一種基于超聲雷達(dá)探測(cè)的清潔機(jī)器人及其行走控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于超聲雷達(dá)探測(cè)的清潔機(jī)器人及其行走控制方法。其中清潔機(jī)器人包含機(jī)械本體、控制器以及超聲雷達(dá)系統(tǒng)，超聲雷達(dá)系統(tǒng)和控制器分別安裝在機(jī)械本體的上方。超聲雷達(dá)系統(tǒng)包含可移動(dòng)超聲雷達(dá)、固定超聲雷達(dá)以及舵機(jī)，可移動(dòng)超聲雷達(dá)安裝在舵機(jī)上側(cè)，且由舵機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)并探測(cè)360°環(huán)境信息和障礙物信息，固定超聲雷達(dá)安裝在舵機(jī)下側(cè)以探測(cè)機(jī)器人與基準(zhǔn)的距離。本發(fā)明還包含一種用于清潔機(jī)器人的行走控制方法，包括對(duì)利用上述可移動(dòng)超聲雷達(dá)獲得的360°環(huán)境信息進(jìn)行處理找出直線行走的基準(zhǔn)，清潔機(jī)器人沿著基準(zhǔn)以往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)并自動(dòng)繞障的方式遍歷清潔區(qū)域。本發(fā)明提高了清潔機(jī)器人的工作效率，且控制算法簡(jiǎn)單。
【專利說(shuō)明】一種基于超聲雷達(dá)探測(cè)的清潔機(jī)器人及其行走控制方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人和行走控制方法，特別涉及一種基于超聲雷達(dá)探測(cè)的清潔機(jī)器人及其行走控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]室內(nèi)清潔機(jī)器人是一種省時(shí)省力的新型清潔機(jī)，可在無(wú)人干預(yù)的情況下全自動(dòng)運(yùn)行，可按照設(shè)定的清潔時(shí)間表自主地工作。
[0003]現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外的清潔機(jī)器人大多采用隨機(jī)遍歷的方式清掃，不僅效率低下，而且會(huì)有很多死角無(wú)法清掃。這時(shí)，清潔機(jī)器人就需要利用傳感器感知周圍的環(huán)境，根據(jù)周圍的環(huán)境因地制宜地讓清潔機(jī)器人進(jìn)行清掃。為了達(dá)到高效清掃的目的，韓國(guó)三星公司研制了一種基于網(wǎng)格地圖的同步定位與自主導(dǎo)航控制的清潔機(jī)器人(專利號(hào)200710086152.8)。該專利利用傳感器測(cè)得的環(huán)境信息融合進(jìn)網(wǎng)格地圖，進(jìn)行地圖的實(shí)時(shí)更新，利用網(wǎng)格地圖導(dǎo)航清潔機(jī)器人的行走。但是，這種方法需要的算法過于復(fù)雜，對(duì)清潔機(jī)器人的處理器要求很高，增加了清潔機(jī)器人的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述【背景技術(shù)】存在的問題，本發(fā)明旨在提供一種基于超聲雷達(dá)探測(cè)的清潔機(jī)器人及其行走控制方法。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述的技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0006]一種基于超聲雷達(dá)探測(cè)的清潔機(jī)器人，該機(jī)器人包含機(jī)械本體、控制器以及超聲雷達(dá)系統(tǒng)，所述的超聲雷達(dá)系統(tǒng)和控制器分別安裝在機(jī)械本體的上方。