本發(fā)明涉及智能控制，尤其涉及一種掃地機(jī)器人路徑規(guī)劃控制系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

1、隨著科技的不斷發(fā)展，智能家電也日新月異，掃地機(jī)器人作為服務(wù)機(jī)器人的一種，如今深入到了老百姓的家居生活中，能夠?qū)彝ズ凸矆?chǎng)所地面進(jìn)行清潔。地面清潔屬于重復(fù)性高、耗時(shí)長(zhǎng)的工作，掃地機(jī)器人的出現(xiàn)很大程度上將人們從繁瑣的清潔工作中解放出來(lái)，既節(jié)約了勞動(dòng)成本，又提高了工作效率，具有很好的發(fā)展前景。

2、目前市面性價(jià)比高的、被人們所接受的智掃地機(jī)器人相對(duì)較少。市面上具有通過(guò)單一的紅外傳感器或超聲波傳感器制造而成的掃地機(jī)器人，雖然價(jià)格便宜，但是智能化低，導(dǎo)致清掃不徹底，實(shí)用性低?，F(xiàn)在市面上也存在采用多高性能傳感器融合，涉及地圖構(gòu)建(slam技術(shù))、路徑規(guī)劃、操作系統(tǒng)、深度學(xué)習(xí)、通信傳輸?shù)戎T多內(nèi)容，其存在軟硬件的成本過(guò)高，導(dǎo)致價(jià)格十分昂貴，不被人們所接受。因此，設(shè)計(jì)一種高性能、低成本的掃地機(jī)器人路徑規(guī)劃控制系統(tǒng)成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種掃地機(jī)器人路徑規(guī)劃控制系統(tǒng)和方法。

2、本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

3、一種掃地機(jī)器人路徑規(guī)劃控制系統(tǒng)，包括運(yùn)動(dòng)模塊和清掃模塊，還包括：

4、位置感知模塊，用于檢測(cè)掃地機(jī)器人與周圍障礙物的距離，并傳送至主控模塊；

5、姿態(tài)感知模塊，用于獲取掃地機(jī)器人的偏航角，并傳送至主控模塊；

6、碰撞傳感器，環(huán)周設(shè)于掃地機(jī)器人的側(cè)方，用于感知掃地機(jī)器人發(fā)生碰撞，并傳送至主控模塊；

7、主控模塊，與運(yùn)動(dòng)模塊、清掃模塊、位置感知模塊、姿態(tài)感知模塊、碰撞傳感器電連接，用于根據(jù)位置感知模塊、姿態(tài)感知模塊、碰撞傳感器傳輸?shù)男畔⒖刂扑鲞\(yùn)動(dòng)模塊前進(jìn)、后退或轉(zhuǎn)彎。

8、根據(jù)上述技術(shù)方案，優(yōu)選地，所述運(yùn)動(dòng)模塊包括：

9、電機(jī)，與驅(qū)動(dòng)輪相連，用于通過(guò)所述主控模塊驅(qū)動(dòng)掃地機(jī)器人前進(jìn)、后退或轉(zhuǎn)彎；

10、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向器，用于通過(guò)電機(jī)控制掃地機(jī)器人轉(zhuǎn)彎；

11、編碼器，安裝在電機(jī)上，用于通過(guò)讀取所述編碼器的脈沖數(shù)獲取驅(qū)動(dòng)輪的速度；

12、驅(qū)動(dòng)輪，用于驅(qū)動(dòng)掃地機(jī)器人前進(jìn)、后退或轉(zhuǎn)彎。

13、根據(jù)上述技術(shù)方案，優(yōu)選地，所述主控模塊為stm32主控芯片。

14、根據(jù)上述技術(shù)方案，優(yōu)選地，所述位置感知模塊包括超聲波傳感器模塊和紅外傳感器模塊。

15、根據(jù)上述技術(shù)方案，優(yōu)選地，所述紅外傳感器模塊設(shè)置有3個(gè)，分別安裝在掃地機(jī)器人的前端，所述超聲波傳感器模塊安裝在掃地機(jī)器人的上方。

16、根據(jù)上述技術(shù)方案，優(yōu)選地，所述姿態(tài)感知模塊包括mpu6050六軸傳感器。

17、根據(jù)上述技術(shù)方案，優(yōu)選地，還包括電源模塊，用于為所述主控模塊、運(yùn)動(dòng)模塊、清掃模塊、位置感知模塊、姿態(tài)感知模塊、碰撞傳感器供電。

18、本專利還公開了一種掃地機(jī)器人路徑規(guī)劃控制方法，基于上述一種掃地機(jī)器人路徑規(guī)劃控制系統(tǒng)，包括如下步驟：

19、s1.所述位置感知模塊檢測(cè)掃地機(jī)器人與周圍障礙物的距離，并傳送至主控模塊；

20、s2.所述主控模塊判斷距離是否小于安全距離閾值，控制運(yùn)動(dòng)模塊工作；

21、s3.當(dāng)掃地機(jī)器人與障礙物發(fā)生碰撞時(shí)，所述碰撞傳感器感知掃地機(jī)器人發(fā)生碰撞，并傳送至主控模塊，所述主控單元控制運(yùn)動(dòng)模塊停止并后退，同時(shí)控制運(yùn)動(dòng)模塊使掃地機(jī)器人轉(zhuǎn)動(dòng)角度繼續(xù)向前運(yùn)行；

