一种扫地机器人室内导航系统技术方案

本实用新型专利技术涉及智能家居清洁设备技术领域，具体涉及一种扫地机器人室内导航系统。现有室内扫地机器人来还不能完全的实现智能避障、绕障功能。本实用新型专利技术的一种扫地机器人室内导航系统：包括定位导航模块和与其通信连接的超声波传感器、防跌落传感器、触边传感器、红外传感器、安全激光扫描仪及激光扫描仪，其通过区域路径导航轨迹方式和动态导航轨迹方式，使扫地机器人在清扫区域内按“弓”字形轨迹移动实现清洁。本实用新型专利技术的扫地机器人室内导航系统使扫地机器人巧妙的绕开障碍物后又能沿原有的行走路线继续行走，实现了地面空白区域的完全清洁，清扫覆盖面积率高。

An Indoor Navigation System for Sweeping Robot

The utility model relates to the technical field of intelligent household cleaning equipment, in particular to an indoor navigation system of a sweeping robot. The existing indoor sweeping robot can not fully realize the function of intelligent obstacle avoidance and obstacle avoidance. The indoor navigation system of the sweeping robot of the utility model includes a positioning navigation module and an ultrasonic sensor, a drop-proof sensor, a touch-edge sensor, an infrared sensor, a safety laser scanner and a laser scanner connected with the navigation module, which makes the sweeping robot press the word \bow\ in the sweeping area by means of the regional path navigation trajectory mode and the dynamic navigation trajectory mode. The shape trajectory moves to achieve cleanliness. The indoor navigation system of the sweeping robot of the utility model enables the sweeping robot to skillfully bypass obstacles and continue to walk along the original walking route, realizing complete cleaning of the blank area of the ground and high sweeping coverage rate.

