本發(fā)明涉及機器人領域，尤其涉及一種公共清掃機器人路徑規(guī)劃系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)：

目前市場上的智能清掃機器人體積較小，主要是針對家庭環(huán)境進行清掃，并且一般采用“弓”字形的清掃模式進行清掃，若在較大區(qū)域進行清掃，由于面積較大、行走路線較長，機器人在直線行走的過程中有可能偏離行走路線，并且在較大區(qū)域采用單“弓”字形行走方式有可能存在清掃不徹底的缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種公共清掃機器人路徑規(guī)劃系統(tǒng)及控制方法，將較大區(qū)域分成若干小區(qū)域，并采用雙“弓”字形行走方式，達到全面清掃、清掃徹底的效果，并且采用線激光的激光束信號，既滿足遠距離導向的要求，能夠在較遠的距離控制公共清掃機器人以較小的直線誤差直線運動，提高工作效率。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供一種公共清掃機器人路徑規(guī)劃系統(tǒng)，包含公共清掃機器人和激光發(fā)射器組，所述公共清掃機器人包括機體，本體上設有控制單元、行走單元、行走激光接收器和位置變換接收器，所述控制單元根據(jù)所述行走激光接收器和所述位置變換接收器接收到的信號控制行走單元動作，帶動所述機體移動；所述激光發(fā)射器組包括：設置在公共清掃機器人第一作業(yè)區(qū)域橫向邊緣的第一行走激光發(fā)射器組和第二行走激光發(fā)射器組，所述第一行走激光發(fā)射器組與第二行走激光發(fā) 射器組相對設置，所述第一行走激光發(fā)射器組包括n個第一行走激光發(fā)射器，所述第二行走激光發(fā)射器組包括n-1個第二行走激光發(fā)射器，并且每一個第一行走激光發(fā)射器與每一個第二行走激光發(fā)射器交錯設置；其中，每一個第二行走激光發(fā)射器為雙向激光發(fā)射器；所述激光發(fā)射器組還包括多個位置激光發(fā)射器，每一個作業(yè)區(qū)域設置兩個位置激光發(fā)射器，并且位于公共清掃機器人每一個作業(yè)區(qū)域縱向的邊緣；其中，所述第一行走激光發(fā)射器組中兩端的第一激光發(fā)射器分別設有信號檢測裝置和控制信號發(fā)射裝置，當所述第一激光發(fā)射器被觸發(fā)時，所述控制信號發(fā)射裝置按照每一個作業(yè)區(qū)域的順序，控制每一個作業(yè)區(qū)域內(nèi)，遠離第一行走激光發(fā)射器組設置的位置激光發(fā)射器打開；在每一個作業(yè)區(qū)域內(nèi)遠離第一行走激光發(fā)射器組設置的位置激光發(fā)射器上設有觸碰開關，控制與第一行走激光發(fā)射器組相近位置上的激光發(fā)射器打開；公共清掃機器人在作業(yè)區(qū)域內(nèi)按照激光發(fā)射器組發(fā)射的激光信號行走作業(yè)。

更好地，所述行走激光接收器根據(jù)所述第一行走激光發(fā)射器組和第二行走激光發(fā)射器組，引導公共清掃機器人在工作區(qū)域內(nèi)直線行走；所述位置變換接收器引導公共清掃機器人轉(zhuǎn)向。

更好地，每一個第一行走激光發(fā)射器與每一個第二行走激光發(fā)射器之間的橫向距離為公共清掃機器人機體的一個身位寬度。

更好地，所述激光發(fā)射器組中的每一個激光發(fā)射器，為線激光束發(fā)射器，其發(fā)射的激光信號為線激光束信號。

更好地，每一個第一行走激光發(fā)射器和每一個位置激光發(fā)射器為單向激光發(fā)射器。

更好地，所述行走激光接收器設置在沿公共清掃機器人行走方向機體中心線上；所述位置變換接收器的數(shù)量為兩個，并且以該行走激光接收器為中心線對稱設置。

更好地，所述行走激光接收器和位置變換接收器為全向激光接收器。

本發(fā)明還提供一種如上述的公共清掃機器人路徑規(guī)劃系統(tǒng)的控制方法，該控制方法包括如下步驟：

s1：設置在公共清掃機器人第一作業(yè)區(qū)域邊緣的第一行走激光發(fā)射器組、第二行走激光發(fā)射器組和位置激光發(fā)射器發(fā)射激光信號；

