專利名稱：一種用于移動(dòng)平臺(tái)在未知區(qū)域的覆蓋方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)平臺(tái)，特別是移動(dòng)平臺(tái)在未知區(qū)域的覆蓋方法。
背景技術(shù)：
移動(dòng)平臺(tái)在未知區(qū)域的路徑規(guī)劃一直是移動(dòng)平臺(tái)領(lǐng)域中重點(diǎn)和難點(diǎn)，由于在未知區(qū)域中可能存在障礙，因此移動(dòng)平臺(tái)不能對(duì)該區(qū)域?qū)崿F(xiàn)全面覆蓋。針對(duì)上述問題，中國專利ZL02137830. 4公開了一種智能吸塵器的路徑規(guī)劃方法，其通過確定未知區(qū)域邊界后再對(duì)邊界內(nèi)的區(qū)域進(jìn)行覆蓋清掃，但其在未知區(qū)域內(nèi)存在障礙時(shí)，先對(duì)障礙的邊界進(jìn)行確認(rèn)，再執(zhí)行清潔動(dòng)作，算法非常復(fù)雜，同時(shí)智能吸塵器多次重復(fù)已清潔的區(qū)域，降低了智能吸塵器的清潔效率；中國專利申請(qǐng)?zhí)枮?01010106562. 6的專利文獻(xiàn)中公布了一種基于中國專利ZL02137830.4的技術(shù)方案的改進(jìn)方案，其通過補(bǔ)償未覆蓋區(qū)域的方式來達(dá)到對(duì)整個(gè)區(qū)域的覆蓋，但這種方案重復(fù)覆蓋率較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種用于移動(dòng)平臺(tái)在未知區(qū)域的覆蓋方法，該方法具可將未知區(qū)域完全覆蓋且重復(fù)覆蓋率較低。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題由以下技術(shù)方案予以解決。一種用于移動(dòng)平臺(tái)在未知區(qū)域的覆蓋方法，其特征在于預(yù)先建立一個(gè)包括起始點(diǎn)、X軸方向和Y軸方向的二維虛擬地圖，所述二維地圖由標(biāo)記為未遍歷區(qū)域的大小相同的矩形子區(qū)域構(gòu)成，所述方法包括I)移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)入未知區(qū)域時(shí)，將移動(dòng)平臺(tái)的當(dāng)前位置與虛擬地圖的起始點(diǎn)所在的子區(qū)域?qū)?yīng)，將移動(dòng)平臺(tái)當(dāng)前運(yùn)動(dòng)方向設(shè)定為虛擬地圖中的坐標(biāo)軸的某一方向；2)將虛擬地圖中與移動(dòng)平臺(tái)當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的子區(qū)域標(biāo)記為已遍歷子區(qū)域，將虛擬地圖中與移動(dòng)平臺(tái)當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的子區(qū)域的相鄰子區(qū)域標(biāo)記為目標(biāo)子區(qū)域，將目標(biāo)子區(qū)域中具有障礙的區(qū)域?qū)?yīng)的子區(qū)域標(biāo)記為障礙子區(qū)域；3)將移動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)至目標(biāo)子區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域中；4)將虛擬地圖中與移動(dòng)平臺(tái)當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的子區(qū)域標(biāo)記為已遍歷子區(qū)域，將虛擬地圖中未遍歷的、與移動(dòng)平臺(tái)當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的子區(qū)域的相鄰子區(qū)域標(biāo)記為目標(biāo)子區(qū)域，將目標(biāo)子區(qū)域中具有障礙的區(qū)域?qū)?yīng)的子區(qū)域標(biāo)記為障礙子區(qū)域；5)確定虛擬地圖中與移動(dòng)平臺(tái)當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的子區(qū)域的X-方向的相鄰子區(qū)域是否為目標(biāo)子區(qū)域如果是，則返回步驟3)，如果不是，則進(jìn)入步驟6)；6)確定虛擬地圖中與移動(dòng)平臺(tái)當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的子區(qū)域的Y+方向的相鄰子區(qū)域是否為目標(biāo)子區(qū)域如果是，則返回步驟3)，如果不是，則進(jìn)入步驟7)；7)確定虛擬地圖中與移動(dòng)平臺(tái)當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