基于柵格的簡單全覆蓋路徑規(guī)劃

摘要：對柵格化后的區(qū)域進行編碼，對障礙區(qū)域進行標記，利用深度優(yōu)先遍歷搜索算法來制定清潔機器人的全區(qū)域路徑規(guī)劃。利用C語言編程進行實驗，結(jié)果表明，此方法既避免了機器人判斷障礙物所需要進行的復雜計算，也十分有效的完成了機器人進行全區(qū)域覆蓋的清掃工作。

關鍵詞：清潔機器人；路徑規(guī)劃；深度優(yōu)先遍歷搜索；全區(qū)域覆蓋

中圖分類號：TP24 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 (2012) 14-0047-02

一、引言

移動機器人的研究始于60年代末期。所謂移動機器人，就是一種具有高度自規(guī)劃、自組織、自適應能力，適合于在復雜的非結(jié)構環(huán)境中工作的機器人。

我國從20 世紀90 年代開始進行智能掃地清潔機器人的技術跟蹤研究，但由于環(huán)境的特殊性和清潔機器人自身的特點，國內(nèi)智能掃地機器人的智能水平較低，目前仍處于初級研究階段，許多關鍵技術如定位、環(huán)境建模、路徑規(guī)劃、傳感器等都有待進一步解決。

室內(nèi)地面清潔是一項枯燥乏味的重復性勞動，傳統(tǒng)吸塵器工作時不僅需要人的參與，而且操作安放不便、清潔效率低、效果差，實現(xiàn)清潔作業(yè)自動化與智能化是高效高質(zhì)清潔的有效途徑。智能掃地機器人是將移動機器人技術和吸塵器技術有機結(jié)合起來以實現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境半自主或自主清潔的一種環(huán)保、健康、智能型的服務性機器人。

目前國內(nèi)外在清潔機器人方面的研究還有許多關鍵技術問題需要解決和提高，其中路徑規(guī)劃就是重要的關鍵技術之一，也是移動機器人為實現(xiàn)高智能化而必須解決的問題。機器人可以通過機身上的各種傳感器，通信器等裝置來獲取所處環(huán)境的信息，根據(jù)機器人所感知的環(huán)境，按照某種優(yōu)化指標，在起始點和目標點規(guī)劃出一條與場景中障礙物不發(fā)生碰撞的路徑。而另一方面，對于地面清潔機器人而言，不僅需要設計從起點到終點的運行路徑，更需要機器人能將整個環(huán)境區(qū)域遍歷，以達到清掃整個室內(nèi)地面的要求。

本文主要研究智能掃地清潔機器人在環(huán)境已知的情況下如何設計清掃路徑，以達到在盡量短的時間內(nèi)將整個房間清掃干凈，也就是在盡量短時間內(nèi)機器人走遍房間的每一個位置的目的。