CN107943058A - 扫地机器人及其清扫路径规划方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种扫地机器人及其清扫路径规划方法，清扫路径规划方法包括以下步骤：以扫地机器人的初始位置为坐标原点建立平面坐标系；在平面坐标系中构建初始大小固定但是可以扩充的空白地图，并将空白地图分成若干区块，区块的大小固定；扫地机器人接收到清扫指令后沿指导路径进行清扫，在清扫过程中，如果碰到墙边，则沿墙清扫后继续沿指导路径进行清扫；如果碰到障碍物，则沿障碍物的边缘进行清扫后继续沿指导路径进行清扫；在清扫过程中，将实际清扫过的区域与构建的空白地图进行映射，更新地图。本发明能够在清扫一开始直接进入高效清扫模式，在清扫过程中随之更新地图，能够避免大部分的重复工作，降低清扫重复率，提高清扫覆盖率。

Description

扫地机器人及其清扫路径规划方法

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种扫地机器人及其清扫路径规划方法。

背景技术

随着科技的进步和计算机技术的不断发展，扫地机器人得到了广泛应用。扫地机器人在执行清扫任务时，都需要进行路径规划，这样一方面能够避免与清扫空间中的障碍物相撞，另一方面能够降低清扫的重复率，提高清扫效率。根据扫地机器人的成本，现有的扫地机器人大致可以分为两类，一类是高档扫地机器人，其在常规传感器的基础上搭载激光雷达并采用即时定位与地图构建方案，或者搭载摄像头采用图像处理以及即时定位与地图构建方案；另一类是低档扫地机器人，其采用碰撞传感器、红外传感器、超声传感器、陀螺仪等成熟、价廉的传感器方案。

高档扫地机器人具有整体任务完成效率高、综合效果好等优势，但其存在成本高、技术要求高、开发难度大和整体市场占有率低等问题。目前的低档扫地机器人具有成本低、技术要求一般、开发难度小和整体市场占有率高等优点，但其存在整体任务完成效率低、综合效果差等问题。

发明内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本发明提供了一种成本低、整体任务完成效率高的扫地机器人及其清扫路径规划方法。

一方面，本发明提供了一种扫地机器人清扫路径规划方法，包括以下步骤：

以扫地机器人的初始位置为坐标原点建立平面坐标系；

在平面坐标系中构建初始大小固定的空白地图，并将空白地图分成若干区块，各区块的大小固定；其中，空白地图是能够扩展的；

扫地机器人预存制定好的指导路线图，该路线图由无数平行的无限延伸的竖直线构成，机器人初始启动时位于其中一条直线上。

扫地机器人接收到清扫指令后沿指导路径进行清扫，在清扫过程中如果碰到障碍物，则沿障碍物的边缘行走并进行清扫(此时机器人会离开指导路径上的直线)，直到碰到指导路径上的直线为止；

在清扫过程中，将实际清扫过的区域与构建的空白地图进行映射，更新或扩展地图。

进一步地，所述以扫地机器人的初始位置为坐标原点建立平面坐标系包括：以扫地机器人当前朝向前的方向为X轴的正方向，俯视扫地机器人，其左方为Y轴的正方向；平面坐标系中每一个点采用X轴坐标、Y轴坐标和旋转角度来表示。

更进一步地，所述旋转角度的范围为：(-π，π]，X轴的正方向对应的旋转角度为0。

进一步地，所述清扫指令通过扫地机器人的控制面板上向用户提供的清扫功能的选择按键进行发送或通过遥控器或手机APP客户端向用户提供的清扫功能的选择按键进行发送。

进一步地，所述扫地机器人接收到清扫指令后沿指导路径进行清扫，在清扫过程中如果碰到障碍物，则沿障碍物的边缘行走并进行清扫，直到碰到指导路径上的直线为止，其具体包括以下步骤：