的子區(qū)域的Y-方向的相鄰子區(qū)域是否為目標(biāo)子區(qū)域如果是，則返回步驟3)，如果不是，則進(jìn)入步驟8)；8)確定虛擬地圖中與移動(dòng)平臺(tái)當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的子區(qū)域的X-方向的相鄰子區(qū)域是否為目標(biāo)子區(qū)域如果是，則返回步驟3)，如果不是，則進(jìn)入步驟9)；9)搜尋目標(biāo)子區(qū)域，確定唯一目標(biāo)子區(qū)域并將移動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)至該目標(biāo)子區(qū)域；10)重復(fù)步驟3)至步驟9)直到?jīng)]有目標(biāo)子區(qū)域。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在步驟9)中包括9-1)將虛擬地圖中、與移動(dòng)平臺(tái)當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的子區(qū)域標(biāo)記為死角子區(qū)域。9-2)在已遍歷子區(qū)域和目標(biāo)子區(qū)域中建立位勢圖，所述死角子區(qū)域的位勢值為最聞或最低。9-3)選擇與死角子區(qū)域的位勢值之差最小的目標(biāo)子區(qū)域作為選定的目標(biāo)子區(qū)域。9-4)將移動(dòng)平臺(tái)按照位勢值從高到低或者從低到高、依次從虛擬地圖中的已遍歷子區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域移動(dòng)至選定的目標(biāo)子區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域?？蛇x地，所述選定的目標(biāo)子區(qū)域?yàn)榕c死角子區(qū)域位勢值之差最小的目標(biāo)子區(qū)域?？蛇x地，所述選定的目標(biāo)子區(qū)域?yàn)閺奶摂M地圖左下角從下到上按列順序搜索依次搜索到的第一個(gè)目標(biāo)子區(qū)域。優(yōu)選地，所述虛擬地圖中的子區(qū)域?yàn)檎叫?。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比的有益效果是本發(fā)明方法通過建立一個(gè)由相同的矩形子區(qū)域構(gòu)成的虛擬地圖，并將虛擬地圖移動(dòng)平臺(tái)要遍歷的未知區(qū)域?qū)?yīng)，在虛擬地圖中將各個(gè)子區(qū)域劃分未遍歷子區(qū)域、已遍歷子區(qū)域、障礙于區(qū)域以及目標(biāo)子區(qū)域，通過搜尋目標(biāo)子區(qū)域的方式來實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬地圖中的所有子區(qū)域的探索與覆蓋，特別是通過建立位勢圖，可有效減少重復(fù)覆蓋率，提高了移動(dòng)平臺(tái)的覆蓋效率。


圖1是本發(fā)明方法的流程圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例中的虛擬地圖中各子區(qū)域的初始狀態(tài)值；圖3是移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)入未知區(qū)域時(shí)的示意圖；圖4是圖2中的移動(dòng)平臺(tái)在虛擬地圖中對(duì)應(yīng)位置的示意圖；圖5是移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)入到目標(biāo)子區(qū)域后的軌跡示意圖；圖6是圖5中的移動(dòng)平臺(tái)在虛擬地圖中對(duì)應(yīng)位置的示意圖；圖7是移動(dòng)平臺(tái)在X-方向運(yùn)動(dòng)遇到障礙時(shí)軌跡示意圖；圖8是圖7中的移動(dòng)平臺(tái)在虛擬地圖中對(duì)應(yīng)位置的示意圖；圖9是移動(dòng)平臺(tái)在Y+方向運(yùn)動(dòng)遇到障礙時(shí)軌跡示意圖；圖10是圖7中的移動(dòng)平臺(tái)在虛擬地圖中對(duì)應(yīng)位置的示意圖；圖11是移動(dòng)平臺(tái)在另一位置時(shí)軌跡示意圖；圖12是圖11中的移動(dòng)平臺(tái)在虛擬地圖中對(duì)應(yīng)位置的示意圖；圖13是移動(dòng)平臺(tái)在進(jìn)入第一個(gè)死角區(qū)域后的軌跡示意圖；圖14是圖13中的移動(dòng)平臺(tái)在虛擬地圖中對(duì)應(yīng)位置的示意圖；；圖15是圖14中的移動(dòng)平臺(tái)在實(shí)施例1中選擇目標(biāo)子區(qū)域的示意圖；圖16是在虛擬地圖中以圖14中的死角子區(qū)域?yàn)橹行慕⒌奈粍輬D；圖17是移動(dòng)平臺(tái)在實(shí)施例1中進(jìn)入第二個(gè)死