机器人基于加速计的仰角检测方法和被卡检测及脱卡方法技术

本发明专利技术涉及一种机器人基于加速计的仰角检测方法和被卡检测及脱卡方法。所述仰角检测方法通过利用加速计在竖直方向和前后方向检测到的加速度进行简化方差计算的方式，得出简化方差值，再通过判断所述简化方差值是否在第一预设方差范围内来确定机器人的仰角角度是否为零。如此可以有效避免机器人因为机体抖动等原因而造成加速计的检测数据出错，提高了机器人的数据检测的准确性和对自身状态判断的准确性。所述被卡检测方法，通过判断简化方差值在一定时间内是否处于某一参考数值范围来确定机器人是否被卡，准确性比较高。所述脱卡方法针对机器人被卡的不同情况，通过控制不同的驱动轮进行不同的动作，以实现机器人的高效脱卡。

【技术实现步骤摘要】
机器人基于加速计的仰角检测方法和被卡检测及脱卡方法
本专利技术涉及机器人领域，具体涉及一种机器人基于加速计的仰角检测方法和被卡检测及脱卡方法。
技术介绍
在实际家庭环境中，大多数家庭都有立地电风扇、门槛和吧台座椅等等，有些办公地方还有一些凳脚是U型的座椅，该座椅接触地面的凳脚是U型的不锈钢管，管的横截面为扁圆形状，这些物体都具有一定的坡度。由于机器人的机体抖动等原因，机器人的加速计检测到的数据会漂移不定，有时机器人会因为加速计在竖直方向上检测到的加速度而误判机器人爬上了某一物体，而实际上，机器人依然处于水平面上。此外，扫地机器人在进行清扫工作时，容易被立地电风扇底座、门槛、吧台座椅的底座或者U型凳脚卡住，导致机器人出现打滑或者被卡住无法移动的问题，从而影响了机器人构建地图的准确性，导航准确性也因此大大降低。目前，很多机器人都无法识别是否被立地电风扇底座、门槛、吧台座椅的底座或者U型凳脚卡住的问题，有的机器人在这方面可以做一些改善，但是需要额外增加视觉或者激光等传感器的检测，导致机器人的成本增加，不利于推广应用。
技术实现思路
本专利技术提供了一种机器人基于加速计的仰角检测方法和被卡检测及脱卡方法，可以准确地判断机器人是否处于水平面上，且在不需要增加硬件成本的基础上准确检测出机器人是否被卡。本专利技术的具体技术方案如下：所述机器人基于加速计的仰角检测方法，包括如下步骤：基于加速计在竖直方向和前后方向检测到的加速度，确定机器人的运动分量；每隔第一预定时间段采集一次所述运动分量，将第二预定时间段内所采集到的所述运动分量进行简化的方差计算，确定简化方差值；判断所述简化方差值是否在第一预设方差范围内，如果是，则确定所述机器人的仰角角度为零，否则，确定所述机器人的仰角角度不为零。进一步地，所述基于加速计在竖直方向和前后方向检测到的加速度，确定机器人的运动分量的步骤，具体包括：确定所述加速计在竖直方向检测到的加速度为Rz；确定所述加速计在前后方向检测到的加速度为Ry；确定机器人的运动分量为R1，R1=Ry*Ry+Rz*Rz。进一步地，所述每隔第一预定时间段采集一次所述运动分量，将第二预定时间段内所采集到的所述运动分量进行简化的方差计算，确定简化方差值的步骤，具体包括：每隔第一预定时间段采集一次所述运动分量，并将所述运动分量进行开平方，得到开方运动分量，再将所述开方运动分量除以第一简化倍数，得到简化运动分量；将第二预定时间段内所采集到的多个所述简化运动分量进行平方累积和，得到平方累积和运动分量；将第二预定时间段内所采集到的多个所述简化运动分量进行累积和，得到累积和运动分量；将所述累积和运动分量的平方与所述平方累积和运动分量的差值除以第二简化倍数，得到简化方差值。所述机器人基于加速计的被卡检测方法，包括如下步骤：基于上述的机器人基于加速计的仰角检测方法，确定所述机器人的仰角角度不为零后，判断第三预定时间段内的所述简化方差值是否都在第二预设方差范围内；当所述简化方差值都在第二预设方差范围内，且相邻的两个所述简化方差值的差值都小于第一预定方差值，则确定机器人被卡在与所述第二预设方差范围相对应的物体上；当所述简化方差值不在第二预设方差范围内，则判断第三预定时间段内的所述简化方差值是否都在第三预设方差范围内；当所述简化方差值都在第三预设方差范围内，且相邻的两个所述简化方差值的差值都小于所述第一预定方差值，则确定机器人被卡在与所述第三预设方差范围相对应的物体上，否则，确定机器人没有被卡。