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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710902202.9 (22)申请日 2017.09.29 (71)申请人 成都意町工业产品设计有限公司 地址 610041 四川省成都市武侯区人民南 路四段11号 (72)发明人 丁伟 (74)专利代理机构 成都九鼎天元知识产权代理 有限公司 51214 代理人 韩雪 (51)Int.Cl. A47L 11/38(2006.01) A47L 11/40(2006.01) (54)发明名称 一种楼宇幕墙清洁机器人清洁路径规划系 统 (57)摘要 本发明公开了一种楼宇幕墙清。
2、洁机器人清 洁路径规划系统， 其特征在于， 包括数据收集模 块、 规划模块、 分块模块、 控制模块和位置检测模 块， 通过位置传感器获取长宽信息后构建空间模 型实现对待清洁区域的清洁单元划分， 划分精 确， 利于后期清洁轨迹的设定， 定位过程简单且 定位成本低， 根据清洁单元的划分再进行路径规 划， 定位精准， 操作简单， 能根据待清洁区域的实 际大小变换相应的清洁轨迹， 能有效清洁到待清 洁区域的边缘位置， 提高了机器人的清洁效率避 免能源浪费， 节约了清洁成本， 增加了洁净度， 提 高了清洁安全性。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 107440635 A 2017.12.08 。
3、CN 107440635 A 1.一种楼宇幕墙清洁机器人清洁路径规划系统， 其特征在于， 包括数据收集模块、 规划 模块、 分块模块和控制模块； 所述数据收集模块， 用于收集待清洁区域长和宽的信息， 将该长宽信息传递至规划模 块； 所述规划模块， 用于接收数据收集模块传递的长宽信息， 并将该长宽信息传递至分块 模块， 同时向控制模块发出采集完毕信号； 接收分块模块反馈的清洁单元信息， 接收控制模 块传递的路径规划指令， 依据清洁单元信息规划清洁机器人的行走路径， 并将行走路径信 息传递至控制模块； 所述分块模块， 接收规划模块传递的长宽信息， 并接收控制模块传递的分区指令， 依据 长宽信息将待。
4、清洁区域划分为N个清洁单元； 将该清洁单元信息传递至规划模块， 同时向控 制模块发出分区完毕信号； 所述控制模块， 接收规划模块发送的采集完毕信号后， 向分块模块发出分区指令； 接收 分块模块传递的分区完毕信号， 向规划模块传递路径规划指令； 接收规划模块传递的行走 路径信息。 2.如权利要求1所述的一种楼宇幕墙清洁机器人清洁路径规划系统， 其特征在于， 所述 数据收集模块， 通过清洁机器人上设置的接收器， 接收待清洁区域边缘处的位置发送器发 送的位置信号； 所述规划模块接收待清洁区域信息后， 将长宽信息模拟形成空间平面坐标 区域， 并将每个清洁单元的长设为待清洁区域的X轴， 宽设为待清洁区域。
5、的Y轴。 3.根据权利要求2所述的一种楼宇幕墙清洁机器人清洁路径规划系统， 其特征在于， 设 机器人有效清洁宽度为L， 所述行走路径以清洁单元的坐标原点为起点， 具体路径为： 先沿Y 轴正向方向行走至该待清洁区域的边缘， 再沿X轴正向横移机器人有效清洁宽度的距离L， 再沿 Y轴行走负向至X轴后， 再沿X轴正向横移机器人有效清洁宽度L的距离， 再沿Y轴正向 方向重复上述动作直至整个待清洁区域。 4.根据权利要求3所述的一种楼宇幕墙清洁机器人清洁路径规划系统， 其特征在于， 若 待清洁区域的宽度X为机器人有效清洁宽度L的整数倍时， 规划模块以清洁单元的坐标原点 为起点规划行走路径； 若待清洁区域的。
