基于相对行走阻力电流值的机器人碰撞检测方法技术

本申请公开基于相对行走阻力电流值的机器人碰撞检测方法，机器人碰撞检测方法包括：机器人对用于控制驱动电机的PWM值进行闭环调节，并确定在闭环调节过程中实时获得第一PWM值；机器人对作用于风机的PWM值进行闭环调节，并确定在闭环调节过程中实时获得第二PWM值；在将第一PWM值传输给驱动电机后，机器人采样驱动电机输出的电流信号，获得驱动轮电流采样值；基于驱动轮电流采样值、第一PWM值以及第二PWM值，计算出机器人的当前相对行走阻力电流值，再基于机器人的当前相对行走阻力电流值与预设碰撞电流阈值的关系，检测机器人当前与障碍物的碰撞情况。碍物的碰撞情况。碍物的碰撞情况。

【技术实现步骤摘要】
基于相对行走阻力电流值的机器人碰撞检测方法


[0001]本申请涉及移动机器人的
，尤其涉及基于相对行走阻力电流值的机器人碰撞检测方法。

技术介绍

[0002]使用惯性传感器导航的清洁机器人，包括扫地机器人、擦窗机器人、洗地机器人等。如果擦窗机器人的风机吸力很大，在玻璃面上的吸附力较强，则擦窗机器人的驱动轮及抹布承受的行走阻力过大，导致擦窗机器人不能移动；扫地机器人的真空吸尘器贴近地面且吸力很大时，扫地机器人的驱动轮承受的行走阻力可能变大，导致驱动轮走不动；这两类清洁机器人的驱动轮行走阻力（来自地面的摩擦力）的电流反馈信息容易受到机体内部的驱动电机的输出扭矩（或扭力，与电机的转速、功率、PWM信号的占空比）变化和风机产生的吸力变化所引起的电流变化值的干扰，则驱动轮行走阻力（来自地面的摩擦力）被采样出来的电流反馈信息不能代表机体外部环境的阻力信息，则降低清洁机器人利用电机输出的电流反馈信息在行走面上检测与障碍物碰撞情况的准确性，影响机器人的运动规划。