开始清扫时，判断扫地机器人是否与充电基站相连，如果扫地机器人与充电基站相连，则从充电基站倒退出来并调头，并进一步判断是否第一次从充电基站出来，如果是，则清扫充电基站前方的区域，否则扫地机器人向正前方直线行走；如果扫地机器人没有与充电基站相连，扫地机器人也向正前方直线行走；

扫地机器人向正前方直线行走，判断扫地机器人前方是否有障碍物，如果有障碍物，则沿障碍物边缘行走；否则沿指导路径行走。

更进一步地，所述步骤扫地机器人向正前方直线行走，判断扫地机器人前方是否有障碍物，如果有障碍物，则沿障碍物边缘行走；否则沿指导路径行走，其包括：

扫地机器人向正前方直线行走，遇到障碍物后沿障碍物边缘行走，将Y轴的正方向或Y轴的负方向作为前进方向，其中，Y轴的正方向作为扫地机器人的优先前进方向；

首先，扫地机器人根据当前更新的地图沿Y轴的正方向搜索其所在区域对应的地图中的区块的相邻区块是否被标记为已打扫，如果Y轴的正方向上的相邻区块未标记为已打扫，则扫地机器人沿Y轴的正方向行走；否则，沿Y轴的负方向搜索其所在区域对应的地图中的区块的相邻区块是否被标记为已打扫，如果Y轴的负方向上的相邻区块未标记为已打扫，则扫地机器人沿Y轴的负方向行走；

其次，再结合碰到障碍物之前扫地机器人所在的相对位置选择右侧贴近障碍物边缘行走或左侧贴近障碍物边缘行走，直到扫地机器人所在的位置位于对应的指导路径上时，扫地机器人停止贴近障碍物边缘行走；

扫地机器人原地旋转，直至扫地机器人前进的方向朝向X轴的方向或平行于X轴的方向，扫地机器人向正前方直线行走。

进一步地，所述在清扫过程中将实际清扫过的区域与构建的空白地图进行映射，更新地图包括：对实际清扫过的区域以及实际障碍物、充电基站或墙边在空白地图中对应的区块进行标记。扩展地图包括当扫地机器人所在区域超出了当前地图所能表示的范围时，扩大地图的边界，增加其表示范围使得扫地机器人所在区域被包含进去。

进一步地，扫地机器人清扫路径规划方法还包括以下步骤：如果扫地机器人对与构建的空白地图对应的扫地机器人所在的实际区域及其相邻区块都已清扫完毕，则扫地机器人搜索地图上不相邻的未清扫区块，并对未清扫区块进行清扫。

更进一步地，所述扫地机器人搜索地图上不相邻的未清扫区块，并对未清扫区块进行清扫包括以下步骤：

扫地机器人利用A*算法或BFS算法或贪心算法或其他搜索算法搜索地图上不相邻的未清扫区块，如果在地图上不相邻的区域搜索到未清扫区块，则将该未清扫区块标记为目标区块，计算得到当前位置到目标区块的路径，机器人沿着计算出的路径到达目标区块，然后调整机器人的前进方向，向X轴的正方向直线行走，沿指导路径进行清扫；否则，扫地机器人结束清扫。

另一方面，本发明还提供了一种扫地机器人，其包括坐标系建立模块、空白地图构建模块、清扫模块和地图更新模块；坐标系建立模块用于以扫地机器人的初始位置为坐标原点，建立平面坐标系；空白地图构建模块用于在平面坐标系中构建初始大小固定但是可以扩充的空白地图，并将空白地图分成若干区块，区块的大小固定；清扫模块用于沿指导路径或障碍物的边缘进行清扫，地图更新模块用于将空白地图与实际清扫区域进行映射，并更新或扩展地图。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本发明能够在清扫一开始直接进入高效清扫模式，在清扫过程中随之更新地图，能够避免大部分的重复工作，降低清扫重复率，提高清扫覆盖率，保证清扫效果，使得扫地机器人更加智能化，提高用户体验。而且清扫完毕后，扫地机器人能够根据清扫过程中更新的地图返回充电基站进行充电。本发明采用低档扫地机器人中的传感器即可，不需要增加额外的传感器硬件，能够保证扫地机器人低成本的同时提高扫地机器人的性能。本发明在清扫路径规划的过程中采用成熟、低廉的传感器获取数据，获得的数据量小，另外，采用栅格地图能够减少数据的存储量，而且大量重复状态的判断能够减少数据计算量，因此本发明处理分析数据时运算量少，不需要高成本的处理器支持，采用低成本的处理器即可实现。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种扫地机器人清扫路径规划方法的流程图之一。