s2：行走激光接收器和位置變換接收器接收到激光信號，按照激光信號的引導，公共清掃機器人的控制單元通過控制其行走單元，在第一作業(yè)區(qū)域內(nèi)行走作業(yè)；

s3：公共清掃機器人按照第一行走激光發(fā)射器組中的最后一個激光發(fā)射器發(fā)射的激光信號，行走出第一作業(yè)區(qū)域并走向第二作業(yè)區(qū)域；

s4：設置在第二作業(yè)區(qū)域邊緣的位置激光發(fā)射器開啟并發(fā)射激光信號，公共清掃機器人接收第一行走激光發(fā)射器組、第二行走激光發(fā)射器組和位置激光發(fā)射器發(fā)出的激光信號，并根據(jù)該激光信號在第二作業(yè)區(qū)域內(nèi)行走作業(yè)。

更好地，在s1中，當公共清掃機器人位于第一行走激光發(fā)射器組中的第一個行走激光發(fā)射器位置時，在該第一個行走激光發(fā)射器上設置的信號檢測裝置被觸發(fā)，并向控制信號發(fā)射裝置發(fā)出信號，所述控制信號發(fā)射裝置發(fā)出控制信號使遠離第一行走激光發(fā)射器組設置的位置激光發(fā)射器打開。

更好地，s2具體包括：

s21：公共清掃機器人以第一作業(yè)區(qū)域的第一邊緣為起始位置，按照第一行走激光發(fā)射器組所發(fā)出的激光信號的引導，沿第一作業(yè)區(qū)域的第二邊緣，在縱向上朝第三邊緣直線行走；

s22：公共清掃機器人運動到第一作業(yè)區(qū)域的第三邊緣，所述位置變化接收器接收到遠離第一行走激光發(fā)射器組設置的位置激光發(fā)射器發(fā)出的激光信號后，公共清掃機器人停止并原地轉(zhuǎn)向90°；

其中，當公共清掃機器人第一次走到遠離第一行走激光發(fā)射器組設置的位置激光發(fā)射器時，觸發(fā)設置在該位置激光發(fā)射器上的觸碰開關，使設置在第一行走激光發(fā)射器組相近位置上的激光發(fā)射器打開；

s23：公共清掃機器人沿第三邊緣在橫向上對應平移，直到公共清掃機器人上的位置變換接收器接收到第二行走激光發(fā)射器組發(fā)出的激光信號后，停止并原地轉(zhuǎn)向90°；

s24：公共清掃機器人按照第二行走激光發(fā)射器組發(fā)出的激光信號 的引導，在縱向上朝第一邊緣直線行走；

s25：公共清掃機器人運動到第一作業(yè)區(qū)域的第一邊緣，所述位置變化接收器接收到設置在第一行走激光發(fā)射器組相近位置上的激光發(fā)射器發(fā)出的激光信號后，公共清掃機器人停止并原地轉(zhuǎn)向90°；

s26：公共清掃機器人沿第一邊緣在橫向上對應平移，直到公共清掃機器人上的位置變換接收器接收到第一行走激光發(fā)射器組發(fā)出的激光信號后，停止并原地轉(zhuǎn)向90°，返回s21；

s27：公共清掃機器人按照激光引導完成第一作業(yè)區(qū)域內(nèi)的行走作業(yè)。

更好地，在s3中，當公共清掃機器人位于第一行走激光發(fā)射器組中的最后一個行走激光發(fā)射器位置時，在該行走激光發(fā)射器上設置的信號檢測裝置被觸發(fā)，并向控制信號發(fā)射裝置發(fā)出信號，所述控制信號發(fā)射裝置發(fā)出控制信號，使第二工作區(qū)域內(nèi)遠離第一行走激光發(fā)射器組設置的位置激光發(fā)射器打開，同時關閉第一工作區(qū)域內(nèi)的位置激光發(fā)射器。

