随着人们生活水平的提高,人们对于智能家居的需求日益旺盛,扫地机器人就是其中之一,据前瞻网发布的数据显示,2018年扫地机市场增长预计达到120亿元,随着扫地机器人技术的不断发展,未来扫地机器人将会有更广阔的市场空间。
在扫地机器人中,路径规划是其最核心的技术,所谓路径规划是指机器人根据自身传感器对环境进行认知,来确定周围环境和自身位置信息,进而规划出一条最优运行路线。同时又能高效完成清扫任务。
通常,移动机器人实现路径规划需要解决这三大问题:
1.机器人从初始位置到目标位置的运动;
2.通过相关算法使机器人能够绕开障碍物,并且经过某些必须经过的地方完成对应的工作任务;
3.在完成以上任务的前提下,能做到机器人运动轨迹的优化。
说到扫地机器人路径规划,就不得不提到SLAM技术了,当然,SLAM技术与路径规划是两个层面的东西,SLAM更像是一种被动技能,默默为机器人提供地图和定位信息,但当机器人需要实现自主移动,便需要路径规划和SLAM的相互合作,如果没有SLAM为路径规划提供高质量的定位信息,路径规划就难以实现自身的工作。
机器人要做到路径规划,除了要解决SLAM本身的难点外,路径规划也是有很多问题需要解决的,先不说扫地机器人,对于通用机器人来说,要做的第一个路径规划便是寻路的算法,也可以理解为从A点到B点的移动。在这个过程中,又会涉及到全局路径规划及局部路径规划。
什么是全局路径规划呢?可以理解为,在一张静态的地图上,机器人仅仅根据地图测算出当前点到目标点的一个距离。这种方式有很多种算法,目前听到最多的就是Astar算法,这种也同时运用在即时战略游戏里进行单位寻路时使用。
除了全局路径规划还有局部路径规划的问题,由于在全局路径规划中机器人已经规划出了大致的行走路径,但在实际的移动过程中会出现很多突发情况,如在机器人移动时突然一个人走过来,挡住了机器人已规划好的行走道路,在这种情况下,机器人如何能在不修改之前规划好的路径前提下去绕开这个人呢?对于机器人来说行走的大方向是对的,但在有障碍物出现的情况下需要临时改道,这样的过程便叫做局部路径规划。目前针对该问题的应对算法传统上有EFF、目前又动态穿透法的算法来进行。
解决从A点到B点的移动就是实现路径规划的第一个问题。这也是目前扫地机器人进行路径规划的第一个环节。但相比其他服务机器人,扫地机器人的问题会更加复杂一点,因为扫地机器人在工作中还会涉及到贴边清扫及来回清扫等任务,这就需要有