图2是根据一示例性实施例示出的一种扫地机器人的结构框图。

图3是根据一示例性实施例示出的一种扫地机器人清扫路径规划方法的流程图之二。

图4是根据一示例性实施例示出的一种扫地机器人清扫路径规划方法的流程图之三。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

现有的扫地机器人具有随机清扫模式、沿边清扫模式、螺旋式清扫模式和交叉清扫模式等，能够在环境信息完全未知的情况下通过已有的清扫模式完成清扫工作。

如图1所示，本发明提供了一种扫地机器人清扫路径规划方法，其包括以下步骤：

S1、以扫地机器人的初始位置为坐标原点建立平面坐标系。

在平面坐标系中，以扫地机器人当前朝向前的方向为X轴的正方向，俯视扫地机器人其左方为Y轴的正方向。坐标系中每一个点采用以下三个参数表示：X轴坐标、Y轴坐标和旋转角度θ。旋转角度θ的范围为：(-π，π]，X轴的正方向对应的旋转角度θ为0。

S2、在平面坐标系中构建初始大小固定的空白地图，并将空白地图分成若干区块，各区块的大小固定。其中，空白地图是能够扩展的。具体地，在平面坐标系中以原点为中心点，构建一5m*5m的空白地图。将空白地图分成25*25个边长为20cm的区块。当实际空间超过5m*5m时，在机器人走到5m*5m的边界时地图会进行扩展。

S3、扫地机器人接收到清扫指令后沿指导路径进行清扫，在清扫过程中，如果碰到墙边，则沿墙清扫后继续沿指导路径进行清扫；如果碰到障碍物，则沿障碍物的边缘进行清扫后继续沿指导路径进行清扫。其中，指导路径包括无数条与X轴平行的无限延伸的竖直线，扫地机器人初始启动时位于其中一条竖直线上。具体地，竖直线与X轴方向上各区块的中心线位于同一条直线上。

可以通过扫地机器人的控制面板上向用户提供的清扫功能的选择按键发送清扫指令，也可以通过遥控器或手机APP客户端向用户提供的清扫功能的选择按键发送清扫指令，还可以是扫地机器人清扫过程中因电量不足进行充电，并在充电完成后继续之前的清扫任务。

S4、在清扫过程中，将实际清扫过的区域与构建的空白地图进行映射，扫地机器人分别对实际清扫过的区域以及实际障碍物、充电基站或墙边等在空白地图中对应的区块进行标记，持续更新或扩展构建的空白地图。

具体地，将实际清扫过的区域在空白地图中对应的区块标记为已打扫，将实际障碍物在空白地图中对应的区块标记为障碍物。其中，通过扫地机器人上的陀螺仪和码盘记录扫地机器人的旋转角度和位移。

本发明扫地机器人清扫路径规划方法使得扫地机器人在首次碰到障碍物之前按照预定的指导路径对待清扫区域进行清扫，当遇到墙边时沿墙清扫后再继续沿指导路径进行清扫，当遇到障碍物时沿障碍物的边缘进行清扫后再继续沿指导路径进行清扫，扫地机器人在清扫过程中随之更新地图，能够降低清扫重复率，提高清扫覆盖率，保证清扫效果，使得扫地机器人更加智能化，提高用户体验。