超聲雷達(dá)系統(tǒng)包含可移動(dòng)超聲雷達(dá)、固定超聲雷達(dá)以及舵機(jī)，所述的可移動(dòng)超聲雷達(dá)安裝在舵機(jī)上側(cè)，控制器控制舵機(jī)帶動(dòng)可移動(dòng)超聲雷達(dá)旋轉(zhuǎn)并探測(cè)360°環(huán)境信息和障礙物信息，所述的固定超聲雷達(dá)安裝在舵機(jī)下側(cè)以探測(cè)機(jī)器人與基準(zhǔn)間的距離信息。所述的控制器接收可移動(dòng)超聲雷達(dá)和固定超聲雷達(dá)探測(cè)的信息，控制機(jī)器人的行進(jìn)路線和位姿。其中，所述的可移動(dòng)超聲雷達(dá)包含四個(gè)正交分布的超聲測(cè)距傳感器，所述的固定超聲雷達(dá)四個(gè)分成兩組對(duì)稱安裝在機(jī)器人左右兩側(cè)的超聲波測(cè)距傳感器。
[0007]其中，上述的機(jī)械本體包含機(jī)器人主體、至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪和至少一個(gè)萬(wàn)向輪，所述的驅(qū)動(dòng)輪和萬(wàn)向輪分別安裝在機(jī)器人主體的下側(cè)，所述的驅(qū)動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)受控制器控制，萬(wàn)向輪處于自由狀態(tài)，輔助機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。
[0008]本發(fā)明還包括一種用于上述清潔機(jī)器人的行走控制方法，包括:對(duì)利用上述可移動(dòng)超聲雷達(dá)獲得的360°的環(huán)境信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和直線擬合找出直線行走的基準(zhǔn)，清潔機(jī)器人沿著基準(zhǔn)以往復(fù)直線并自動(dòng)繞障的的方式遍歷清潔區(qū)域。其中，數(shù)據(jù)處理包含通過數(shù)字濾波方法識(shí)別和剔除數(shù)據(jù)中明顯錯(cuò)誤的點(diǎn)、按方向?qū)傩赃M(jìn)行數(shù)據(jù)分組、以及采用最小二乘法進(jìn)行直線擬合。
[0009]一種用于上述清潔機(jī)器人的行走控制方法，還包括:潔機(jī)器人沿著基準(zhǔn)平行方向前進(jìn)時(shí)，利用上述固定超聲雷達(dá)來(lái)調(diào)整位姿，當(dāng)機(jī)器人左側(cè)距離基準(zhǔn)較近時(shí)，用機(jī)器人左側(cè)的超聲測(cè)距傳感器測(cè)量機(jī)器人與基準(zhǔn)的距離，設(shè)前面的超聲測(cè)距傳感器測(cè)得的距離為φ，后面的超聲測(cè)距傳感器測(cè)得的距離為Clj，若CliMj且差值大于閾值ε d，說(shuō)明機(jī)器人右偏，應(yīng)調(diào)整機(jī)器人向左轉(zhuǎn)；若CljMi且差值大于閾值ε d，說(shuō)明機(jī)器人左偏，應(yīng)調(diào)整機(jī)器人向右轉(zhuǎn)；反之，當(dāng)機(jī)器人右側(cè)距離基準(zhǔn)較近時(shí)，用機(jī)器人右側(cè)的超聲測(cè)距傳感器測(cè)量機(jī)器人與基準(zhǔn)的距離，判斷方法與上述一致。
[0010]一種用于上述清潔機(jī)器人的行走控制方法，還包括:所述的清潔機(jī)器人沿著基準(zhǔn)前進(jìn)時(shí)，利用可移動(dòng)超聲雷達(dá)判斷障礙物的大小，并將障礙物的尺寸與一設(shè)定值比較，若大于設(shè)定值，則將該障礙物視為墻壁，從而把不能繞行的墻壁與能夠繞行的小型障礙物區(qū)分開來(lái)；當(dāng)機(jī)器人接近墻壁時(shí)進(jìn)給一個(gè)清潔可達(dá)寬度再反方向沿基準(zhǔn)行進(jìn)；當(dāng)發(fā)現(xiàn)小型障礙物的終止邊角之后自動(dòng)繞障，隨著繞障的進(jìn)行，機(jī)器人位姿不斷變化，當(dāng)機(jī)器人的位姿與繞障開始時(shí)刻的位姿正好相反時(shí)，結(jié)束繞障，機(jī)器人回到原來(lái)主行進(jìn)方向繼續(xù)前行。