角區(qū)域后的軌跡示意圖18是圖17中的移動(dòng)平臺(tái)在虛擬地圖中對(duì)應(yīng)位置的示意圖；；圖19是圖18中的移動(dòng)平臺(tái)在在實(shí)施例1中選擇目標(biāo)子區(qū)域的示意圖；圖20是在虛擬地圖中以圖18中的死角子區(qū)域?yàn)橹行慕⒌奈粍輬D；圖21是移動(dòng)平臺(tái)在實(shí)施例1中進(jìn)入第三個(gè)死角區(qū)域后的軌跡示意圖；圖22是圖21中的移動(dòng)平臺(tái)在虛擬地圖中對(duì)應(yīng)位置的示意圖；；圖23是圖22中的移動(dòng)平臺(tái)在實(shí)施例1中選擇目標(biāo)子區(qū)域的示意圖；圖24是在虛擬地圖中以圖22中的死角子區(qū)域?yàn)橹行慕⒌奈粍輬D；圖25是移動(dòng)平臺(tái)在實(shí)施例1中完成未知區(qū)域遍歷后的軌跡示意圖；圖26是圖25中的移動(dòng)平臺(tái)在虛擬地圖中的示意圖；圖27是圖14中的移動(dòng)平臺(tái)在實(shí)施例1中的選擇目標(biāo)子區(qū)域的示意圖；圖28是圖14中的移動(dòng)平臺(tái)以圖14中的死角子區(qū)域?yàn)橹行慕⒌奈粍輬D；圖29是移動(dòng)平臺(tái)在實(shí)施例2中進(jìn)入第二個(gè)死角區(qū)域后的軌跡示意圖；圖30是圖29中的移動(dòng)平臺(tái)在虛擬地圖中對(duì)應(yīng)位置的示意圖；；圖31是圖30中的移動(dòng)平臺(tái)在實(shí)施例2中選擇目標(biāo)子區(qū)域的示意圖；圖32是在虛擬地圖中以圖30中的死角子區(qū)域?yàn)橹行慕⒌奈粍輬D；圖33是移動(dòng)平臺(tái)在實(shí)施例2中進(jìn)入第三個(gè)死角區(qū)域后的軌跡示意圖；圖34是圖33中的移動(dòng)平臺(tái)在虛擬地圖中對(duì)應(yīng)位置的示意圖；；圖35是圖34中的移動(dòng)平臺(tái)在實(shí)施例2中選擇目標(biāo)子區(qū)域的示意圖；圖36是在虛擬地圖中以圖34中的死角子區(qū)域?yàn)橹行慕⒌奈粍輬D；圖37是移動(dòng)平臺(tái)在實(shí)施例2中完成未知區(qū)域遍歷后的軌跡示意圖；圖38是圖37中的移動(dòng)平臺(tái)在虛擬地圖中的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的移動(dòng)平臺(tái)需要至少包括以下幾個(gè)功能模塊驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)用于使移動(dòng)平臺(tái)發(fā)生位移，可以是如清潔機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)輪，也可以是如仿生學(xué)中的動(dòng)物(包括人類)的行走機(jī)構(gòu)。障礙探測系統(tǒng)用于探測移動(dòng)平臺(tái)周圍障礙并在感知到障礙后生成障礙信號(hào)傳輸給移動(dòng)平臺(tái)的控制系統(tǒng)，包括非接觸式傳感器的如紅外傳感器、超聲波傳感器等，以及接觸式傳感器如電壓傳感器、機(jī)械式開關(guān)傳感器等。相對(duì)定位系統(tǒng)用于確定一段時(shí)間后，移動(dòng)平臺(tái)在移動(dòng)后的所在區(qū)域相對(duì)移動(dòng)前所在區(qū)域的相對(duì)位置，包括方向及距離，如可使用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，通過計(jì)算移動(dòng)平臺(tái)的加速度積分(使用加速度計(jì))、角速度積分(使用陀螺儀)來獲得相關(guān)信息，或者使用安裝在移動(dòng)平臺(tái)驅(qū)動(dòng)輪上的編碼盤來計(jì)算行走輪的移動(dòng)距離來確定相對(duì)位置。地圖存儲(chǔ)系統(tǒng)建立一個(gè)由多個(gè)子區(qū)域組成的足夠大的虛擬地圖，并存儲(chǔ)各個(gè)子區(qū)域的信息，可使用應(yīng)用比較廣泛的存儲(chǔ)芯片或者內(nèi)存，用一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)代表一個(gè)子區(qū)域的信息用O表示未遍歷子區(qū)域，用I表示已遍歷子區(qū)域，用2表示障礙子區(qū)域，用A表示目標(biāo)子區(qū)域。此外，地圖存儲(chǔ)系統(tǒng)還可將未遍歷子區(qū)域的信息由O更改為I (已遍歷子區(qū)域)、2 (障礙子區(qū)域)或A (目標(biāo)子區(qū)域)，將目標(biāo)子區(qū)域A更改為I (已遍歷子區(qū)域)，然后儲(chǔ)存并更新虛擬地圖。本實(shí)施例中的信息標(biāo)記O，1，2，A僅是為了可以區(qū)分表示各子區(qū)域的狀態(tài)，可以使用任意字符或數(shù)據(jù)代表不同的區(qū)域，只要能被地圖存儲(chǔ)系統(tǒng)識(shí)別即可。