所述机器人的脱卡方法，包括如下步骤：步骤Q0：基于上述的机器人基于加速计的被卡检测方法确定机器人被卡时，如果机器人被卡在与所述第二预设方差范围相对应的物体上，则进入步骤Q10，如果机器人被卡在与所述第三预设方差范围相对应的物体上，则进入步骤Q20；步骤Q10：控制两个驱动轮同时向后运转，并判断驱动轮运转设定距离内，机器人是否符合预设脱卡条件，如果是，则确定机器人脱卡成功，如果否，则进入步骤Q11；步骤Q11：控制第一驱动轮向后运转，第二驱动轮向前运转，并判断第一设定时间内，机器人是否符合预设脱卡条件，如果是，则确定机器人脱卡成功，如果否，则进入步骤Q12；步骤Q12：控制第二驱动轮向后运转，第一驱动轮向前运转，并判断第一设定时间内，机器人是否符合预设脱卡条件，如果是，则确定机器人脱卡成功，如果否，则进入步骤Q13；步骤Q13：控制两个驱动轮同时向前运转，并判断第二设定时间内，机器人是否符合预设脱卡条件，如果是，则确定机器人脱卡成功，如果否，则进入步骤Q14；步骤Q14：控制两个驱动轮同时向后运转，并判断第二设定时间内，机器人是否符合预设脱卡条件，如果是，则确定机器人脱卡成功，如果否，则进入步骤Q15；步骤Q15：判断启动机器人的脱卡方法的时间是否超过第三设定时间，如果是，则进入步骤Q16，如果否，则返回步骤Q10；步骤Q16：确定机器人脱卡失败，并报错；步骤Q20：控制两个驱动轮同时向后运转，并判断驱动轮运转设定距离内，机器人是否符合预设脱卡条件，如果是，则确定机器人脱卡成功，如果否，则进入步骤Q21；步骤Q21：控制第一驱动轮向后运转，第二驱动轮不运转，并判断第一设定时间内，机器人是否符合预设脱卡条件，如果是，则确定机器人脱卡成功，如果否，则进入步骤Q22；步骤Q22：控制第一驱动轮向后运转，第二驱动轮向前运转，并判断第一设定时间内，机器人是否符合预设脱卡条件，如果是，则确定机器人脱卡成功，如果否，则进入步骤Q23；步骤Q23：控制第二驱动轮向后运转，第一驱动轮不运转，并判断第一设定时间内，机器人是否符合预设脱卡条件，如果是，则确定机器人脱卡成功，如果否，则进入步骤Q24；步骤Q24：控制第二驱动轮向后运转，第一驱动轮向前运转，并判断第一设定时间内，机器人是否符合预设脱卡条件，如果是，则确定机器人脱卡成功，如果否，则进入步骤Q25；步骤Q25：控制两个驱动轮同时向前运转，并判断第二设定时间内，机器人是否符合预设脱卡条件，如果是，则确定机器人脱卡成功，如果否，则进入步骤Q26；步骤Q26：控制两个驱动轮同时向后运转，并判断第二设定时间内，机器人是否符合预设脱卡条件，如果是，则确定机器人脱卡成功，如果否，则进入步骤Q27；步骤Q27：判断启动机器人的脱卡方法的时间是否超过第三设定时间，如果是，则进入步骤Q28，如果否，则返回步骤Q20；步骤Q28：确定机器人脱卡失败，并报错。进一步地，所述机器人是否符合预设脱卡条件的步骤，具体包括：基于上述的机器人基于加速计的被卡检测方法确定机器人被卡时，判断机器人所采集到的所述简化方差值是否小于第二预定方差值，如果是，则在机器人所采集到的所述简化方差值小于或等于第三预定方差值时，确定机器人符合预设脱卡条件，在机器人所采集到的所述简化方差值大于第三预定方差值时，确定机器人不符合预设脱卡条件；否则，在机器人所采集到的所述简化方差值小于或等于第四预定方差值时，确定机器人符合预设脱卡条件，在机器人所采集到的所述简化方差值大于第四预定方差值时，确定机器人不符合预设脱卡条件。进一步地，在启动机器人的脱卡方法后，机器人不更新当前位置信息，直到确定机器人脱卡成功。进一步地，在确定机器人脱卡成功的步骤之后，还包括如下步骤：步骤Q30本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.机器人基于加速计的仰角检测方法，其特征在于，包括如下步骤：基于加速计在竖直方向和前后方向检测到的加速度，确定机器人的运动分量；每隔第一预定时间段采集一次所述运动分量，将第二预定时间段内所采集到的所述运动分量进行简化的方差计算，确定简化方差值；判断所述简化方差值是否在第一预设方差范围内，如果是，则确定所述机器人的仰角角度为零，否则，确定所述机器人的仰角角度不为零。