【技术实现步骤摘要】
一种扫地机器人室内导航系统
本技术涉及智能家居清洁设备
，涉及一种扫地机器人，具体是指一种扫地机器人室内导航系统。
技术介绍
目前，人们通过扫地机器人以减轻或替代人工清扫地面。随着室内扫地机器人的层出不穷，日新月异的扫地机器人正在走进人们的生活，不同行业、不同用途的扫地机器人在移动算法上各有差异。对于大型空间室内清洁来说，室内扫地机器人的移动轨迹不仅需要尽可能将室内面积覆盖，同时，还需要具有智能避障、绕障等功能，然而现有室内扫地机器人来说，其还不能完全的实现智能避障、绕障功能。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种扫地机器人室内导航系统，其通过区域路径导航轨迹方式和动态导航轨迹方式，以解决现有扫地机器人的无法智能避障、绕障的问题。为实现上述目的，本技术采用的技术方案为：一种扫地机器人室内导航系统：包括定位导航模块和与其通信连接的超声波传感器、防跌落传感器、触边传感器、红外传感器、安全激光扫描仪及激光扫描仪；其中，超声波传感器，用于检测扫地机器人周边障碍物距离状况，并将障碍物距离状况信息传输到所述的定位导航模块；防跌落传感器，用于监测扫地机器人悬空状态，并将悬空状态信息传输到所述的定位导航模块；触边传感器，用于检测扫地机器人触碰障碍物，并将触碰障碍物信息传输到所述的定位导航模块；安全激光扫描仪，用于检测扫地机器人周边障碍物的安全等级区域，并将安全等级区域信息传输到所述的定位导航模块；激光扫描仪，用于检测机器人周围环境状况，并输出点云数据地图到所述的定位导航模块；红外传感器，用于检测扫地机器人周围一定范围内障碍物状况，并将障碍物状况信息传输到所述的定位导航模块；定位导航模块，用于接收各传感器和扫描仪的信息后进行处理，并输出定位轨迹移动信息。上述的一种扫地机器人室内导航系统还包括轮子，所述的轮子与定位导航模块通信连接，所述的定位轨迹移动信息传输到所述的轮子。定位导航模块通过输出位轨迹移动信息给轮子的驱动电机，驱动电机驱动轮子向自定方向移动。上述的超声波传感器包括20-40超声波探头分布于扫地机器人的全身。上述的防跌落传感器安装在扫地机器人地盘的四个角上、所述的触边传感器包裹在扫地机器人的四边上；所述的红外传感器安装在扫地机器人的四边上；所述的激光扫描仪设置在扫地机器人的前方，所述的安全激光扫描仪分别设置在扫地机器人的前、后方。本技术相对于现有技术，具有如下优点和效果：1、本技术通过在扫地机器人上设置的各种传感器、扫描仪及导航模块，可以检测扫地机器人周围的环境状况，用于扫地机器人的清扫行走，使扫地机器人智能的绕障行走，实现地面的智能、有效清洁。2、本技术通过扫地机器人上设置的各种传感器、扫描仪及导航模块，可使机器人按“弓”字清扫轨迹行走，当遇到障碍物时可绕过障碍物沿原路径方向行驶，实现了地面空白区域的完全清洁，清扫覆盖面积率高。附图说明图1是本技术扫地机器人室内导航系统结构框图。图2是本技术实施例1清洁示意图。图3是本技术实施例2清洁示意图。图中，1-定位导航模块，2-超声波传感器，3-防跌落传感器，4-激光扫描仪，5-触边传感器，6-红外传感器，7-安全激光扫描仪，8-轮子，9-清洁区域，10-块状区域，11-移动轨迹，12-空白区域。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。参见图1。一种扫地机器人室内导航系统，包括定位导航模块1和与其通信连接的超声波传感器2、防跌落传感器3、触边传感器5、红外传感器6、安全激光扫描仪7及激光扫描仪4。同时，所述的定位导航模块1还与扫地机器人的轮子8通信连接，定位导航模块1通过控制左、右电机的转动带动轮子转动，使扫地机器人可以向不同方向移动。所述的超声波传感器2，用于检测扫地机器人周边障碍物距离状况，并将障碍物距离状况信息传输到所述的定位导航模块1。超声波传感器2可根据不同类型的扫地机器人，根据各类型的机器人大小，遍布整个扫地机器人的全身安装有20-40个超声波探头，全方位检测扫地机器人周边20-30cm之外的障碍物状况。所述的防跌落传感器3，用于监测扫地机器人的悬空状态，并将悬空状态信息传输到所述的定位导航模块1。防跌落传感器3包括四个传感器模块，四个传感器模块分别设置在扫地机器人地盘的四个角上，实时监测机器人悬空状态，一旦某一个方位的传感器模块检测到悬空状态，则将该方位的悬空状态信息传输到定位导航模块1，供定位导航模块1做出指令。所述的触边传感器5，用于检测扫地机器人触碰障碍物，并将触碰障碍物信息传输到所述的定位导航模块1。在扫地机器人的四个方位上设置有四个，分别包裹着机器人的前、后、左、右四边，实时检测扫地机器人触碰到障碍物，一旦某一个边的触边传感器触碰到障碍物，则将该边障碍物信息传输到定位导航模块1，供定位导航模块1做出指令。