)器人的路徑，其中，粗略地圖的每個方形小區(qū)測量的長度和寬度為幾十厘米。在這種情況下，可使用大小等于移動機(jī)器人的吸入口的粗略地圖以控制移動機(jī)器人移動的路徑，并且可實時創(chuàng)建粗略地圖。例如，粗略地圖的尺寸可以是20到25厘米的長度和寬度。然而，在該方法中，移動機(jī)器人僅以一個預(yù)定的方向執(zhí)行其清潔操作而不考慮整個區(qū)域的形狀，這不僅低效而且移動機(jī)器人需要很長時間來清潔整個區(qū)域。結(jié)果，該方法不能滿足用戶的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的各方面提供一種計劃移動機(jī)器人的路徑的方法和設(shè)備，其中，移動機(jī)器人將要清潔的整個區(qū)域的粗略地圖被劃分為多個子區(qū)域，從而移動機(jī)器人可基于每個子區(qū)域清潔整個區(qū)域。

然而，本發(fā)明的各方面不限于在此闡述的一方面。通過參照以下對本發(fā)明的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他方面對于本發(fā)明所屬的領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將變得更明顯。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于計劃移動機(jī)器人的路徑的設(shè)備。所述設(shè)備包括：粗略地圖創(chuàng)建單元，創(chuàng)建包括移動機(jī)器人的路徑信息的粗略地圖；虛擬門提取單元，提取將粗略地圖劃分為多個子區(qū)域的虛擬門，其中，移動機(jī)器人順序地逐個清潔子區(qū)域。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種計劃移動機(jī)器人的路徑的方法。所述方法包括：創(chuàng)建包括移動機(jī)器人的路徑信息的粗略地圖，提取將粗略地圖劃分為多個子區(qū)域的虛擬門；順序地逐個清潔子區(qū)域。

附圖說明