CN111631641B - 机器人防跌落检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机器人防跌落检测方法,该检测方法包括以下步骤:S1:机器人行走,机器人中的远红外发射器和近红外发射器检测检测面;S2:机器人的红外接收器接收检测面反射的远红外发射器和近红外发射器的反射信号,机器人对比反射信号的强度值E1和E2的大小关系;S3:当机器人检测到E1大于预设值Ea,且E2小于E1的1/2时,或当机器人检测到E1小于预设值Ea,E2小于预设值Eb时,机器人判断遇到跌落面。机器人采用多种条件对检测结果进行判断,提高机器人对不同情况的检测能力。
Description
技术领域
本发明涉及自主行动机器人技术领域,具体涉及一种机器人防跌落检测方法。
背景技术
随着技术发展和人们对舒适生活的追求,自主行动机器人越来越多进入到人们生活当中,如陪伴机器人、扫地机器人等。在机器人自主行走时,机器人最常见的损坏是从高处跌落,所以自主行动机器人都会安装有防跌落的检测装置。这些机器人大部分都是采用红外检测来进行防跌落检测,而红外检测的检测结果容易被检测面的反射率影响,这些机器人在行走过程中在遇到反射率较低的检测面,如黑色毛毯或地板时,机器人会将该检测面误判为跌落面,检测不准确并对机器人后续的行动路线造成影响。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供了一种机器人防跌落检测方法,采用该方法可以使机器人准确检测出检测面是否为跌落面。本发明的具体技术方案如下:
一种机器人防跌落检测方法,该检测方法包括以下步骤:S1:机器人行走,机器人中的远红外发射器和近红外发射器检测检测面;S2:机器人的红外接收器接收检测面反射的远红外发射器和近红外发射器的反射信号,机器人对比反射信号的强度值E1和E2的大小关系;S3:当机器人检测到E1大于预设值Ea,且E2小于E1的1/2时,或当机器人检测到E1小于预设值Ea,E2小于预设值Eb时,机器人判断遇到跌落面。所述机器人通过采用双红外发射器对检测面进行检测,利用双红外的反射信号强度的大小变化进行判断,可以降低检测面反射率的影响,准确检测出检测面是否为跌落面。
于本发明的一个或多个方案中,所述预设值Ea为当远红外发射器与检测面的高度大于10cm时任一E1的数值。
于本发明的一个或多个方案中,所述预设值Ea为当远红外发射器与检测面的高度大于10cm时任一E1的数值;所述预设值Eb为当近红外发射器与检测面的高度大于10cm时任一E2的数值。在生活当中台阶的高度为10cm左右,所以设定10cm为悬崖高度,所以预设值的取值只要超过10cm的数值即可,取值范围灵活,可以根据实际数值进行变动,提高机器人的应变能力。
于本发明的一个或多个方案中,机器人行走前,机器人至少在两个不同反射率的检测面上根据检测距离的数值变化获取E1和E2的数值变化,检测距离为远红外发射器和近红外发射器与检测面之间的高度。机器人可以对比两组数据,提高检测精确度。
于本发明的一个或多个方案中,机器人在4个不同反射率的检测面上根据检测距离的数值变化获取E1和E2的数值变化。机器人从4个不同的反射率的检测面上获取数据,对应生活中的不同检测面,使检测结果更准确。
于本发明的一个或多个方案中,不同反射率的检测面中至少一个为黑色毛毯。可以使机器人在工作中识别黑色毛毯。
于本发明的一个或多个方案中,机器人根据检测距离的数值变化与E1和E2的数值变化关系建立数据表。
于本发明的一个或多个方案中,机器人结合数据表的数据设定所述预设值Ea和Eb。根据数据表的数据来进行条件设定,优化判断条件,提高机器人的判断能力。
附图说明
图1为本发明的检测方法的流程图;
图2为本发明的机器人的检测面为白纸的反射信号的信号强度与检测高度的关系数据表;
图3为本发明的机器人的检测面为灰纸的反射信号的信号强度与检测高度的关系数据表;
图4为本发明的机器人的检测面为黑纸的反射信号的信号强度与检测高度的关系数据表;
图5为本发明的机器人的检测面为黑色毛毯的反射信号的信号强度与检测高度的关系数据表。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述的实施例示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
在本发明的描述中,需要说明的是,对于方位词,如有术语“中心”,“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于叙述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作,不能理解为限制本发明的具体保护范围。
此外,如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征,在本发明描述中,“至少”的含义是一个或一个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除另有明确规定和限定,如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;也可以是机械连接;可以是直接相连,也可以是通过中间媒介相连,可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。