本发明扫地机器人清扫路径规划方法还包括以下步骤：

S5、如果扫地机器人对与构建的空白地图对应的扫地机器人所在的实际区域及其相邻区块都已清扫完毕，则扫地机器人搜索地图上与扫地机器人所在的实际区域不相邻的未清扫区块，并对未清扫区块进行清扫，其具体包括以下步骤：

S51、扫地机器人利用A*算法或BFS算法或贪心算法搜索地图上与扫地机器人所在的实际区域不相邻的未清扫区块，如果在地图上不相邻的区块内搜索到未清扫区块，则将该未清扫区块标记为目标区块，进入步骤S52；否则，扫地机器人结束清扫。

S52、扫地机器人根据地图计算从当前位置到达目标区块的一条较优路径，沿计算出的路径行走到目标区块；到达目标区块后，扫地机器人原地旋转，直至扫地机器人的前进方向对准X轴的正方向，向正前方直线行走，沿指导路径进行清扫。其中，较优路径可以是距离足够短的路径并且用时足够短的路径。

在图1所示实施例的基础上，对图1所示实施例中步骤S3的一种可能的实现方式进行详细描述，其包括以下步骤：

S31、开始清扫时，判断扫地机器人是否与充电基站相连，如果扫地机器人与充电基站相连，则从充电基站倒退出来并调头，并进一步判断是否第一次从充电基站出来，如果是，则清扫充电基站前方的区域，否则进入步骤S32；如果扫地机器人没有与充电基站相连，也进入步骤S32，其具体包括以下步骤：

S311、对扫地机器人开始清扫时是否检测到了充电基站信号进行判断，如果是，则进入步骤S312；否则进入步骤S32。

S312、扫地机器人后退L距离，并旋转180°，转成与X轴的负方向相同的方向，判断扫地机器人是否第一次从充电基站出来，如果是，则进入步骤S313；否则进入步骤S32。

S313、扫地机器人旋转180°，将前进方向转成与X轴的正方向相同的方向，并沿直线行走，清扫充电基站正前方的区域，直到扫地机器人到达预设的充电基站前的清扫边界，扫地机器人再旋转180°，将前进方向转成与X轴的负方向相同的方向，进入步骤S32。

扫地机器人是否到达预设的充电基站前的清扫边界根据扫地机器人上的红外传感器返回的数据进行判断。

S32、扫地机器人向正前方直线行走，判断扫地机器人前方是否有障碍物，如果有障碍物，则沿障碍物边缘行走；否则沿指导路径行走，其具体包括以下步骤：

S321、扫地机器人向正前方直线行走，直到接收到碰撞信号后进入步骤S322。

S322、扫地机器人沿障碍物边缘行走，将Y轴的正方向或Y轴的负方向作为前进方向，其中，Y轴的正方向作为扫地机器人的优先前进方向。

首先，扫地机器人根据当前更新的地图沿Y轴的正方向搜索其所在区域对应的地图中的区块的相邻区块是否被标记为已打扫，如果Y轴的正方向上的相邻区块未标记为已打扫，则扫地机器人沿Y轴的正方向行走；否则，沿Y轴的负方向搜索其所在区域对应的地图中的区块的相邻区块是否被标记为已打扫，如果Y轴的负方向上的相邻区块未标记为已打扫，则扫地机器人沿Y轴的负方向行走。

其次，再结合进入步骤S322之前扫地机器人所在的相对位置选择进入步骤S323。如果进入本步骤S322之前扫地机器人所在的位置对应在平面坐标系中障碍物位置的下方且本步骤S322之前选择了沿Y轴的正方向走，或者扫地机器人所在的位置对应在平面坐标系中障碍物的上方且本步骤S322之前选择了沿Y轴的负方向走，则扫地机器人的右侧贴近障碍物边缘行走，进入步骤S323；如果进入步骤S322之前扫地机器人所在的位置对应在平面坐标系中障碍物位置的下方且本步骤S322之前选择了沿Y轴的负方向走，或者扫地机器人所在的位置对应在平面坐标系中障碍物的上方且本步骤S322之前选择了沿Y轴的正方向走，则扫地机器人的左侧贴近障碍物边缘行走，进入步骤S323。

