(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011196729.2
(22)申请日 2020.10.30
(71)申请人 东南数字经济发展研究院
地址 324000 浙江省衢州市西区芹江东路
288号1幢1601室
(72)发明人 杭小树 王刚 贺扬 王鹏栋
杨忠 赵书宁 崔孝斌 黄琪娟
(74)专利代理机构 深圳紫晴专利代理事务所
(普通合伙) 44646
代理人 陈映辉
(51)Int.Cl.
A47L 11/40(2006.01)
G05D 1/02(2020.01)
(54)发明名称
法
(57)摘要
本发明公开了一种适用于扫地机器人的沿
墙沿边清扫方法，所述一种适用于扫地机器人的
径规划，生成“弓”字步；如果矩形区域内没有物
体，算法沿矩形的边缘行走直至遇合；如果矩形
区域内有物体，则循环检查有无缺口，如果有缺
口，则在缺口处生成生成“弓”字步；从障碍物的
边缘开始，沿障碍物边缘行走，直到所有的障碍
物被清扫；从矩形的边缘开始，沿边缘行走，直到
整个矩形的边缘被清扫。本发明与现有的技术相
比的优点在于：本发明采用基于算法的沿墙沿边
清扫，比采用沿墙边沿传感器的方法简单、有效，
适合分区清扫，节约成本，
简化结构。权利要求书1页 说明书3页 附图2页CN 112336269 A 2021.02.09
C N 112336269
A
1.一种适用于扫地机器人的沿墙沿边清扫方法，其特征在于：所述一种适用于扫地机器人的沿墙沿边扫算法算法思想包括：
(2)如果矩形区域内没有物体，则沿矩形的边缘行走；
(3)如果矩形区域内有物体，则：
a.从下左边开始，循环检查有无缺口，如果有缺口，则在缺口处生成生成“弓”字步；
b.从上左边开始，循环检查有无缺口，如果有缺口，则在缺口处生成生成“弓”字步；
c.从障碍物的边缘开始，沿障碍物边缘行走，直到所有的障碍物被清扫；
d.从矩形的边缘开始，沿边缘行走，直到整个矩形的边缘被清扫。
2.根据权利要求1所述的一种适用于扫地机器人的沿墙沿边清扫方法，其特征在于：所述矩形区域内没有任何物体时，算法的全覆盖路径为标准的“弓”字步和沿矩形的边缘行走，所述矩形区域内有物体时，沿墙沿边扫在走完全覆盖路径规划后，再沿障碍物(家具、床等)的边沿清扫，最后沿矩形的边缘行走。 3.根据权利要求1所述的一种适用于扫地机器人的沿墙沿边清扫方法，其特征在于：所述矩形给定大小。
4.根据权利要求1所述的一种适用于扫地机器人的沿墙沿边清扫方法，其特征在于：所述矩形区域内至少设有可确定大小的两个坐标。
5.根据权利要求4所述的一种适用于扫地机器人的沿墙沿边清扫方法，其特征在于：所述算法通过连接至少两个坐标设计出“弓”字型全覆盖路径规划。
6.根据权利要求1所述的一种适用于扫地机器人的沿墙沿边清扫方法，其特征在于：所述算法通过C++实现。
权 利 要 求 书1/1页CN 112336269 A
一种适用于扫地机器人的沿墙沿边清扫方法
技术领域
[0001]本发明涉及人工智能技术领域，具体是一种适用于扫地机器人的沿墙沿边清扫方法。
背景技术
[0002]扫地机器人又称自动扫地机、智能吸尘、机器人吸尘器等，是智能家居电器的一种，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。现有的扫地机器人的主要功能指标是清扫方式，也即行走方式。主要分为两种类型：
[0003] 1.随机碰撞式清扫
[0004]早期的产品一般采用随机碰撞式清扫策略。机器人的行走方向是随机的，在某一方向上一直往前走，直到碰撞到墙或者障碍物，然后转向另一个方向继续往前走。这种清扫策略的缺点是漏扫严重，效率低下，用户的满意程度低，产品的档次低。
[0005] 2.规划式清扫
[0006]大部分高档产品都采用规划式清扫策略。采用全覆盖的路径规划引导机器人行走。对要清扫的区域进行路径规划，引导机器人行走。这种路径规划不同于最优路径规划，它的目标是全覆盖整个清扫区域，所以也称为全覆盖路径规划。路径形状主要有两种：“弓”字型和“回”字型。以“弓”字为常见。由于清
扫区域的大小和形状各不相同，全覆盖规划式清扫又分为：
[0007](1)全区域覆盖路径规划方案
[0008]将整个清扫区域视为一个整体进行全覆盖路径规划。试图用一条复杂的弓字路径覆盖任意复杂的区域。算法效率低，鲁棒性低。这种算法大都为学术研究所为，实用性差。[0009](2)分区全覆盖路径规划方案
[0010]将整个清扫区域分为若干个独立的清扫区域，再对每一个区域使用全覆盖的路径规划算法。这种清扫策略有较高的清扫效率和较高的可靠性。本发明正式为这种清扫模式设计的一种高效高可靠性的清扫模式。
