專利名稱：機器人的障礙物處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機器人的障礙物處理方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，機器人例如PCT申請國際公開號為W00038025的專利申請是首先沿地面的外邊緣行走，行走時避開沿它的路徑上的障礙物，ー圈ー圈地自外向內(nèi)清掃。這種方法對于房間中央的兩個以上的獨立障礙物(或稱孤島)無法處理，因此會造成清掃區(qū)域的遺漏或重復(fù)清掃。而美國專利USM40216對于房間內(nèi)的可清掃區(qū)域的識別方法是先有吸塵器沿外邊邊緣行走一周，得到外邊緣的輪廓，該輪廓與電腦中貯存的典型布置相比較后由電腦選出與之最接近的一種清掃布局模式，控制吸塵器工作，但是探測頭探測到房間中央的孤島時則會作規(guī)避處理，仍會導(dǎo)致部分區(qū)域漏掃。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種清掃效率高且有效利用電池的機器人的障礙物處理方法。本發(fā)明的ー技術(shù)方案是一種機器人的障礙物處理方法，其特征在于所述機器人在清掃區(qū)域內(nèi)，進行第一次X軸或Y軸掃描清掃，并記錄障礙物后方未清掃區(qū)域，在完成第一次X軸或Y軸掃描清掃后返回障礙物后方未清掃區(qū)域，再進行第二次X軸或Y軸掃描清掃。優(yōu)選地，所述機器人采用X軸或Y軸梳狀清掃模式，遇到障礙物吋，則記錄與障礙物相關(guān)的多個邊界XY軸坐標(biāo)，當(dāng)機器人沿著X軸或Y軸梳狀清掃完畢吋，所述機器人返回到所記錄的ー邊界XY軸坐標(biāo)上并繼續(xù)采用X軸或Y軸梳狀清掃模式清掃障礙物背后區(qū)域， 該坐標(biāo)定義為返回坐標(biāo)。優(yōu)選地，所述機器人至少包括位于兩側(cè)且用于探測障礙物的側(cè)面?zhèn)鞲衅?、和位于前方且用于探測障礙物的前方傳感器，當(dāng)機器人沿X軸或Y軸單次行程中側(cè)面?zhèn)鞲衅鞯男盘栔抵辽儆袃纱巫兓瘯r，該坐標(biāo)即為返回坐標(biāo)。優(yōu)選地，進ー步包括如下步驟Sl 當(dāng)機器人以沿Y軸或X軸方式行走，當(dāng)檢測到前方有物體的反饋信號吋，將本次行走的距離與上一次檢測前所行走的距離相比變短，則機器人應(yīng)判定前方物體為障礙物，并記錄下第一點的XY軸坐標(biāo)，然后機器人在檢測到障礙物消失之前，繼續(xù)按XY軸梳狀清掃方法清掃；S2 當(dāng)機器人行走到第二點吋，檢測到障礙物消失，同時所行走的距離大于上一次碰撞所行走的距離，則記錄下第二點的XY軸坐標(biāo)；S3:機器人繼續(xù)按XY軸梳狀清掃方法向第二點的遠(yuǎn)離障礙物ー側(cè)區(qū)域清掃，直到把房間其余部分清掃完成到達第三點，此時機器人根據(jù)前面記錄的第二點的XY軸坐標(biāo)，以直線方式向第二點行迸；
S4:機器人從第二點出發(fā)繼續(xù)按XY軸梳狀清掃方法向第二點的靠近障礙物ー側(cè)區(qū)域清掃，當(dāng)機器人行走經(jīng)過第一點的X或Y軸坐標(biāo)吋，清掃工作完成。優(yōu)選地，所述機器人在清掃至少ニ個房間的過程中，將房間門兩側(cè)的墻定義為障礙物，且把多個房間定義為ー個房間。優(yōu)選地，所述XY軸梳狀清掃方法為機器人以第一方向前迸，遇到障礙物，順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)90度，并偏移一位移量，再旋轉(zhuǎn)90度，并以第二方向前迸，其中第一方向和第二方向互為相反。優(yōu)選地，所述步驟S3中，機器人從第三點到第二點的行進路線為直線或XY軸線組