最后，如果扫地机器人所在区域对应的地图中的区块沿X轴方向和Y轴方向的相邻区块都标记为已打扫，则搜索地图上与扫地机器人所在的实际区域不相邻的未清扫区块，进入步骤S5。

S323、扫地机器人的右侧贴近障碍物边缘行走时，首先，扫地机器人根据被触发的碰撞传感器的位置选择对应的旋转角度，逆时针旋转该旋转角度；其次，扫地机器人以当前状态为初始状态沿曲线行走，直到碰撞传感器再次被触发或扫地机器人回到当前与X轴重合的竖直线或扫地机器人碰到了与X轴平行的竖直线。

当碰撞传感器再次被触发时，重复步骤S323。当扫地机器人回到当前与X轴重合的竖直线时，进入步骤S324。当扫地机器人碰到了与X轴平行的竖直线时，进入步骤S325。

具体地，扫地机器人沿以当前状态为初始状态沿曲线行走时，角速度采用-0.25弧度/秒，线速度根据右侧红外传感器返回的数据进行选择。

扫地机器人的左侧贴近障碍物边缘行走时，首先，扫地机器人根据被触发的碰撞传感器的位置选择对应的旋转角度，顺时针旋转该旋转角度；其次，扫地机器人以当前状态为初始状态沿曲线行走，直到碰撞传感器再次被触发或扫地机器人回到当前与X轴重合的竖直线或扫地机器人碰到了与X轴平行的竖直线。

当碰撞传感器再次被触发时，重复步骤S323。当扫地机器人回到当前与X轴重合的竖直线时，进入步骤S324。当扫地机器人碰到了与X轴平行的竖直线时，进入步骤S325。

具体地，扫地机器人以当前状态为初始状态沿曲线行走时，角速度采用0.25弧度/秒，线速度根据左侧红外传感器返回的数值进行选择。

S324、扫地机器人原地旋转，直至扫地机器人前进的方向朝向X轴的方向或平行于X轴的方向，进入步骤S321。

S325、扫地机器人原地旋转，直至扫地机器人前进的方向朝向X轴的方向或平行于X轴的方向，进入步骤S326。

S326、扫地机器人向正前方直线行走，直到碰撞感应器接收到碰撞信号，扫地机器人原地旋转360°，进入步骤S321。

另外，扫地机器人在清扫过程中，如果电量不足，则记录当前位置，并进入基站进行充电，充电完成后重新回到记录的位置继续之前的清扫工作。

如图2所示，本发明还提供了一种扫地机器人，其在现有扫地机器人的基础上设置有坐标系建立模块1、空白地图构建模块2、清扫模块3和地图更新模块4。坐标系建立模块1用于以扫地机器人的初始位置为坐标原点，建立平面坐标系。空白地图构建模块2用于在平面坐标系中构建初始大小固定但是可以扩充的空白地图，并将空白地图分成若干区块，区块的大小固定。清扫模块3用于沿指导路径或障碍物的边缘或墙边进行清扫，地图更新模块4用于将空白地图与实际清扫区域进行映射，并根据清扫过程中实际清扫过的区域以及实际障碍物、充电基站或墙边等更新或扩展地图。

扫地机器人采用圆柱体结构，其前端面、左侧面和右侧面上各设置一红外传感器，三个红外传感器位于同一水平截面上，各红外传感器之间的夹角为90°。扫地机器人的侧面上还设置有四个碰撞传感器，其中两个碰撞传感器设置在左侧面的红外传感器与前端面的红外传感器之间，另外两个碰撞传感器设置在右侧面的红外传感器与前端面的红外传感器之间。

本发明机器人能够在任务一开始时直接进入高效清扫模式，在清扫过程中会随之更新地图，能够避免大部分的重复工作，降低清扫重复率，提高清扫覆盖率。而且清扫完毕后，扫地机器人能够根据清扫过程中更新的地图返回充电基站进行充电。

