阅读说明：本技术 一种基于地图的扫地机提前避障清扫方法 (Map-based sweeper obstacle-avoiding and sweeping method in advance ) 是由 金秀芬 于 2020-12-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于地图的扫地机提前避障清扫方法,包括以下步骤：S1、扫地机沿墙绕行一周,并在绕行过程中在地图上标记出遇到的墙壁和障碍；S2、扫地机执行弓形清扫,在清扫过程中实时监测扫地机前方一个探测距离内是否存在标记过的障碍,若是则控制扫地机进行转向,若否则继续前进。本发明通过在地图中判断到扫地机前方存在障碍时指导扫地机进行提前避障,从而达到扫地机在带地图的情况下完成无碰撞的转向避障,因此解决了扫地机器人因其碰撞传感器检测距离短而导致转弯时容易产生碰撞的问题。(The invention discloses a map-based method for cleaning a sweeper by avoiding obstacles in advance, which comprises the following steps: s1, the sweeper walks around the wall for a circle, and the wall and the obstacle encountered are marked on the map in the process of the walking; s2, the sweeper performs arched sweeping, whether a marked obstacle exists in a detection distance in front of the sweeper is monitored in real time in the sweeping process, if yes, the sweeper is controlled to steer, and if not, the sweeper continues to move forwards. According to the invention, the road sweeper is guided to avoid the obstacle in advance when the situation that the obstacle exists in front of the road sweeper is judged in the map, so that the road sweeper can finish collision-free steering obstacle avoidance under the condition of having the map, and therefore, the problem that the road sweeper is easy to collide when turning due to the fact that the detection distance of a collision sensor of the road sweeper is short is solved.)

一种基于地图的扫地机提前避障清扫方法

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体涉及一种基于地图的扫地机提前避障清扫方法。

背景技术

在科技越来越发达的今天，人们的生活节奏越来越快，压力也越来越大，各种智能家居逐渐出现在人们的日常生活当中。目前，人们利用扫地机器人以减轻或替代人工清扫地面。

扫地机器人，又称扫地机、自动打扫机、智能吸尘、机器人吸尘器等，是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作。一般采用刷扫和真空方式，将地面杂物先吸纳进入自身的垃圾收纳盒，从而完成地面清理的功能。

不同的扫地机器人在移动算法上各有差异，对于室内清洁来说，室内扫地机器人的移动轨迹不仅需要尽可能将室内面积覆盖，同时还需要具有遇到障碍时进行转向避障的功能，而此功能需求要满足以下条件：机器能检测到障碍；检测到障碍后成功转向避开障碍；避障过程中不产生二次碰撞。然而对于现有的室内扫地机器人来说，因为碰撞传感器检测距离短，导致转弯时容易产生碰撞，因此其智能避障功能并不能满足人们的应用需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于地图的扫地机提前避障清扫方法，以解决扫地机器人因其碰撞传感器检测距离短而导致转弯时容易产生碰撞的问题。

为解决上述技术问题，本发明的内容包括：

一种基于地图的扫地机提前避障清扫方法，包括以下步骤：

S1、扫地机沿墙绕行一周，并在绕行过程中在地图上标记出遇到的墙壁和障碍；

S2、扫地机执行弓形清扫，在清扫过程中实时监测扫地机前方一个探测距离内是否存在标记过的障碍，若是则控制扫地机进行转向，若否则继续前进。

进一步的，所述步骤S1中，扫地机绕行过程中墙壁的标记方法为：判断沿墙传感器是否有信号，若有信号则将扫地机坐标距离相应沿墙传感器一侧diswall距离的地图栅格标记为墙壁；所述diswall距离为扫地机的中心与沿墙传感器的距离。

进一步的，所述步骤S1中，扫地机绕行过程中障碍的标记方法为：判断前方障碍传感器和碰撞开关是否有信号；若有信号则将扫地机坐标前方disfront距离的地图栅格标记为障碍；所述disfront距离为扫地机的中心与前方碰撞传感器的距离。

进一步的，所述步骤S2中，所述探测距离为大于等于扫地机机身的距离。

进一步的，所述步骤S2中，控制扫地机进行转向时，首先获取扫地机的弓扫方向，并判断弓扫方向是向右弓扫还是向左弓扫，若是向右弓扫，则扫地机的左轮停止给占空比，右轮给正向占空比；若是向左弓扫，扫地机的右轮停止给占空比，左轮给正向占空比。