[0011]无论是全区域覆盖清扫还是分区全覆盖清扫，现有的扫地机器人在清扫过程中遇到的一个痛点是沿墙沿边清扫问题，沿墙沿边清扫是分区清扫的一部分，与全覆盖路径规划一起构成了整体的清扫模式。有的产品采用沿墙沿边传感器来检测墙体，本发明尝试采用一种新的算法实现沿墙沿边清扫，使扫地机器人具有效率高，不漏扫等特点。
发明内容
[0012]本发明要解决的技术问题就是克服以上的技术缺陷，提供一种配合全覆盖路径规划、构成了完整
的规划式清扫模式的一种适用于扫地机器人的沿边沿墙扫算法及其实现，。[0013]为了解决上述问题，本发明的技术方案为：一种适用于扫地机器人的沿墙沿边清扫方法，所述一种适用于扫地机器人的沿墙沿边扫算法思想包括：
[0014](1)对矩形区域做一次路径规划，生成“弓”字步；
[0015](2)如果矩形区域内没有物体，算法结束；
[0016](3)如果矩形区域内有物体，则：
[0017] a.从下左边开始，循环检查有无缺口，如果有缺口，则在缺口处生成生成“弓”字步；
[0018] b.从上左边开始，循环检查有无缺口，如果有缺口，则在缺口处生成生成“弓”字步；
[0019] c.从障碍物的边缘开始，沿障碍物边缘行走，直到所有的障碍物被清扫；[0020] d.从矩形的边缘开始，沿边缘行走，直到整个矩形的边缘被清扫。
[0021]作为改进，所述矩形区域内没有任何物体时，算法的全覆盖路径为标准的“弓”字步，所述矩形区域内有物体时，沿墙沿边扫在走完全覆盖路径规划后，再沿家具、床等物体的边沿清扫，然后再延矩形的边缘清扫。
[0022]作为改进，所述矩形给定大小。
[0023]作为改进，所述矩形区域内至少设有可确定大小的两个坐标。
[0024]作为改进，所述全覆盖算法通过连接至少两个坐标设计出“弓”字型全覆盖路径规划。
[0025]作为改进，所述算法通过C++实现。
[0026]本发明与现有的技术相比的优点在于：本发明采用基于算法的沿墙沿边清扫，比采用沿墙边沿传感器的方法简单、有效，适合分区清扫；采用基于算法的沿墙沿边清扫，与全覆盖路径规划一起，构成了完整的清扫模式；采用基于算法的沿墙沿边清扫，适合复发场景的清扫，这是算法本身决定的，不会漏扫，尤其是床，沙发的家具的周边清扫；采用基于算法的沿墙沿边清扫，节约成本，简化结构。
附图说明
[0027]图1是本发明一种适用于扫地机器人的沿墙沿边清扫方法的矩形区域内没有物体时算法得到的全覆盖路径图。
[0028]图2是本发明一种适用于扫地机器人的沿墙沿边清扫方法的单个清扫区域内的沿物体边缘清扫的全覆盖路径图。
[0029]图3是本发明一种适用于扫地机器人的沿墙沿边清扫方法的沿墙清扫的规划轨迹的仿真结果图。
具体实施方式
[0030]以下通过具体实施例进一步描述本发明，但本发明不仅仅限于以下实施例。在本发明的范围内或者在不脱离本发明的内容、精神和范围内，对本发明进行的变更、组合或替换，对于本领域的技术人员来说是显而易见的，且包含在本发明的范围之内。
[0031]如图1至图3所示，一种适用于扫地机器人的沿墙沿边清扫方法，其特征在于：所述一种适用于扫地机器人的沿墙沿边扫算法思想包括：
[0032](1)对矩形区域做一次路径规划，生成“弓”字步；
[0033](2)如果矩形区域内没有物体，算法结束；
[0034](3)如果矩形区域内有物体，则：
[0035] a.从下左边开始，循环检查有无缺口，如果有缺口，则在缺口处生成生成“弓”字步；
[0036] b.从上左边开始，循环检查有无缺口，如果有缺口，则在缺口处生成生成“弓”字步。
[0037] c.从障碍物的边缘开始，沿障碍物边缘行走，直到所有的障碍物被清扫；[0038] d.从矩形的边缘开始，沿边缘行走，直到整个矩形的边缘被清扫。
[0039]所述矩形区域内没有任何物体时，算法的全覆盖路径为标准的“弓”字步，所述矩形区域内有物体时，沿墙沿边扫在走完全覆盖路径规划后，再沿家具、床等物体的边沿清扫。
[0040]所述矩形给定大小。所述矩形区域内至少设有可确定大小的两个坐标。所述全覆盖算法通过连接至少两个坐标设计出“弓”字型全覆盖路径规划。所述算法通过C++实现。[0041]在具体的使用中，
[0042]请参阅图1，当矩形区域内没有任何物体的情况下，算法得到的全覆盖路径如图1所示。
[0043]请参阅图2和图3，当一个矩形区域中间有物体时，沿墙沿边扫在走完全覆盖路径规划后，再沿家具、床等物体的边沿清扫。它是一个独立的路径规划算法，跟随全覆盖路径规划后。沿墙沿边扫算法通过C++实现。
[0044]以上所述仅为本发明专利的较佳实施例而已，并不用以限制本发明专利，凡在本发明专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。
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