机器人打滑的检测方法和建图方法及芯片技术

本发明专利技术涉及一种机器人打滑的检测方法和建图方法及芯片，通过利用机器人现有的驱动轮上的里程计、机体内的陀螺仪和处理器，来检测并计算得出两个驱动轮在预设时间内所产生的第一角度变化率，陀螺仪在相同的所述预设时间内所产生的第二角度变化率，从而确定了机器人的角速度变化误差率，最后通过判断该角速度变化误差率是否大于或等于预设值来确定机器人是否打滑。这种机器人打滑的检测方法和基于该检测的结果进行地图的构建，成本相对较低。同时，采用里程计和陀螺仪结合进行检测判断的方式，准确性较高，所构建的地图也比较准确。同理，相应的芯片的性能也会相对较。

Detection method, construction method and chip of robot slipping

The invention relates to a robot slip detection and mapping method and chip design, the body through the use of existing robot driving wheel on the mileage of the gyroscope and the processor, to detect and calculate the two driving wheels produced within a preset time of the first angle change rate gyroscope changes produced by the preset time in second the angle at the same rate, so as to determine the angular velocity error of robot rate, finally determine the angular velocity error rate is greater than or equal to the preset value to determine whether the robot slip. This robot slippage detection method and the results based on the results of the map construction, the cost is relatively low. At the same time, the combination of odometer and gyroscope to detect and judge, the accuracy is higher, the map is more accurate. Similarly, the performance of the corresponding chip will be relatively.

