一种自动矫正的移动机器人及其矫正方法技术

本发明专利技术公开了一种自动矫正的移动机器人及其矫正方法，包括移动机器人，所述移动机器人设有MCU主控系统，方向传感器，移动电机驱动系统，所述方向传感器、移动电机驱动系统与MCU主控系统连接；所述移动机器人正面安装有正红外测距模块，移动机器人至少一侧安装有至少一组侧红外测距模块；所述正红外测距模块、侧红外测距模块与MCU主控系统连接。移动机器人在室内运动的过程中，运到障碍物时，旋转机身，读取侧面红外的值，通过算法计算出机器与障碍物的垂直角度，从而修正方向传感器计算出的航向角；确保机器人长时间运动，航向角不出现大的偏移。

A self correcting mobile robot and its correction method

The invention discloses an automatic rectifying mobile robot and its rectifying method, including a mobile robot. The mobile robot is equipped with a MCU main control system, a direction sensor and a mobile motor driving system, and the direction sensor and the mobile motor driving system are connected with the MCU main control system; the mobile robot is mounted frontally. There is a positive infrared ranging module, at least one side of the mobile robot is equipped with at least one set of lateral infrared ranging modules, and the positive infrared ranging module and the lateral infrared ranging module are connected with the MCU main control system. In the course of indoor movement, when the mobile robot is transported to the obstacle, it rotates the fuselage, reads the infrared value of the side, calculates the vertical angle between the machine and the obstacle through the algorithm, thus corrects the heading angle calculated by the direction sensor, and ensures that the robot moves for a long time without large deviation of the heading angle.

【技术实现步骤摘要】
一种自动矫正的移动机器人及其矫正方法
本专利技术涉及移动机器人角度矫正
，具体为一种自动矫正的移动机器人及其矫正方法。
技术介绍
加速度传感器或陀螺仪等方向传感器是一种用来传感与维持方向的装置，通过过测量角速度达到计算姿态角度的目的。被广泛运用的航海导航到航空航天、汽车生物、环境监测，智能手机领域。在智能扫地机器人行业，可用方向传感器基于惯性导航实现室内导航，工字清扫等功能，是新一代智能扫地机器人的必要元器件。由于方向传感器本身误差及积分误差的累积，姿态角计算随着时间的累积而出现偏差，导致扫地机器人导航路径出错、运行轨迹偏移等情况；有些20分钟能初始10°以上的误差，严重制约方向传感器在机器人上的应用。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种室内机器人矫正陀螺仪的方法，解决了目前室内运动的移动机器人的方向传感器长时间积分角度出现角度偏差的情况，制约移动机器人使用的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种自动矫正的移动机器人，包括移动机器人，所述移动机器人设有MCU主控系统：读取方向传感器数据，积分计算移动机器人航向角；方向传感器：输出角速度或角度；移动电机驱动系统：驱动移动机器人行走；所述方向传感器、移动电机驱动系统与MCU主控系统连接；所述移动机器人正面安装有正红外测距模块，移动机器人至少一侧安装有至少一组侧红外测距模块；所述正红外测距模块、侧红外测距模块与MCU主控系统连接。优选的，所述方向传感器为陀螺仪。优选的，所述陀螺仪采用微机械陀螺仪。一种自动矫正的移动机器人的矫正方法，包括以下步骤：步骤一：MCU主控系统控制移动电机驱动系统驱动移动机器人按照设定路径行走，移动机器人行走过程中正红外测距模块检测到障碍物A后，电机驱动系统驱动移动机器人旋转，使得侧红外测距模块扫过障碍物A，在旋转过程中，侧红外测距模块每隔N时间采样一次数据，读取与障碍物A的距离，得到一组距离的数据S1，在数据达到最大值时，侧红外测距模块与障碍物A会形成一个角度a1，同时方向传感器也生成一个角度数据θ1；步骤二：随后移动机器人按照设定路径继续行走；步骤三：当移动机器人正红外测距模块再次检测到障碍物A时，电机驱动系统驱动移动机器人旋转，使得侧红外测距模块扫过障碍物A，在旋转过程中，侧红外测距模块每隔N时间采样一次数据，读取与障碍物A的距离，得到一组距离的数据S2，在数据达到最大值时，侧红外测距模块与障碍物A会形成一个角度a2，同时方向传感器也生成一个角度数据θ2；按照θ2与θ1的差值矫正当前角度即可。进一步的，在步骤二中，当移动机器人正红外测距模块再次检测到障碍物时，电机驱动系统驱动移动机器人旋转，使得侧红外测距模块扫过障碍物，在旋转过程中，侧红外测距模块每隔N时间采样一次数据，读取与障碍物的距离，得到一组距离的数据S，在数据达到最大值时，侧红外测距模块与障碍物A会形成一个角度a，同时方向传感器也生成一个角度数据θ；当数据S曲线与数据S1曲线近似时，判断障碍物与障碍物A相同，则按照θ与θ1的差值矫正当前角度即可；若不近似，则继续执行步骤二。作为优选，侧面红外每隔1ms～30ms采样一次数据。进一步的，当方向传感器形成角度数据与90°或180°或0°或270°比较接近的时候，认为是与该障碍物平行或垂直的，则可将机身角度直接矫正为90°或180°或0°或270°。本专利技术的有益效果：移动机器人在室内运动的过程中，运到障碍物时，旋转机身，读取侧面红外的值，通过算法计算出机器与障碍物的垂直角度，从而修正方向传感器计算出的航向角；确保机器人长时间运动，航向角不出现大的偏移。附图说明图1为本专利技术的流程图。图2为本专利技术的移动机器人的模块示意图。图3为本专利技术的状态图。图4为本专利技术侧红外测距模与障碍物测得的距离变化图。其中：1：移动机器人、2：MCU主控系统、3：移动电机驱动系统、4：陀螺仪、5：正红外测距模块、6：侧红外测距模块。具体实施方式如图1、2、3所示，一种自动矫正的移动机器人，包括移动机器人，所述移动机器人设有MCU主控系统：读取方向传感器数据，积分计算移动机器人航向角；方向传感器：输出角速度或角度；移动电机驱动系统：驱动移动机器人行走；所述方向传感器、移动电机驱动系统与MCU主控系统连接；所述移动机器人正面安装有正红外测距模块，移动机器人至少一侧安装有至少一组侧红外测距模块；所述正红外测距模块、侧红外测距模块与MCU主控系统连接。优选的，所述方向传感器为微机械陀螺仪。一种自动矫正的移动机器人的矫正方法，包括以下步骤：步骤一：MCU主控系统控制移动电机驱动系统驱动移动机器人按照设定路径行走，移动机器人行走过程中正红外测距模块检测到障碍物A后，电机驱动系统驱动移动机器人旋转，使得侧红外测距模块扫过障碍物A，在旋转过程中，侧红外测距模块每隔1ms～30ms时间采样一次数据，读取与障碍物A的距离，得到一组距离的数据S1，在数据达到最大值时，侧红外测距模块与障碍物A会形成一个角度a1，同时方向传感器也生成一个角度数据θ1；步骤二：随后移动机器人按照设定路径继续行走；步骤三：当移动机器人正红外测距模块再次检测到障碍物A时，电机驱动系统驱动移动机器人旋转，使得侧红外测距模块扫过障碍物A，在旋转过程中，侧红外测距模块每隔1ms～30ms时间采样一次数据，读取与障碍物A的距离，得到一组距离的数据S2，在数据达到最大值时，侧红外测距模块与障碍物A会形成一个角度a2，同时方向传感器也生成一个角度数据θ2；按照θ2与θ1的差值矫正当前角度即可。进一步的，在步骤二中，当移动机器人正红外测距模块再次检测到障碍物时，电机驱动系统驱动移动机器人旋转，使得侧红外测距模块扫过障碍物，在旋转过程中，侧红外测距模块每隔1ms～30ms时间采样一次数据，读取与障碍物的距离，得到一组距离的数据S，在数据达到最大值时，侧红外测距模块与障碍物A会形成一个角度a，同时方向传感器也生成一个角度数据θ；当数据S曲线与数据S1曲线近似时，判断障碍物与障碍物A相同，则按照θ与θ1的差值矫正当前角度即可；若不近似，则继续执行步骤二。当方向传感器形成角度数据与90°或180°或0°或270°比较接近的时候，认为是与该障碍物平行或垂直的，则可将机身角度直接矫正为90°或180°或0°或270°。本专利技术在移动机器人行走的过程中自动对航向角进行矫正，在遇到障碍物时，随时进行分析矫正，有效避免路径错误，确保机器人长时间运动，航向角不出现大的偏移。本旋转支持顺时针旋转或逆时针旋转，逆时针旋转的时候，MCU控制右轮前行，左轮倒退。左轮，右轮用PID做速度差，确保机器原地转动。顺时针旋转时，左轮前行，右轮倒退，左轮，右轮用PID做速度差，确保机器原地转动。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动矫正的移动机器人，包括移动机器人，所述移动机器人设有MCU主控系统：读取方向传感器数据，积分计算移动机器人航向角；方向传感器：输出角速度或角度；移动电机驱动系统：驱动移动机器人行走；所述方向传感器、移动电机驱动系统与MCU主控系统连接；其特征在于，所述移动机器人正面安装有正红外测距模块，移动机器人至少一侧安装有至少一组侧红外测距模块；所述正红外测距模块、侧红外测距模块与MCU主控系统连接。