【技术特征摘要】
1.机器人基于加速计的仰角检测方法，其特征在于，包括如下步骤：基于加速计在竖直方向和前后方向检测到的加速度，确定机器人的运动分量；每隔第一预定时间段采集一次所述运动分量，将第二预定时间段内所采集到的所述运动分量进行简化的方差计算，确定简化方差值；判断所述简化方差值是否在第一预设方差范围内，如果是，则确定所述机器人的仰角角度为零，否则，确定所述机器人的仰角角度不为零。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于加速计在竖直方向和前后方向检测到的加速度，确定机器人的运动分量的步骤，具体包括：确定所述加速计在竖直方向检测到的加速度为Rz；确定所述加速计在前后方向检测到的加速度为Ry；确定机器人的运动分量为R1，R1=Ry*Ry+Rz*Rz。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述每隔第一预定时间段采集一次所述运动分量，将第二预定时间段内所采集到的所述运动分量进行简化的方差计算，确定简化方差值的步骤，具体包括：每隔第一预定时间段采集一次所述运动分量，并将所述运动分量进行开平方，得到开方运动分量，再将所述开方运动分量除以第一简化倍数，得到简化运动分量；将第二预定时间段内所采集到的多个所述简化运动分量进行平方累积和，得到平方累积和运动分量；将第二预定时间段内所采集到的多个所述简化运动分量进行累积和，得到累积和运动分量；将所述累积和运动分量的平方与所述平方累积和运动分量的差值除以第二简化倍数，得到简化方差值。4.机器人基于加速计的被卡检测方法，其特征在于，包括如下步骤：基于权利要求1至3中任一项所述的机器人基于加速计的仰角检测方法，确定所述机器人的仰角角度不为零后，判断第三预定时间段内的所述简化方差值是否都在第二预设方差范围内；当所述简化方差值都在第二预设方差范围内，且相邻的两个所述简化方差值的差值都小于第一预定方差值，则确定机器人被卡在与所述第二预设方差范围相对应的物体上；当所述简化方差值不在第二预设方差范围内，则判断第三预定时间段内的所述简化方差值是否都在第三预设方差范围内；当所述简化方差值都在第三预设方差范围内，且相邻的两个所述简化方差值的差值都小于所述第一预定方差值，则确定机器人被卡在与所述第三预设方差范围相对应的物体上，否则，确定机器人没有被卡。5.机器人的脱卡方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤Q0：基于权利要求4所述的机器人基于加速计的被卡检测方法确定机器人被卡时，如果机器人被卡在与所述第二预设方差范围相对应的物体上，则进入步骤Q10，如果机器人被卡在与所述第三预设方差范围相对应的物体上，则进入步骤Q20；步骤Q10：控制两个驱动轮同时向后运转，并判断驱动轮运转设定距离内，机器人是否符合预设脱卡条件，如果是，则确定机器人脱卡成功，如果否，则进入步骤Q11；步骤Q11：控制第一驱动轮向后运转，第二驱动轮向前运转，并判断第一设定时间内，机器人是否符合预设脱卡条件，如果是，则确定机器人脱卡成功，如果否，则进入步骤Q12；步骤Q12：控制第二驱动轮向后运转，第一驱动轮向前运转，并判断第一设定时间内，机器人是否符合预设脱卡条件，如果是，则确定机器人脱卡成功，如果否，则进入步骤Q13；步骤Q13：控制两个驱动轮同时向前运转，并判断第二设定时间内，机器人是否符合预设脱卡条件，如果是，则确定机器人脱卡成功，如果否，则进入步骤Q14；步骤Q14：控制两个驱动轮同时向后运转，并判断第二设定时间内，机器人是否符合预设脱卡...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永勇，肖刚军，
申请(专利权)人：珠海市一微半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44