[发明专利]扫地机器人及其路径规划方法

说明书

本发明公开了一种扫地机器人及其路径规划方法，机器人包括机身和安放于地面的充电座；充电座上设有红外发射器；机身上围绕其中心设有多个摄像头，摄像头的拍摄方向倾斜朝向地面，多个摄像头在地面的拍摄范围形成环绕机身的环形区域。路径规划方法以机身的起始位置和充电座为基准点坐标，以起始位置和充电座的直线距离为基准距离，构建所在清扫房间的地面的平面坐标系，以摄像头拍摄的环形区域所包围的地面为填充块，通过机身的游走将可清扫地面的填充块拼接为完整的全景图像，清扫时在全景图像范围内采用“弓”字型行走方式。本发明以全景图像为清扫路径的规划基础，能够避免或减少重复清扫，提高清扫效率。

技术领域

本发明属于扫地机器人领域，具体涉及一种扫地机器人及其路径规划方法。

背景技术

目前，扫地机器人清扫路径大部分采用随机算法，通过碰撞头或者测距传感器检测到墙边后，掉头或转身再走直线，一段时间内再嵌入沿墙行走，普遍存在覆盖率低的问题。有些扫地机利用左右行动轮上的测速码盘进行弓字形清扫，但存在直线走不直，碰到障碍物后弓字形路径就失效的问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种扫地机器人及其路径规划方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种扫地机器人。

所述扫地机器人包括：

机身，机身上围绕其中心设有多个摄像头，摄像头的拍摄方向倾斜朝向地面，多个摄像头在地面的拍摄范围形成环绕机身的环形区域；机身内设有处理器、测距传感器和红外接收器，处理器分别与摄像头、测距传感器和红外接收器连接；

安放于地面的充电座，充电座上设有红外发射器。

其中：

所述机身顶部的中心区域设有不随机身转动的支撑杆，摄像头设于支撑杆上。所述摄像头设优选为3～4个。

所述摄像头拍摄范围构成的环形区域的内环距机身边沿3～8cm，外环距机身边沿20～ 50cm。

所述处理器一般为单片机。所述测距传感器优选为超声波测距传感器。

另一方面，本发明提供上述扫地机器人的路径规划方法。

所述路径规划方法包括以下步骤：

1)将充电座安放于地面，确保机身的起始位置与充电座之间的直线方向无障碍物，机身直线行驶至充电座，处理器测算机身至充电座的距离；

2)以起始位置和充电座为基准点坐标，以起始位置和充电座的直线距离为基准距离，构建所在清扫房间的地面的平面坐标系，以摄像头拍摄的环形区域所包围的地面为填充块，通过机身的游走将可清扫地面的填充块拼接为完整的全景图像；

3)处理器根据全景图像判断清扫房间的墙壁位置，机身以某一段墙壁的端部为清扫起始点，采用“弓”字型行走方式进行清扫。

其中：

构建全景图像时，摄像头拍摄的环形区域内环之内的空白区域自动填充为可通行的地面图像。

构建全景图像时，相邻两个环形区域之间的两个三角区域自动填充为可通行的地面图像。

和现有技术相比，本发明的优点是：

扫地机器人的机身通过环绕设置多个倾斜朝向地面的摄像头，摄像头能够360°全景拍摄，方便单片机构建清扫房间内的全景图；同时通过利用红外接收器和红外发射器的之间的感应进行机身的定位，利用测距传感器对障碍物和墙壁的感应进行测距和避障，从而利于在全景图上标注墙壁和障碍物的坐标；