根据图3所示的扫地机器人清扫路径规划方法的流程，结合图3对本发明扫地机器人清扫路径规划方法的流程进行详细说明。

扫地机器人在一不规则的待清扫区域内。

以扫地机器人的初始位置为坐标原点建立平面坐标系。在平面坐标系中，以扫地机器人当前朝向前的方向为X轴的正方向，俯视扫地机器人其左方为Y轴的正方向。在平面坐标系中构建初始大小固定的空白地图，并将空白地图分成若干区块，各区块的大小固定。在平面坐标系中设置多条与X轴平行的无限延伸的竖直线，这些竖直线构成指导路径。

扫地机器人接收到清扫指令后沿指导路径中的一条竖直线向前行走并进行清扫，当扫地机器人到达待清扫区域中与构建的空白地图的边界对应的边界时，仍未碰到障碍物或墙边时，向平面坐标系中X为正且Y为正的区域扩展空白地图。扫地机器人继续沿指导路径中的一条竖直线向前行走并进行清扫，直到碰到墙边，扫地机器人沿墙清扫，直到回到与X轴平行的竖直线时，调整方向，直到扫地机器人前进的方向平行于X轴的正方向，然后扫地机器人向前直走，如果再次碰到墙，则原地旋转180°，扫地机器人向正前方直线行走并进行清扫。

根据图4所示的扫地机器人清扫路径规划方法的流程，结合图4对本发明扫地机器人清扫路径规划方法的流程进行详细说明。

扫地机器人接收到清扫指令后沿指导路径中的一条竖直线向前行走并进行清扫，当扫地机器人在清扫过程中碰到障碍物时，根据扫地机器人与障碍物的相对位置关系，扫地机器人的右侧或左侧贴近障碍物边缘行走。直到扫地机器人回到与X轴重合的竖直线，扫地机器人原地旋转，直至扫地机器人前进的方向对准X轴的方向，扫地机器人向正前方直线行走并进行清扫。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或它们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种扫地机器人清扫路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

以扫地机器人的初始位置为坐标原点建立平面坐标系；

在平面坐标系中构建初始大小固定的空白地图，并将空白地图平均分成若干区块，各区块的大小固定；空白地图是能够扩展的；

扫地机器人接收到清扫指令后沿指导路径进行清扫，在清扫过程中，如果碰到墙边，则沿墙清扫后继续沿指导路径进行清扫；如果碰到障碍物，则沿障碍物的边缘进行清扫后继续沿指导路径进行清扫；其中，指导路径包括无数条相互平行的无限延伸的竖直线，扫地机器人初始启动时位于其中一条竖直线上；

在清扫过程中，将实际清扫过的区域与构建的空白地图进行映射，更新或扩展地图。

2.如权利要求1所述的扫地机器人清扫路径规划方法，其特征在于，所述步骤以扫地机器人的初始位置为坐标原点建立平面坐标系包括：以扫地机器人当前朝向前的方向为X轴的正方向，俯视扫地机器人，其左方为Y轴的正方向；平面坐标系中每一个点采用X轴坐标、Y轴坐标和旋转角度来表示。

3.如权利要求2所述的扫地机器人清扫路径规划方法，其特征在于，所述旋转角度的范围为：(-π，π]，X轴的正方向对应的旋转角度为0。

4.如权利要求1所述的扫地机器人清扫路径规划方法，其特征在于，所述清扫指令通过扫地机器人的控制面板上向用户提供的清扫功能的选择按键进行发送或通过遥控器或手机APP客户端向用户提供的清扫功能的选择按键进行发送。

5.如权利要求1所述的扫地机器人清扫路径规划方法，其特征在于，所述扫地机器人接收到清扫指令后沿指导路径进行清扫，在清扫过程中如果碰到障碍物，则沿障碍物的边缘行走并进行清扫，其具体包括以下步骤：