更好地，s4具體包括：

s41：公共清掃機器人以第二作業(yè)區(qū)域的第一邊緣為起始位置，按照第一行走激光發(fā)射器組所發(fā)出的激光信號的引導，沿第二作業(yè)區(qū)域的第二邊緣，在縱向上朝第三邊緣直線行走；

s42：公共清掃機器人運動到第二作業(yè)區(qū)域的第三邊緣，所述位置變化接收器接收到遠離第一行走激光發(fā)射器組設置的位置激光發(fā)射器發(fā)出的激光信號后，公共清掃機器人停止并原地轉(zhuǎn)向90°；

其中，當公共清掃機器人第一次走到遠離第一行走激光發(fā)射器組設置的位置激光發(fā)射器時，觸發(fā)設置在該位置激光發(fā)射器上的觸碰開關，使設置在第一行走激光發(fā)射器組相近位置上的激光發(fā)射器打開；

s43：公共清掃機器人沿第三邊緣在橫向上對應平移，直到公共清掃機器人上的位置變換接收器接收到第二行走激光發(fā)射器組發(fā)出的激光信號后，停止并原地轉(zhuǎn)向90°；

s44：公共清掃機器人按照第二行走激光發(fā)射器組發(fā)出的激光信號的引導，在縱向上朝第一邊緣直線行走；

s45：公共清掃機器人運動到第二作業(yè)區(qū)域的第一邊緣，所述位置變化接收器接收到設置在第一行走激光發(fā)射器組相近位置上的激光發(fā)射器發(fā)出的激光信號后，公共清掃機器人停止并原地轉(zhuǎn)向90°；

s46：公共清掃機器人沿第一邊緣在橫向上對應平移，直到公共清掃機器人上的位置變換接收器接收到第一行走激光發(fā)射器組發(fā)出的激光信號后，停止并原地轉(zhuǎn)向90°，返回s21；

s47：公共清掃機器人按照激光引導完成第二作業(yè)區(qū)域內(nèi)的行走作業(yè)。

更好地，所述s21和s24以及s41和s44中的直線行走，具體包括：當所述行走激光接收器接收到激光信號，則控制單元判定公共清掃機器人位于所述直線路徑；否則，控制單元判定公共清掃機器人偏離所述直線路徑，控制單元以公共清掃機器人的行走方向為基準進行向左或向右的轉(zhuǎn)向行走調(diào)整，直到所述行走激光接收器重新接收到激光信號。

本發(fā)明的公共清掃機器人路徑規(guī)劃系統(tǒng)及控制方法，將較大區(qū)域分成若干小區(qū)域，并采用雙“弓”字形行走方式，達到全面清掃、清掃徹底的效果，并且采用線激光的激光束信號，既滿足遠距離導向的要求，能夠在較遠的距離控制公共清掃機器人以較小的直線誤差直線運動，提高工作效率。

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細地說明。

附圖說明

圖1為本發(fā)明公共清掃機器人路徑規(guī)劃系統(tǒng)中公共清掃機器人邏輯結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明公共清掃機器人路徑規(guī)劃系統(tǒng)中公共清掃機器人俯視圖；

