[發明專利]機器人基于加速計的仰角檢測方法和被卡檢測及脫卡方法

有效

• 申請號: 201810458441.4
• 申請日: 2018-05-14
• 公開（公告）號: CN108681325B
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 李永勇;肖剛軍
• 申請（專利權）人: 珠海市一微半導體有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G01C1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種機器人基于加速計的仰角檢測方法和被卡檢測及脫卡方法。所述仰角檢測方法通過利用加速計在豎直方向和前后方向檢測到的加速度進行簡化方差計算的方式，得出簡化方差值，再通過判斷所述簡化方差值是否在第一預設方差范圍內來確定機器人的仰角角度是否為零。如此可以有效避免機器人因為機體抖動等原因而造成加速計的檢測數據出錯，提高了機器人的數據檢測的準確性和對自身狀態判斷的準確性。所述被卡檢測方法，通過判斷簡化方差值在一定時間內是否處于某一參考數值范圍來確定機器人是否被卡，準確性比較高。所述脫卡方法針對機器人被卡的不同情況，通過控制不同的驅動輪進行不同的動作，以實現機器人的高效脫卡。

技術領域

本發明涉及機器人領域，具體涉及一種機器人基于加速計的仰角檢測方法和被卡檢測及脫卡方法。

背景技術

在實際家庭環境中，大多數家庭都有立地電風扇、門檻和吧臺座椅等等，有些辦公地方還有一些凳腳是U型的座椅，該座椅接觸地面的凳腳是U型的不銹鋼管，管的橫截面為扁圓形狀，這些物體都具有一定的坡度。由于機器人的機體抖動等原因，機器人的加速計檢測到的數據會漂移不定，有時機器人會因為加速計在豎直方向上檢測到的加速度而誤判機器人爬上了某一物體，而實際上，機器人依然處于水平面上。此外，掃地機器人在進行清掃工作時，容易被立地電風扇底座、門檻、吧臺座椅的底座或者U型凳腳卡住，導致機器人出現打滑或者被卡住無法移動的問題，從而影響了機器人構建地圖的準確性，導航準確性也因此大大降低。目前，很多機器人都無法識別是否被立地電風扇底座、門檻、吧臺座椅的底座或者U型凳腳卡住的問題，有的機器人在這方面可以做一些改善，但是需要額外增加視覺或者激光等傳感器的檢測，導致機器人的成本增加，不利于推廣應用。

發明內容

本發明提供了一種機器人基于加速計的仰角檢測方法和被卡檢測及脫卡方法，可以準確地判斷機器人是否處于水平面上，且在不需要增加硬件成本的基礎上準確檢測出機器人是否被卡。本發明的具體技術方案如下：

所述機器人基于加速計的仰角檢測方法，包括如下步驟：基于加速計在豎直方向和前后方向檢測到的加速度，確定機器人的運動分量；每隔第一預定時間段采集一次所述運動分量，將第二預定時間段內所采集到的所述運動分量進行簡化的方差計算，確定簡化方差值；判斷所述簡化方差值是否在第一預設方差范圍內，如果是，則確定所述機器人的仰角角度為零，否則，確定所述機器人的仰角角度不為零。

進一步地，所述基于加速計在豎直方向和前后方向檢測到的加速度，確定機器人的運動分量的步驟，具體包括：確定所述加速計在豎直方向檢測到的加速度為Rz；確定所述加速計在前后方向檢測到的加速度為Ry；確定機器人的運動分量為R1，R1=Ry*Ry+Rz*Rz。

進一步地，所述每隔第一預定時間段采集一次所述運動分量，將第二預定時間段內所采集到的所述運動分量進行簡化的方差計算，確定簡化方差值的步驟，具體包括：每隔第一預定時間段采集一次所述運動分量，并將所述運動分量進行開平方，得到開方運動分量，再將所述開方運動分量除以第一簡化倍數，得到簡化運動分量；將第二預定時間段內所采集到的多個所述簡化運動分量進行平方累積和，得到平方累積和運動分量；將第二預定時間段內所采集到的多個所述簡化運動分量進行累積和，得到累積和運動分量；將所述累積和運動分量的平方與所述平方累積和運動分量的差值除以第二簡化倍數，得到簡化方差值。

所述機器人基于加速計的被卡檢測方法，包括如下步驟：基于上述的機器人基于加速計的仰角檢測方法，確定所述機器人的仰角角度不為零后，判斷第三預定時間段內的所述簡化方差值是否都在第二預設方差范圍內；當所述簡化方差值都在第二預設方差范圍內，且相鄰的兩個所述簡化方差值的差值都小于第一預定方差值，則確定機器人被卡在與所述第二預設方差范圍相對應的物體上；當所述簡化方差值不在第二預設方差范圍內，則判斷第三預定時間段內的所述簡化方差值是否都在第三預設方差范圍內；當所述簡化方差值都在第三預設方差范圍內，且相鄰的兩個所述簡化方差值的差值都小于所述第一預定方差值，則確定機器人被卡在與所述第三預設方差范圍相對應的物體上，否則，確定機器人沒有被卡。