[0011]一種用于上述清潔機(jī)器人的行走控制方法，還包括:所述的清潔機(jī)器人每走完一條直線就將這條直線信息的起始點(diǎn)和此直線上障礙物的起始點(diǎn)記錄下來(lái)，建成電子地圖。其中，所述的電子地圖的表示方法為設(shè)置一個(gè)動(dòng)態(tài)數(shù)組Map[m] [η]記錄這個(gè)機(jī)器人探測(cè)過的環(huán)境數(shù)據(jù)，m表示機(jī)器人走過的行程編號(hào)，η表示每個(gè)行程中被障礙物打斷的直線號(hào)。
[0012]本發(fā)明具有以下的有益效果:
[0013]( I)本發(fā)明增加在傳統(tǒng)清潔機(jī)器人的基礎(chǔ)上增加了自行構(gòu)造的超聲雷達(dá)，可以實(shí)時(shí)地進(jìn)行環(huán)境探測(cè)并通過探測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析運(yùn)算出行進(jìn)路徑，從而區(qū)別于傳統(tǒng)清潔機(jī)器人的隨機(jī)行走；
[0014](2)由于本發(fā)明合理的路徑規(guī)劃，清潔機(jī)器人清掃效率得到了提高，達(dá)到了節(jié)省能源的目的；
[0015](3)本發(fā)明使用的算法簡(jiǎn)單，需要的處理器性能要求不高，同時(shí)采用了廉價(jià)的超聲測(cè)距傳感器，大大降低了整個(gè)清潔機(jī)器人的成本。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖2是本發(fā)明中傳感器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖3是本發(fā)明中可移動(dòng)超聲雷達(dá)和舵機(jī)的相互位置關(guān)系圖；
[0019]圖4是本發(fā)明利用可移動(dòng)超聲雷達(dá)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)環(huán)境示意圖；
[0020]圖5是本發(fā)明中清潔機(jī)器人直線行走方式圖；
[0021]圖6是本發(fā)明中清潔機(jī)器人障礙物探測(cè)和繞障演示圖；
[0022]圖7是本發(fā)明的一種清掃環(huán)境表不方法；
[0023]圖8是本發(fā)明中清潔機(jī)器人清掃流程圖。
[0024]標(biāo)號(hào)說(shuō)明:1、可移動(dòng)超聲雷達(dá)；2、固定超聲雷達(dá)；3、控制器；4、機(jī)器人主體；5、驅(qū)動(dòng)輪；6、萬(wàn)向輪；7、舵機(jī)；1-1、1-2、1-3和1-4是可移動(dòng)超聲雷達(dá)I的超聲測(cè)距傳感器；2_1、2-2,2-3和2-4是固定超聲雷達(dá)2的超聲測(cè)距傳感器。
【具體實(shí)施方式】[0025]以下將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0026]如圖1所示，清潔機(jī)器人的傳感器系統(tǒng)包含可移動(dòng)超聲雷達(dá)1、固定超聲雷達(dá)2及舵機(jī)7。3為控制器，4為機(jī)器人主體，5為驅(qū)動(dòng)輪，6為萬(wàn)向輪。