圖3為本發(fā)明公共清掃機器人路徑規(guī)劃系統(tǒng)中公共清掃機器人側(cè)視圖；

圖4為本發(fā)明公共清掃機器人路徑規(guī)劃系統(tǒng)中公共清掃機器人在 每一個區(qū)域內(nèi)的運動路徑示意圖；

圖5為本發(fā)明控制方法步驟流程圖；

圖6為本發(fā)明公共清掃機器人運動過程圖。

具體實施方式

圖1為本發(fā)明公共清掃機器人路徑規(guī)劃系統(tǒng)中公共清掃機器人邏輯結(jié)構(gòu)框圖，圖2為本發(fā)明公共清掃機器人路徑規(guī)劃系統(tǒng)中公共清掃機器人俯視圖，圖3為本發(fā)明公共清掃機器人路徑規(guī)劃系統(tǒng)中公共清掃機器人側(cè)視圖，如圖1并參考圖2-圖3所示，本發(fā)明公共清掃機器人路徑規(guī)劃系統(tǒng)，包含公共清掃機器人和激光發(fā)射器組，所述公共清掃機器人包括機體1，本體1上設有控制單元3、行走單元2、行走激光接收器4和位置變換接收器5，所述行走激光接收器4設置在沿公共清掃機器人行走方向a機體1中心線上；所述位置變換接收器5的數(shù)量為兩個，并且以該行走激光接收器4為中心線對稱設置，并且為了達到更好的接收效果所述行走激光接收器4和位置變換接收器5為全向激光接收器；公共清掃機器人上設置的控制單元3根據(jù)所述行走激光接收器4和所述位置變換接收器5接收到的信號控制行走單元2動作，帶動所述機體1移動。

圖6為本發(fā)明公共清掃機器人運動過程圖，如圖6所示，所述激光發(fā)射器組包括：設置在公共清掃機器人第一作業(yè)區(qū)域橫向邊緣的第一行走激光發(fā)射器組6和第二行走激光發(fā)射器組7，所述第一行走激光發(fā)射器組6與第二行走激光發(fā)射器組7相對設置；為了使公共清掃機器人能夠順利地從第一工作區(qū)域移動到第二工作區(qū)域，所述第一行走激光發(fā)射器6組包括n個第一行走激光發(fā)射器，所述第二行走激光發(fā)射器7組包括n-1個第二行走激光發(fā)射器；每一個第一行走激光發(fā)射器與每一個第二行走激光發(fā)射器交錯設置，并且每一個第一行走激光發(fā)射器與每一個第二行走激光發(fā)射器之間的橫向距離為公共清掃機器人機體1的一個身位寬度。

所述激光發(fā)射器組還包括多個位置激光發(fā)射器8，每一個作業(yè)區(qū)域設置兩個位置激光發(fā)射器8，并且位于公共清掃機器人每一個作業(yè)區(qū) 域縱向的邊緣；其中，所述第一行走激光發(fā)射器組6中兩端的第一激光發(fā)射器分別設有信號檢測裝置和控制信號發(fā)射裝置(圖中未示出)，當所述第一激光發(fā)射器被觸發(fā)時，所述控制信號發(fā)射裝置按照每一個作業(yè)區(qū)域的順序，控制每一個作業(yè)區(qū)域內(nèi)，遠離第一行走激光發(fā)射器組設置的位置激光發(fā)射器8打開；

在每一個作業(yè)區(qū)域內(nèi)遠離第一行走激光發(fā)射器組6設置的位置激光發(fā)射器8上設有觸碰開關81，控制與第一行走激光發(fā)射器組6相近位置上的激光發(fā)射器8打開；公共清掃機器人在作業(yè)區(qū)域內(nèi)按照激光發(fā)射器組發(fā)射的激光信號行走作業(yè)。在公共清掃機器人工作中，所述行走激光接收器4根據(jù)所述第一行走激光發(fā)射器組6和第二行走激光發(fā)射器組7，引導公共清掃機器人在工作區(qū)域內(nèi)直線行走；所述位置變換接收器5引導公共清掃機器人轉(zhuǎn)向。

為了使接收效果更好，所述激光發(fā)射器組中的每一個激光發(fā)射器，為線激光束發(fā)射器，其發(fā)射的激光信號為線激光束信號，并且每一個第一行走激光發(fā)射器和每一個位置激光發(fā)射器8為單向激光發(fā)射器，每一個第二行走激光發(fā)射器為雙向激光發(fā)射器。

圖4為本發(fā)明公共清掃機器人路徑規(guī)劃系統(tǒng)中公共清掃機器人在每一個區(qū)域內(nèi)的運動路徑示意圖，圖5為本發(fā)明控制方法步驟流程圖，如圖4所示，公共清掃機器人的運動路徑為類“弓”字形狀。公共清掃機器人的具體運動過程結(jié)合圖5和圖6所示，整體來說，第一行走激光發(fā)射器組6、第二行走激光發(fā)射器組7和多個位置激光發(fā)射器8將作業(yè)區(qū)域分成若干個小工作區(qū)域，公共清掃機器人按照激光信號的引導，在小工作區(qū)域完成行走作業(yè)后，自動移動到下一個小工作區(qū)域作業(yè)。