控制系統(tǒng)用于控制移動(dòng)平臺(tái)的整體工作狀態(tài)包括使移動(dòng)平臺(tái)執(zhí)行預(yù)定的動(dòng)作，根據(jù)障礙探測系統(tǒng)反饋的信息控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)改變移動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)及運(yùn)動(dòng)方向等。實(shí)施例1 :本發(fā)明實(shí)施例1提供了一種用于移動(dòng)平臺(tái)在未知區(qū)域的覆蓋方法，預(yù)先在移動(dòng)平臺(tái)的地圖存儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)建立一包括起始點(diǎn)、X軸方向和Y軸方向的二維虛擬地圖，所述二維地圖由標(biāo)記為未遍歷區(qū)域的大小相同的矩形子區(qū)域構(gòu)成，本實(shí)施例中的子區(qū)域?yàn)閮?yōu)選為正方形，移動(dòng)平臺(tái)在虛擬地圖中的大小與正方形子區(qū)域大致相同，也就是正方形子區(qū)域剛好能容納移動(dòng)平臺(tái)。如圖2所示，在地圖存儲(chǔ)系統(tǒng)在其內(nèi)部建立一個(gè)足夠大、足夠多子區(qū)域的虛擬地圖，因此移動(dòng)平臺(tái)在實(shí)際的未知區(qū)域中的每個(gè)位置都有一個(gè)在虛擬地圖中的子區(qū)域與其對(duì)應(yīng)。虛擬地圖建立后，所有子區(qū)域均標(biāo)記為0，即未遍歷區(qū)域。請(qǐng)參考圖1，為該方法的流程示意圖，該方法可以包括S1:移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)入未知區(qū)域時(shí)，將移動(dòng)平臺(tái)的當(dāng)前位置與虛擬地圖的起始點(diǎn)所在的子區(qū)域?qū)?yīng)，將移動(dòng)平臺(tái)當(dāng)前運(yùn)動(dòng)方向設(shè)定為虛擬地圖中的坐標(biāo)軸的某一方向。圖3為本實(shí)施例中的移動(dòng)平臺(tái)在進(jìn)入未知區(qū)域的示意圖，其中，虛線標(biāo)記是便于技術(shù)人員理解實(shí)際區(qū)域的劃分并將其與虛擬地圖中的子區(qū)域進(jìn)行對(duì)應(yīng)，即移動(dòng)平臺(tái)在實(shí)際的未知區(qū)域中的每個(gè)位置都有一個(gè)在虛擬地圖中的子區(qū)域與其對(duì)應(yīng)。其中，圖3中的黑色區(qū)域表示具有障礙的區(qū)域或邊界區(qū)域，白色區(qū)域表明移動(dòng)平臺(tái)可以通過的區(qū)域。本實(shí)施例中將移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)入未知區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方向與虛擬地圖中的Y+方向?qū)?yīng)，主要是方便移動(dòng)平臺(tái)在虛擬地圖中的定位，也可將移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)入未知區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方向與地圖中的其他方向，比如X-，X+，Y-對(duì)應(yīng)。S2 :將虛擬地圖中與移動(dòng)平臺(tái)當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的子區(qū)域標(biāo)記為已遍歷子區(qū)域，將虛擬地圖中未遍歷的、與移動(dòng)平臺(tái)當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的子區(qū)域的相鄰子區(qū)域標(biāo)記為目標(biāo)子區(qū)域，將目標(biāo)子區(qū)域中具有障礙的區(qū)域?qū)?yīng)的子區(qū)域標(biāo)記為障礙子區(qū)域。為了方便以后簡潔描述，接下來的文字描述都將“虛擬地圖中與移動(dòng)平臺(tái)當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的子區(qū)域”簡稱為“當(dāng)前子區(qū)域”，以便與圖1中流程圖的描述一致。相鄰子區(qū)域指的是移動(dòng)平臺(tái)不需經(jīng)過其他子區(qū)域而能到達(dá)的子區(qū)域，在本實(shí)施例中，由于子區(qū)域?yàn)檎叫?其他非正方形的矩形也可以)，因此包括四個(gè)相鄰子區(qū)域，該四個(gè)子區(qū)域都可被安裝在移動(dòng)平臺(tái)上的障礙探測系統(tǒng)所探測到。