【技术实现步骤摘要】
机器人打滑的检测方法和建图方法及芯片
本专利技术涉及机器人领域，具体涉及一种机器人打滑的检测方法和建图方法及芯片。
技术介绍
智能扫地机器人在行进清扫的过程中，由于碰到障碍物或者行进在比较潮湿光滑的地面时，轮子容易打滑，此时，轮子上的里程计仍然会把轮子打滑转动的距离计入行进的距离中，从而造成行进距离的误差，使得机器人在建图时会引入该误差，导致构建的地图也存在误差，地图不准确。目前，有一种方式是通过比较机器人的驱动轮和从动轮的速度来判断是否出现了打滑现象。但是，要获得从动轮的速度，就需要额外在从动轮上安装里程计，这样就会增加机器人的成本。同时，由于从动轮的不可控性（比如悬空空转），采用这种方式判断机器人是否打滑，会存在误判的情况，准确性不够高。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种机器人打滑的检测方法和建图方法及芯片，检测的准确性相对较高，成本则相对较低。本专利技术的具体技术方案如下：一种机器人打滑的检测方法，包括如下步骤：计算预设时间内两个驱动轮所产生的第一角度变化率；计算陀螺仪在相同的所述预设时间内所产生的第二角度变化率；确定所述第一角度变化率与所述第二角度变化率的差值为第一差值；确定所述第一角度变化率的最大误差值；确定角速度变化误差率为所述第一差值与所述最大误差值的比值；判断所述角速度变化误差率是否大于或者等于预设值；如果是，则确定机器人打滑；如果否，则确定机器人没有打滑。进一步地，所述计算预设时间内两个驱动轮所产生的第一角度变化率，包括如下步骤：计算所述两个驱动轮在所述预设时间内的行进距离差值；确定所述两个驱动轮之间的宽度；确定所述两个驱动轮在所述预设时间内的行进角度值为所述行进距离差值与所述宽度的比值；确定所述第一角度变化率为所述行进角度值与所述预设时间的比值。进一步地，所述计算所述两个驱动轮在所述预设时间内的行进距离差值，包括如下步骤：根据当前记录时间点所检测到的所述两个驱动轮中的第一驱动轮所行进的第一当前行进距离，和上一记录时间点所检测到的第一驱动轮所行进的第一上一行进距离，计算得出第一驱动轮所行进的第一距离为所述第一当前行进距离与所述第一上一行进距离的差值；根据所述当前记录时间点所检测到的所述两个驱动轮中的第二驱动轮所行进的第二当前行进距离，和所述上一记录时间点所检测到的第二驱动轮所行进的第二上一行进距离，计算得出第二驱动轮所行进的第二距离为所述第二当前行进距离与所述第二上一行进距离的差值；确定所述行进距离差值为所述第一距离与所述第二距离的差值；其中，所述当前记录时间点与所述上一记录时间点之间的时间间隔为所述预设时间。进一步地，所述计算陀螺仪在相同的所述预设时间内所产生的第二角度变化率，包括如下步骤：根据当前记录时间点陀螺仪所检测到的当前角度，和上一记录时间点陀螺仪所检测到的上一角度，计算得出变化角度为所述当前角度与所述上一角度的差值；确定所述第二角度变化率为所述变化角度和所述预设时间的比值；其中，所述当前记录时间点与所述上一记录时间点之间的时间间隔为所述预设时间。进一步地，所述确定所述第一角度变化率的最大误差值，包括如下步骤：确定所述驱动轮的最大误差率；确定所述最大误差值为所述第一角度变化率与所述最大误差率的乘积；其中，所述最大误差率通过实验测试得出。进一步地，所述判断所述角速度变化误差率是否大于或者等于预设值，还包括如下步骤：根据连续N次所确定的所述角速度变化误差率，判断每次确定的所述角速度变化误差率是否都大于或者等于预设值；如果每次确定的所述角速度变化误差率都大于或者等于预设值，则判断结果为是；如果有一次确定的所述角速度变化误差率小于预设值，则判断结果为是否；其中，所述N为大于或者等于2的自然数。进一步地，所述预设值为1。进一步地，所述预设时间为10毫秒。一种机器人的建图方法，包括如下步骤：基于上述的机器人打滑的检测方法，确定机器人打滑时的位置点所在的栅格单元；标示所述栅格单元为打滑单元。一种芯片，用于存储程序，所述程序用于控制机器人执行上述的建图方法。本专利技术通过利用机器人现有的驱动轮上的里程计、机体内的陀螺仪和处理器，来检测并计算得出两个驱动轮在预设时间内所产生的第一角度变化率，陀螺仪在相同的所述预设时间内所产生的第二角度变化率，从而确定了机器人的角速度变化误差率，最后通过判断该角速度变化误差率是否大于或等于预设值来确定机器人是否打滑。这种机器人打滑的检测方法和基于该检测的结果进行地图的构建，成本相对较低。同时，采用里程计和陀螺仪结合进行检测判断的方式，准确性较高，所构建的地图也比较准确。同理，相应的芯片的性能也会相对较高。附图说明图1为本专利技术所述的机器人结构示意图。图2为本专利技术所述的机器人打滑的检测方法的流程图。图3为本专利技术所述的机器人打滑检测的系统框图。图4为本专利技术所述的行进角度值的分析示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明：扫地机器人，又称自动打扫机、智能吸尘器等，是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作。一般采用刷扫和真空方式，将地面杂物先吸纳进入自身的垃圾收纳盒，从而完成地面清理的功能。一般来说，将完成清扫、吸尘、擦地工作的机器人，也统一归为扫地机器人。扫地机器人的机体10为无线机器，以圆盘型为主。使用充电电池运作，操作方式为遥控或是机器上的操作面板。一般能设定时间预约打扫，自行充电。机体10上设有各种传感器，可检测行进距离、行进角度、机身状态和障碍物等，如碰到墙壁或其他障碍物，会自行转弯，并依不同的设定，而走不同的路线，有规划地清扫地区。如图1所示，本专利技术所述机器人包括如下结构：带有第一驱动轮20和第二驱动轮30的能够自主行进的机器人机体10，机器人内部装置有惯性传感器，包括加速度计和陀螺仪40等，第一驱动轮20和第二驱动轮30上设有用于检测驱动轮的行进距离的里程计60（一般是码盘），以及能够处理相关传感器的参数，并能够输出控制信号到执行部件的处理器50。如图2所示，机器人打滑的检测方法，包括如下步骤：计算预设时间内两个驱动轮所产生的第一角度变化率；计算陀螺仪40在相同的所述预设时间内所产生的第二角度变化率；确定所述第一角度变化率与所述第二角度变化率的差值为第一差值；确定所述第一角度变化率的最大误差值；确定角速度变化误差率为所述第一差值与所述最大误差值的比值；判断所述角速度变化误差率是否大于或者等于预设值；如果是，则确定机器人打滑；如果否，则确定机器人没有打滑。本专利技术所述的检测方法，通过利用机器人现有的驱动轮上的里程计60、机体10内的陀螺仪40和处理器50（如图3所示），来检测并计算得出两个驱动轮在预设时间内所产生的第一角度变化率，陀螺仪40在相同的所述预设时间内所产生的第二角度变化率，从而确定了机器人的角速度变化误差率，最后通过判断该角速度变化误差率是否大于或等于预设值来确定机器人是否打滑。这种机器人打滑的检测方法，成本相对较低。同时，采用里程计60和陀螺仪40结合进行检测判断的方式，准确性较高。当检测到机器人是在打滑，则可以记录打滑数据，并对机器人的行进数据进行修正，从而避免打滑对机器人行进准确性的影响。优选的，所述计算预设时间内两个驱动轮所产生的第一角度变化率，包括如下步骤：计算所述两个驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人打滑的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：计算预设时间内两个驱动轮所产生的第一角度变化率；计算陀螺仪在相同的所述预设时间内所产生的第二角度变化率；确定所述第一角度变化率与所述第二角度变化率的差值为第一差值；确定所述第一角度变化率的最大误差值；确定角速度变化误差率为所述第一差值与所述最大误差值的比值；判断所述角速度变化误差率是否大于或者等于预设值；如果是，则确定机器人打滑；如果否，则确定机器人没有打滑。