ロ O本發(fā)明的另ー技術(shù)方案是一種機器人的障礙物處理方法，其特征在于所述機器人在清掃區(qū)域內(nèi)，進行第一次X軸或Y軸掃描清掃，并記錄障礙物后方未清掃區(qū)域，再對障礙物后方未清掃區(qū)域進行第二次χ軸或Y軸掃描清掃，再繼續(xù)第一次X軸或Y軸掃描清掃。優(yōu)選地，所述機器人采用X軸或Y軸梳狀清掃模式，遇到障礙物時，則記錄與障礙物相關(guān)的多個邊界XY軸坐標(biāo)，其中所述機器人返回到所記錄的ー邊界XY軸坐標(biāo)上，先清掃障礙物背后區(qū)域，該坐標(biāo)定義為返回坐標(biāo)，機器人再沿著X軸或Y軸梳狀清掃模式清掃剩余區(qū)域。優(yōu)選地，其包括如下步驟Sl 當(dāng)機器人以沿Y軸或X軸方式行走，當(dāng)檢測到前方有物體的反饋信號時，將本次行走的距離與上一次檢測所行走的距離相比變短，則機器人應(yīng)判定前方物體為障礙物， 并記錄下第一點的XY軸坐標(biāo)，然后機器人在檢測到障礙物消失之前，繼續(xù)按X軸或Y軸梳狀清掃模式清掃；S2 當(dāng)機器人行走到第二點吋，其側(cè)面?zhèn)鞲衅鞯男盘栔抵辽儆袃纱巫兓瘏?，同時所行走的距離大于上一次碰撞所行走的距離，則記錄下第二點的XY軸坐標(biāo)；S3:機器人繼續(xù)按XY軸梳狀清掃方法向第二點的靠近障礙物ー側(cè)區(qū)域清掃，直到當(dāng)機器人行走經(jīng)過第一點的X或Y軸坐標(biāo)并到達第三點吋，此時機器人根據(jù)前面記錄的第 ニ點的XY軸坐標(biāo)，向第二點行進；S4 機器人從第二點出發(fā)繼續(xù)按X軸或Y軸梳狀清掃方法向第二點的遠(yuǎn)離障礙物 ー側(cè)區(qū)域清掃，直至清掃工作完成。優(yōu)選地，第一次X軸或Y軸掃描清掃與第二次X軸或Y軸掃描清掃方向可相同或相反，也可以沿著不同軸向進行掃描清掃。本發(fā)明優(yōu)點是本發(fā)明所提供的機器人的障礙物處理方法，能避免部分區(qū)域漏掃，大大提高了吸塵器的除塵效率，更有效地利用電池。


下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進ー步描述圖1為本發(fā)明的邊界算法模塊中的行走路線示意圖；圖2為本發(fā)明的第一種處理模式中一情形下的行走路線示意圖3為本發(fā)明的第一種處理模式中另ー情形下的行走路線示意圖；圖4為本發(fā)明的第二種處理模式中的行走路線示意圖；圖5為本發(fā)明的第三種處理模式中一情形下的行走路線示意圖；圖6為本發(fā)明的第三種處理模式中另ー情形下的行走路線示意圖；圖7為本發(fā)明的第四種處理模式中的行走路線示意圖；圖8為本發(fā)明的第五種處理模式中一情形下的行走路線示意圖；圖9為本發(fā)明的第五種處理模式中另ー情形下的行走路線示意圖；圖10為本發(fā)明的第五種處理模式中又一情形下的行走路線示意圖；圖11為本發(fā)明的第五種處理模式中再一情形下的行走路線示意圖；圖12為本發(fā)明的第六種處理模式中的行走路線示意圖；圖13為本發(fā)明的第七種處理模式中的一情形下的行走路線示意圖；圖14為本發(fā)明的第七種處理模式中的另ー情形下的行走路線示意圖。
具體實施例方式實施例參考圖1-14，本發(fā)明提供一種機器人障礙物處理方法的具體實施例。首先通過操作機器人機身上的操作按鍵或通過搖控器選擇清掃方式后啟動機器人，機器人從基站或者從除基站外的其它地方出發(fā)，然后根據(jù)出發(fā)地點的不同，對清掃區(qū)域進行劃分步驟當(dāng)機器人從基站出發(fā)時，前進第一次碰到障礙物吋，機器人將基站與本次碰撞點的連線作為分界線，將清掃區(qū)域分為左側(cè)和右側(cè)兩部分，并從左側(cè)區(qū)域開始清掃，左側(cè)清掃完成后，機器人以最短路徑迅速回到右側(cè)，并開始右側(cè)的清掃，當(dāng)然機器人也可以先對右側(cè)區(qū)域進行清掃，再清掃左側(cè)區(qū)域。當(dāng)機器人從除基站外的其它地方出發(fā)，向前行進過程中，第一次碰到障礙物時，無條件順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)180度后反方向前迸，直到發(fā)生第二次碰撞。第二次碰撞后，機器人將第一次碰撞點與第二次碰撞點的連線作為分界線，將清掃區(qū)域分為左側(cè)和右側(cè)兩部分，并從左側(cè)區(qū)域開始清掃，左側(cè)清掃完成后，機器人以最短路徑迅速回到右側(cè)，并開始右側(cè)的清掃。