进一步的，所述步骤S2中，在弓形清扫过程中，障碍点的提前实时探测包括以下步骤：

S2-1、从存储地图中获取设定探测方向上距离扫地机坐标设定探测距离的地图栅格的信息type；

S2-2、判断获取的信息type是否为障碍，若否则返回步骤S2-1，若是则将需要避障的标志置为1；

S2-3、扫地机掉头转向，记录扫地机开始转向时的角度，并将需要避障的标志置为0；

S2-4、判断扫地机当前角度减去开始转向时的角度的绝对值是否大于150度，若是则返回步骤S2-1，若否则返回步骤S2-3。

本发明的有益效果是：

(1)本发明通过在地图中判断到扫地机前方存在障碍时指导扫地机进行提前避障，从而达到扫地机在带地图的情况下完成无碰撞的转向避障，因此解决了扫地机器人因其碰撞传感器检测距离短而导致转弯时容易产生碰撞的问题。

(2)本发明基于地图对机器做出避障控制，帮助机器进行远距离避障：在扫地机清扫过程中实时监测地图中机器前方一定距离内是否存在标记过的障碍，如果检测到障碍，则提示扫地机开始避障。

(3)本发明探测障碍的距离可调，可以控制扫地机在距离障碍多远距离时开始避障。

(4)本发明扫地机的避障距离设定为机身尺寸，控制扫地机距离障碍一个机身或更远就开始避障，因为预留了机身尺寸的距离，所以转向避障时扫地机不会发生二次碰撞。

附图说明

图1是本发明提前避障清扫方法的整体流程图；

图2是本发明障碍点的标记流程图；

图3是本发明障碍点的提前实时探测流程图；

图4是本发明扫地机避障流程图；

图5是沿墙绕行的扫地机路线图；

图6是扫地机弓形清扫的路线图；

图7是扫地机转向示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明提供了一种基于地图的扫地机提前避障清扫方法，适用于所有配备碰撞传感器、沿墙传感器、陀螺仪、码盘且带地图存储功能的扫地机，尺寸不同的扫地机在使用前需要预先测量各沿墙传感器和障碍传感器以及碰撞机械开关距离扫地机中心点的距离。包括以下步骤：

S1、扫地机沿墙绕行一周，并在绕行过程中在地图上标记出遇到的墙壁和障碍，如图5所示。

其中，扫地机绕行过程中墙壁的标记方法为：判断沿墙传感器是否有信号，若有信号则将扫地机坐标距离相应沿墙传感器一侧diswall距离的地图栅格标记为墙壁；所述diswall距离为扫地机的中心与沿墙传感器的距离。如图2所示。

其中，扫地机绕行过程中障碍的标记方法为：判断前方障碍传感器和碰撞开关是否有信号；若有信号则将扫地机坐标前方disfront距离的地图栅格标记为障碍；所述disfront距离为扫地机的中心与前方碰撞传感器的距离。

S2、扫地机执行弓形清扫，在清扫过程中实时监测扫地机前方一个探测距离内是否存在标记过的障碍，若是则控制扫地机进行转向，若否则继续前进，如图6所示。

其中，探测距离即为避障距离，探测距离为大于等于扫地机机身的距离。

如图4所示，控制扫地机进行转向时，首先获取扫地机的弓扫方向，并判断弓扫方向是向右弓扫还是向左弓扫，若是向右弓扫，则扫地机的左轮停止给占空比，右轮给正向占空比；若是向左弓扫，扫地机的右轮停止给占空比，左轮给正向占空比。

如图3所示，在弓形清扫过程中，障碍点的提前实时探测包括以下步骤：

S2-1、从存储地图中获取设定探测方向上距离扫地机坐标设定探测距离的地图栅格的信息type；

S2-2、判断获取的信息type是否为障碍，若否则返回步骤S2-1，若是则将需要避障的标志置为1；

S2-3、扫地机掉头转向，记录扫地机开始转向时的角度(strart_angle)，并将需要避障的标志置为0；

S2-4、判断扫地机当前角度减去开始转向时的角度的绝对值是否大于150度，若是则返回步骤S2-1，若否则返回步骤S2-3。

本发明提供了一种能够提升检测障碍的距离、避障过程中不会产生二次碰撞、对陀螺仪影响最小、可自由设定避障距离的基于地图的提前避障方法，可以自行设定探测距离(避障距离)，扫地机清扫时实时在地图中检测机器前方特定距离的地图栅格是否有障碍，根据地图获取的障碍信息先于障碍检测传感器控制机器进行转向操作。