一种智能机器人的坡地行驶控制方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种智能机器人的坡地行驶控制方法和系统。所述方法包括：根据预设的初始航向角控制所述智能机器人匀速直线行驶；检测是否存在滑坡行驶的标志位；若否，则处理当前采集的三轴角速度和三轴加速度；若是，则根据计算获得的与所述滑坡行驶的标志位对应的滑坡方向，将所述智能机器人的行驶方向调整至与所述原始航线垂直并实时记录采集获得的所述三轴角速度和所述三轴加速度；根据当前记录的所述三轴加速度和所述三轴角速度，计算得到所述智能机器人在所述滑坡方向上的实时调整位移；根据实时记录的所述三轴角速度和所述三轴加速度，实时调整所述智能机器人的行驶方向和行驶速度。

【技术实现步骤摘要】
一种智能机器人的坡地行驶控制方法和系统
本申请属于智能机器人
，特别是涉及一种智能机器人的坡地行驶控制方法和系统。
技术介绍
随着科学技术的进步，智能机器人的应用也越来越广泛。目前的智能机器人可以帮助人们进行家庭清洁、安保等方面的工作。智能机器人，目前已经基本实现在平地上的自动化移动，例如一种智能机器人可以包括前轮和后轮，后轮采用电气控制、前轮采用万向轮的支撑结构，在行驶过程中的前进、后退、转弯等动作主要凭靠智能机器人后轮的左右电机来实现。一般的，左右电机采用的PWM(脉冲宽度调制，单位时间内脉冲宽度等效于与脉宽参数有关的电压)技术是一种常见的电机转速控制技术，在智能机器人行驶方面用于控制左右轮电机的转速。然而，现实的家庭环境，尤其是带户外花园的环境，并不总是平地的工作环境，某些地方可能会有坡地等复杂的地形。智能机器人在这些环境下就难以实现自动化地巡航工作，故需要提供一种供智能机器人在坡地上行走的方法。
技术实现思路
有鉴于此，本申请所要解决的是现有智能机器人在坡地的复杂环境下难以实现自动化巡航工作的问题。本专利技术提供了一种智能机器人的坡地行驶控制方法和系统，可以使智能机器人在有坡地的复杂地形环境下安全行驶，避免在坡地发生滑坡，保证智能机器人的自动巡航工作。为了解决上述技术问题，本专利技术通过以下技术方案得以实现：一种智能机器人的坡地行驶控制方法，所述方法包括：根据预设的初始航向角控制所述智能机器人在原始航线上匀速直线行驶；检测是否存在滑坡行驶的标志位；若否，则处理当前采集的三轴角速度和三轴加速度，并在判定所述智能机器人结束滑坡时生成所述滑坡行驶的标志位和计算得到滑坡位移；若是，则执行下一步骤；根据计算获得的与所述滑坡行驶的标志位对应的滑坡方向，将所述智能机器人的行驶方向调整至与所述原始航线垂直并实时记录采集获得的所述三轴角速度和所述三轴加速度；根据当前记录的所述三轴加速度和所述三轴角速度，计算得到所述智能机器人在所述滑坡方向上的实时调整位移；根据实时记录的所述三轴角速度和所述三轴加速度，实时调整所述智能机器人的行驶方向和行驶速度，直到所述实时调整位移为零值时，对所述滑坡位移和所述滑坡行驶的标志位清零。在一个实施例中，所述处理当前采集的三轴角速度和三轴加速度，并在判定所述智能机器人结束滑坡时生成所述滑坡行驶的标志位和计算得到滑坡位移的步骤，具体包括：根据实时采集的所述三轴加速度在所述滑坡方向上的滑坡加速度，判断所述智能机器人是否在滑坡行驶；若是，则执行下述第二个步骤；若否，则执行下述第三个步骤；记录滑坡开始时刻，根据当前记录的三轴角速度和三轴加速度计算并保存所述智能机器人从所述滑坡开始时刻起在所述滑坡方向上的滑坡加速度；检测所述智能机器人在水平面上是否存在水平滑坡加速度；若否，则返回；若是，则执行下述第四个步骤；记录滑坡结束时刻，计算得到滑坡时间，并根据所述滑坡时间和在所述滑坡时间内的所述水平滑坡加速度，计算并记录平均滑坡加速度和滑坡位移；清零所述水平滑坡加速度，生成所述滑坡行驶的标志位。在一个实施例中，所述根据实时记录的所述三轴角速度和所述三轴加速度，实时调整所述智能机器人的行驶方向和行驶速度，直到所述实时调整位移为零值时，对所述滑坡位移和所述滑坡行驶的标志位清零的步骤，包括：根据预设的时间间隔，对每一时刻的所述三轴加速度中的所述滑坡加速度、所述原始航线所在方向上的航向加速度和所述三轴角速度中的横滚角进行实时采样，计算得到各个时间间隔内的位移调整变化量，并进一步计算得到当前时刻的平均调整航向加速度、平均目标航向加速度；判断所述滑坡位移与当前各个时间间隔内累计获得的所述实时调整位移是否大小相同；若是，则对所述滑坡位移和所述滑坡行驶的标志位清零，并返回；若否，则执行下述第三个步骤；判断所述平均调整航向加速度与所述平均目标航向加速度是否相同；若是，则通过PWM信号控制所述智能机器人的外轮转速大于内轮转速；若否，则通过PWM信号控制所述智能机器人的外轮转速小于内轮转速。