开始清扫时，判断扫地机器人是否与充电基站相连，如果扫地机器人与充电基站相连，则从充电基站倒退出来并调头，并进一步判断是否第一次从充电基站出来，如果是，则清扫充电基站前方的区域，否则扫地机器人向正前方直线行走；如果扫地机器人没有与充电基站相连，扫地机器人也向正前方直线行走；

扫地机器人向正前方直线行走，判断扫地机器人前方是否有障碍物，如果有障碍物，则沿障碍物边缘行走；否则沿指导路径行走。

6.如权利要求5所述的扫地机器人清扫路径规划方法，其特征在于，所述步骤扫地机器人向正前方直线行走，判断扫地机器人前方是否有障碍物，如果有障碍物，则沿障碍物边缘行走；否则沿指导路径行走，其包括：

扫地机器人向正前方直线行走，遇到障碍物后沿障碍物边缘行走，将Y轴的正方向或Y轴的负方向作为前进方向，其中，Y轴的正方向作为扫地机器人的优先前进方向；

首先，扫地机器人根据当前更新的地图沿Y轴的正方向搜索其所在区域对应的地图中的区块的相邻区块是否被标记为已打扫，如果Y轴的正方向上的相邻区块未标记为已打扫，则扫地机器人沿Y轴的正方向行走；否则，沿Y轴的负方向搜索其所在区域对应的地图中的区块的相邻区块是否被标记为已打扫，如果Y轴的负方向上的相邻区块未标记为已打扫，则扫地机器人沿Y轴的负方向行走；

其次，再结合碰到障碍物之前扫地机器人所在的相对位置选择右侧贴近障碍物边缘行走或左侧贴近障碍物边缘行走，直到扫地机器人所在的位置位于对应的指导路径上时，扫地机器人停止贴近障碍物边缘行走；

扫地机器人原地旋转，直至扫地机器人前进的方向朝向X轴的方向或平行于X轴的方向，扫地机器人向正前方直线行走。

7.如权利要求1所述的扫地机器人清扫路径规划方法，其特征在于，所述步骤在清扫过程中将实际清扫过的区域与构建的空白地图进行映射，更新地图包括：对实际清扫过的区域以及实际障碍物、充电基站或墙边在空白地图中对应的区块进行标记；扩展地图包括当扫地机器人所在区域超出了当前地图所能表示的范围时，扩大地图的边界，增加其表示范围使得扫地机器人所在区域被包含进去。

8.如权利要求1所述的扫地机器人清扫路径规划方法，其特征在于，还包括以下步骤：如果扫地机器人对与构建的空白地图对应的扫地机器人所在的实际区域及其相邻区块都已清扫完毕，则扫地机器人搜索地图上不相邻的未清扫区块，并对未清扫区块进行清扫。

9.如权利要求6所述的扫地机器人清扫路径规划方法，其特征在于，所述扫地机器人搜索地图上不相邻的未清扫区块，并对未清扫区块进行清扫包括以下步骤：

扫地机器人利用A*算法或BFS算法或贪心算法搜索地图上与扫地机器人所在的实际区域不相邻的未清扫区块，如果在地图上不相邻的区块内搜索到未清扫区块，则将该未清扫区块标记为目标区块，计算得到当前位置到目标区块的路径，机器人沿着计算出的路径到达目标区块，然后调整机器人的前进方向，沿X轴的正方向直线行走，沿指导路径进行清扫；否则，扫地机器人结束清扫。

10.一种扫地机器人，其特征在于，它包括坐标系建立模块、空白地图构建模块、清扫模块和地图更新模块；坐标系建立模块用于以扫地机器人的初始位置为坐标原点，建立平面坐标系；空白地图构建模块用于在平面坐标系中构建初始大小固定的空白地图，并将空白地图分成若干区块，各区块的大小固定；清扫模块用于沿指导路径或障碍物的边缘或墙边进行清扫，地图更新模块用于将空白地图与实际清扫区域进行映射，并更新或扩展地图。