[发明专利]计划移动机器人的路径的方法和设备

说明书

本申请要求2008年1月11日提交到韩国知识产权局的第10-2008-0003556号韩国专利申请的优先权，该申请的公开完全合并于此，以资参考。

技术领域

本发明涉及一种移动机器人，更具体地，涉及一种计划移动机器人的路径的方法和设备，其中，由移动机器人清洁的整个区域的粗略地图被划分为多个子区域，从而移动机器人可基于每个子区域清洁整个区域。

背景技术

已经开发了工业用途的机器人并用于工厂自动化。还使用机器人代替人类在人类不能到达的极端环境中执行任务。具体地，在将受限于工业机器人的发展的重工业中心的机器人技术发展为轻工业中心的机器人技术中，家用机器人扮演了重要的角色。家用机器人的典型示例包括清洁机器人。清洁机器人包括：驱动单元，驱动清洁机器人；清洁单元，执行清洁操作；位置测量单元，测量清洁机器人或用户的遥控的位置。

移动机器人(例如，清洁机器人)的最基本和重要的功能是精确地识别自己的位置。计算移动机器人的绝对位置的方法包括在家里实现采用了超声波传感器的信标的方法和使用室内全球定位系统(GPS)的方法。另外，计算移动机器人的相对位置的方法包括：通过使用编码器测量移动机器人的转速和线速并对转速和线速积分来计算移动机器人的位置的方法、通过使用加速计测量移动机器人的加速度并对加速度二次积分来测量移动机器人的位置的方法、以及通过使用陀螺传感器测量移动机器人的转速并对转速积分来计算移动机器人的方向的方法。

为了在区域中执行特定操作(例如，清洁)，移动机器人需要创建区域的地图。在这种情况下，为了创建区域的地图，移动机器人需要同步定位和映射(SLAM)算法之外的用于探索未知区域的算法。简单说来，所述另外的算法可以是通过绕墙走(wall following)识别整个区域的形状的方法。更详细地，所述另外的算法可以是使用主动SLAM算法计划移动机器人的路径的方法。甚至在使用上述方法创建区域的地图之后，移动机器人仍需要覆盖区域路径计划以便完全覆盖整个区域。

小区分解方法被广泛用作完全覆盖整个区域的方式。根据小区分解方法，整个区域被划分为多个小区，移动机器人基于每个小区执行清洁操作。

移动机器人可通过使用红外传感器、超声波传感器、激光传感器等来创建其所在的环境的二维(2D)地图。该地图被称为网格地图。由于基于传感器数据创建网格地图，因此所述网格地图包含大量不确定性和误差。

小区分解方法的示例是精细地图，其中，基于精确的网格地图划分整个区域以计划移动机器人的路径。这里，精确的网格地图包括多个小区，每个小区长度和宽度为1到2cm。当使用精细地图时，移动机器人能够清洁整个区域的每个角落。然而，当区域的网格地图不完整时，难以划分整个区域，这导致低效的路径计划。另外，当使用高分辨率的网格地图(即，精细地图)时，需要的存储器和计算量增加。因此，嵌入式系统不能实时计划移动机器人的路径。

为了克服精细地图的这些缺点，可使用包括多个相同大小的方形小区的粗略地图以迅速计划移动机器人的路径，其中，粗略地图的每个方形小区测量的长度和宽度为几十厘米。在这种情况下，可使用大小等于移动机器人的吸入口的粗略地图以控制移动机器人移动的路径，并且可实时创建粗略地图。例如，粗略地图的尺寸可以是20到25厘米的长度和宽度。然而，在该方法中，移动机器人仅以一个预定的方向执行其清洁操作而不考虑整个区域的形状，这不仅低效而且移动机器人需要很长时间来清洁整个区域。结果，该方法不能满足用户的需要。

发明内容

本发明的各方面提供一种计划移动机器人的路径的方法和设备，其中，移动机器人将要清洁的整个区域的粗略地图被划分为多个子区域，从而移动机器人可基于每个子区域清洁整个区域。

然而，本发明的各方面不限于在此阐述的一方面。通过参照以下对本发明的详细描述，本发明的上述和其他方面对于本发明所属的领域的普通技术人员将变得更明显。

根据本发明的一方面，提供一种用于计划移动机器人的路径的设备。所述设备包括：粗略地图创建单元，创建包括移动机器人的路径信息的粗略地图；虚拟门提取单元，提取将粗略地图划分为多个子区域的虚拟门，其中，移动机器人顺序地逐个清洁子区域。

根据本发明的另一方面，提供一种计划移动机器人的路径的方法。所述方法包括：创建包括移动机器人的路径信息的粗略地图，提取将粗略地图划分为多个子区域的虚拟门；顺序地逐个清洁子区域。

附图说明