CN109827592A - 一种扫地机器人被困的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种扫地机器人被困的检测方法，相对于现有技术中只通过机器顶部有压力传感器判断是否进入被困状态，并不能检测轮子被卡住或是打滑严重等情况。本发明可以根据光流里程参数值与边轮里程参数值是否符合处理模块中预设的函数关系判断轮子被卡住或是打滑严重等情况；而且相对于现技术中通过记录栅格点的位置，并在预定的时间内是否小于预设栅格的阈值判定机器处于被困状态；本发明对扫地机器是否被卡住的实时性很好，并且算法简单有效，容易实现，通过陀螺仪转动角度参数值θ、光流转动角度参数值β、边轮转动角度参数值α三组参数对比，能够更快的判断出机器被困，并且减小了误判的情况。

Description

一种扫地机器人被困的检测方法

技术领域

本发明涉及电子信息和智能控制技术领域，尤指一种扫地机器人被困的检测方法。

背景技术

扫地机器人，又称自动打扫机、智能吸尘器、机器人吸尘器等，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。这种机器人通过传感器检测到位于清洁区内的诸如家具、办公设备和墙壁的障碍物的距离，会触发扫地机器人绕行障碍物一周进行清扫，从而完成沿边清扫任务。

而现技术中的扫地机器人一般采用以下两种方式用以判断是否处于被困的状态；

1.机器顶部有压力传感器，若其顶部压力大于某个设定值，则证明机器被障碍物卡住，开始脱困动作。

2.记录栅格点的位置，并在预定的时间内是否小鱼预设栅格的阈值，如果小于这个阈值，则可以判定机器处于被困状态。

其中针对上述的第一种方案存在技术缺点：该技术仅限于能检测到顶部有障碍物卡住机器的情况，并不能检测轮子被卡住或是打滑严重等情况。

其中针对上述的第二种方案存在技术缺点：该技术需要较长的时间才能进行一次判定，实时性不够强，并且不能分辨轮子被卡住，还是机器正在小范围内运动，不能进行针对性的脱困。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种扫地机器人被困的检测方法，对扫地机器是否被卡住的实时性很好，并且算法简单有效，容易实现，通过陀螺仪转动角度参数值θ、光流转动角度参数值β、边轮转动角度参数值α三组参数对比，能够更快的判断出机器被困，并且减小了误判的情况。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种扫地机器人被困的检测方法，所述智能移动机器人包括

用于检测设备在单位时间内所转动的角度的陀螺仪模块；

用于检测设备在单位时间内左车轮转动里程以及右车轮转动里程的边轮里程计；

用于检测设备在单位时间内实际移动的里程以及实际转动的角度的光流模组；

用于收集陀螺仪模块、边轮里程计、光流模组所检测到的数据，并对该数据进行处理的处理模块；

其中所述扫地机器人被困的检测方法具体包括以下步骤：

步骤1，处理模块根据陀螺仪模块在单位时间内所检测的数据，并计算出设备所转动的角度，并定义为陀螺仪转动角度参数值θ；

步骤2，处理模块根据光流模组在与步骤1相同的时间内所检测的数据，并计算出设备所走的里程，并定义为光流里程参数值；同时计算出设备所转动的角度，并定义为光流转动角度参数值β；

步骤3，处理模块根据边轮里程计在与步骤1相同的时间内所检测的数据，计算出设备所走的里程，并定义为边轮里程参数值；同时计算出设备所转动的角度，并定义为边轮转动角度参数值α；

步骤4，处理模块根据光流里程参数值与边轮里程参数值是否符合处理模块中预设的函数关系，且陀螺仪转动角度参数值θ、光流转动角度参数值β、边轮转动角度参数值α之间的差值是否大于处理模块设定的阈值，从而判断是否进入被困状态,机器人便可以采取一些脱困测措施。