如圖4所示，在地圖存儲(chǔ)系統(tǒng)的虛擬地圖中，把移動(dòng)平臺(tái)所在的子區(qū)域(圓圈所在的區(qū)域)標(biāo)記為1，表明該子區(qū)域已被移動(dòng)平臺(tái)遍歷，將探測到的具有障礙的子區(qū)域標(biāo)記為2，將探測到的沒有障礙但是移動(dòng)平臺(tái)沒有遍歷的子區(qū)域標(biāo)記為A，其他子區(qū)域的標(biāo)記不做變化，均標(biāo)記為0，然后更新地圖子區(qū)域信息并存儲(chǔ)。S3 :將移動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)至目標(biāo)子區(qū)域。移動(dòng)平臺(tái)從目標(biāo)子區(qū)域中選擇一個(gè)目標(biāo)子區(qū)域并運(yùn)動(dòng)至該子區(qū)域，如圖5所示，由于當(dāng)前子區(qū)域X-方向?yàn)檎系K子區(qū)域，因此移動(dòng)平臺(tái)沿著Y+方向移動(dòng)至目標(biāo)子區(qū)域。S4:將虛擬地圖中與移動(dòng)平臺(tái)當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的子區(qū)域標(biāo)記為已遍歷子區(qū)域，將虛擬地圖中未遍歷的、與移動(dòng)平臺(tái)當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的子區(qū)域的相鄰子區(qū)域標(biāo)記為目標(biāo)子區(qū)域。在移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)入到一個(gè)新的目標(biāo)子區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域后，在虛擬地圖中將當(dāng)前子區(qū)域標(biāo)記為1，將具有障礙的區(qū)域?qū)?yīng)的與當(dāng)前子區(qū)域相鄰的子區(qū)域標(biāo)記為2，將沒有遍歷且沒有障礙的與當(dāng)前子區(qū)域相鄰的子區(qū)域標(biāo)記為A，即目標(biāo)子區(qū)域，移動(dòng)平臺(tái)可進(jìn)入目標(biāo)子區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域。在經(jīng)過移動(dòng)平臺(tái)的探測系統(tǒng)的探測后，如圖6所示，將與當(dāng)前子區(qū)域相鄰的子區(qū)域標(biāo)記如下Y+方向的子區(qū)域標(biāo)記為2 (障礙子區(qū)域)，X+方向標(biāo)記為2 (障礙子區(qū)域)，X-方向標(biāo)記為A。S5 :確定虛擬地圖中與移動(dòng)平臺(tái)當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的子區(qū)域的X-方向的相鄰子區(qū)域是否為目標(biāo)子區(qū)域如果是，則返回步驟3)，如果不是，則進(jìn)入步驟6)。如圖6所示，由于當(dāng)前子區(qū)域的X-方向的子區(qū)域標(biāo)記為A，即為目標(biāo)子區(qū)域，因此進(jìn)入步驟S3。重復(fù)步驟S3至S4后，移動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)至如圖7所示的位置。如圖8所示，由于當(dāng)前子區(qū)域的X-方向的相鄰子區(qū)域標(biāo)記為2，即為障礙子區(qū)域，因此進(jìn)入步驟S6。S6 :確定虛擬地圖中與移動(dòng)平臺(tái)當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的子區(qū)域的Y+方向的相鄰子區(qū)域是否為目標(biāo)子區(qū)域如果是，則返回步驟3)，如果不是，則進(jìn)入步驟S7。如圖8所示，由于當(dāng)前子區(qū)域的Y+方向的相鄰子區(qū)域標(biāo)記為A，即為目標(biāo)子區(qū)域，因此進(jìn)入步驟S3。重復(fù)步驟S3至S6后，移動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)至圖9所示的區(qū)域。如圖10所示，由于當(dāng)前子區(qū)域的Y+方向的相鄰子區(qū)域標(biāo)記為2，即為障礙子區(qū)域，因此進(jìn)入步驟S7。S7:確定虛擬地圖中與移動(dòng)平臺(tái)當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的子區(qū)域的Y-方向的相鄰子區(qū)域是否為目標(biāo)子區(qū)域如果是，則返回步驟3)，如果不是，則進(jìn)入步驟S8。如圖10所示，由于當(dāng)前子區(qū)域的Y-方向的相鄰子區(qū)域標(biāo)記為1，即已遍歷子區(qū)域，因此進(jìn)入步驟S8。