在发明中,除非另有规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征在第二特征 “之上”、“之下”和“下面”包括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低于第二特征。
下面结合说明书的附图,通过对本发明的具体实施方式作进一步的描述,使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的,旨在解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
参照附图1可知,一种机器人防跌落检测方法,该检测方法包括以下步骤:S1:机器人行走,机器人中的远红外发射器和近红外发射器检测检测面;S2:机器人的红外接收器接收检测面反射的远红外发射器和近红外发射器的反射信号,机器人对比反射信号的强度值E1和E2的大小关系;S3:当机器人检测到E1大于预设值Ea,且E2小于E1的1/2时,或当机器人检测到E1小于预设值Ea,E2小于预设值Eb时,机器人判断遇到跌落面。机器人采用多种条件对检测结果进行判断,提高机器人对不同情况的检测能力。
作为其中一种实施列,图2至图5为将该检测方法用在扫地机上,扫地机在4个不同反射率的检测面上根据检测距离的数值变化获取E1和E2的数值变化,检测距离为远红外发射器和近红外发射器与检测面之间的高度,扫地机根据检测距离的数值变化与E1和E2的数值变化关系建立数据表,表格中的距离为检测距离,单位为毫米,E1和E2为发反射信号的强度。其中图2的白纸为较理想的检测面,反射率较高;图3的灰纸为现实中正常的检测面,反射率一般;图4的黑纸为现实中较暗的检查面,反射率较低;图5的黑色毛毯为反射率最低的行走面。这四种类型的检测面对应生活中的不同检测面,将机器人可能会遇到的检测面都包括在当中,该检测数据较为全面,使机器人的判断能力更强,使检测结果更准确。不同反射率的检测面中至少一个为黑色毛毯。可以使机器人在工作中识别黑色毛毯。
作为其中一种实施列,根据图2至图5的数据可知E1会随着远红外发射器与检测面的距离的增加而先增加后减小,E2会随着近红外发射器与检测面的距离的增加而减小。而在生活当中台阶的高度为10cm左右,所以设定10cm为悬崖高度,所以预设值的取值只要超过10cm的数值即可,取值范围灵活,可以根据实际数值进行变动,提高机器人的应变能力。所述预设值Ea为当远红外发射器与检测面的高度大于10cm时任一E1的数值;所述预设值Eb为当近红外发射器与检测面的高度大于10cm时任一E2的数值。机器人结合数据表的数据设定所述预设值Ea和Eb,可以根据4个表格的数值来设定预设值,如当E1的值大于10,并且E2小于E1的1/2;或当E1的值小于10,E2的值小于3时。满足以上条件任意一个,判断为跌落。其中以反射信号强度最大的白色表面为参考,检测距离为10cm的测试值,E1为21,E2为4。此时,E2急剧减小,接近为0,E1,仍达到21,且E1>2E2,满足第一个条件,可以判断为跌落。而机器人遇到正黑色毛地毯时,E1和E2的数值,既不满足条件1也不满足条件2,不会被判断为跌落。根据数据表的数据来进行条件设定,优化判断条件,提高机器人的判断能力。
在说明书的描述中,参考术语“合一个实施例”、“优选地”、“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,包含于本发明的至少一个实施例或示例中,在本说明书中对于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者示例中以合适方式结合。说明书的描述中连接的所述连接方式具有明显的效果和实用效力。
通过上述的结构和原理的描述,所属技术领域的技术人员应当理解,本发明不局限于上述的具体实施方式,在本发明基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本发明的保护范围,应由各权利要求限定之。
Claims (5)
1.一种机器人防跌落检测方法,其特征在于,机器人行走前,机器人至少在两个不同反射率的检测面上根据检测距离的数值变化获取E1和E2的数值变化,检测距离为远红外发射器和近红外发射器与检测面之间的高度,该检测方法包括以下步骤:
S1:机器人行走,机器人中的远红外发射器和近红外发射器检测检测面;
S2:机器人的红外接收器接收检测面反射的远红外发射器和近红外发射器的反射信号,机器人对比反射信号的强度值E1和E2的大小关系;
S3:当机器人检测到E1大于预设值Ea,且E2小于E1的1/2时,或当机器人检测到E1小于预设值Ea,E2小于预设值Eb时,机器人判断遇到跌落面;
其中,E1会随着远红外发射器与检测面的距离的增加而先增加后减小,E2会随着近红外发射器与检测面的距离的增加而减小;所述预设值Ea为当远红外发射器与检测面的高度大于10cm时任一E1的数值;所述预设值Eb为当近红外发射器与检测面的高度大于10cm时任一E2的数值。
2.根据权利要求1所述的机器人防跌落检测方法,其特征在于,机器人在4个不同反射率的检测面上根据检测距离的数值变化获取E1和E2的数值变化。
3.根据权利要求1所述的机器人防跌落检测方法,其特征在于,不同反射率的检测面中至少一个为黑色毛毯。
4.根据权利要求1所述的机器人防跌落检测方法,其特征在于,机器人根据检测距离的数值变化与E1和E2的数值变化关系建立数据表。
5.根据权利要求1或4所述的机器人防跌落检测方法,其特征在于,机器人结合数据表的数据设定所述预设值Ea和Eb。
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