具体地，所述步骤1的具体步骤为：在处理模块设定的单位时间内，陀螺仪模块将时间起始所处的角度以及时间结束时所处的角度发送至处理模块，处理模块并计算出设备转动的角度，并定义为陀螺仪转动角度参数值θ。

具体地，所述步骤3的具体步骤为：边轮里程计将设备在与步骤1相同的时间内左车轮的左轮转动里程与右车轮的右轮转动里程发送至处理模块，所述处理模块根据左轮转动里程与右轮转动里程计算出边轮里程参数值，同时处理模块根据左轮转动里程与右轮转动里程的差值计算出边轮转动角度参数值α。

具体地，所述步骤1、步骤2、步骤3为同时进行。

本发明的有益效果在于：相对于现有技术中只通过机器顶部有压力传感器判断是否进入被困状态，并不能检测轮子被卡住或是打滑严重等情况。本发明可以根据光流里程参数值与边轮里程参数值是否符合处理模块中预设的函数关系判断轮子被卡住或是打滑严重等情况；而且相对于现技术中通过记录栅格点的位置，并在预定的时间内是否小于预设栅格的阈值判定机器处于被困状态；本发明对扫地机器是否被卡住的实时性很好，并且算法简单有效，容易实现，通过陀螺仪转动角度参数值θ、光流转动角度参数值β、边轮转动角度参数值α三组参数对比，能够更快的判断出机器被困，并且减小了误判的情况。

附图说明

图1 是本发明扫地机器人被困的检测方法流程图。

具体实施方式

请参阅图1所示，本发明关于一种扫地机器人被困的检测方法，所述智能移动机器人包括

用于检测设备在单位时间内所转动的角度的陀螺仪模块；

用于检测设备在单位时间内左车轮转动里程以及右车轮转动里程的边轮里程计；

用于检测设备在单位时间内实际移动的里程以及实际转动的角度的光流模组；

用于收集陀螺仪模块、边轮里程计、光流模组所检测到的数据，并对该数据进行处理的处理模块；

其中所述边轮里程计包括设置在左车轮一侧的第一霍尔传感器、设置在右车轮一侧的第二霍尔传感器；其中左车轮以及右车轮中均设有磁体，当扫地机器人的驱动装置驱动左车轮以及右车轮旋转时，左车轮内的磁体与第一霍尔传感器对齐，并使得第一霍尔传感器产生对应的第一电信号，并将第一电信号发送至处理模块，其中每向处理模块发送一次第一电信号即代表左车轮旋转了一圈；同理右车轮内的磁体与第二霍尔传感器对齐，并使得第二霍尔传感器产生对应的第二电信号，并将第二电信号发送至处理模块，其中每向处理模块发送一次第二电信号即代表右车轮旋转了一圈；其中处理模块根据左车轮以及右车轮的周长以及旋转的圈数配合计算出左车轮的左轮转动里程与右车轮的右轮转动里程；

其中所述扫地机器人被困的检测方法具体包括以下步骤：

步骤1，在处理模块设定的单位时间内，陀螺仪模块将时间起始所处的角度以及时间结束时所处的角度发送至处理模块，处理模块并计算出设备单位时间内转动的角度，并定义为陀螺仪转动角度参数值θ；

步骤2，处理模块根据光流模组在与步骤1相同的时间内所检测的数据，并计算出设备在与步骤1相同的时间内所走的里程，并定义为光流里程参数值；同时计算出设备在与步骤1相同的时间内所转动的角度，并定义为光流转动角度参数值β；

步骤3，边轮里程计将设备在与步骤1相同的时间内左车轮的左轮转动里程与右车轮的右轮转动里程发送至处理模块，所述处理模块根据左轮转动里程与右轮转动里程计算出边轮里程参数值，同时处理模块根据左轮转动里程与右轮转动里程的差值计算出边轮转动角度参数值α；

