[发明专利]一种基于栅格法的扫地机器人全遍历路径规划方法

权利要求书

1.一种基于栅格法的扫地机器人全遍历路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据扫地机器人的工作环境，建立栅格地图并将其划分为若干个矩形分区；

S2、依次规划每个矩形分区的无重复遍历路径；

S3、确定栅格地图中各个矩形分区的遍历顺序及跨越各个矩形分区时的路线，在每个矩形分区内按照规划的无重复遍历路径进行清扫，完成扫地机器人的全遍历路径规划；

所述步骤S1中建立栅格地图的方法具体为：

A1、根据扫地机器人的清洁直径确认栅格的大小；

A2、用若干个栅格覆盖扫地机器人的工作环境，并确定每个栅格的属性；

其中，在工作环境扫地机器人不可达区域对应的栅格属性为黑色，其属性值为-1，可达区域对应的栅格属性为白色，其属性值为0；

A3、将每个栅格用二维数组表示其所在位置，完成栅格地图的构建；

其中，二维数组A(i,j)表示栅格地图中第i行第j列的栅格；

所述步骤S1中进行划分矩形分区的方法具体为：

B1、通过贪心算法对栅格地图进行矩形分区的划分，得到若干种矩形分区划分方案；

B2、依次计算每种矩形分区划分方案方差；

B3、将方差最小的矩形分区划分方案作为栅格地图的矩形分区；

其中，方差var的计算公式为：

式中，ksum为栅格地图中所有矩形分区的个数；

avg为栅格地图中所有矩形分区的平均面积；

x'_k为编号为k的矩形分区的终点栅格的横坐标；

x_k为编号为k的矩形分区的起点栅格的横坐标；

y'_k为编号为k的矩形分区的终点栅格的纵坐标；

y_k为编号为k的矩形分区的起点栅格的纵坐标。

2.根据权利要求1所述的基于栅格法的扫地机器人全遍历路径规划方法，其特征在于，所述步骤B1具体为：

B11、确定矩形分区的起点栅格：

按照从左至右，从上至下的顺序遍历栅格地图，将第一个属性值为0的栅格作为一个矩形分区的起点栅格；

B12、确定该矩形分区的终点栅格：

从起点栅格开始，以从左至右从上到下的顺序遍历未分区的栅格，将未分区的栅格作为矩形分区的候选终点栅格，取使矩形分区面积最大，且该矩形分区中无已被分区和不可达栅格的栅格作为矩形分区的终点栅格；

B13、修改栅格属性值：

将划分出的矩形分区中的栅格的属性值设置为该矩形分区的编号；

其中，矩形分区的编号为大于0且依次递增的自然数；

B14、重复步骤B11-B13：

对栅格地图中的所有栅格进行遍历并进行矩形分区的划分，直到栅格地图中所有栅格的属性值均不为0。

3.根据权利要求2所述的基于栅格法的扫地机器人全遍历路径规划方法，其特征在于，

所述步骤B1中确定的矩形分区划分方案有8种；

所述步骤B11确定第一个矩形分区的起点栅格时，其在栅格地图中的候选位置包括右上角、左上角、左下角和右下角；

所述步骤B11中遍历确定各矩形分区的终点栅格时，遍历方式包括以起点栅格所在的行优先和以起点栅格所在的列优先。

4.根据权利要求1所述的基于栅格法的扫地机器人全遍历路径规划方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：

S21、将矩形分区中一个顶点栅格作为遍历起点，将该矩形分区的中其他三个顶点作为路径规划时的候选遍历终点；

其中，矩形分区的顶点栅格包括左上角顶点栅格、右上角顶点栅格、左下角顶点栅格和右下角顶点栅格；

S22、根据矩形分区的遍历起点和遍历终点所在位置，确定遍历起点与遍历终点的顶点关系；

S23、根据顶点关系，确定该矩形分区内的无重复遍历路径。