[發明專利]移動機器人全覆蓋路徑規劃方法、芯片和機器人

在審

• 申請號: 202010879964.3
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN112068557A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 陳卓標;周和文;孫明;黃惠保
• 申請（專利權）人: 珠海市一微半導體有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種移動機器人全覆蓋路徑規劃方法、芯片和機器人，其中，所述全路徑覆蓋方法包括如下步驟：S1、機器人檢測清掃區域內的障礙物并生成包含障礙物信息的地圖，同時將地圖分割成若干個子區塊；S2、機器人規劃子區塊內的清掃路徑；S3、機器人確定起始子區塊并進行清掃，然后計算子區塊間的路徑代價，根據路徑代價來選擇下一清掃子區塊并循環此步驟直至完成所有子區塊的清掃。本發明所涉及的一種新的全覆蓋路徑規劃方法可以降低計算復雜度，提高機器人的覆蓋效率。

技術領域

本發明涉及智能機器人領域，具體涉及一種移動機器人全覆蓋路徑規劃方法、芯片和機器人。

背景技術

目前對于全覆蓋機器人來說，如掃地機、割草機、擦窗機、排雷機器人等，需要以最短的路徑去覆蓋機器人能到達的所有地方。而全覆蓋方法一般為旅行商(NP-hard)問題，其要解決的是，給定一系列城市和每對城市之間的距離，求解訪問每一座城市一次并回到起始城市的最短回路。當問題的維度增加時，會出現解決問題所需的計算時間急劇增加的情況，這導致了機器人需要花更多的時間進行路徑規劃，影響工作效率，而且還顯得不那么智能，降低了用戶的使用體驗。基于此，有必要開發一種新的路徑覆蓋方法，以提高智能機器人的路徑覆蓋效率。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種移動機器人全覆蓋路徑規劃方法、芯片和機器人，可以較大的降低計算復雜度，提高機器人的覆蓋效率。本發明的具體技術方案如下：

一種移動機器人全覆蓋路徑規劃方法，所述方法包括以下步驟：S1、機器人檢測清掃區域內的障礙物并生成包含障礙物信息的地圖，同時將地圖分割成若干個子區塊；S2、機器人規劃子區塊內的清掃路徑；S3、機器人確定起始子區塊并進行清掃，然后計算子區塊間的路徑代價，根據路徑代價來選擇下一清掃子區塊并循環此步驟直至完成所有子區塊的清掃。本發明所涉及的一種新的全覆蓋路徑規劃方法可以降低計算復雜度，提高機器人的覆蓋效率。

進一步地，所述步驟S1具體包含如下步驟：機器人通過視覺系統檢測清掃區域內的障礙物并生成地圖，同時讀取地圖和障礙物的邊界；機器人根據地圖和障礙物的邊界在地圖上設置若干條互相平行的清掃線，相鄰清掃線之間的距離相等；機器人將兩端分別位于地圖兩側邊界并與障礙物相距至少一個機器人半徑的清掃線作為子區塊分割線；機器人以子區塊分割線和障礙物兩側邊界為分界，將地圖分割成若干個子區塊。本發明通過對清掃線的設置，可以為后續分割線的定位提供準確有效的參考依據；以分割線和障礙物兩側邊界作為分界，可以將清掃區域分割成若干個易于清掃的規則幾何圖形。

進一步地，所述清掃線為水平方向或豎直方向。

進一步地，所述地圖的分割過程中，機器人將所述子區塊分割線所在的區域視為一個子區塊，該子區塊中僅包含所述子區塊分割線這一條清掃線。本發明將所述子區塊分割線視為一個子區塊，以此作為過渡，讓機器人能夠以更高的效率在子區塊間移動。

進一步地，所述機器人通過A^*算法來規劃子區塊內的清掃路徑，使機器人在子區塊中采用弓字形行走。本發明通過A^*算法進行子區塊內清掃路徑的規劃，能夠以一種高效的方式求解出清掃路徑。

進一步地，所述步驟S3具體包含如下步驟：機器人讀取子區塊的分布情況；機器人以自身所處子區塊為起始子區塊；機器人遍歷所有與起始子區塊連通的未清掃的子區塊，如果僅有唯一的子區塊，則該子區塊作為下一個清掃區域；如果有兩個或兩個以上的子區塊，則分別計算每一條分支去和回的路徑代價總和，選擇路徑代價總和最小的那條分支上的子區塊進行清掃；如果為子區塊回環，則只需比較在起始子區塊去往下一個子區塊的路徑代價大小即可，選擇路徑代價小的子區塊進行清掃。

進一步地，所述子區塊回環的判斷方法為，從一子區塊出發，在路徑不重復的情況下，如果能夠找到一條返回該子區塊的路徑，則該路徑上的所有子區塊構成一個子區塊回環。