S8 :確定虛擬地圖中與移動(dòng)平臺(tái)當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的子區(qū)域的X+方向的相鄰子區(qū)域是否為目標(biāo)子區(qū)域如果是，則回到返回步驟3)，如果不是，則進(jìn)入步驟9)。如圖10所示，由于當(dāng)前子區(qū)域的X+方向的相鄰子區(qū)域標(biāo)記為A，即目標(biāo)子區(qū)域，因此返回步驟3)。移動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)至如圖11所示的區(qū)域。重復(fù)步驟S4至S7，移動(dòng)平臺(tái)沿著Y-方向移動(dòng)至圖13所示的區(qū)域。此時(shí)，請(qǐng)參考圖14，當(dāng)前子區(qū)域的X-方向的相鄰子區(qū)域標(biāo)記為1，Y+方向的相鄰子區(qū)域標(biāo)記為1，Y-方向的相鄰子區(qū)域標(biāo)記為1，X+方向的相鄰子區(qū)域標(biāo)記為2，因此進(jìn)入步驟S9。S9:搜尋目標(biāo)子區(qū)域，確定唯一目標(biāo)子區(qū)域并將移動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)至該目標(biāo)子區(qū)域。本實(shí)施例中將按以下方法搜尋目標(biāo)子區(qū)域9-1)將虛擬地圖中、與移動(dòng)平臺(tái)當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的子區(qū)域標(biāo)記為死角子區(qū)域。其中，死角子區(qū)域的特征為其相鄰子區(qū)域全部標(biāo)記為障礙子區(qū)域或已遍歷子區(qū)域。9-2)在已遍歷子區(qū)域和目標(biāo)子區(qū)域中建立位勢圖，所述死角子區(qū)域的位勢值為最聞或最低。請(qǐng)參考圖15，在死角子區(qū)域的位勢標(biāo)記為100(最低)，其他已遍歷子區(qū)域或目標(biāo)子區(qū)域根據(jù)其與死角子區(qū)域的遠(yuǎn)近分別標(biāo)記不同的位勢值，這些子區(qū)域的位勢值均高于100。當(dāng)然，也可將死角子區(qū)域的位勢值設(shè)為最低，其他子區(qū)域的位勢值根據(jù)距離死角子區(qū)域的遠(yuǎn)近遞減。9-3)選擇與死角子區(qū)域的位勢值之差最小的目標(biāo)子區(qū)域作為選定的目標(biāo)子區(qū)域。如圖15所示，在死角子區(qū)域X+，Y+方向的目標(biāo)子區(qū)域的位勢值為102，其與死角子區(qū)域的位勢值之差最小，因此將其作為選定的目標(biāo)子區(qū)域，如圖16所示的帶有圈的目標(biāo)子區(qū)域。9-4)將移動(dòng)平臺(tái)按照位勢值從高到低或者從低到高、依次從虛擬地圖中的已遍歷子區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域移動(dòng)至選定的目標(biāo)子區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域。如圖15所示，由于死角子區(qū)域的位勢值最低，因此移動(dòng)平臺(tái)從位勢值從低到高、依次經(jīng)過子區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域移動(dòng)至選定的目標(biāo)子區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域。也就是說，在將移動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)至選定的目標(biāo)子區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域時(shí)，只能從低位勢值的區(qū)域移動(dòng)至高位勢值的區(qū)域。將移動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)至圖16中所示的選定的目標(biāo)子區(qū)域后，移動(dòng)平臺(tái)再重復(fù)步驟S3至S8直到移動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)至另外一個(gè)死角子區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域。如圖17、圖21所示，為本實(shí)施例中的移動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)至虛擬地圖中的第二個(gè)、第三個(gè)死角子區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域時(shí)的軌跡示意圖，然后按照步驟9-1)至9-4)尋找目標(biāo)子區(qū)域，再重復(fù)步驟3)至步驟8)。