【技术特征摘要】
1.一种自动矫正的移动机器人，包括移动机器人，所述移动机器人设有MCU主控系统：读取方向传感器数据，积分计算移动机器人航向角；方向传感器：输出角速度或角度；移动电机驱动系统：驱动移动机器人行走；所述方向传感器、移动电机驱动系统与MCU主控系统连接；其特征在于，所述移动机器人正面安装有正红外测距模块，移动机器人至少一侧安装有至少一组侧红外测距模块；所述正红外测距模块、侧红外测距模块与MCU主控系统连接。2.根据权利要求1所述一种自动矫正的移动机器人，其特征在于，所述方向传感器为陀螺仪。3.根据权利要求2所述一种自动矫正的移动机器人，其特征在于，所述陀螺仪采用微机械陀螺仪。4.根据权利要求1-3任一项所述一种自动矫正的移动机器人的矫正方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：MCU主控系统控制移动电机驱动系统驱动移动机器人按照设定路径行走，移动机器人行走过程中正红外测距模块检测到障碍物A后，电机驱动系统驱动移动机器人旋转，使得侧红外测距模块扫过障碍物A，在旋转过程中，侧红外测距模块每隔N时间采样一次数据，读取与障碍物A的距离，得到一组距离的数据S1，在数据达到最大值时，侧红外测距模块与障碍物A会形成一个角度a1，同时方向传感器也生成一个角度数据θ1；步骤二：随后移动机器人按照设定路径继续行走；步骤三：当移动机器人正红外测距模块再次检测到障碍物A...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦云智，
申请(专利权)人：杭州艾豆智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33