[0001] 本发明涉及海洋自动清理设备技术领域，特别涉及一种清理机器人的自动清理方法及清理机器人。

[0002] 大型船舶的水下部分会被海洋生物附着，轻度附着会增加航行油耗15%‑20%，重度附着油耗会增加2‑3倍，因此，船体附着物的清理作业属于船舶必要的常规保养。

[0003] 船体壁面的海洋附着物以贝类为主，尤其是藤壶，具有附着力强、附着层坚硬、附着形状复杂等特性。目前，行业内会采用清理机器人对船体外壁上的附着物进行清理，参见中国专利CN116280074A中公开的一种水下爬壁机器人，通过该水下爬壁机器人能够在船体表面行进，带动剪切机构剪切清理较大较厚的附着物，将之剪薄，超声波清理机构对剪薄以及贴附在船体表面的藻类进行超声清理，射流机构对清理过后的残渣进行冲刷，以进一步提高清理效果，将复杂的附着物分步清理成为标准化的壁面，分步骤清除掉附着物，此方式不但能实现一次性、高效率完成清理作业，而且为实现自动化作业和清理物集中回收创造有利条件。然而，如何实现清理机器人精确地自动化清理船体外壁，这是本发明所亟需解决的问题点所在。

[0019] 为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本进行更全面的描述。

[0020] 需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

[0021] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

[0022] 在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

[0023] 在本说明书的描述中，参考术语“优选实施例”、“再一实施例”、“其他实施例”或“具体示例”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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

[0024] 本发明具体提供了一种清理机器人的自动清理方法的实施例，参见图1，包括步骤：步骤（1），获取作业航迹信息：包括作业区域标识以及每个作业区域对应的作业参数；在步骤（1）中，可以通过人工标识出作业区域，并对每个作业区域的作业参数进行收集、记录。

[0025] 步骤（2），确定目标作业区域并生成行进策略：根据作业区域标识确定目标作业区域，并确定目标作业区域的确定作业参数，基于确定作业参数生成具体的行进策略和作业周期，根据作业周期、行进策略以及清理机器人的姿态角参照值，确定行进节点序列以及对应节点的执行动作。

[0026] 步骤（3），控制清理机器人的前进方向和速度：根据行进策略和确定作业参数（尤其是由用户标记的重点清洁区域），控制清理机器人的前进方向和前进速度，使清理机器人行进至节点。

[0027] 步骤（4），清理附着物：控制清理机器人实施预设的执行动作，本实施例中，执行动作可以是剪切机构实施的剪切工作，也可以是超声波组件实施的震动工作，可以根据实际情况，单独选择剪切工作和震动工作中的二者之一，也可以同时选择二者，先通过剪切工作进行剪切后，再通过震动工作进行超声波震动，更有利于清洁附着物，执行动作中的超声波组件与用于探测路障的超声波模块不是同一个技术内容。另外，当清理机器人行进至节点处进行作业时，需要结合姿态传感器，调整清理机器人的俯仰角，以使清理机器人能够对当前区域的附着物进行有效清除。

[0028] 步骤（5），判断当前区域是否清洁完毕，如果否，则回到步骤（4），如果是，则再次判断所有区域是否清洁完毕，如果是，则结束作业，如果否，则回到步骤（3），执行区域转移作业，使清理机器人行进至下一节点，本实施例中，在执行区域转移作业时，需要判断清理机器人是否偏离了节点，也即是判断清理机器人是否偏离了预先规划的行进路线，如若是，则进行调整后再回到步骤（3），如若否，则直接回到步骤（3）。

[0029] 通过以上步骤，能够精准地对目标作业区域进行自动化清理，提升清理机器人的工作效率。

[0030] 优选实施例中，在步骤（2）中，确定作业参数包括目标作业区域中的障碍物信息、目标作业区域的大小以及在目标作业区域中由用户标记的重点清洁区域，其中，目标作业区域的大小为目标作业区域投影在水平面上的投影面积大小，障碍物信息即为目标作业区域内的所有已知障碍物，包括它们的位置、大小以及类型，重点清洁区域是用户特别关注的清洁区域，这些区域需要更频繁或更彻底的清洁。具体的，基于确定作业参数生成具体的行进策略，具体为：路径规划：规划一条路径，该路径作为预先设定的行进路线，可由路劲规划算法生成，使清理机器人地行进路径能够覆盖整个目标作业区域，同时避开所有已知的障碍物；清洁频率：根据目标作业区域的大小以及由用户标记的重点清洁区域，确定每个目标作业区域的清洁频率，例如，较大面积的目标作业区域或重点清洁区域可设置更高的清洁频率。而基于确定作业参数生成具体的作业周期，具体为：根据目标作业区域投影在水平面上的投影面积大小，结合机器人的清洁速度和效率，计算出完成一次完整清洁所需的时间，该计算方式为现有技术，同时，考虑到实际作业中可能存在的延误或额外清洁需求，为作业周期预留缓冲时间，例如预留10min的缓冲时间等。