6、宽度X不为机器人有效清洁宽度L的整数倍时， 则规 划模块先按照清洁单元的坐标原点为起点向Y轴正向移动至S倍机器人有效清洁宽度L的位 置， 则剩余的宽度X =X-SL， 控制向Y的负向横移的距离为L =L- （X-SL） ， 再沿Y轴正向清洁 至边缘区域， 再沿X轴正向方向行走机器人有效清洁宽度L， 再沿Y轴负向行走S倍机器人有 效清洁宽度L的位置， 则剩余的宽度X =X-SL， 控制向Y的正向横移的距离为L =L- （X-SL） ， 再沿Y轴负向清洁至边缘区域， 重复上述动作， 直至清洁完整个待清洁区域。 5.如权利要求1-4之一所述的一种楼宇幕墙清洁机器人清洁路径规划系统， 其特征在 于， 。
7、所述路径规划系统中还设有位置检测模块， 接收待清洁区域边缘处的位置发送器发送 的位置信号， 向控制模块发送具体位置点信息， 控制模块控制位置检测模块计算机器人与 位置发送器的距离并转换为空间坐标信息实现实时监测机器人在空间中的位置； 若机器人 未按照原设定的清洁轨迹行走或机器人在清洁过程中突然停顿， 则位置检测模块向规划模 块发送此时空间位置的坐标信息,规划模块重新进行路径的规划完成剩余清洁工作。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 107440635 A 2 一种楼宇幕墙清洁机器人清洁路径规划系统 技术领域 0001 本发明属于路径规划领域， 具体为一种楼宇幕墙清洁机器人清洁路径规划系。
8、统。 背景技术 0002 随着现代文明的提高、 经济的高速发展和人们生活水平的快速提高， 越来越多的 高楼大厦拔地而起， 随之而来的就是建筑物外墙清洗行业的兴起， 外墙清洗业在我国已引 起普遍注意和重视。 所有的高层建筑物外墙， 由于常年日晒和风吹雨打， 以及大气中有害的 气体和油烟等污染和化学反应的侵蚀， 使得建筑物外墙产生了污垢和风化， 既影响了建筑 物的标致和市容， 又损坏了建筑物。 因此， 清洗建筑物的外墙， 不仅美化了环境， 而且起到了 保护建筑物的作用。 0003 然而， 目前对玻璃幕墙的清洁主要还是采用人工方式来完成的， 即： 将清洁人员从 楼顶悬吊至建筑物的侧墙处后， 由清洁人。
9、员人工对幕墙表面进行清理， 此种方式不但存在 整个过程清洁效率不高、 危险系数大等问题， 而且清洁成本偏高， 也由此影响了玻璃幕墙的 美观、 清洁以及进一步发展的空间。 0004 目前， 市场上已经研发出幕墙清洁机器人， 定位和路径规划是清洁机器人研究中 的两项关键技术， 也是实现其智能化、 全自动化的理论基础， 现有的定位技术， 有全球定位 系统(Global Positioning System， GPS)、 惯性导航系统(Inertial Navigation System， INS)等， 但是GPS系统虽然能够提供稳定的导航信息， 但是， 当用于高层楼宇幕墙清洁机器 人时， GPS信号。
10、会衰减， 导致无法检索到GPS信号， 导致定位不准确且成本高， 而INS系统， 随 着使用时间的增加， 误差会不断的积累， 当长时间使用而不校准时， 定位将产生极大的偏 差， 导致不能准确的定位出机器人的位置。 发明内容 0005 本发明的发明目的在于： 针对上述存在的定位不准确以及定位成本高的问题， 提 供一种楼宇幕墙清洁机器人清洁路径规划系统。 0006 本发明的技术解决方案是： 一种楼宇幕墙清洁机器人清洁路径规划系统， 其特征在于， 包括数据收集模块、 规划模 块、 分块模块和控制模块； 所述数据收集模块， 用于收集待清洁区域长和宽的信息， 将该长宽信息传递至规划模 块； 所述规划模块，。
11、 用于接收数据收集模块传递的长宽信息， 并将该长宽信息传递至分块 模块， 同时向控制模块发出采集完毕信号； 接收分块模块反馈的清洁单元信息， 接收控制模 块传递的路径规划指令， 依据清洁单元信息规划清洁机器人的行走路径， 并将行走路径信 息传递至控制模块； 所述分块模块， 接收规划模块传递的长宽信息， 并接收控制模块传递的分区指令， 依据 长宽信息将待清洁区域划分为N个清洁单元； 将该清洁单元信息传递至规划模块， 同时向控 说 明 书 1/4 页 3 CN 107440635 A 3 制模块发出分区完毕信号； 所述控制模块， 接收规划模块发送的采集完毕信号后， 向分块模块发出分区指令； 接收 。