其目標(biāo)子區(qū)域的選定以及位勢圖的標(biāo)記與在第一個(gè)死角子區(qū)域的過程相似，這里不再贅述，詳細(xì)可參考附圖18至附圖20以及附圖22至附圖24如圖25所示,為移動(dòng)平臺(tái)完成位置區(qū)域遍歷后的軌跡示意圖，如圖26所示，由于虛擬地圖中沒有目標(biāo)子區(qū)域，因此移動(dòng)平臺(tái)完成了整個(gè)未知區(qū)域的遍歷。實(shí)施例2請(qǐng)參考圖27至圖38，為本發(fā)明的實(shí)施例2。本實(shí)施例與實(shí)施例1大體相同，不同的地方在于在子步驟9-3)中，選定的目標(biāo)子區(qū)域?yàn)閺奶摂M地圖左下角從左到右、從下到上按列順序搜索依次搜索到的第一個(gè)目標(biāo)子區(qū)域。也就算是說，在移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)入虛擬地圖中的死角子區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域后，從虛擬地圖最左下角(X-，Y-) 一列一列地從左到右邊(從X-到X+)、從下到上(從Y-到Y(jié)+)依次搜索目標(biāo)子區(qū)域直到搜索到目標(biāo)子區(qū)域。如圖27所示，首先搜索到死角子區(qū)域右下角的目標(biāo)子區(qū)域，將其作為選定的目標(biāo)子區(qū)域，即帶有圓圈的目標(biāo)子區(qū)域。如圖28所示，已死角子區(qū)域?yàn)橹行?，在虛擬地圖中的已遍歷子區(qū)域和選定的目標(biāo)子區(qū)域建立位勢圖，然后將移動(dòng)平臺(tái)按照步驟9-4)將其移動(dòng)至搜索到的第一個(gè)目標(biāo)子區(qū)域，再重復(fù)步驟3)步驟9)直到?jīng)]有目標(biāo)子區(qū)域。圖29、圖33分別為移動(dòng)平臺(tái)按照本實(shí)施例中的方式選定目標(biāo)子區(qū)域進(jìn)入死角子區(qū)域后的軌跡示意圖。其目標(biāo)子區(qū)域的選定以及位勢圖的標(biāo)記可參考附圖30至圖32以及附圖34至附圖36如圖37所示，為移動(dòng)平臺(tái)完成未知區(qū)域遍歷后的軌跡示意圖，請(qǐng)結(jié)合圖38，虛擬地圖中沒有標(biāo)記為A的子區(qū)域，即表示移動(dòng)平臺(tái)完成了整個(gè)未知區(qū)域的遍歷。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于移動(dòng)平臺(tái)在未知區(qū)域的覆蓋方法，其特征在于預(yù)先建立一個(gè)包括起始點(diǎn)、X軸方向和Y軸方向的二維虛擬地圖，所述二維地圖由標(biāo)記為未遍歷區(qū)域的大小相同的矩形子區(qū)域構(gòu)成，所述方法包括 1)移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)入未知區(qū)域時(shí)，將移動(dòng)平臺(tái)的當(dāng)前位置與虛擬地圖的起始點(diǎn)所在的子區(qū)域?qū)?yīng)，將移動(dòng)平臺(tái)當(dāng)前運(yùn)動(dòng)方向設(shè)定為虛擬地圖中的坐標(biāo)軸的某一方向； 2)將虛擬地圖中與移動(dòng)平臺(tái)當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的子區(qū)域標(biāo)記為已遍歷子區(qū)域，將虛擬地圖中與移動(dòng)平臺(tái)當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的子區(qū)域的相鄰子區(qū)域標(biāo)記為目標(biāo)子區(qū)域，將目標(biāo)子區(qū)域中具有障礙的區(qū)域?qū)?yīng)的子區(qū)域標(biāo)記為障礙子區(qū)域； 3)將移動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)至目標(biāo)子區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域中； 4)將虛擬地圖中與移動(dòng)平臺(tái)當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的子區(qū)域標(biāo)記為已遍歷子區(qū)域，將虛擬地圖中未遍歷的、與移動(dòng)平臺(tái)當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的子區(qū)域的相鄰子區(qū)域標(biāo)記為目標(biāo)子區(qū)域，將目標(biāo)子區(qū)域中具有障礙的區(qū)域?qū)?yīng)的子區(qū)域標(biāo)記為障礙子區(qū)域； 5)確定虛擬地圖中與移動(dòng)平臺(tái)當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的子區(qū)域的X-方向的相鄰子區(qū)域是否為目標(biāo)子區(qū)域如果是，則返回步驟3)，如果不是，則進(jìn)入步驟6)； 