[0027]如圖2和圖3所示，可移動(dòng)超聲雷達(dá)I由1-1，1-2，1-3, 1-4四個(gè)正交分布的超聲測(cè)距傳感器構(gòu)成，可移動(dòng)超聲雷達(dá)I依靠其下面的舵機(jī)7驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。舵機(jī)7每旋轉(zhuǎn)一個(gè)小角度后暫停，這時(shí)四個(gè)超聲測(cè)距傳感器分別進(jìn)行一次超聲探測(cè)。這樣，只要舵機(jī)7旋轉(zhuǎn)90°就可以高效率地檢測(cè)出清潔機(jī)器人周圍360°環(huán)境的邊界信息。
[0028]例如，利用上述方法探測(cè)如圖4a所示的一個(gè)房間ABCD，該房間左上角有一個(gè)塊狀障礙物。可移動(dòng)超聲雷達(dá)I放置在O點(diǎn)位置，四個(gè)正交分布的超聲測(cè)距傳感器1-1、1-2、1-3與1-4
[0029]將待檢測(cè)的房間分成1、I1、II1、IV四個(gè)區(qū)域。舵機(jī)原位不動(dòng)時(shí)，四個(gè)超聲測(cè)距傳感器各自進(jìn)行一次超聲檢測(cè)，獲得四個(gè)點(diǎn)的距離數(shù)據(jù)。然后舵機(jī)7旋轉(zhuǎn)3°后暫停，四個(gè)超聲測(cè)距傳感器再各自進(jìn)行一次超聲檢測(cè)，再獲得四個(gè)點(diǎn)的距離數(shù)據(jù)。然后舵機(jī)7再旋轉(zhuǎn)3°后暫停，超聲測(cè)距傳感器再做超聲檢測(cè)。如此不斷重復(fù)，直到舵機(jī)7旋轉(zhuǎn)90°為止。此時(shí)，四個(gè)超聲測(cè)距傳感器合作完成了 1、I1、II1、IV四個(gè)區(qū)域的障礙物距離掃描。將所有點(diǎn)的距離數(shù)據(jù)按照的1、I1、II1、IV區(qū)域的位置關(guān)系拼接在一起，就形成了被測(cè)環(huán)境360°的數(shù)據(jù)點(diǎn)集，如圖4b所示。
[0030]由于超聲波反射、機(jī)械振動(dòng)、測(cè)量隨機(jī)誤差等原因，由前述方法獲得的數(shù)據(jù)中通常含有噪聲甚至錯(cuò)誤；此外，數(shù)據(jù)點(diǎn)過多將嚴(yán)重影響計(jì)算機(jī)處理速度，因此檢測(cè)得到的原始數(shù)據(jù)必須經(jīng)過一些必要的處理才能使用。為此，首先通過數(shù)字濾波方法識(shí)別和剔除數(shù)據(jù)中明顯錯(cuò)誤的點(diǎn)，處理后的數(shù)據(jù)如圖4c所示。然后將余下的這些點(diǎn)按方向?qū)傩苑殖扇舾山M，每組分別使用最小二乘法擬合成一條直線，得到如圖4d所示墻面直線EF、GH、KJ、ML以及障礙物輪廓直線QP和NP。由于原始數(shù)據(jù)中除墻角A外，其余都是有數(shù)據(jù)的，故將直線EF、GH、KJ、ML分別延長(zhǎng)，獲得三個(gè)交點(diǎn)B、C、D，從而形成較完整的房間墻壁邊界。通過比較，容易判斷出直線BC是最長(zhǎng)的，因此將墻壁BC作為路徑規(guī)劃的基準(zhǔn)。
[0031]接下來(lái)，清潔機(jī)器人沿著與基準(zhǔn)平行的方向以直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式遍歷清潔區(qū)域，如圖5所示。為了保證清潔機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)方向與基準(zhǔn)直線平行，需要利用固定超聲雷達(dá)
2。固定超聲雷達(dá)2由固定安裝在機(jī)器人左側(cè)的2個(gè)超聲測(cè)距傳感器2-1和2-2以及右側(cè)的2個(gè)超聲測(cè)距傳感器2-3和2-4組成，它們分別用來(lái)探測(cè)機(jī)器人左、右側(cè)與基準(zhǔn)之間的距離，并以此調(diào)整機(jī)器人的位姿。為提高可靠性和精度，當(dāng)機(jī)器人行進(jìn)時(shí)，如果機(jī)器人左側(cè)距離基準(zhǔn)較近，則采用超聲測(cè)距傳感器2-1和2-2進(jìn)行距離檢測(cè)和位姿監(jiān)控；反之，如果機(jī)器人右側(cè)距離基準(zhǔn)較近，則采用超聲測(cè)距傳感器2-3和2-4。
