[發明專利]基于方向的機器人行走速度調節方法、芯片及視覺機器人

在審

• 申請號: 202011496195.5
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112596529A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 廖偉健;李永勇;楊武
• 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
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開基于方向的機器人行走速度調節方法、芯片及視覺機器人，機器人行走速度調節方法包括：根據機器人的驅動輪的行走速度的變化和狀態切換情況，通過增量式PI調節去周期性地控制機器人的驅動輪的行走速度平穩過渡到所述最終目標速度，并及時切換到不同的速度變化狀態下。在每一個調節周期內都根據預期加速度計算這個調節周期應該達到的目標速度；然后根據當前行走速度和目標速度的差值做增量式PI調節和相對應的開環調節控制，計算出所需要的PWM占空比和調整其方向，實現在加速和急減速場景下能夠讓機器人的行走速度可控地達到預先配置的目標速度，不會因為速度變化量的方向錯誤而引導速度朝著錯誤方向增大，提高機器人行走的順暢度。

技術領域

本發明涉及機器人的驅動輪控制技術領域，特別是一種基于方向的機器人行走速度調節方法、芯片及視覺機器人。

背景技術

目前掃地機器人在運動過程中速度控制存在一定的缺陷，例如，在機器人行走過程中，由于速度變化比較單一，如果響應太快，在運動行為切換時存在頓挫感，反應太慢，就會遲頓，并且實際值沒達到目標值就有可能因為速度大小和方向的因素而切換到其他行為了，導致運動速度控制的精準度不夠高。如何實現速度方向和大小的精準控制一直是機器人運動控制的一個難點。

發明內容

為了解決驅動輪速度切換時存在頓挫感和反應太慢技術問題，本發明結合運動方向信息和增量式PID調節的方式來周期性地控制機器人的運動狀態，公開以下具體的技術方案：

一種基于方向的機器人行走速度調節方法，包括：步驟1、根據所述驅動輪所處的速度變化狀態，確定對機器人的驅動輪的當前行走速度進行P調節的方式；然后進入步驟2；其中，所述驅動輪所處的速度變化狀態是與機器人當前執行的運動行為相關聯的；步驟2、根據前述步驟1調節的當前行走速度與當前調節周期下配置的目標速度的大小關系，確定對前述步驟1調節的當前行走速度進行增量式PI調節的方式，以縮小當前行走速度與當前調節周期下配置的目標速度的速度差；其中，當前述步驟1調節的當前行走速度與當前調節周期下配置的目標速度的速度差沒有縮小為系統允許誤差且存在急剎車標志位時，通過判斷對應標志位條件下調節過的驅動輪的速度變化量的方向與預先配置的最終目標速度的方向的關系，來調整前述步驟1調節過的驅動輪的速度變化量的方向；然后進入步驟3；步驟3、判斷是否完成預先配置的最終目標速度匹配的最后一個調節周期內的速度調節步驟，是則進入步驟4，否則將當前調節周期下配置的目標速度更新為下一調節周期下配置的目標速度，再返回步驟1；其中，這個預先配置的最終目標速度是與機器人的驅動輪所處的不同的速度變化狀態是相關聯的；步驟4、判斷所述驅動輪所處的速度變化狀態是否發生改變，是則返回步驟1，否則返回步驟2以維持執行所述增量式PI調節；其中，調節周期的個數是由所述最終目標速度、預先配置的固定的預期加速度和調節周期的周期長度計算獲得。

與現有技術相比，本技術方案基于機器人的驅動輪的行走速度的變化情況，包括速度大小和速度方向變化情況，通過增量式PI調節去周期性地控制機器人的驅動輪的行走速度平穩過渡到所述最終目標速度，并及時切換到不同的速度變化狀態下，實現在各種速度變化場景下能夠讓機器人的行走速度可控地達到預先配置的目標速度，不會因為速度變化量的方向錯誤而引導速度朝著錯誤方向增大，提高機器人行走的順暢程度和行走速度的精準度。

進一步地，還包括：在機器人啟動運行時，分別對左驅動輪和機器人的右驅動輪配置相匹配的初始PWM信號占空比；其中，所述驅動輪包括左驅動輪和右驅動輪；然后根據所述驅動輪所處的速度變化狀態，確定對機器人的驅動輪的當前行走速度進行P調節的方式。該技術方案提高所述驅動輪按照PWM信號占空比行走的響應速度，減少機器人在實際啟動（包括啟動加速運動、啟動減速運動和啟動剎車）所需調節的時間。