12、分块模块传递的分区完毕信号， 向规划模块传递路径规划指令； 接收规划模块传递的行走 路径信息。 0007 所述数据收集模块， 通过清洁机器人上设置的接收器， 接收待清洁区域边缘处的 位置发送器发送的位置信号； 所述规划模块接收待清洁区域信息后， 将长宽信息模拟形成 空间平面坐标区域， 并将每个清洁单元的长设为待清洁区域的X轴， 宽设为待清洁区域的Y 轴。 0008 优选的， 设机器人有效清洁宽度为L， 所述行走路径以清洁单元的坐标原点为起 点， 具体路径为： 先沿Y轴正向方向行走至该待清洁区域的边缘， 再沿X轴正向横移机器人有 效清洁宽度的距离L， 再沿 Y轴行走负向至X轴后， 再沿X轴正向横。
13、移机器人有效清洁宽度L 的距离， 再沿Y轴正向方向重复上述动作直至整个待清洁区域。 0009 优选的， 若待清洁区域的宽度X为机器人有效清洁宽度L的整数倍时， 规划模块以 清洁单元的坐标原点为起点规划行走路径； 若待清洁区域的宽度X不为机器人有效清洁宽 度L的整数倍时， 则规划模块先按照清洁单元的坐标原点为起点规划行走路径至S倍机器人 有效清洁宽度L的位置， 则剩余的宽度X =X-SL， 控制向X的负向横移的距离为L =L- （X-SL） ， 再沿X轴正向方向行走至该待清洁区域的边缘， 再沿Y轴正向行走至该待清洁区域的边缘。 0010 所述路径规划系统中还设有位置检测模块， 接收待清洁区域边缘。
14、处的位置发送器 发送的位置信号， 向控制模块发送具体位置点信息， 控制模块控制位置检测模块计算机器 人与位置发送器的距离并转换为空间坐标信息实现实时监测机器人在空间中的位置； 若机 器人未按照原设定的清洁轨迹行走或机器人在清洁过程中突然停顿， 则位置检测模块向规 划模块发送此时空间位置的坐标信息重新进行路径的规划完成剩余清洁工作。 0011 综上所述， 本发明的有益效果为： 通过位置传感器获取长宽信息后构建空间模型 实现对待清洁区域的清洁单元划分， 划分精确， 利于后期清洁轨迹的设定， 定位过程简单且 定位成本低， 根据清洁单元的划分再进行路径规划， 定位精准， 操作简单， 能根据待清洁区 域。
15、的实际大小变换相应的清洁轨迹， 能有效清洁到待清洁区域的边缘位置， 提高了机器人 的清洁效率避免能源浪费， 节约了清洁成本， 增加了洁净度， 提高了清洁安全性。 附图说明 0012 图1是本发明所述的一种楼宇幕墙清洁机器人清洁路径规划系统框图 具体实施方 本说明书中公开的所有特征， 或公开的所有方法或过程中的步骤， 除了互相排斥的特 征和/或步骤以外， 均可以以任何方式组合。 0013 本说明书 （包括任何附加权利要求、 摘要） 中公开的任一特征， 除非特别叙述， 均可 被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。 即， 除非特别叙述， 每个特征只是一系列 等效或类似特征中的一个例子而已。 0。
16、014 一种楼宇幕墙清洁机器人清洁路径规划系统， 如图1所示， 其特征在于， 包括数据 收集模块、 规划模块、 分块模块和控制模块； 所述数据收集模块， 通过清洁机器人上设置的接收器， 接收待清洁区域边缘处的位置 说 明 书 2/4 页 4 CN 107440635 A 4 发送器发送的位置信号； 便于精确地检测所需的长宽等信息， 利于后续的分区等处理， 确保 整个清洁路径的指定。 0015 所述规划模块， 用于接收数据收集模块传递的长宽信息， 将接收到长宽信息模拟 形成空间平面坐标区域， 并将每个清洁单元的长设为待清洁区域的X轴， 宽设为待清洁区域 的Y轴； 通过对构建虚拟空间模型简化了机器。