[0032]如圖5a所示，假設(shè)機(jī)器人左側(cè)的超聲測(cè)距傳感器2-1、2-2測(cè)得清潔機(jī)器人離基準(zhǔn)的距離分別為屯和七。如果(Pdj，說(shuō)明機(jī)器人右偏，應(yīng)調(diào)整機(jī)器人向左轉(zhuǎn)；如果Vdj，說(shuō)明機(jī)器人左偏，應(yīng)調(diào)整機(jī)器人向右轉(zhuǎn)；如果Cli=Clj，說(shuō)明機(jī)器人與基準(zhǔn)平行，無(wú)需調(diào)整。但是，Cli和Clj精確相等的情況實(shí)際上是很少出現(xiàn)的，因此采用上述方法的結(jié)果通常會(huì)使得機(jī)器人行進(jìn)過程中不斷地左搖右擺。為避免這種情況，本發(fā)明在位姿控制時(shí)采用了閾值控制方法:設(shè)定一個(gè)閾值ε d，只有當(dāng)屯和4的差值大于這個(gè)閾值的時(shí)候，才根據(jù)偏差情況進(jìn)行機(jī)器人的左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)調(diào)整，否則不調(diào)整機(jī)器人的行進(jìn)方向。這樣有效地抑制了機(jī)器人直線移動(dòng)時(shí)不停地左右搖擺情況的發(fā)生，提高了其運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性。
[0033]機(jī)器人按照如圖5b所示的往復(fù)直線路徑規(guī)劃形式進(jìn)行清掃。當(dāng)機(jī)器人沿基準(zhǔn)方向前進(jìn)時(shí)，通過可移動(dòng)超聲雷達(dá)I探測(cè)前方障礙物的距離。當(dāng)探測(cè)到障礙物的距離小于設(shè)定值時(shí)，停止前進(jìn)，先轉(zhuǎn)到障礙物輪廓方向，沿著障礙物輪廓向前進(jìn)給一個(gè)清掃可達(dá)寬度，然后轉(zhuǎn)到與原來(lái)前進(jìn)方向相反的方向，再接著向前移動(dòng)，如圖5b所示。通過這樣的往復(fù)直線清掃，機(jī)器人可以高效完成清潔任務(wù)。
[0034]機(jī)器人在行進(jìn)過程中通過可移動(dòng)超聲雷達(dá)I判斷障礙物的大小，并將障礙物的尺寸與一設(shè)定值比較，若大于設(shè)定值，則將該障礙物視為墻壁，從而把不能繞行的墻壁與能夠繞行的小型障礙物區(qū)分開來(lái)。判斷障礙物大小的具體方法如圖6a所示，機(jī)器人在行進(jìn)過程中通過可移動(dòng)超聲雷達(dá)I先后記錄障礙物的起始邊角線S1和終止邊角線S2，這兩條邊角線之間的距離即為障礙物的大小。其中判斷障礙物邊角的方法如圖6b所示:超聲測(cè)距傳感器檢測(cè)到的數(shù)據(jù)在邊角位置會(huì)發(fā)生明顯的躍遷。
[0035]當(dāng)發(fā)現(xiàn)小型障礙物的終止邊角之后，機(jī)器人自動(dòng)執(zhí)行繞障程序。機(jī)器人繞障行走的方法與緊貼基準(zhǔn)墻行走的方法相同；隨著繞障的進(jìn)行，機(jī)器人位姿不斷變化，當(dāng)機(jī)器人的位姿與繞障開始時(shí)刻的位姿正好相反時(shí)，結(jié)束繞障程序，機(jī)器人回到原來(lái)主行進(jìn)方向繼續(xù)前行，如圖6c所示。
