[发明专利]清洁机器人室内场景地图建模方法及机器人

权利要求书

1.一种清洁机器人室内场景地图建模方法，包括如下步骤：

步骤S1，清洁机器人在室内沿室内边界绕行一周，以获得室内边界位置信息；以及

步骤S2，通过清洁机器人随机行走，获得孤岛障碍物信息；

步骤S3，建立室内场景地图；

所述步骤S1中清洁机器人在室内沿室内边界绕行一周获得室内边界位置信息的方法包括：

步骤S101，先确定室内场景坐标系，即，根据机器人起始位置及起始朝向确定所述室内场景坐标系的原点位置及X轴、Y轴；

步骤S102，通过航位推测法推算清洁机器人在绕行时，所述清洁机器人的中心点在室内场景坐标系的坐标位置及当前清洁机器人的朝向，并根据该坐标位置、朝向及清洁机器人的自身坐标系计算出位于清洁机器人的且斜向分布的超声波传感器所对应的边界测量点在室内场景坐标系的位置坐标；所述清洁机器人沿室内边界绕行一周，以获得相对于室内场景坐标系的室内边界位置信息。

2.根据权利要求1所述的清洁机器人室内场景地图建模方法，其特征在于，在步骤S102中根据坐标位置、朝向及清洁机器人的自身坐标系计算出位于清洁机器人的且斜向分布的超声波传感器所对应的边界测量点在室内场景坐标系的位置坐标的方法包括：

设边界测量点的位置坐标E(X₁，Y₁)；

其中，X₁＝X₀+(D+a)×sin(Th+θ)；

Y₁＝Y₀+(D+a)×cos(Th+θ)；

式中，X₀、Y₀为清洁机器人的中心点在室内场景坐标系的坐标位置，D为超声波传感器与所述边界测量点的直线距离，a为所述中心点到超声波传感器的距离，Th为所述自身坐标系中X’轴与室内场景坐标系X轴的夹角，所述θ为所述超声波传感器的斜向夹角，即相对于所述自身坐标系中Y’轴的安装夹角。

3.根据权利要求2所述的清洁机器人室内场景地图建模方法，其特征在于，所述步骤S2中还包括孤岛障碍物的判断方法包括：

当遇到障碍物时，根据所述室内边界位置信息判断是否是边界；

若为边界，则转180°后，再次随机移动；

若不为边界，则判断其为孤岛障碍物；并采用与所述室内边界位置信息相同的方法记录该孤岛障碍物的边界位置信息。

4.一种适于自主室内场景地图建模的清洁机器人，其特征在于，包括：

呈圆饼形的机器人本体，沿所述机器人本体的前半圆周均匀分布有至少5个超声波传感器，且一个位于正前方，两个对称斜向分布，以及两个分别位于机器人本体的两侧；

所述各超声波传感器分别与处理器模块相连；

所述处理器模块适于控制清洁机器人沿室内边界绕行一周，以获得室内边界位置信息；以及

还控制清洁机器人通过随机行走，获得孤岛障碍物信息，以建立室内场景地图；

所述室内边界位置信息的建立包括：

先确定室内场景坐标系，即，根据机器人起始位置及起始朝向确定所述室内场景坐标系的原点位置及X轴、Y轴；

再获取一斜向分布的超声波传感器所对应的边界测量点在所述室内场景坐标系的位置坐标E(X1，Y1)；

其中，X₁＝X₀+(D+a)×sin(Th+θ)；

Y₁＝Y₀+(D+a)×cos(Th+θ)；

式中，X0、Y0为清洁机器人的中心点在室内场景坐标系的坐标位置，D为超声波传感器与所述边界测量点的直线距离，a为中心点到超声波传感器的距离，Th为自身坐标系中X’轴与室内场景坐标系X轴的夹角，所述θ为超声波传感器相对于自身坐标系中Y’轴的安装夹角。