清掃區(qū)域劃分之后，機器人進行清掃區(qū)域的路徑規(guī)劃在已知環(huán)境下，機器人根據(jù)環(huán)境信息生成地圖，其路徑規(guī)劃方法要簡單ー些；而在未知環(huán)境中，機器人則先需要利用自己的至少三個傳感器，即位于前方的前方傳感器，位于兩側(cè)的側(cè)面?zhèn)鞲衅鳎瑏硖剿鞑⒄J(rèn)知環(huán)境，由于房間的墻壁只有一邊，其側(cè)面?zhèn)鞲衅髟谔綔y墻壁吋，其信號值不存在變化，而障礙物則會造成信號值的變化，即有障礙物的出現(xiàn)信號和障礙物的消失信號，然后生成地圖，最后規(guī)劃出路徑，由此參考圖1，并執(zhí)行邊界模塊的算法1)機器人先進行X軸方向墻面ab或Cd的判定，機器人先從左、右分界線向左側(cè)清掃，機器人毎次與ab或cd墻面發(fā)生碰撞后，都會向左側(cè)移動一位移量，而在移動的過程中，機器人則在不斷監(jiān)測墻面的情況，看是否存在大于機器人寬度的空隙，如否則進入步驟 2，如是則進入步驟3 2)剛走過的一位移量的墻面清掃完成，如此ー個一個位移量的累加就完成了 ab 邊或cd邊的判定，進入步驟4。
3)如果存在大于機器人寬度的間隙，則說明還有未清掃區(qū)域，返回步驟1。4) Y軸方向墻面be的判定，機器人邊清掃邊檢測be墻面上是否存在大于機器人寬度的間隙，如否則進入步驟5，如是則進入步驟6。5)機器人判定清掃已到達房間左側(cè)的最邊緣，返回起始點繼續(xù)按照上述方法進行房間右側(cè)的清掃。6)機器人判定還有未清掃區(qū)域，進入步驟4。本發(fā)明正是機器人在未知環(huán)境中工作，并在工作過程中，一邊行走X軸或Y軸梳狀清掃，ー邊不斷探測采集環(huán)境信息，并不斷對采集到的信息應(yīng)用進行分析處理，直到得出清掃區(qū)域已全部覆蓋的結(jié)果，則機器人結(jié)束清掃工作，返回基站，其中X軸或Y軸梳狀清掃模式為業(yè)界常用方法，可參考中國專利0110848. 5和02137830. 4。在清掃過程中，經(jīng)常遇到各種形式的障礙物，機器人則需要不同的處理模式來處理一)第一種處理模式當(dāng)機器人在向前行進時遇到位于房間中間的障礙物，而遇到阻礙前所行進的距離與變換方向前行進的距離相比，有明顯的變短，則機器人判定前方遇到了障礙物?；蛘邫z測到前方有物體消失的反饋信號，將本次行走的距離與上一次檢測前所行走的距離相比明顯變長，則機器人應(yīng)判定本次行走已經(jīng)繞過障礙物。由于機器人不能穿越障礙物，所以它采取以下的處理方法先清掃障礙物其中ー側(cè)區(qū)域，即先到達的ー側(cè)區(qū)域，而另ー側(cè)區(qū)域暫時不處理，等房間的先到達的ー側(cè)區(qū)域全部清掃完成后，再回到未清掃的區(qū)域進行清掃。如圖2所示，機器人遇到ー個障礙物吋，可能在障礙物的一側(cè)或另一側(cè)留下一片未清掃區(qū)域，稱為Ml區(qū)，該過程步驟具體如下1)當(dāng)機器人行走到圖2中的al點吋，前方傳感器檢測到前方有物體的反饋信號， 將本次行走的距離與上一次檢測前所行走的距離相比明顯變短，則機器人應(yīng)判定前方物體為障礙物Z，并記錄下al點的坐標(biāo)，然后機器人繼續(xù)X軸或Y軸梳狀清掃方法清掃。2)當(dāng)機器人行走到bl點吋，前方傳感器檢測到前方障礙物Z消失，但右側(cè)傳感器仍然檢測到有障礙物Z，則說明機器人已到障礙物Z的另ー側(cè)。繼續(xù)向前行進到Bl點吋，右側(cè)傳感器檢測到右側(cè)的障礙物Z也消失，即右側(cè)傳感器的信號值由0變到1，然后由1變到 0，發(fā)生兩次變化，該Bl點位返回坐標(biāo)，并說明障礙物Z的后方有需要清掃的區(qū)域，即圖示的 Ml區(qū)。這時機器人應(yīng)記錄下Bl點的坐標(biāo)。3)機器人繼續(xù)向前清掃，直到把房間其余部分清掃完成到達Al點，該Al點在本實施例中為房間的一角上，實際使用中也可以其他地方，這時機器人根據(jù)前面記錄的Bl點的坐標(biāo)，以最短距離的直線方式向Bl點行迸，到達Bl點。