6)確定虛擬地圖中與移動(dòng)平臺(tái)當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的子區(qū)域的Y+方向的相鄰子區(qū)域是否為目標(biāo)子區(qū)域如果是，則返回步驟3)，如果不是，則進(jìn)入步驟7)； 7)確定虛擬地圖中與移動(dòng)平臺(tái)當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的子區(qū)域的Y-方向的相鄰子區(qū)域是否為目標(biāo)子區(qū)域如果是，則返回步驟3)，如果不是，則進(jìn)入步驟8)； 8)確定虛擬地圖中與移動(dòng)平臺(tái)當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的子區(qū)域的X-方向的相鄰子區(qū)域是否為目標(biāo)子區(qū)域如果是，則返回步驟3)，如果不是，則進(jìn)入步驟9)； 9)搜尋目標(biāo)子區(qū)域，確定唯一目標(biāo)子區(qū)域并將移動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)至該目標(biāo)子區(qū)域； 10)重復(fù)步驟3)至步驟9)直到?jīng)]有目標(biāo)子區(qū)域。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在步驟9)中包括 9-1)將虛擬地圖中、與移動(dòng)平臺(tái)當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的子區(qū)域標(biāo)記為死角子區(qū)域。
9-2)在已遍歷子區(qū)域和目標(biāo)子區(qū)域中建立位勢圖，所述死角子區(qū)域的位勢值為最高或最低。
9-3)選擇與死角子區(qū)域的位勢值之差最小的目標(biāo)子區(qū)域作為選定的目標(biāo)子區(qū)域。
9-4)將移動(dòng)平臺(tái)按照位勢值從高到低或者從低到高、依次從虛擬地圖中的已遍歷子區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域移動(dòng)至選定的目標(biāo)子區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述選定的目標(biāo)子區(qū)域?yàn)榕c死角子區(qū)域位勢值之差最小的目標(biāo)子區(qū)域。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述選定的目標(biāo)子區(qū)域?yàn)閺奶摂M地圖左下角從下到上按列順序搜索依次搜索到的第一個(gè)目標(biāo)子區(qū)域。
5.如權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述虛擬地圖中的子區(qū)域?yàn)檎叫巍?br> 全文摘要
本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N用于移動(dòng)平臺(tái)在未知區(qū)域的覆蓋方法，預(yù)先建立一標(biāo)記為未遍歷子區(qū)域構(gòu)成的二維地圖，包括移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)入未知區(qū)域時(shí)，將移動(dòng)平臺(tái)當(dāng)前位置、運(yùn)動(dòng)方向與地圖中起始點(diǎn)所在的子區(qū)域及某一方向?qū)?yīng)；將與當(dāng)前子區(qū)域標(biāo)記為已遍歷子區(qū)域，將與當(dāng)前子區(qū)域相鄰的未遍歷子區(qū)域標(biāo)記為目標(biāo)子區(qū)域，將有障礙的目標(biāo)子區(qū)域標(biāo)記為障礙子區(qū)域；將移動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)至與目標(biāo)子區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域中；在移動(dòng)平臺(tái)每到一個(gè)新的區(qū)域后依次檢測X-、Y+、Y-、X+相鄰子區(qū)域是否為目標(biāo)子區(qū)域，如果是則進(jìn)入該區(qū)域；重復(fù)上述步驟直到進(jìn)入死角區(qū)域，再搜尋目標(biāo)子區(qū)域并移動(dòng)至對(duì)應(yīng)區(qū)域。本申請(qǐng)?zhí)峁┑姆椒▽?shí)現(xiàn)簡單，覆蓋率高且可降低移動(dòng)平臺(tái)在未知區(qū)域的重復(fù)覆蓋率。
文檔編號(hào)G05B13/04GK103064424SQ20121057192
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者肖雙良, 劉振宇 申請(qǐng)人:深圳市銀星智能科技股份有限公司