技术实现思路

[0003]本申请公开基于相对行走阻力电流值的机器人碰撞检测方法，具体的技术方案包括：基于相对行走阻力电流值的机器人碰撞检测方法，机器人的两侧安装驱动轮，机器人的内部安装有与驱动轮电性连接的驱动电机；机器人还安装有风机，用于对机器人的行走面产生吸力；机器人碰撞检测方法包括：机器人对用于控制驱动电机的PWM值进行闭环调节，并确定在闭环调节过程中得到第一PWM值；机器人对作用于风机的PWM值进行闭环调节，并确定在闭环调节过程中得到第二PWM值；在将第一PWM值传输给驱动电机后，机器人采样驱动电机输出的电流信号，获得驱动轮电流采样值；基于驱动轮电流采样值、第一PWM值以及第二PWM值，计算出机器人的当前相对行走阻力电流值，再基于机器人的当前相对行走阻力电流值与预设碰撞电流阈值的关系，检测机器人当前是否发生碰撞。
[0004]进一步地，所述述基于机器人的当前相对行走阻力电流值与预设碰撞电流阈值的关系，检测机器人当前是否发生碰撞的方法包括：当机器人的当前相对行走阻力电流值大于预设碰撞电流阈值时，机器人当前在行走面上与障碍物碰撞；当机器人的当前相对行走阻力电流值小于或等于预设碰撞电流阈值时，机器人当前没有与障碍物碰撞；其中，预设碰撞电流阈值适用于同一类型机器人在不同介质的行走面上检测与障碍物的碰撞情况。
[0005]进一步地，当机器人的当前相对行走阻力电流值大于预设碰撞电流阈值时，机器人与其相碰撞的障碍物是位于同一介质的行走面上，然后机器人改变当前行走方向以避免撞开该障碍物或行走至其它介质的行走面。
[0006]进一步地，机器人的当前相对行走阻力电流值是机器人在预设采样时间之后计算出的当前行走阻力电流值与预设采样时间内计算出的基准行走阻力电流值的差值；在所述
预设采样时间内，机器人已经启动行走且不处于静止状态。
[0007]进一步地，从机器人在行走面开始行走后，在所述预设采样时间内，控制驱动轮电流采样值对应的基准电量变化值依次减去第一PWM值对应的基准电量变化值、以及第二PWM值对应的基准电量变化值，确定预设采样时间内计算出的基准行走阻力电流值；其中，在所述预设采样时间内，驱动电机的转速与用于控制驱动电机的第一PWM值成线性关系；机器人行走过所述预设采样时间后，控制驱动轮电流采样值依次减去第一PWM值所引发的电量变化值、以及第二PWM值所引发的电量变化值，确定机器人在预设采样时间之后计算出的当前行走阻力电流值。
[0008]进一步地，所述基于驱动轮电流采样值、第一PWM值以及第二PWM值，计算出机器人的当前相对行走阻力电流值的方法包括：机器人从静止开始启动，直至机器人开始行走以克服静摩擦力；然后，在预设采样时间内，机器人基于所有获得的第一PWM值计算出第一基准PWM值，并基于所有获得的第二PWM值计算出第二基准PWM值，并基于所有获得的驱动轮电流采样值计算出驱动轮基准电流值；再将第一基准PWM值与第一转换系数的乘积标记为所述第一PWM值对应的基准电量变化值，并将第二基准PWM值与第二转换系数的乘积标记为所述第二PWM值对应的基准电量变化值，并将驱动轮基准电流值标记为驱动轮电流采样值对应的基准电量变化值，再控制当前标记出的驱动轮电流采样值对应的基准电量变化值依次减去当前标记出的第一PWM值对应的基准电量变化值、以及当前标记出的第二PWM值对应的基准电量变化值，再将相减的结果设置为预设采样时间内计算出的基准行走阻力电流值；经过所述预设采样时间后，机器人将实时获得的第一PWM值标记为第一待测PWM值，并将实时获得的第二PWM值标记为第二待测PWM值；再将第一待测PWM值与第一转换系数的乘积标记为所述第一PWM值所引发的电量变化值，并将第二待测PWM值与第二转换系数的乘积标记为所述第二PWM值所引发的电量变化值；再控制实时获得的驱动轮电流采样值依次减去当前标记出的第一PWM值所引发的电量变化值、以及当前标记出的第二PWM值所引发的电量变化值，再将相减的结果设置为在预设采样时间之后计算出的当前行走阻力电流值；然后控制在预设采样时间之后计算出的当前行走阻力电流值减去预设采样时间内计算出的基准行走阻力电流值，再将相减的结果设置为机器人的当前相对行走阻力电流值，以反映机器人在所述预设采样时间内外行走过的行走面之间所承受的外部阻力差异。
[0009]进一步地，所述基于驱动轮电流采样值、第一PWM值以及第二PWM值，计算出机器人的当前相对行走阻力电流值的方法包括：机器人从静止开始启动，直至机器人开始行走以克服静摩擦力；然后在预设采样时间内，机器人基于所有获得的第一PWM值计算出第一基准PWM值，并基于所有获得的第二PWM值计算出第二基准PWM值，并基于所有获得的驱动轮电流采样值计算出驱动轮基准电流值；其中，在所述预设采样时间内，驱动电机的转速与用于控制驱动电机的第一PWM值成线性关系；经过所述预设采样时间后，机器人将实时获得的第一PWM值标记为第一待测PWM值，并将实时获得的第二PWM值标记为第二待测PWM值，并将实时获得的驱动轮电流采样值与驱动轮基准电流值的差值标记为驱动轮电流采样值的相对电量变化值，并将第一待测PWM值与第一基准PWM值的差值与第一转换系数的乘积标记为第一PWM值对应的相对电量变化值，并将第二待测PWM值与第二基准PWM值的差值与第二转换系数的乘积标记为第二PWM值对应的相对电量变化值；然后，控制驱动轮电流采样值的相对电量变化值减去第一PWM值对应的相对电量变化值，获得第一差值；再将第一差值减去第二
PWM值对应的相对电量变化值，获得第二差值；再将第二差值标记为所述机器人的当前相对行走阻力电流值。