[0036]清潔機(jī)器人在清掃過程中記錄環(huán)境信息的方法如圖7所示。其中圖7a所示為一個(gè)含有三個(gè)障礙物的實(shí)驗(yàn)室。先用類似于柵格地圖的方法把這個(gè)房間分成圖7b所示的矩形條狀，其條寬為機(jī)器人一次清掃可達(dá)的寬度。寬度取的越小，環(huán)境表示精度相應(yīng)的就越高。在程序中設(shè)置一個(gè)動(dòng)態(tài)數(shù)組Map[m] [η]記錄下這個(gè)機(jī)器人探測(cè)過的環(huán)境數(shù)據(jù)。其中m=l，2，3...，代表機(jī)器人走過的行程編號(hào)，n=l，2，3…，代表每個(gè)行程中被障礙物打斷的直線號(hào)。如圖7c按照其行走方式走完一條直線后，發(fā)現(xiàn)沒有遇到障礙物，此時(shí)，在Map[l] [I]中記錄下直線兩端的坐標(biāo)。圖7d，7e所示時(shí)刻表示，當(dāng)遇到障礙物時(shí)，線被切割成幾段。此時(shí)分別在 Map [3] [I], Map [3] [2]和 Map [4] [I], Map [4] [2], Map [4] [3]中記錄下始末的坐標(biāo)。以此類推，機(jī)器人掃完這個(gè)空間，相應(yīng)的環(huán)境信息就記錄下來(lái)了。結(jié)果如圖7f所示，如果下次在同一環(huán)境中清掃，就可以利用這個(gè)信息減少環(huán)境識(shí)別工作量，提高清掃效率。
[0037]圖8所示為控制機(jī)器人清掃的流程圖。步驟620首先探測(cè)出行走的直線基準(zhǔn)，步驟630機(jī)器人沿基準(zhǔn)直線前進(jìn)，步驟640探測(cè)前方是否有障礙物，如果有轉(zhuǎn)到650，如果沒有轉(zhuǎn)回630。步驟650探測(cè)障礙物后還有沒有要清掃的空間，如果有轉(zhuǎn)到630，如果沒有轉(zhuǎn)到660，記錄這條直線的清掃軌跡，進(jìn)給一個(gè)清掃可達(dá)寬度后繼續(xù)直線清掃，并記錄下環(huán)境信息。步驟670判斷是否清掃完，如果清掃完了轉(zhuǎn)到680，清掃完畢。
[0038]以上實(shí)施例僅為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于超聲雷達(dá)探測(cè)的清潔機(jī)器人，其特征在于:該機(jī)器人包含機(jī)械本體、控制器以及超聲雷達(dá)系統(tǒng)，所述的超聲雷達(dá)系統(tǒng)和控制器分別安裝在機(jī)械本體的上方；所述的超聲雷達(dá)系統(tǒng)包含可移動(dòng)超聲雷達(dá)、固定超聲雷達(dá)以及舵機(jī)，所述的可移動(dòng)超聲雷達(dá)安裝在舵機(jī)上側(cè)，由控制器控制舵機(jī)帶動(dòng)可移動(dòng)超聲雷達(dá)旋轉(zhuǎn)并探測(cè)360°環(huán)境信息和障礙物信息，所述的固定超聲雷達(dá)安裝在舵機(jī)下側(cè)以探測(cè)機(jī)器人與基準(zhǔn)的距離信息；所述的控制器接收可移動(dòng)超聲雷達(dá)和固定超聲雷達(dá)探測(cè)的信息，控制機(jī)器人的行進(jìn)路線和位姿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超聲雷達(dá)探測(cè)的清潔機(jī)器人，其特征在于:所述的可移動(dòng)超聲雷達(dá)包含四個(gè)正交分布的超聲測(cè)距傳感器，所述的固定超聲雷達(dá)包含四個(gè)分成兩組對(duì)稱安裝在機(jī)器人左右兩側(cè)的超聲測(cè)距傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超聲雷達(dá)探測(cè)的清潔機(jī)器人，其特征在于:所述的機(jī)械本體包含機(jī)器人主體、至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪和至少一個(gè)萬(wàn)向輪，所述的驅(qū)動(dòng)輪和萬(wàn)向輪分別安裝在機(jī)器人主體的下側(cè)，所述驅(qū)動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)受控制器控制，所述的萬(wàn)向輪處于自由狀態(tài)，輔助機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。
