[發明專利]一種掃地機器人的清掃路徑的優化方法及系統

在審

• 申請號: 201910176326.2
• 申請日: 2019-03-08
• 公開（公告）號: CN109974705A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 蔡成林;賈偉;李響;彭濱;劉元成;李帥;潘海濤;劉路加;劉雪龍
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G01S5/02
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 黃小榆

本發明涉及一種掃地機器人的清掃路徑的優化方法，包括：同步時鐘源發送統一的同步時鐘信號和脈沖信號；偽衛星模塊在同步時鐘和脈沖的驅動下發送電磁波；通過電磁波獲取定位所需的偽距和載波相位觀測量：通過高精度定位算法對得到的偽距和載波相位觀測量進行處理，得到偽衛星定位模塊的位置信息；規劃清掃路徑。本發明解決了傳統技術中通過激光測距技術定位時產生的反射誤差使得掃地機器人不能正常工作和通過圖像識別技術時受光線明暗的影響使得掃地機器人不能正常工作的問題；使得掃地機器人在工作中更加智能，在使用過程中根據實際的工作環境對掃地機器人的精準定位和清掃路徑的規劃，減小了外界因素的影響。

技術領域

本發明屬于室內定位領域，具體涉及一種掃地機器人的清掃路徑的優化方法及系統。

背景技術

目前國內的掃地機器人是伴隨智能家居發展的，無論是國外的Neato掃地機器人、英國Dyson公司的360eye，還是國內的小米掃地機器人或是Samsung掃地機器人都處于產品的試水階段，在使用中的作用較小、易受環境限制，而現有的室內地磁導航技術比較成熟，但是對于復雜環境的抗干擾能力比較弱，而對于智能家居而言，各種帶數據處理與交互能力的智能電器互相影響，會使地磁導航精度大打折扣。掃地機器人具有不斷變化的運動模式，使用慣性導航定位，誤差較大。

目前市場上常見的掃地機器人路徑規劃原理包括激光測距、圖像識別、北極星導航，應用激光測距技術的系統是LaserSmart^TMMapping and Navigation，國內的小米掃地機器人也是應用此技術，此技術是在機身上裝置激光發射器和接收器。在工作的時候，發射器發射激光，遇到障礙物之后，激光會發生反射，光會被接收器接收到，通過計算發射器和接收的時間差。利用光速恒定的原理以及一系列的算法，能夠算出障礙物與機器之間的距離，規劃清掃路徑，是市場上比較理想的方案。但是，現代家居為追求室內采光多使用反光或透光的玻璃制品作為表面。激光打在上面后，由于反射和透射路徑的差異、多路徑反射引起的差異，導致接收器在接收時有誤差，該誤差容易和其他誤差一起影響機器人工作。

另一種比較常見的更先進的規劃方式是圖像識別式測算導航，用攝像頭掃描周圍的環境，結合紅外傳感器，每秒拍攝大量照片生成地面固定面積十米墻面圖，然后利用數學運算和幾何三角法測繪出房間的地圖，以此來進行導航。用圖像識別技術繪出3D模型后，通過互聯網技術傳遞給電腦端，或者寄存至掃地機器人的數據處理模塊，規劃掃地機器人的路徑，更符合人工智能的定義，但是若光線太暗或處于在桌底，床底等無光區域，機器人將無法收集房間內的地圖信息，從而無法正常工作。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提出一種掃地機器人的清掃路徑的優化方法及系統，主要解決現有掃地機器人技術中應用激光測距技術時，由于反射和投射路徑的差異、多路徑反射引起的誤差，影響掃地機器人的工作；應用圖像識別技術時受光線的影響不能正常工作的問題。

本發明提供一種掃地機器人的清掃路徑的優化方法，具體包括：

步驟1：同步時鐘源發送統一的同步時鐘信號和脈沖信號；

步驟2：偽衛星模塊在同步時鐘信號和脈沖信號的驅動下發送電磁波給安裝在掃地機器人上的偽衛星定位模塊；

步驟3：所述偽衛星定位模塊接收所述偽衛星模塊發送的電磁波，并通過所述電磁波獲取偽距和載波相位觀測量，所述偽衛星定位模塊將所述偽距和所述載波相位觀測量發送給數據處理模塊：

步驟4：所述數據處理模塊通過預設的定位算法對所述偽衛星定位模塊發送的偽距和載波相位觀測量進行解算，得到所述偽衛星定位模塊的位置信息；

步驟5：所述數據處理模塊根據所述偽衛星定位模塊的位置信息，規劃所述掃地機器人的清掃路徑。