[0031] 优选实施例中，在步骤（2）中，根据作业周期、行进策略以及清理机器人的姿态角参照值，确定行进节点序列以及对应节点的执行动作，具体为：划分行进节点：根据行进策略和目标作业区域的大小，将整个清洁区域（也即目标作业区域）划分为若干个行进节点，每个行进节点代表清理机器人需要到达并进行清洁的位置；确定节点执行动作：在每个行进节点，根据清理机器人的姿态角参照值和当前位置，确定机器人需要进行的动作，如区域转移和/或清理附着物；考虑到不同的行进节点有不同的清洁需求，需为每个行进节点分配适当的执行动作；规划行进顺序：根据行进策略和作业周期，规划清理机器人访问每个行进节点的顺序，确保清理机器人能够遍历所有节点，并在必要时返回到某些行进节点进行重复清洁。

[0032] 优选实施例中，在步骤（3）中，在清理机器人行进过程中，通过超声波模块和姿态传感器配合以进行障碍物检测和船体边沿检测，具体为，障碍物检测：使用超声波模块实时监测清理机器人前方的障碍物，可以是超声波传感器，其通过发射超声波并接收回波信号，计算出清理机器人与障碍物的距离，当检测到障碍物距离小于预设的安全阈值时，清理机器人会触发避障行位，根据障碍物的位置和距离，清理机器人可以调整其行进方向，绕过障碍物，并再次回归到原规划路径上继续行进；船体边沿检测：姿态传感器实时监测清理机器人的姿态角变化，姿态角包括俯仰角、横滚角和偏航角，结合超声波模块检测的数据和姿态传感器检测的姿态角数据，使用边沿检测算法判断清理机器人是否接近船体边沿，当判断清理机器人接近船体边沿时，立即触发紧急制动或转向指令，防止清理机器人跌落。

[0033] 优选实施例中，在步骤（3）中，在清理机器人行进过程中或者在进行区域转移作业时，若检测到清理机器人行进路径发生偏移，则需对清理机器人的实际行进路径进行调整，具体为：步骤（31），在清理机器人从上一个节点移动到当前节点的过程中，实时记录其姿态传感器的数据，这些数据包括清理机器人的俯仰角、横滚角和偏航角的姿态角信息，同时记录超声波模块测得的障碍物距离信息；步骤（32），对收集到的姿态传感器数据进行处理，计算出清理机器人的实际行进路线，这可以通过积分姿态角的变化来实现，从而得到清理机器人在空间中的移动轨迹，同时，结合超声波模块的数据，识别出清理机器人遇到的障碍物以及其位置；步骤（33），将实际行进路线与预先规划的行进路线进行对比，得出清理机器人偏离预先规划的行进路线的偏移量，通过这种方式可以准确地知道清理机器人在哪个位置偏离了预定的路线，以及偏离的程度；步骤（34），根据步骤（33）中的偏移量制定相应的调整策略，如果偏移量较小，则直接调整清理机器人的行进方向和速度，使其回到预先规划的行进路线上，如果偏移量较大，则需要重新规划路径，以使清理机器人能顺利到达目标节点；步骤（35），按照步骤（34）中制定的调整策略，控制清理机器人进行转向或加速/减速操作，以修正其行进路线，同时，本实施例中，在此过程中，还要持续监测清理机器人的姿态和位置，确保调整措施的有效实施。另外，在完成调整后，再次检查清理机器人的位置和姿态，确认是否已经回到了正确的行进路线上，如果仍有偏差，还需重复上述步骤，直到达到满意的精度为止。通过以上步骤，可以有效地解决清理机器人在清洁作业过程中出现的偏离问题，从而提高其清洁作业的精确性和效率。

[0034] 本发明还具体提供了一种清理机器人的实施例，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运动的计算机程序，该处理器执行该计算机程序时实现上述清理机器人的自动清理方法。该清理机器人因能够执行上述清理机器人的自动清理方法，因而能够精准地对目标作业区域进行自动化清理，提升清理机器人的工作效率。

[0035] 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。