然后根據(jù)上述步驟清掃Ml區(qū)，當(dāng)機器人行走經(jīng)過前面記錄的al點的χ軸坐標(biāo)線時，Ml區(qū)域的清掃工作完成。在整個清掃過程中，所產(chǎn)生的Ml區(qū)域可以是ー個，也可以多個，只要機器人逐個將未清掃區(qū)域用坐標(biāo)記錄好，然后等房間清掃區(qū)域清掃完成后，逐個處理未清掃區(qū)域，即可完成全部清掃。當(dāng)然機器人在遇到ー個障礙物吋，也有可能在障礙物的兩側(cè)分別留下ニ片未清掃區(qū)域，稱為M2區(qū)和N2區(qū)，如圖3所示，該過程步驟具體如下1)當(dāng)機器人行走到圖3中的a2點吋，檢測到前方有物體的反饋信號，將本次行走的距離與上一次檢測前所行走的距離相比明顯變短，則機器人應(yīng)判定前方物體為障礙物Z，并記錄下a2點的坐標(biāo)，然后機器人繼續(xù)X軸或Y軸梳狀清掃方法清掃。2)當(dāng)機器人行走到M點，順時針旋轉(zhuǎn)90度后向前移動一位移量的過程中，機器人檢測到左側(cè)的障礙物Z消失了，則機器人繼續(xù)向前移動一位移量后到達c2點，機器人根據(jù)前面行走的情況，很容易推算出B2點的坐標(biāo)，并記錄下來，同時N2區(qū)域也被標(biāo)注出來。3)機器人到達c2點后，逆時針旋轉(zhuǎn)90度后，繼續(xù)向前清掃，同時又能檢測到在機器人左側(cè)障礙物Z再次出現(xiàn)，到達d2點吋，障礙物Z消失，記錄下d2點的坐標(biāo)，M2區(qū)域也被同時標(biāo)注出來。4)機器人繼續(xù)向前清掃，直到把房間其余部分清掃完成到達A2點，這時機器人根據(jù)前面記錄的B2點的坐標(biāo)，以最短距離的方式向B2點行迸，到達B2點，調(diào)整好行走方向， 清掃N2區(qū)域。N2區(qū)域完成后繼續(xù)向前，然后進入M2區(qū)進行清掃，直到清掃完成。在整個清掃過程中，所產(chǎn)生的M2和N2區(qū)可以是ー個，也可以多個，只要機器人逐個將未清掃區(qū)域用坐標(biāo)記錄并標(biāo)注好，然后等房間常規(guī)清掃區(qū)域清掃完成后，逐個處理未清掃區(qū)域，即可完成全部清掃。ニ)第二種處理模式當(dāng)機器人在向前行進時遇到位于房間中間的障礙物，而遇到阻礙前所行進的距離與變換方向前行進的距離相比，有明顯的變短，則機器人判定前方遇到了障礙物。由于機器人不能穿越障礙，所以它可以采取以下的處理方法在清掃完障礙物ー側(cè)的區(qū)域，即先到達的ー側(cè)區(qū)域后，立即進入另ー側(cè)進行清掃，等障礙物ニ側(cè)的區(qū)域都清掃完成后，再進行房間其它區(qū)域的清掃。如圖4，機器人遇到ー個障礙物Z吋，會在障礙物的另ー側(cè)留下一片未清掃區(qū)域， 稱為M3區(qū)，機器人與障礙物Z遭遇的初始位置，決定了 M3區(qū)在障礙物Z的上方或下方。機器人清掃完障礙物Z第一側(cè)后，到達障礙物Z邊緣吋，機器人與障礙物Z邊緣的相對位置關(guān)系，決定了機器人進入M3區(qū)的方式，以下僅以機器人在房間內(nèi)清掃右側(cè)區(qū)域遇到障礙時所采取的措施，左側(cè)區(qū)域時的情形基本相同，其流程步驟如下1)當(dāng)機器人行走到圖4中的a3點吋，檢測到前方有物體的反饋信號，將本次行走的距離與上一次檢測前所行走的距離相比明顯變短，則機器人應(yīng)判定前方物體為障礙物Z， 并記錄下a3點的坐標(biāo)。2)機器人順時針旋轉(zhuǎn)90度，再向前行迸，繼續(xù)向前行進到一位移量，一直行進到 b3點。3)在從b3點行進一位移量的過程中，機器人檢測到障礙物消失，則判定已到障礙物邊緣，機器人繼續(xù)向前行迸，直到走滿一位移量。4)機器人順時針針旋轉(zhuǎn)90度，向前行迸，碰到墻面后順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)180度， 再向前行進。5)當(dāng)行進到c3點(注c3點與a3點在y軸方向的距離為一位移量)吋，機器人左側(cè)再次檢測到障礙物的出現(xiàn)。6)機器人繼續(xù)向前行迸，到達d3點吋，左側(cè)的障礙物消失，且行走距離大于上ー 次碰撞距離，則機器人記錄下d3點的坐標(biāo)，并開始運行清掃M3區(qū)的程序。這時，如果機器人對整個房間是向右側(cè)清掃，則在處M3區(qū)時應(yīng)向左側(cè)清掃；反之，如果機器人對整個房間是向左側(cè)清掃，則在處M3區(qū)時應(yīng)向右側(cè)清掃。