一种智能机器人的坡地行驶控制系统，包括三轴加速度和三轴角速度，并将所述三轴加速度和所述三轴角速度发送到所述MCU控制模块；所述MCU控制模块设有平稳行驶驱动子模块、标志位检测与处理子模块、滑坡调整驱动子模块；所述平稳行驶驱动子模块，用于根据预设的初始航向角控制所述智能机器人在原始航线上匀速直线行驶；所述标志位检测与处理子模块，用于在未检测到有滑坡行驶的标志位时，处理所述三轴加速度传感器当前采集的三轴加速度和所述三轴角速度传感器当前采集的三轴角速度，并在判定所述智能机器人结束滑坡时，生成所述滑坡行驶的标志位和计算得到滑坡位移；所述标志位检测与处理子模块，还用于在检测到存在滑坡行驶的标志位时，计算获得与所述滑坡行驶的标志位对应的滑坡方向；所述滑坡调整驱动子模块，用于根据所述滑坡方向将所述智能机器人的行驶方向调整至与所述原始航线垂直，并实时记录采集获得的所述三轴角速度和所述三轴加速度；所述滑坡调整驱动子模块，还用于处理当前记录的所述三轴加速度和所述三轴角速度，计算得到所述智能机器人在所述滑坡方向上的实时调整位移；所述滑坡调整驱动子模块，还用于根据实时记录的所述三轴角速度和所述三轴加速度，实时调整所述智能机器人的行驶方向和行驶速度，直到所述实时调整位移为零值时，对所述滑坡位移和所述滑坡行驶的标志位清零。在一个实施例中，所述三轴加速度包含所述智能机器人在所述原始航线所在方向上的航向加速度、在所述滑坡方向上的滑坡加速度；所述三轴角速度包含航向角速度、横滚角速度，所述航向角速度、横滚角速度转化为航向角和横滚角，所述航向角包含所述初始航向角。在一个实施例中，所述标志位检测与处理子模块设有滑坡行驶判定与处理子模块、数据记录与清零子模块，以及，标志位生成子模块；所述滑坡行驶判定与处理子模块，用于在判定所述智能机器人在滑坡行驶时，根据实时采集的所述三轴加速度在所述滑坡方向上的滑坡加速度，先后驱动所述数据记录与清零子模块、所述平稳行驶驱动子模块工作；在判定所述智能机器人未在滑坡行驶、并检测到所述智能机器人在水平面上存在水平滑坡加速度时，驱动所述数据记录与清零子模块工作；在判定所述智能机器人未在滑坡行驶、并检测到未有记录的所述智能机器人在水平面上的水平滑坡加速度时，驱动所述平稳行驶驱动子模块工作；所述数据记录与清零子模块，用于响应所述滑坡行驶判定与处理子模块的驱动，记录滑坡开始时刻，根据当前记录的三轴角速度和三轴加速度计算并保存所述智能机器人从所述滑坡开始时刻起在所述滑坡方向上的滑坡加速度，并驱动所述平稳行驶驱动子模块工作；记录滑坡结束时刻，计算得到滑坡时间，并根据所述滑坡时间和在所述滑坡时间内的所述水平滑坡加速度，计算并记录得到平均滑坡加速度和滑坡位移，清零所述水平滑坡加速度，驱动所述标志位生成子模块工作；所述平稳行驶驱动子模块，用于响应所述滑坡行驶判定与处理子模块及所述数据记录与清零子模块的驱动，根据所述预设的初始航向角控制所述智能机器人在所述原始航线上匀速直线行驶；所述标志位生成子模块，用于响应数据记录与清零子模块的驱动，生成所述滑坡行驶的标志位。在一个实施例中，所述滑坡调整驱动子模块设有加速度计算子模块、判断与处理子模块和车轮驱动子模块；所述加速度计本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能机器人的坡地行驶控制方法，其特征在于，所述方法包括：：根据预设的初始航向角控制所述智能机器人在原始航线上匀速直线行驶；检测是否存在滑坡行驶的标志位；若否，则处理当前采集的三轴角速度和三轴加速度，并在判定所述智能机器人结束滑坡时生成所述滑坡行驶的标志位和计算得到滑坡位移；若是，则执行下一步骤；根据计算获得的与所述滑坡行驶的标志位对应的滑坡方向，将所述智能机器人的行驶方向调整至与所述原始航线垂直并实时记录采集获得的所述三轴角速度和所述三轴加速度；根据当前记录的所述三轴加速度和所述三轴角速度，计算得到所述智能机器人在所述滑坡方向上的实时调整位移；根据实时记录的所述三轴角速度和所述三轴加速度，实时调整所述智能机器人的行驶方向和行驶速度，直到所述实时调整位移为零值时，对所述滑坡位移和所述滑坡行驶的标志位清零。

