[发明专利]一种面向城市绿地的割草机器人遍历路径规划方法

权利要求书

1.一种面向城市绿地的割草机器人遍历路径规划方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：获取目标区域原始地图：通过机器人搭载的激光雷达获取自身当前位置信息和目标区域的环境地图信息即雷达地图，将该雷达地图作为目标区域的原始地图；

S2：原始地图的划分：采用牛耕式分解法对原始地图进行区域划分，将原始地图划分成多个不含障碍物的子区域；

S3：确定子区域的遍历顺序：采用深度优先搜索算法规划各个子区域的遍历顺序；

S4：各个子区域的遍历：基于遍历顺序，对子区域内部进行往复前进式遍历，采用改进A*算法完成子区域间路径转移，从而实现对目标区域的全覆盖遍历。

2.根据权利要求1所述的一种面向城市绿地的割草机器人遍历路径规划方法，其特征在于，所述步骤S2中原始地图的划分具体包含如下步骤：

A1：对原始地图进行二值化处理得到二值图像，接着设定单元格长度为割草机器人的割幅大小对二值图像进行栅格化，再对经过栅格化处理的地图采取二值膨胀处理；

A2：对处理后的图像遍历数组列数，判断切片连通性，返回连通性个数和连通区域；

A3：若切片连通性发生改变，采用步骤A2返回的连通区域判断是分离事件还是合并事件，并将结果返回当前子区域存储；

A4：将划分的各个子区域在原始地图上显示。

3.根据权利要求1所述的一种面向城市绿地的割草机器人遍历路径规划方法，其特征在于，所述步骤S3中子区域的遍历顺序的确定具体包括如下步骤：

B1：确定起点v：构建连通图将各个子区域在连通图中用各个顶点表示，选择任意一个子区域顶点作为起点v；

B2：从起点v开始访问其周围任意一个连通顶点w₁；

B3：从顶点w₁出发，访问与顶点w₁连通尚未被访问过的顶点w₂，以此类推，所有的连通顶点都仅被访问一次，直至到达最后一个顶点；

B4：从顶点w_n进行回溯操作，退回到前一次访问的顶点w_n-1，查看是否还有其他遗漏顶点，如果有，则访问此顶点，如果没有，从当前顶点退回前一顶点；

B5：循环以上操作，直至所有的顶点都被访问过，输出数组的顶点序列，即各个子区域的遍历顺序。

4.根据权利要求1所述的一种面向城市绿地的割草机器人遍历路径规划方法，其特征在于，所述步骤S4中对子区域内部进行往复前进式遍历的方法过程包括如下步骤：

C1：设定地图中栅格的两种状态：自由栅格用“0”表示，障碍物栅格用“1”表示；

C2：割草机器人获取自身当前位置信息和地图栅格状态信息并实时更新；栅格状态为自由未覆盖栅格，其对应方向为可移动方向，栅格状态为自由已覆盖栅格或者障碍物栅格，其对应方向则为不可移动方向；

C3：从子区域的顶点出发，首先检测竖直方向是否可以移动，若竖直方向可以移动则沿着该方向一直移动，直至碰到障碍物；

C4：若竖直方向上移动时碰到障碍物，则检测水平方向是否可以移动，若水平方向可以移动则沿着该方向移动一个栅格，转向与之前相反的竖直方向进行移动；

C5：循环执行上述过程，直至检测到当前局部区域不存在自由未覆盖栅格，则完成此次子区域内部遍历。

5.根据权利要求4所述的一种面向城市绿地的割草机器人遍历路径规划方法，其特征在于，所述步骤C3中竖直方向包括North方向、South方向，其中North方向优先被检测。

6.根据权利要求4所述的一种面向城市绿地的割草机器人遍历路径规划方法，其特征在于，所述步骤C4中水平方向包括East方向、West方向，其中East方向优先被检测。