7)機器人逆時針旋轉(zhuǎn)90度，向前行進到一位移量，按XY軸梳狀清掃礙的方法一直行進到e3點。由于e3點的χ坐標(biāo)與a3點的χ坐標(biāo)相同，則機器人判定已到達Μ3區(qū)的左側(cè)，再順時針旋轉(zhuǎn)90度，向前清掃，到與墻壁碰撞時，Μ3區(qū)清掃完成。8)機器人以直線的形式回到d3點，然后調(diào)整運行方向，又回歸到原來常規(guī)的行進路線上來，執(zhí)行下面的清掃程序。在整個清掃過程中，所產(chǎn)生的M3區(qū)可以是ー個，也可以多個，只要機器人逐個按上述方法清掃M3區(qū)，即可完成全部清掃。三)第三種處理模式機器人與房間左右兩側(cè)墻邊的障礙物相遇可能是如圖5的情形，其過程步驟具體如下1)機器人正常清掃到達a4點，檢測到障礙物Z的反饋信號，記下a4點坐標(biāo)；2)以常規(guī)方式向左側(cè)繼續(xù)清掃，邊清掃邊探測障礙物Z的另ー個邊；3)當(dāng)清掃到b4點吋，機器人則在不斷監(jiān)測墻面的情況，看是否存在大于機器人寬度的空隙，根據(jù)前述的邊界模塊算法計算，發(fā)現(xiàn)整個M4區(qū)域已清掃完成，則機器人應(yīng)判定所碰到的障礙物為靠墻障礙物；4)機器人從b4點回到a4點，再向c4點移動，當(dāng)?shù)竭_c4點吋，障礙物消失，則機器人逆時針旋轉(zhuǎn)90度，重新檢測到障礙物Z，向前行迸，并不間斷檢測左側(cè)障礙物Z的情況。 到達d4點吋，障礙物Z再次消失，說明已到達障礙物Z的另ー個側(cè)面。5)逆時針旋轉(zhuǎn)90度，向前行進到與a4點χ坐標(biāo)相同的e4點，然后向左側(cè)清掃，當(dāng)?shù)竭_f4點吋，機器人則在不斷監(jiān)測墻面的情況，看是否存在大于機器人寬度的空隙，根據(jù)前述的邊界模塊算法計算，發(fā)現(xiàn)整個N4區(qū)域已清掃完成，并如圖示整個左側(cè)區(qū)域的邊界已沒有大于機器人機身寬度的間隙，則機器人判定整個房間的左側(cè)已全部清掃完成。當(dāng)然位于墻邊的障礙物可能是ー個，也可能是多個，機器人只要按上述方法逐個處理每個障礙物，則至結(jié)束。另外，如圖6，對房間前后兩側(cè)墻邊的障礙物處理方法如下1)當(dāng)機器人行進到a5點遇到障礙物吋，機器人先采用XY軸梳狀清掃的處理方法進行處理，一直運行到沾點；2)到達沾點后，機器人應(yīng)檢測障礙物背面(設(shè)機器人在a5點碰撞的面為正面) 的未清掃區(qū)域，但到達沾點后，經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)機器人已到達墻壁，并且障礙物與墻壁間沒有大于機器人機身寬度的間隙，則機器人應(yīng)判定障礙物為靠墻障礙物，障礙物背面的區(qū)域不存在，則機器人按常規(guī)方式繼續(xù)向左側(cè)清掃。四)第四種處理模式如圖7，機器人在a6點與位于墻角的障礙物Z相遇，邊向左側(cè)清掃，邊檢測障礙物 Z 一側(cè)面的出現(xiàn)，但當(dāng)行進到M點吋，出現(xiàn)了新的障礙物(或墻面)，并且原障礙物與新障礙物之間沒有大于機器人機身寬度的間隙，則機器人判定原障礙物為墻角障礙物，機器人再按常規(guī)清掃模式繼續(xù)清掃剩余的區(qū)域。五)第五種處理模式本模式主要用于對小障礙物的處理，通常小障礙物要小于機器人，實際運用吋，小障礙物包括凳腳、桌腳等，其處理方法與一般障礙物大同小異。