4.一種用于權(quán)利要求1所述基于超聲雷達(dá)探測(cè)的清潔機(jī)器人的行走控制方法，其特征在于，包括:對(duì)利用上述可移動(dòng)超聲雷達(dá)獲得的360°環(huán)境信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和直線擬合，從而找出直線行走的基準(zhǔn)，控制清潔機(jī)器人沿著基準(zhǔn)以往復(fù)直線并自動(dòng)繞障的的方式遍歷清潔區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種行走控制方法，其特征在于，還包括:所述的清潔機(jī)器人沿著基準(zhǔn)平行方向前進(jìn)時(shí)，利用上述固定超聲雷達(dá)來(lái)調(diào)整位姿，當(dāng)機(jī)器人左側(cè)距離基準(zhǔn)較近時(shí)，用機(jī)器人左側(cè)的超聲測(cè)距傳感器測(cè)量機(jī)器人與基準(zhǔn)的距離，設(shè)前面的超聲測(cè)距傳感器測(cè)得的距離為4，后面的超聲測(cè)距傳感器測(cè)得的距離為Clj，若CliMj且差值大于閾值ε d，說(shuō)明機(jī)器人右偏，應(yīng)調(diào)整機(jī)器人向左轉(zhuǎn)；若CljMi且差值大于閾值ε d，說(shuō)明機(jī)器人左偏，應(yīng)調(diào)整機(jī)器人向右轉(zhuǎn)；反之，當(dāng)機(jī)器人右側(cè)距離基準(zhǔn)較近時(shí)，用機(jī)器人右側(cè)的超聲測(cè)距傳感器測(cè)量機(jī)器人與基準(zhǔn)的距離，判斷方法與上述一致。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種行走控制方法，其特征在于，還包括:所述的清潔機(jī)器人沿著基準(zhǔn)前進(jìn)時(shí)，利用可移動(dòng)超聲雷達(dá)判斷障礙物的大小，并將障礙物的尺寸與一設(shè)定值比較，若大于設(shè)定值，則將該障礙物視為墻壁，從而把不能繞行的墻壁與能夠繞行的小型障礙物區(qū)分開來(lái)；當(dāng)機(jī)器人接近墻壁時(shí)進(jìn)給一個(gè)清潔可達(dá)寬度再反方向沿基準(zhǔn)行進(jìn)；當(dāng)發(fā)現(xiàn)小型障礙物的終止邊角之后自動(dòng)繞障，隨著繞障的進(jìn)行，機(jī)器人位姿不斷變化，當(dāng)機(jī)器人的位姿與繞障開始時(shí)刻的位姿正好相反時(shí)，結(jié)束繞障，機(jī)器人回到原來(lái)主行進(jìn)方向繼續(xù)前行。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種行走控制方法，其特征在于，還包括:所述的清潔機(jī)器人環(huán)境探測(cè)裝置每走完一個(gè)直線就將此直線信息的起始點(diǎn)和此直線上障礙物的起始點(diǎn)記錄下來(lái)，建成電子地圖。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種行走控制方法，其特征在于:所述的電子地圖的表示方法為設(shè)置一個(gè)動(dòng)態(tài)數(shù)組Map [m] [η]來(lái)記錄這個(gè)機(jī)器人探測(cè)過的環(huán)境數(shù)據(jù)，m表示機(jī)器人走過的行程編號(hào)，η表示每個(gè)行程中被障礙物打斷的直線號(hào)。
【文檔編號(hào)】A47L11/40GK103431812SQ201310335079
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月2日
【發(fā)明者】尹涓, 羅福源, 張琪, 陳富林 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院, 南京航空航天大學(xué)