[发明专利]用于清扫设备的覆盖路径生成方法和清扫设备

说明书

本申请提供一种用于清扫设备的覆盖路径生成方法和清扫设备，该方法包括：获取待清扫区域的地图信息和清扫设备的初始信息；基于地图信息和初始信息得到清扫状态集合；基于预定义的奖励机制和初始行动策略计算每个清扫状态的奖励值，基于奖励值优化初始行动策略得到新的行动策略，并基于新的行动策略重新计算每个清扫状态的奖励值，如此迭代，直到每个清扫状态的奖励值相对于上一次迭代时的奖励值的变化小于给定阈值，则迭代结束而得到最优行动策略；基于最优行动策略生成覆盖路径，以用于由清扫设备基于覆盖路径在待清扫区域进行清扫。本申请能够实现清扫设备的高效率和高可靠性清扫。

技术领域

本申请涉及自动清扫设备技术领域，更具体地涉及一种用于清扫设备的覆盖路径生成方法和清扫设备。

背景技术

现有的自动清扫设备(诸如扫地机器人，简称为扫地机)按其路径规划方式可以分为随机式和规划式。与随机式扫地机无路径规划相比，规划式扫地机通过采用额外的传感器如激光雷达或图像传感器等来构建房间地图，提前规划清扫路径，从而可以极大节省清扫时间，提高清扫效率及覆盖率，因而规划式扫地机逐渐成为扫地机的主流。

现有的规划式扫地机在获取了房间的地图信息之后，一般需要对房间进行区域划分，然后在每个划分的区域内进行弓字形清扫。现有的覆盖路径(一般为弓字形路径)生成方式一般包括两种，方式一是：将待规划清扫区域(除去障碍物)分割成多个凸多边形区域，在每个小分割区域生成简单的弓字形路径，最后用最短路径将每个小分割区域连接起来，这样就生成了待清扫区域的覆盖路径。方式二是：扫地机沿着某个固定的方向一直前进，直到检测到运动前方有障碍物，此时清扫设备平移一个机身并掉头，检查前方是否被覆盖过，如果否，则沿着反方向继续刚才的动作，否则如果发现附近的区域都已经被覆盖过，则导航至最近一个未覆盖的区域，重复前述的覆盖过程，直至所有待清扫区域都覆盖完成。

然而，上述方式多采用启发式的方法，带有一定的主观性，没有一定的客观准则评价生成的覆盖路径效果，如覆盖率，重复率等。此外，对于上述方式一，当障碍物较多时，其覆盖路径生成方式计算时间会显著提高，同时清扫效率也会显著降低，因为需将待清扫区域分割成更多的凸多边形区域，在区域相邻的地方存在重复覆盖，并且区域变多，在不同的区域之间导航也会影响清扫效率。对于上述方式二，当障碍物较多时，也存在清扫效率显著降低的问题，因为清扫设备将时间浪费在反复碰到障碍物并掉头，以及需要在大量的不同小区域之间来回导航；另外一个缺点是，覆盖路径与初始方向的选取有关，当初始方向选取不当时，掉头次数过多同样会影响清扫效率。

发明内容

为了解决上述问题中的至少一个而提出了本申请。根据本申请一方面，提供了一种用于清扫设备的覆盖路径生成方法，所述方法包括：获取待清扫区域的地图信息和清扫设备的初始信息，所述初始信息包括所述清扫设备的初始位置信息和姿态信息；基于所述地图信息和所述初始信息得到清扫状态集合，所述清扫状态集合中的每个清扫状态反映在一个时刻所述待清扫区域的被清扫状况以及所述清扫设备的状况；基于预定义的奖励机制和初始行动策略计算所述每个清扫状态的奖励值，基于所述奖励值优化所述初始行动策略得到新的行动策略，并基于所述新的行动策略重新计算所述每个清扫状态的奖励值，如此迭代，直到所述每个清扫状态的奖励值相对于上一次迭代时的奖励值的变化小于给定阈值，则迭代结束而得到最优行动策略；基于所述最优行动策略生成覆盖路径，以用于由所述清扫设备基于所述覆盖路径在所述待清扫区域进行清扫。