a)單個小障礙物情形實際情況下機器人與小障礙物Z碰撞的情形各不相同，后面的處理方法與當(dāng)時機器人是在向左側(cè)清掃還是在向右側(cè)清掃，有密切的關(guān)系，但其基本原理是相同的。以圖8為例a. 1)當(dāng)機器人行走到圖示a7點吋，檢測到前方有物體的反饋信號，將本次行走的距離與上一次檢測前所行走的距離相比明顯變短，則機器人應(yīng)判定前方物體為障礙物Z，并記錄下a7點的坐標(biāo)。a. 2)機器人順時針旋轉(zhuǎn)90度，再向前行迸，在行進過程中，障礙物Z可能會消失， 繼續(xù)向前行進到一位移量，再順時針旋轉(zhuǎn)90度，然后向前清掃。a. 3)當(dāng)機器人前進與墻壁發(fā)生碰撞后，機器人順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)180度，然后向前清掃，并時刻注意左側(cè)障礙物的出現(xiàn)，當(dāng)?shù)竭_b7點(b7點與a7點在y軸方向的距離為一位移量)吋，檢測到障礙物，繼續(xù)向行迸，直到機器人到達c7點，障礙物消失。記錄下c7 點的坐標(biāo)。a. 4)這時機器人逆時針旋轉(zhuǎn)90度；向前移動一位移量，到達d7點(實際上d7點與a7點的χ軸坐標(biāo)是相同的)；順時針旋轉(zhuǎn)90度；向前行迸，到碰到墻壁；順時針旋轉(zhuǎn)90 度；向前移動一位移量；順時針旋轉(zhuǎn)90度，再向前清掃，直到回到c7點。這時被障礙物阻擋而產(chǎn)生的M7區(qū)處理完成。a. 5)回到c7點后，機器人順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)180度后，機器人又回歸到原來常規(guī)的行進路線上來，執(zhí)行下面的清掃程序。b)兩個小障礙物情形兩個小障礙物的處理方法與ー個小障礙物的處理方法非常相似，可分為ニ種情形加以分析。b. 1)兩個小障礙物之間的距離大于機器人整機最大尺寸。這時兩個小障礙物相當(dāng)于是單個小障礙物的二次重復(fù)，因此其處理方法也可以采用單個小障礙物情形來處理，先后使用二次，分別處理由于兩個小障礙物所產(chǎn)生的M8和N8 區(qū)域，如圖9所示，然后機器人回歸到原來常規(guī)的行進路線上來，直到整個房間清掃完成。b. 2)兩個小障礙物之間的距離小于機器人整機最大尺寸。當(dāng)機器人檢測到兩個小障礙物間的距離小于機器人整機最大尺寸吋，機器人把兩個兩個小障礙物合并算成ー個較扁長的障礙物來處理，處理方法與單個小障礙物凳腳的處理方法類似。c)四個小障礙物情形四個小障礙物的情況也要視小障礙物間的距離來采取不同的處理方法c. 1)橫向及縱向距離都大于機器人的整機最大尺寸吋，機器人采用四個小障礙物逐一處理的方法，如圖10，實際上也就是用處理單個小障礙物的方法逐個處理四個小障礙物。c. 2)橫向距離大于機器人的整機最大尺寸而縱向距離小于機器人的整機最大尺寸的情況，如圖11，或橫向距離小于機器人的整機最大尺寸而縱向距離大于機器人的整機最大尺寸的情況，這兩種情況機器人都采用相同的處理方法將不能通過機器人的靠近的兩個小障礙物Zl合并成ー個障礙物Z，使四個小障礙物Zl變成兩個障礙物Z，然后按第一或第二種處理模式處理。c. 3)當(dāng)四個小障礙物的橫向和縱向距離都小于機器人的整機最大尺寸時，機器人將四個小障礙物合并，使四個小障礙物變成一個一般的障礙物，然后按第一或第二種處理模式處理。由此房間即使有更多的小障礙物，只要小障礙物之間的距離足夠大能讓機器人穿過時，機器人將逐一處理每個小障礙物。而如小障礙物之間的距離不夠大不能讓機器人穿過時，機器人則把它們合并為一個障礙物來處理。六)第六種處理模式本處理模式是針對移動障礙物進行處理，其中移動障礙物是指在房間內(nèi)不固定的物體，如行走的人、寵物、活動的玩具等。機器人與移動障礙物碰撞后的處理方法與單個小障礙物情形的處理方法類似，下面以圖12為例加以說明。1)當(dāng)機器人行走到圖示al2點時，檢測到前方有物體的反饋信號，將本次行走的距離與上一次檢測前所行走的距離相比明顯變短，則機器人應(yīng)判定前方物體為障礙物Z，并記錄下all點的坐標(biāo)。2)機器人順時針旋轉(zhuǎn)90度，再向前行進，在行進過程中，障礙物可能會消失，繼續(xù)向前行進到一位移量，再順時針旋轉(zhuǎn)90度，然后向前清掃。