【技术特征摘要】
1.一种智能机器人的坡地行驶控制方法，其特征在于，所述方法包括：：根据预设的初始航向角控制所述智能机器人在原始航线上匀速直线行驶；检测是否存在滑坡行驶的标志位；若否，则处理当前采集的三轴角速度和三轴加速度，并在判定所述智能机器人结束滑坡时生成所述滑坡行驶的标志位和计算得到滑坡位移；若是，则执行下一步骤；根据计算获得的与所述滑坡行驶的标志位对应的滑坡方向，将所述智能机器人的行驶方向调整至与所述原始航线垂直并实时记录采集获得的所述三轴角速度和所述三轴加速度；根据当前记录的所述三轴加速度和所述三轴角速度，计算得到所述智能机器人在所述滑坡方向上的实时调整位移；根据实时记录的所述三轴角速度和所述三轴加速度，实时调整所述智能机器人的行驶方向和行驶速度，直到所述实时调整位移为零值时，对所述滑坡位移和所述滑坡行驶的标志位清零。2.如权利要求1所述的智能机器人的坡地行驶控制方法，其特征在于，所述处理当前采集的三轴角速度和三轴加速度，并在判定所述智能机器人结束滑坡时生成所述滑坡行驶的标志位和计算得到滑坡位移的步骤，具体包括：根据实时采集的所述三轴加速度在所述滑坡方向上的滑坡加速度，判断所述智能机器人是否在滑坡行驶；若是，则执行下述第二个步骤；若否，则执行下述第三个步骤；记录滑坡开始时刻，根据当前记录的三轴角速度和三轴加速度计算并保存所述智能机器人从所述滑坡开始时刻起在所述滑坡方向上的滑坡加速度；检测所述智能机器人在水平面上是否存在水平滑坡加速度；若否，则返回；若是，则执行下述第四个步骤；记录滑坡结束时刻，计算得到滑坡时间，并根据所述滑坡时间和在所述滑坡时间内的所述水平滑坡加速度，计算并记录平均滑坡加速度和滑坡位移；清零所述水平滑坡加速度，生成所述滑坡行驶的标志位。3.如权利要求2所述的智能机器人的坡地行驶控制方法，其特征在于，所述根据实时记录的所述三轴角速度和所述三轴加速度，实时调整所述智能机器人的行驶方向和行驶速度，直到所述实时调整位移为零值时，对所述滑坡位移和所述滑坡行驶的标志位清零的步骤，包括：根据预设的时间间隔，对每一时刻的所述三轴加速度中的所述滑坡加速度、所述原始航线所在方向上的航向加速度和所述三轴角速度中的横滚角进行实时采样，计算得到各个时间间隔内的位移调整变化量，并进一步计算得到当前时刻的平均调整航向加速度、平均目标航向加速度；判断所述滑坡位移与当前各个时间间隔内累计获得的所述实时调整位移是否大小相同；若是，则对所述滑坡位移和所述滑坡行驶的标志位清零，并返回；若否，则执行下述第三个步骤；判断所述平均调整航向加速度与所述平均目标航向加速度是否相同；若是，则通过PWM信号控制所述智能机器人的外轮转速大于内轮转速；若否，则通过PWM信号控制所述智能机器人的外轮转速小于内轮转速。4.一种智能机器人的坡地行驶控制系统，其特征在于，包括三轴加速度和三轴角速度，并将所述三轴加速度和所述三轴角速度发送到所述MCU控制模块；所述MCU控制模块设有平稳行驶驱动子模块、标志位检测与处理子模块、滑坡调整驱动子模块；所述平稳行驶驱动子模块，用于根据预设的初始航向角控制所述智能机器人在原始航线上匀速直线行驶；所述标志位检测与处理子模块，用于在未检测到有滑坡行驶的标志位时，处理所述三轴加速度传感器当前采集的三轴加速度和所述三轴角速度传感器当前采集的三轴角速度，并在判定所述智能机器人结束滑坡时，生成所述滑坡行驶的标志位和计算得到滑坡位移；所述标志位检测与处理子模块，还用于在检测到存在滑坡行驶的标志位时，计算获得与所述滑坡行驶的标志位对应的滑坡方向；所述滑坡调整驱动子模块，用于根据所述滑坡方向将所述智能机器人的行驶方向调整至与所述原始航线垂直，并实时记录采集获得的所述三轴角速度和所述三轴加速度；所述滑坡调整驱动子模块，还用于处理当前记录的所述三轴加速度和所述三轴角速度，计算得到所述智能机器人在所述滑坡方向上的实时调整位移；...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐玉玉，
申请(专利权)人：徐玉玉，
类型：发明
国别省市：安徽,34