17、人定位的过程， 定位成本低， 并且将待清洁区 域细分也利于后期清洁轨道的设定。 0016 所述分块模块， 接收规划模块传递的长宽信息， 并接收控制模块传递的分区指令， 依据长宽信息将待清洁区域划分为N个清洁单元； 将该清洁单元信息传递至规划模块， 同时 向控制模块发出分区完毕信号； 通过将待清洁区域划分为N个清洁单元， 清洁单元以有效清 洁宽度为准， 将规划模块构建的虚拟空间模型进行划分， 通过计算能高效判断出待清洁区 域能否被N个有效清洁宽度细分， 从而设定有利的清洁轨迹， 提高清洁效率。 0017 所述规划模块接收分块模块反馈的清洁单元信息， 接收控制模块传递的路径规划 指令， 依据清洁单。
18、元信息规划清洁机器人的行走路径， 并将行走路径信息传递至控制模块。 0018 所述控制模块， 接收规划模块发送的采集完毕信号后， 向分块模块发出分区指令； 接收分块模块传递的分区完毕信号， 向规划模块传递路径规划指令； 接收规划模块传递的 行走路径信息， 将控制功能都整合在控制模块里， 便于控制的管理， 简化整个路径规划系 统。 0019 所述位置检测模块， 接收待清洁区域边缘处的位置发送器发送的位置信号， 向控 制模块发送具体位置点信息， 控制模块控制位置检测模块计算机器人与位置发送器的距离 实现实时监测机器人在空间中的位置， 并且将该位置信息转换为空间坐标位置信息； 若机 器人未按照原设定。
19、的清洁轨迹行走或机器人在清洁过程中突然停顿， 则位置检测模块向规 划模块发送此时空间位置的坐标信息重新进行路径的规划完成剩余清洁工作； 根据位置检 测模块转换的空间坐标位置信息， 实时监控机器人的所处位置， 有效监测机器人的行走轨 迹， 判断机器人是否有停顿和未按清洁轨迹行走的突发情况发生， 重新设定清洁轨迹让清 洁机器人完成剩余的清洁工作， 保证待清洁区域的完全清洁， 提高清洁效率。 0020 若待清洁区域的宽度X=2m， 机器人有效清洁宽度L=0.5m， 此时待清洁区域的宽度 为机器人有效清洁宽度的整数倍， 运动轨迹设定过程为： 所述行走路径以清洁单元的坐标 原点 （0,0） 为起点， 清。
20、洁机器人先沿Y轴正向方向行走1.5m， 再沿X轴正向横移0.5m， 再沿 Y 轴负向行走1.5m， 再沿X轴正向横移0.5m， 再沿Y轴正向方向行走1.5m， 重复上述动作直至整 个待清洁区域， 本实施例不对清洁运动轨迹做唯一限定。 0021 若待清洁区域的宽度X=3m， 机器人有效清洁宽度L=0.5m， 此时待清洁区域的宽度 不为机器人有效清洁宽度的整数倍， 运动轨迹设定过程为： 所述行走路径以清洁单元的坐 标原点 （0,0） 为起点， 清洁机器人先沿Y轴正向方向行走S倍机器人有效清洁宽度L的位置即 行走3*0.5=1.5m， 则Y轴剩余的宽度X =1.7-1.5=0.2m， 控制向Y的负向。
21、横移的距离为L = 0.5-0.2=0.3m ， 再向Y轴正向方向清洁至边缘区域， 再沿X轴正向方向行走0.5m， 再向Y轴 负向移动1.5m后向Y轴正向移动X =1.7-1.5=0.2m后向Y轴负向移动L =0.5-0.2=0.3m清洁 至边缘区域， 重复上述清洁工作直至整个待清洁区域。 0022 通过对边缘清洁的算法处理， 精确计算出机器人以有效宽度为单元时应移动的方 向和移动的距离， 有效清洁到边缘区域， 增加洁净度， 避免机器人能源的浪费。 说 明 书 3/4 页 5 CN 107440635 A 5 0023 本发明并不局限于前述的具体实施方式。 本发明扩展到任何在本说明书中披露的 新特征或任何新的组合， 以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。 说 明 书 4/4 页 6 CN 107440635 A 6 图1 说 明 书 附 图 1/1 页 7 CN 107440635 A 7 。