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专利号: 202410659885X
申请人: 四川轻化工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种清扫机器人路径自适应规划方法,其特征是,包括以下步骤:采集目标机器人在水平面上四周的障碍测量间距,得到对应时刻的障碍测量间距集;

从目标机器人在上一个清扫子区内所采集的障碍测量间距集提取单侧的稳态障碍距离;

将目标机器人测得稳态障碍距离所对应的定位信息以时间先后顺序连接后确定稳态障碍距离所对应的定位边界,定位边界位于上一个清扫子区的边缘区域内;

以目标机器人在清扫子区折返移动实现全区域覆盖为目标,结合稳态障碍距离和定位边界规划出目标机器人在下一个清扫子区进行清洗工作的折返路径;

根据折返路径控制目标机器人完成下一个清扫子区的清扫工作,迭代更新清扫子区,直至目标区域的清洗工作完成;

所述障碍测量间距集包含同一时刻在四个测量方向上所采集的障碍测量间距,相邻所述测量方向之间的水平夹角为90度;

其中,所述目标机器人在沿折返路径移动过程中,保持两个测量方向与目标机器人的移动方向垂直;

所述稳态障碍距离的提取过程具体为:

将清扫子区网格化处理,每个网格单元对应采集得到一个障碍测量间距集;

根据所有网格单元的障碍测量间距集中在一个测量方向所采集的障碍测量间距建立间距矩阵,间距矩阵中的每个元素对应一个网格单元所采集的障碍测量间距;

若间距矩阵中单个边列或边行内的所有障碍测量间距处于间距稳态,则以对应边列或边行内所有障碍测量间距的平均值作为相应单侧的稳态障碍距离;

其中,若单个边列或边行内的所有障碍测量间距之间的最大间距差值小于预设阈值,则对应边列或边行内的所有障碍测量间距处于间距稳态;

以及,边列为间距矩阵中的第一列或最后一列,边行为间距矩阵中的第一行或最后一行。

2.根据权利要求1所述的一种清扫机器人路径自适应规划方法,其特征是,该方法还包括:若在上一个清扫子区内所采集的障碍测量间距集中提取有多个稳态障碍距离,则选取稳态障碍距离与定位边界的边界长度之积最大的区域作为下一个清扫子区,剩余的稳态障碍距离以及对应的定位边界缓存至缓存队列中;

当一个清扫子区中没有提取到单侧的稳态障碍距离时,从缓存队列中选取最后存储的稳态障碍距离与定位边界所对应的区域作为下一个清扫子区。

3.根据权利要求1所述的一种清扫机器人路径自适应规划方法,其特征是,所述折返路径的规划过程具体为:以定位边界的边界长度作为折返路径中单程路径的长度,并以垂直于定位边界且背离定位边界的方向作为折返路径中的转向方向,以及以稳态障碍距离作为折返路径的折返宽度规划出折返路径;

或,以稳态障碍距离作为折返路径中单程路径的长度,并以在定位边界所处直线上的方向作为折返路径中的转向方向,以及以定位边界的边界长度作为折返路径的折返宽度规划出折返路径。

4.根据权利要求1所述的一种清扫机器人路径自适应规划方法,其特征是,该方法还包括:在折返路径中单程路径的终点位置采集与单程路径移动方向同向的测量方向所对应的障碍测量间距,所采集的障碍测量间距作为边缘距离若边缘距离不为0,且小于预设距离,则控制目标机器人继续沿单程路径的移动方向移动边缘距离进行清扫工作。

5.根据权利要求1所述的一种清扫机器人路径自适应规划方法,其特征是,该方法还包括:在根据折返路径控制目标机器人完成下一个清扫子区的清扫工作过程中,控制指向定位边界的测量方向所对应的距离采集设备关闭;

和/或,在根据折返路径控制目标机器人完成下一个清扫子区的清扫工作过程中,仅在目标机器人处于边缘区域内时启动各个测量方向所对应的距离采集设备。

6.一种清扫机器人路径自适应规划系统,其特征是,该系统用于实现如权利要求1‑5任意一项所述的一种清扫机器人路径自适应规划方法,包括:距离采集模块,用于采集目标机器人在水平面上四周的障碍测量间距,得到对应时刻的障碍测量间距集;

稳态分析模块,用于从目标机器人在上一个清扫子区内所采集的障碍测量间距集提取单侧的稳态障碍距离;

边界确定模块,用于将目标机器人测得稳态障碍距离所对应的定位信息以时间先后顺序连接后确定稳态障碍距离所对应的定位边界,定位边界位于上一个清扫子区的边缘区域内;

路径规划模块,用于以目标机器人在清扫子区折返移动实现全区域覆盖为目标,结合稳态障碍距离和定位边界规划出目标机器人在下一个清扫子区进行清洗工作的折返路径;

迭代控制模块,用于根据折返路径控制目标机器人完成下一个清扫子区的清扫工作,迭代更新清扫子区,直至目标区域的清洗工作完成。

7.一种计算机终端,包含存储器、处理器及存储在存储器并可在处理器上运行的计算机程序,其特征是,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1‑5中任意一项所述的一种清扫机器人路径自适应规划方法。

8.一种计算机可读介质,其上存储有计算机程序,其特征是,所述计算机程序被处理器执行可实现如权利要求1‑5中任意一项所述的一种清扫机器人路径自适应规划方法。