具體來說，包括如下步驟：

s1：設置在公共清掃機器人第一作業(yè)區(qū)域邊緣的第一行走激光發(fā)射器組6、第二行走激光發(fā)射器組7和位置激光發(fā)射器8發(fā)射激光信號；

具體地說，當公共清掃機器人位于第一行走激光發(fā)射器組6中的第一個行走激光發(fā)射器位置時，在該第一個行走激光發(fā)射器上設置的信號檢測裝置61被觸發(fā)，并向控制信號發(fā)射裝置(圖中未示出)發(fā)出 信號，所述控制信號發(fā)射裝置發(fā)出控制信號使遠離第一行走激光發(fā)射器組6設置的位置激光發(fā)射器8打開。

s2：行走激光接收器4和位置變換接收器5接收到激光信號，按照激光信號的引導，公共清掃機器人的控制單元3通過控制其行走單元2，在第一作業(yè)區(qū)域y內(nèi)行走作業(yè)；

s3：公共清掃機器人按照第一行走激光發(fā)射器組6中的最后一個激光發(fā)射器發(fā)射的激光信號，行走出第一作業(yè)區(qū)域y并走向第二作業(yè)區(qū)域z；

具體地說，當公共清掃機器人位于第一行走激光發(fā)射器組6中的最后一個行走激光發(fā)射器位置時，在該行走激光發(fā)射器上設置的信號檢測裝置62被觸發(fā)，并向控制信號發(fā)射裝置(圖中未示出)發(fā)出信號，所述控制信號發(fā)射裝置發(fā)出控制信號，使第二工作區(qū)域z內(nèi)遠離第一行走激光發(fā)射器組設置的位置激光發(fā)射器8打開，同時關閉第一工作區(qū)域y內(nèi)的位置激光發(fā)射器8。

s4：設置在第二作業(yè)區(qū)域z邊緣的位置激光發(fā)射器8開啟并發(fā)射激光信號，公共清掃機器人接收第一行走激光發(fā)射器組6、第二行走激光發(fā)射器組7和位置激光發(fā)射器8發(fā)出的激光信號，并根據(jù)該激光信號在第二作業(yè)區(qū)域z內(nèi)行走作業(yè)。

其中，s2具體包括如下步驟：

s21：公共清掃機器人以第一作業(yè)區(qū)域y的第一邊緣m為起始位置，按照第一行走激光發(fā)射器組6所發(fā)出的激光信號的引導，沿第一作業(yè)區(qū)域y的第二邊緣n，在縱向上朝第三邊緣p直線行走；

s22：公共清掃機器人運動到第一作業(yè)區(qū)域y的第三邊緣p，所述位置變化接收器5接收到遠離第一行走激光發(fā)射器組設置的位置激光發(fā)射器8發(fā)出的激光信號后，公共清掃機器人停止并原地轉(zhuǎn)向90°；

在這里需要說明的，當公共清掃機器人第一次走到遠離第一行走激光發(fā)射器組6設置的位置激光發(fā)射器8時，觸發(fā)設置在該位置激光發(fā)射器8上的觸碰開關81，使設置在第一行走激光發(fā)射器組6相近位置上的激光發(fā)射器8打開；

s23：公共清掃機器人沿第三邊緣p在橫向上對應平移，直到公共 清掃機器人上的位置變換接收器5接收到第二行走激光發(fā)射器組7發(fā)出的激光信號后，停止并原地轉(zhuǎn)向90°；

s24：公共清掃機器人按照第二行走激光發(fā)射器組7發(fā)出的激光信號的引導，在縱向上朝第一邊緣m直線行走；

s25：公共清掃機器人運動到第一作業(yè)區(qū)域y的第一邊緣m，所述位置變化接收器5接收到設置在第一行走激光發(fā)射器組6相近位置上的激光發(fā)射器8發(fā)出的激光信號后，公共清掃機器人停止并原地轉(zhuǎn)向90°；