3)當(dāng)機器人前進與墻壁發(fā)生碰撞后，機器人順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)180度，然后向前清掃，并時刻注意左側(cè)障礙物的出現(xiàn)，當(dāng)?shù)竭_bll點(bll點與all點在y軸方向的距離為一位移量)時，由于移動障礙物已離開原位置，機器人檢測不到障礙物，則機器人記錄下 bll點坐標(biāo)。4)這時機器人逆時針旋轉(zhuǎn)90度；向前移動一位移量，到達cll點(實際上cll點與all點的χ軸坐標(biāo)是相同的)；順時針旋轉(zhuǎn)90度；向前行進，到碰到墻壁后，再順時針旋轉(zhuǎn)90度；向前移動一位移量；順時針旋轉(zhuǎn)90度；向前清掃，直到回到bll點。這時被障礙物阻擋而產(chǎn)生的Mll區(qū)域處理完成。5)回到bll點后，機器人順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)180度后，機器人又回歸到原來常規(guī)的行進路線上來，執(zhí)行下面的清掃程序。七)第七種處理模式本模式是對于二個房間和多個房間進行處理，機器人在清掃房間的過程中，會碰到二個或多個房間，以二個房間為例，其與房門的接觸過程大致分為二種1)機器人的清掃方向與門的寬度方向大致垂直，如圖13所示；2)機器人的清掃方向與門的寬度方向大致平行，如圖14所示。機器人處理二個房間的方法其實與墻邊上的障礙物的處理方法是相同的，即將門兩側(cè)的墻看成是靠墻的障礙物，而把兩個房間合并看成是一個房間即可。機器人行走路線如圖13和圖14所示，圖中所標(biāo)示的al2、bl2、cl2......等各個
點位是機器人計算路徑的幾個關(guān)鍵點位，機器人要加以記憶并標(biāo)注，具體的行走描述可參照前述的處理模式。同時，本發(fā)明中的位移量為小于或等于滾刷的寬度。當(dāng)然上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明主要技術(shù)方案的精神實質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種機器人的障礙物處理方法，其特征在于所述機器人在清掃區(qū)域內(nèi)，進行第一次X軸或Y軸掃描清掃，并記錄障礙物后方未清掃區(qū)域，在完成第一次X軸或Y軸掃描清掃后返回障礙物后方未清掃區(qū)域，再進行第二次X軸或Y軸掃描清掃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的障礙物處理方法，其特征在于所述機器人采用X軸或Y軸梳狀清掃模式，遇到障礙物吋，則記錄與障礙物相關(guān)的多個邊界XY軸坐標(biāo)，當(dāng)機器人沿著X 軸或Y軸梳狀清掃完畢吋，所述機器人返回到所記錄的ー邊界XY軸坐標(biāo)上并繼續(xù)采用X軸或Y軸梳狀清掃模式清掃障礙物背后區(qū)域，該坐標(biāo)定義為返回坐標(biāo)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的障礙物處理方法，其特征在于所述機器人至少包括位于兩側(cè)且用于探測障礙物的側(cè)面?zhèn)鞲衅?、和位于前方且用于探測障礙物的前方傳感器，當(dāng)機器人沿X軸或Y軸單次行程中側(cè)面?zhèn)鞲衅鞯男盘栔抵辽儆袃纱巫兓瘯r，該坐標(biāo)即為返回坐標(biāo)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的障礙物處理方法，其特征在于其包括如下步驟51當(dāng)機器人以沿Y軸或X軸方式行走，當(dāng)檢測到前方有物體的反饋信號時，將本次行走的距離與上一次檢測前所行走的距離相比變短，則機器人應(yīng)判定前方物體為障礙物，并記錄下第一點的XY軸坐標(biāo)，然后機器人在行走到第二點之前，繼續(xù)按X軸或Y軸梳狀清掃模式清掃；52當(dāng)機器人行走到第二點吋，其側(cè)面?zhèn)鞲衅鞯男盘栔抵辽儆袃纱巫兓瘏迹瑫r所行走的距離大于上一次碰撞所行走的距離，則記錄下第二點的XY軸坐標(biāo)；S3:機器人繼續(xù)按X軸或Y軸梳狀清掃模式向第二點的遠(yuǎn)離障礙物ー側(cè)區(qū)域清掃，直到把房間其余部分清掃完成到達第三點，此時機器人根據(jù)前面記錄的第二點的XY軸坐標(biāo)，以直線方式向第二點行迸；S4 