所述的安全激光扫描仪7，用于检测扫地机器人周边安全等级区域，并将安全等级区域信息传输到所述的定位导航模块1。安全激光扫描仪7分别设置在扫地机器人的前、后方，实时检测扫地机器人四周的障碍物情况，安全激光扫描仪设置有三个安全等级区域，将监测到不同安全区域的障碍物信息传输到定位导航模块，使定位导航模块1做出不同的避障措施。所述的红外传感器6，用于检测扫地机器人周围一定范围内障碍物状况，并将障碍物状况信息传输到所述的定位导航模块1。在扫地机器人的四个方位上设置有四个，分别设置在扫地机器人的前、后、左、右四边，实时检测扫地机器人方圆20-30cm范围内的障碍物状况，并将障碍物信息传输到所述的定位导航模块1，供定位导航模块做出指令。所述激光扫描仪4，用于检测机器人周围环境状况，并输出点云数据地图到所述的定位导航模块。激光扫描仪设置在扫地机器人的前方，定位导航模块1读取激光扫描仪的点云数据解析构成临时地图，读取并解析超声波传感器状态信息、防跌落传感器状态信息、碰边传感器状态信息及安全激光扫描仪安全等级状态信息并将状态信息传输到定位导航模块1，定位导航模块1对扫地机器人做出行驶状态的处理：所述的定位导航模块1作为整个系统的中枢模块，用于接收超声波传感器2、防跌落传感器3、触边传感器5、红外传感器6、安全激光扫描仪7及激光扫描仪4信息并进行处理，然后输出定位轨迹移动信息到轮子8的电机，使电机带动轮子不同方向的移动，实现扫地机器人的运动。本技术的扫地机器人在进行固定的区域(静态全局区域地图或静态块状区域地图)清洁时，扫地机器人按照预先设定好的运动轨迹移动，即以“弓”字形运动轨迹移动避开障碍物实现区域地面的清洁。具体的说，扫地机器人通过本技术的室内导航系统进行清扫时，包括下述步骤：1)扫地机器人向前方移动，遇到障碍物时，如可通过，则绕障碍物外边沿行走，执行步骤3；如不能通过，则执行步骤2；2)扫地机器人向后方移动，探测到向右侧移动的缺口，执行步骤3；如探测不到向右侧移动的缺口，执行步骤4；3)扫地机器人向右侧移动一个滚刷宽度的距离；4)扫地机器人向后方移动，遇到障碍物时预备向右侧移动，如不能通过，则执行步骤5；如能通过执行步骤6；5)扫地机器人向前方移动，探测到向右侧移动的缺口，执行步骤6；如探测不到缺口，执行步骤7；6)扫地机器人向右侧移动一个滚刷宽度的距离；7)扫地机器人向前方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扫地机器人室内导航系统，其特征在于：包括定位导航模块和与其通信连接的超声波传感器、防跌落传感器、触边传感器、红外传感器、安全激光扫描仪及激光扫描仪；其中，超声波传感器，用于检测扫地机器人周边障碍物距离状况，并将障碍物距离状况信息传输到所述的定位导航模块；防跌落传感器，用于监测扫地机器人悬空状态，并将悬空状态信息传输到所述的定位导航模块；触边传感器，用于检测扫地机器人触碰障碍物，并将触碰障碍物信息传输到所述的定位导航模块；安全激光扫描仪，用于检测扫地机器人周边障碍物的安全等级区域，并将安全等级区域信息传输到定位导航模块；激光扫描仪，用于检测机器人周围环境状况，并输出点云数据地图到所述的定位导航模块；红外传感器，用于检测扫地机器人周围一定范围内障碍物状况，并将障碍物状况信息传输到所述的定位导航模块；定位导航模块，用于接收各传感器和扫描仪的信息后进行处理，并输出定位轨迹移动信息。

【技术特征摘要】
1.一种扫地机器人室内导航系统，其特征在于：包括定位导航模块和与其通信连接的超声波传感器、防跌落传感器、触边传感器、红外传感器、安全激光扫描仪及激光扫描仪；其中，超声波传感器，用于检测扫地机器人周边障碍物距离状况，并将障碍物距离状况信息传输到所述的定位导航模块；防跌落传感器，用于监测扫地机器人悬空状态，并将悬空状态信息传输到所述的定位导航模块；触边传感器，用于检测扫地机器人触碰障碍物，并将触碰障碍物信息传输到所述的定位导航模块；安全激光扫描仪，用于检测扫地机器人周边障碍物的安全等级区域，并将安全等级区域信息传输到定位导航模块；激光扫描仪，用于检测机器人周围环境状况，并输出点云数据地图到所述的定位导航模块；红外传感器，用于检测扫地机器人周围一定范围内障碍物状况，并将障碍物状况...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡海波，向喜梅，汤大卫，邱鹏，黎延廷，
申请(专利权)人：广东艾可里宁机器人智能装备有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44