s26：公共清掃機器人沿第一邊緣m在橫向上對應平移，直到公共清掃機器人上的位置變換接收器5接收到第一行走激光發(fā)射器6組發(fā)出的激光信號后，停止并原地轉(zhuǎn)向90°，返回s21；

s27：公共清掃機器人按照激光引導完成第一作業(yè)區(qū)域y內(nèi)的行走作業(yè)。

s4具體包括：

s41：公共清掃機器人以第二作業(yè)區(qū)域z的第一邊緣a為起始位置，按照第一行走激光發(fā)射器組6所發(fā)出的激光信號的引導，沿第二作業(yè)區(qū)域z的第二邊緣b，在縱向上朝第三邊緣c直線行走；

s42：公共清掃機器人運動到第二作業(yè)區(qū)域z的第三邊緣c，所述位置變化接收器5接收到遠離第一行走激光發(fā)射器組設置的位置激光發(fā)射器8發(fā)出的激光信號后，公共清掃機器人停止并原地轉(zhuǎn)向90°；

需要說明的是，當公共清掃機器人第一次走到遠離第一行走激光發(fā)射器組設置的位置激光發(fā)射器8時，觸發(fā)設置在該位置激光發(fā)射器8上的觸碰開關81，使設置在第一行走激光發(fā)射器組6相近位置上的激光發(fā)射器8打開；

s43：公共清掃機器人沿第三邊緣c在橫向上對應平移，直到公共清掃機器人上的位置變換接收器5接收到第二行走激光發(fā)射器組7發(fā)出的激光信號后，停止并原地轉(zhuǎn)向90°；

s44：公共清掃機器人按照第二行走激光發(fā)射器組7發(fā)出的激光信號的引導，在縱向上朝第一邊緣a直線行走；

s45：公共清掃機器人運動到第二作業(yè)區(qū)域z的第一邊緣a，所述 位置變化接收器5接收到設置在第一行走激光發(fā)射器組6相近位置上的激光發(fā)射器8發(fā)出的激光信號后，公共清掃機器人停止并原地轉(zhuǎn)向90°；

s46：公共清掃機器人沿第一邊緣a在橫向上對應平移，直到公共清掃機器人上的位置變換接收器5接收到第一行走激光發(fā)射器組6發(fā)出的激光信號后，停止并原地轉(zhuǎn)向90°，返回s21；

s47：公共清掃機器人按照激光引導完成第二作業(yè)區(qū)域z內(nèi)的行走作業(yè)。

另外，為了達到更好的直線行走效果，在所述s21和s24以及s41和s44中的直線行走，具體包括：

當所述行走激光接收器4接收到激光信號，則控制單元3判定公共清掃機器人位于所述直線路徑；

否則，控制單元3判定公共清掃機器人偏離所述直線路徑，控制單元3以公共清掃機器人的行走方向為基準進行向左或向右的轉(zhuǎn)向行走調(diào)整，直到所述行走激光接收器4重新接收到激光信號。

這里需要說明的是，公共清掃機器人為清掃機器人，也可以是擦玻璃機器人，公共清掃機器人重復上述方法步驟，繼續(xù)按照“弓”字形清掃每一個被劃分出的小工作區(qū)域，在這里不再贅述；另外，在本發(fā)明中的公共清掃機器人通過激光信號規(guī)劃路徑，還可以通過紅外線或者超聲波信號規(guī)劃路徑。

另外，按照本發(fā)明上述控制方法步驟，公共清掃機器人除了在小工作區(qū)域內(nèi)按照“弓”字形行走外，在大區(qū)域內(nèi)也是按照“弓”字形進行清掃工作，即采用雙“弓”字行行走模式，這樣的工作方式大大減小了衛(wèi)生死角問題，清潔更徹底，更省時；另外，本發(fā)明公共清掃機器人路徑規(guī)劃系統(tǒng)采用線激光的激光束信號，既滿足遠距離導向的要求，能夠在較遠的距離控制公共清掃機器人以較小的直線誤差直線運動，提高工作效率。