機器人從第二點出發(fā)繼續(xù)按X軸或Y軸梳狀清掃模式向第二點的靠近障礙物ー側(cè)區(qū)域清掃，當(dāng)機器人行走經(jīng)過第一點的X或Y軸坐標(biāo)吋，清掃工作完成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的障礙物處理方法，其特征在于所述機器人在清掃至少ニ個房間的過程中，將房間門兩側(cè)的墻定義為障礙物，且把多個房間定義為ー個房間。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的障礙物處理方法，其特征在于所述X軸或Y軸梳狀清掃模式為機器人以第一方向前迸，遇到障礙物，順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)90度，并偏移一位移量， 再旋轉(zhuǎn)90度，并以第二方向前迸，其中第一方向和第二方向互為相反。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的障礙物處理方法，其特征在于所述步驟S3中，機器人從第三點到第二點的行進路線為直線或XY軸線組合。
8.一種機器人的障礙物處理方法，其特征在于所述機器人在清掃區(qū)域內(nèi)，進行第一次X軸或Y軸掃描清掃，并記錄障礙物后方未清掃區(qū)域，再對障礙物后方未清掃區(qū)域進行第二次X軸或Y軸掃描清掃，再繼續(xù)第一次X軸或Y軸掃描清掃。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的障礙物處理方法，其特征在于所述機器人采用X軸或Y軸梳狀清掃模式，遇到障礙物時，則記錄與障礙物相關(guān)的多個邊界XY軸坐標(biāo)，其中所述機器人返回到所記錄的ー邊界XY軸坐標(biāo)上，先清掃障礙物背后區(qū)域，該坐標(biāo)定義為返回坐標(biāo)， 機器人再沿著X軸或Y軸梳狀清掃模式清掃剩余區(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的障礙物處理方法，其特征在于其包括如下步驟Sl 當(dāng)機器人以沿Y軸或X軸方式行走，當(dāng)檢測到前方有物體的反饋信號時，將本次行走的距離與上一次檢測所行走的距離相比變短，則機器人應(yīng)判定前方物體為障礙物，并記錄下第一點的XY軸坐標(biāo)，然后機器人在檢測到障礙物消失之前，繼續(xù)按X軸或Y軸梳狀清掃模式清掃；·52當(dāng)機器人行走到第二點吋，其側(cè)面?zhèn)鞲衅鞯男盘栔抵辽儆袃纱巫兓瘏?，同時所行走的距離大于上一次碰撞所行走的距離，則記錄下第二點的XY軸坐標(biāo)； ·53機器人繼續(xù)按XY軸梳狀清掃方法向第二點的靠近障礙物ー側(cè)區(qū)域清掃，直到當(dāng)機器人行走經(jīng)過第一點的X或Y軸坐標(biāo)并到達第三點吋，此時機器人根據(jù)前面記錄的第二點的XY軸坐標(biāo)，向第二點行迸；·54機器人從第二點出發(fā)繼續(xù)按X軸或Y軸梳狀清掃方法向第二點的遠(yuǎn)離障礙物ー側(cè)區(qū)域清掃，直至清掃工作完成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種機器人的障礙物處理方法，機器人在清掃區(qū)域內(nèi)，進行第一次X軸或Y軸掃描清掃，并記錄障礙物后方未清掃區(qū)域，在完成第一次X軸或Y軸掃描清掃后返回障礙物后方未清掃區(qū)域，再進行第二次X軸或Y軸掃描清掃。通過遇到障礙物時和檢測障礙物消失時均記錄XY軸坐標(biāo)，來調(diào)整行走路線。本發(fā)明在識別障礙物時行走路線少，判斷障礙物準(zhǔn)確，便于吸塵器自動清掃效果。
文檔編號G05D1/02GK102541056SQ20101059033
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月16日
發(fā)明者倪祖根 申請人:萊克電氣股份有限公司