步骤4，处理模块根据光流里程参数值与边轮里程参数值是否符合处理模块中预设的函数关系，且陀螺仪转动角度参数值θ、光流转动角度参数值β、边轮转动角度参数值α之间的差值是否大于处理模块设定的阈值，从而判断是否进入被困状态,机器人便可以采取一些脱困测措施。

其中处理模块所预设的函数关系以及预设阈值并不是固定的函数关系以及固定的阈值；厂家可以在出厂前，根据不同的车轮尺寸或不同的扫地机器人本体的尺寸，修改设定函数关系以及预设阈值；

具体地，所述步骤1、步骤2、步骤3为同时进行。

其中一下具体说明种扫地机器人是否进入被困状态的具体检测方法：

方法一：

人为将机器微微抬起，启动机器，当机器轮子正常转动时，机身被人为固定在原处，如此动作下一定时间后，机器检测到边轮里程参数值较大，但是光流里程参数值以光流转动角度参数值β几乎为0，而且此边轮转动角度参数值α不为零，但陀螺仪转动角度参数值θ基本为0，二者相差较大，则处理模块则判断扫地机器人为被困状态，则进入后续设置好的脱困模式。

方法二：

让扫地机机器人自然冲上立式风扇的基座上，由于机器上半身被抬起，下半身不能前进，在相同的时间内，此时边轮转动角度参数值α均大于陀螺仪转动角度参数值θ和光流转动角度参数值β；和边轮里程参数值大于光流里程参数值；则处理模块则判断扫地机器人为被困状态，则进入后续设置好的脱困模式。

以上实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.种扫地机器人被困的检测方法，其特征在于：所述智能移动机器人包括

用于检测设备在单位时间内所转动的角度的陀螺仪模块；

用于检测设备在单位时间内左车轮转动里程以及右车轮转动里程的边轮里程计；

用于检测设备在单位时间内实际移动的里程以及实际转动的角度的光流模组；

用于收集陀螺仪模块、边轮里程计、光流模组所检测到的数据，并对该数据进行处理的处理模块；

其中所述扫地机器人被困的检测方法具体包括以下步骤：

步骤1，处理模块根据陀螺仪模块在单位时间内所检测的数据，并计算出设备所转动的角度，并定义为陀螺仪转动角度参数值θ；

步骤2，处理模块根据光流模组在与步骤1相同的时间内所检测的数据，并计算出设备所走的里程，并定义为光流里程参数值；同时计算出设备所转动的角度，并定义为光流转动角度参数值β；

步骤3，处理模块根据边轮里程计在与步骤1相同的时间内所检测的数据，计算出设备所走的里程，并定义为边轮里程参数值；同时计算出设备所转动的角度，并定义为边轮转动角度参数值α；

步骤4，处理模块根据光流里程参数值与边轮里程参数值是否符合处理模块中预设的函数关系，且陀螺仪转动角度参数值θ、光流转动角度参数值β、边轮转动角度参数值α之间的差值是否大于处理模块设定的阈值，从而判断是否进入被困状态,机器人便可以采取一些脱困测措施。

2.据权利要求1所述的一种扫地机器人被困的检测方法，其特征在于：所述步骤1的具体步骤为：在处理模块设定的单位时间内，陀螺仪模块将时间起始所处的角度以及时间结束时所处的角度发送至处理模块，处理模块并计算出设备转动的角度，并定义为陀螺仪转动角度参数值θ。

3.据权利要求1所述的一种扫地机器人被困的检测方法，其特征在于：所述步骤3的具体步骤为：边轮里程计将设备在与步骤1相同的时间内左车轮的左轮转动里程与右车轮的右轮转动里程发送至处理模块，所述处理模块根据左轮转动里程与右轮转动里程计算出边轮里程参数值，同时处理模块根据左轮转动里程与右轮转动里程的差值计算出边轮转动角度参数值α。

4.据权利要求1所述的一种扫地机器人被困的检测方法，其特征在于：所述步骤1、步骤2、步骤3为同时进行。