22、s4.姿態(tài)感知模塊獲取掃地機(jī)器人的偏航角，并傳送至主控模塊；所述主控模塊根據(jù)偏航角，配合所述運(yùn)動(dòng)模塊的編碼器，調(diào)節(jié)兩驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速糾正偏航。

23、根據(jù)上述技術(shù)方案，優(yōu)選地，步驟s2包括：當(dāng)所述位置感知模塊未檢測(cè)到前方存在障礙物時(shí)，掃地機(jī)器人直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)所述位置感知模塊檢測(cè)到前方存在障礙物時(shí)，主控模塊判斷距離是否小于安全距離閾值；當(dāng)所述主控模塊判斷距離不小于安全距離閾值時(shí)，掃地機(jī)器人直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)所述主控模塊判斷距離小于安全距離閾值時(shí)，掃地機(jī)器人減速并轉(zhuǎn)向后，繼續(xù)向前運(yùn)行。

24、本發(fā)明的有益效果是：

25、本發(fā)明通過(guò)超聲波傳感器與紅外傳感器器的配合使用，解決了市面上通過(guò)單一的紅外傳感器或超聲波傳感器制造而成的掃地機(jī)器人智能化低、清掃不徹底、實(shí)用性低的缺點(diǎn)；同時(shí)，采用stm32單片機(jī)作為主處理器，提高覆蓋率和實(shí)時(shí)性，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)避障，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)低成本高性能的要求；此外，采用碰撞傳感器，使掃地機(jī)器人與障礙物發(fā)生碰撞時(shí)及時(shí)停止，避免持續(xù)碰撞對(duì)掃地機(jī)器人造成損傷，提高了裝置的使用壽命，具有較高的市場(chǎng)推廣價(jià)值。

技術(shù)特征：

1.一種掃地機(jī)器人路徑規(guī)劃控制系統(tǒng)，包括運(yùn)動(dòng)模塊和清掃模塊，其特征在于，還包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種掃地機(jī)器人路徑規(guī)劃控制系統(tǒng)，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)模塊包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種掃地機(jī)器人路徑規(guī)劃控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主控模塊為stm32主控芯片。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種掃地機(jī)器人路徑規(guī)劃控制系統(tǒng)，其特征在于，所述位置感知模塊包括超聲波傳感器模塊和紅外傳感器模塊。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種掃地機(jī)器人路徑規(guī)劃控制系統(tǒng)，其特征在于，所述紅外傳感器模塊設(shè)置有3個(gè)，分別安裝在掃地機(jī)器人的前端，所述超聲波傳感器模塊安裝在掃地機(jī)器人的上方。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種掃地機(jī)器人路徑規(guī)劃控制系統(tǒng)，其特征在于，所述姿態(tài)感知模塊包括mpu6050六軸傳感器。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)的所述一種掃地機(jī)器人路徑規(guī)劃控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括電源模塊，用于為所述主控模塊、運(yùn)動(dòng)模塊、清掃模塊、位置感知模塊、姿態(tài)感知模塊、碰撞傳感器供電。

8.一種掃地機(jī)器人路徑規(guī)劃控制方法，基于權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)的所述一種掃地機(jī)器人路徑規(guī)劃控制系統(tǒng)，其特征在于，包括如下步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述一種掃地機(jī)器人路徑規(guī)劃控制方法，其特征在于，其特征在于，步驟s2包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述一種掃地機(jī)器人路徑規(guī)劃控制方法，其特征在于，其特征在于，還包括：s4.姿態(tài)感知模塊獲取掃地機(jī)器人的偏航角，并傳送至主控模塊；所述主控模塊根據(jù)偏航角，配合所述運(yùn)動(dòng)模塊的編碼器，調(diào)節(jié)兩驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速糾正偏航。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種掃地機(jī)器人路徑規(guī)劃控制系統(tǒng)，包括運(yùn)動(dòng)模塊和清掃模塊，還包括：位置感知模塊，用于檢測(cè)掃地機(jī)器人與周圍障礙物的距離；姿態(tài)感知模塊，用于獲取掃地機(jī)器人的偏航角；碰撞傳感器，環(huán)周設(shè)于掃地機(jī)器人的側(cè)方，用于感知掃地機(jī)器人發(fā)生碰撞；主控模塊，用于根據(jù)位置感知模塊、姿態(tài)感知模塊、碰撞傳感器傳輸?shù)男畔⒖刂七\(yùn)動(dòng)模塊前進(jìn)、后退或轉(zhuǎn)彎。本發(fā)明解決了市面上通過(guò)單一的紅外傳感器或超聲波傳感器制造而成的掃地機(jī)器人智能化低、實(shí)用性低的缺點(diǎn)；采用STM32單片機(jī)作為主處理器，提高覆蓋率和實(shí)時(shí)性，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)避障，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)低成本高性能的要求；采用碰撞傳感器，使掃地機(jī)器人與障礙物發(fā)生碰撞時(shí)及時(shí)停止，提高了裝置的使用壽命。

技術(shù)研發(fā)人員：張成茂,張宏圖,馮書港,魏毓朋
受保護(hù)的技術(shù)使用者：臨沂大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6