【技术特征摘要】
1.一种机器人打滑的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：计算预设时间内两个驱动轮所产生的第一角度变化率；计算陀螺仪在相同的所述预设时间内所产生的第二角度变化率；确定所述第一角度变化率与所述第二角度变化率的差值为第一差值；确定所述第一角度变化率的最大误差值；确定角速度变化误差率为所述第一差值与所述最大误差值的比值；判断所述角速度变化误差率是否大于或者等于预设值；如果是，则确定机器人打滑；如果否，则确定机器人没有打滑。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算预设时间内两个驱动轮所产生的第一角度变化率，包括如下步骤：计算所述两个驱动轮在所述预设时间内的行进距离差值；确定所述两个驱动轮之间的宽度；确定所述两个驱动轮在所述预设时间内的行进角度值为所述行进距离差值与所述宽度的比值；确定所述第一角度变化率为所述行进角度值与所述预设时间的比值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算所述两个驱动轮在所述预设时间内的行进距离差值，包括如下步骤：根据当前记录时间点所检测到的所述两个驱动轮中的第一驱动轮所行进的第一当前行进距离，和上一记录时间点所检测到的第一驱动轮所行进的第一上一行进距离，计算得出第一驱动轮所行进的第一距离为所述第一当前行进距离与所述第一上一行进距离的差值；根据所述当前记录时间点所检测到的所述两个驱动轮中的第二驱动轮所行进的第二当前行进距离，和所述上一记录时间点所检测到的第二驱动轮所行进的第二上一行进距离，计算得出第二驱动轮所行进的第二距离为所述第二当前行进距离与所述第二上一行进距离的差值；确定所述行进距离差值为所述第一距离与所述第二距离的差值；其中，所述当前记录时间点与所述上一记录时间点之间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永勇，肖刚军，
申请(专利权)人：珠海市一微半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44