[0010]进一步地，在所述预设采样时间内，基于所有获得的第一PWM值计算出第一基准PWM值的方法包括：对所述预设采样时间内所有获得的第一PWM值求平均值，获得第一基准PWM值；或者，从所述预设采样时间内所有获得的第一PWM值当中，筛选出数值最大的第一PWM值，确定第一基准PWM值；在所述预设采样时间内，基于所有获得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于相对行走阻力电流值的机器人碰撞检测方法，机器人的两侧安装驱动轮，机器人的内部安装有与驱动轮电性连接的驱动电机；机器人还安装有风机，用于对机器人的行走面产生吸力；其特征在于，机器人碰撞检测方法包括：机器人对用于控制驱动电机的PWM值进行闭环调节，并确定在闭环调节过程中得到第一PWM值；机器人对作用于风机的PWM值进行闭环调节，并确定在闭环调节过程中得到第二PWM值；在将第一PWM值传输给驱动电机后，机器人采样驱动电机输出的电流信号，获得驱动轮电流采样值；基于驱动轮电流采样值、第一PWM值以及第二PWM值，计算出机器人的当前相对行走阻力电流值，再基于机器人的当前相对行走阻力电流值与预设碰撞电流阈值的关系，检测机器人当前是否发生碰撞。2.根据权利要求1所述机器人碰撞检测方法，其特征在于，所述基于机器人的当前相对行走阻力电流值与预设碰撞电流阈值的关系，检测机器人当前是否发生碰撞的方法包括：当机器人的当前相对行走阻力电流值大于预设碰撞电流阈值时，机器人当前在行走面上发生碰撞；当机器人的当前相对行走阻力电流值小于或等于预设碰撞电流阈值时，机器人当前没有发生碰撞；其中，预设碰撞电流阈值适用于同一类型机器人在不同介质的行走面上检测是否发生碰撞。3.根据权利要求2所述机器人碰撞检测方法，其特征在于，当机器人的当前相对行走阻力电流值大于预设碰撞电流阈值时，机器人与其相碰撞的障碍物是位于同一介质的行走面上，然后机器人改变当前行走方向以避免撞开该障碍物或行走至其它介质的行走面。4.根据权利要求2所述机器人碰撞检测方法，其特征在于，机器人的当前相对行走阻力电流值是机器人在预设采样时间之后计算出的当前行走阻力电流值与预设采样时间内计算出的基准行走阻力电流值的差值；在所述预设采样时间内，机器人已经启动行走且不处于静止状态。5.根据权利要求4所述机器人碰撞检测方法，其特征在于，从机器人在行走面开始行走后，在所述预设采样时间内，控制驱动轮电流采样值对应的基准电量变化值依次减去第一PWM值对应的基准电量变化值、以及第二PWM值对应的基准电量变化值，确定预设采样时间内计算出的基准行走阻力电流值；其中，在所述预设采样时间内，驱动电机的转速与用于控制驱动电机的第一PWM值成线性关系；机器人行走过所述预设采样时间后，控制驱动轮电流采样值依次减去第一PWM值所引发的电量变化值、以及第二PWM值所引发的电量变化值，确定机器人在预设采样时间之后计算出的当前行走阻力电流值。6.根据权利要求5所述机器人碰撞检测方法，其特征在于，所述基于驱动轮电流采样值、第一PWM值以及第二PWM值，计算出机器人的当前相对行走阻力电流值的方法包括：机器人从静止开始启动，直至机器人开始行走以克服静摩擦力；然后，在预设采样时间内，机器人基于所有获得的第一PWM值计算出第一基准PWM值，并基于所有获得的第二PWM值计算出第二基准PWM值，并基于所有获得的驱动轮电流采样值计算出驱动轮基准电流值；再将第一基准PWM值与第一转换系数的乘积标记为所述第一PWM值对应的基准电量变化值，并将第二基准PWM值与第二转换系数的乘积标记为所述第二PWM值对应的基准电量变化值，并
将驱动轮基准电流值标记为驱动轮电流采样值对应的基准电量变化值，再控制当前标记出的驱动轮电流采样值对应的基准电量变化值依次减去当前标记出的第一PWM值对应的基准电量变化值、以及当前标记出的第二PWM值对应的基准电量变化值，再将相减的结果设置为预设采样时间内计算出的基准行走阻力电流值；经过所述预设采样时间后，机器人将实时获得的第一PWM值标记为第一待测PWM值，并将实时获得的第二PWM值标记为第二待测PWM值；再将第一待测PWM值与第一转换系数的乘积标记为所述第一PWM值所引发的电量变化值，并将第二待测PWM值与第二转换系数的乘积标记为所述第二PWM值所引发的电量变化值；再控制实时获得的驱动轮电流采样值依次减去当前标记出的第一PWM值所引发的电量变化值、以及当前标记出的第二PWM值所引发的电量变化值，再将相减的结果设置为在预设采样时间之后计算出的当前行走阻力电流值；然后控制在预设采样时间之后计算出的当前行走阻力电流值减去预设采样时间内计算出的基准行走阻力电流值，再将相减的结果设置为机器人的当前相对行走阻力电流值，以反映机器人在所述预设采样时间内外行走过的行走面之间所承受的外部阻力差异。7.根据权利要求2所述机器人碰撞检测方法，其特征在于，所述基于驱动轮电流采样值、第一PWM值以及第二PWM值，计算出机器人的当前相对行走阻力电流值的方法包括：机器人从静止开始启动，直至机器人开始行走以克服静摩擦力；然后在预设采样时间内，机器人基于所有获得的第一PWM值计算出第一基准PWM值，并基于所有获得的第二PWM值计算出第二基准PWM值，并基于所有获得的驱动轮电流采样值计算出驱动轮基准电流值；其中，在所述预设采样时间内，驱动电机的转速与用于控制驱动电机的第一PWM值成线性关系；经过所述预设采样时间后，机器人将实时获得的第一PWM值标记为第一待测PWM值，并将实时获得的第二PWM值标记为第二待测PWM值，并将实时获得的驱动轮电流采样值与驱动轮基准电流值的差值标记为驱动轮电流采样值的相对电量变化值，并将第一待测PWM值与第一基准PWM值的差值与第一转换系数的乘积标记为第一PWM值对应的相对电量变化值，并将第二待测PWM值与第二基准PWM值的差值与第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：王悦林，梁铧杰，赖钦伟，
申请(专利权)人：珠海一微半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：