[发明专利]一种基于角度分析的自动吸尘机器人最优路径规划方法

说明书

公开一种基于角度分析的自动吸尘机器人最优路径规划方法，所述的自动吸尘机器人包括两个驱动轮、与所述驱动轮连接的两个驱动电机，所述的驱动电机上安装编码器，以及安装在所述的自动吸尘机器人前部的障碍物检测装置，所述的驱动电机、编码器和障碍物检测装置与控制器连接，所述的控制器内部设置最优路径规划方法，所述的最优路径规划方法包括以下步骤：(1)设置数据链表L₀；(2)所述的自动吸尘机器人检测到障碍物时，记录当前位置坐标，存入数据链表L₀；(3)求取数据链表L₀的中心点O，以及中心点O到数据链表L0中的点P_i的方向角α，并存入数据链表L₁；(4)将数据链表L₁按照从小到大的顺序进行重新排列；(5)计算数据链表L₁中的相邻元素之间的夹角β_j=α_j+1‑α_j，并提取最大值，记为β_m，因此新的清扫方向为θ=(α_m+1+α_m)/2。

技术领域

本发明涉及一种基于角度分析的自动吸尘机器人最优路径规划方法，属于智能家用电器控制技术领域。

背景技术

随着人们生活节奏的加快，以及要求生活内容越来越丰富，促使智能家电走进了我们的生活。其中，自动吸尘机器人给了我们很大的帮助。家庭的清洁工作非常繁重，并且非常频繁。自动吸尘机器人可以对家庭地板自动进行清扫。它利用自身携带的可充电电池给各种电器供电，其中吸尘电机在自动吸尘机器人内部形成足够的真空，通过条形吸口将地面的垃圾吸入内部的灰尘盒，而驱动电机和驱动轮可以实现自动吸尘机器人的自由行走。自动吸尘机器人通过自身的行走过程就实现了对地面的清洁。

因为目前自动吸尘机器人还不具备非常精确的定位和规划能力，因此其清扫路径的效率就成为非常亟待解决的课题。目前常用的策略是随机的路径，自动吸尘机器人在地面随机行走，放弃任何规划方法，这种策略导致很低的清扫效率。为了进行速度控制，自动吸尘机器人在驱动电机上都带有编码器，可以计算相对移动距离和旋转角度，从而实现位置计算，虽然存在计算误差，机械间隙和打滑等因素导致累计误差，但是在有限的时间范围内，其定位数据还有具有一定的利用价值。那么从近期自动吸尘机器人记录的位置数据上，是可以分析出清扫路径的情况，从而为接下来的最优清扫路径规划提供依据。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处，采用对历史位置数据的分析，获取最可能没有进行清扫的方向，从而获得最优的清扫路径，同时不增加任何硬件成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于角度分析的自动吸尘机器人最优路径规划方法，所述的自动吸尘机器人包括两个驱动轮、与所述驱动轮连接的两个驱动电机，所述的驱动电机上安装编码器，还包括一个支撑轮，以及安装在所述的自动吸尘机器人前部的障碍物检测装置，所述的驱动电机、编码器和障碍物检测装置与控制器连接，所述的控制器通过分别设置两个所述的驱动轮的速度和方向来实现所述的自动吸尘机器人的自由运动，并且根据所述的编码器的信号可以计算所述的自动吸尘机器人的相对移动距离和旋转方向，以起始位置为坐标原点，可计算当前位置的坐标（x，y），所述的控制器内部设置最优路径规划方法，所述的最优路径规划方法包括以下步骤：

(1)、设置数据链表L₀={P_i(x_i,y_i)}，其中，i=0，1，2......N-1，x_i和y_i为坐标值，N为数据链表L₀的长度，数据链表L₀为近期所述的自动吸尘机器人检测障碍物以后停止位置的坐标数据；