机器人避障的控制电路、机器人及机器人避障方法技术

一种机器人避障的控制电路、机器人及机器人避障方法；所述控制电路包括：被配置为在检测到磁性虚拟墙则生成预警信号的检测模块，磁性虚拟墙位于机器人的第一方向；与检测模块连接，被配置为根据操作指令对预警信号进行数据处理得到控制信号的主控模块；及与主控模块连接，被配置为在控制信号的控制下驱动机器人停止或向第二方向移动的运动控制模块，第二方向位于第一方向的反向±90°范围内；本发明专利技术通过对磁性能量进行实时检测，以准确地识别出外界环境中的障碍物，所述控制电路能够对障碍物及时采取相应的避障措施；有效地解决了传统技术中机器人避障方法对于障碍物的检测准确率不高，机器人运行安全性较低的问题。

Control Circuit of Robot Obstacle Avoidance, Robot and Robot Obstacle Avoidance Method

A control circuit, a robot and a robot obstacle avoidance method for robot obstacle avoidance. The control circuit includes: a detection module configured to generate an early warning signal when magnetic virtual wall is detected, and the magnetic virtual wall is located in the first direction of the robot; a main control module connected with the detection module and configured to process the early warning signal to obtain a control signal according to the operation instructions. And a motion control module connected with the main control module, which is configured to drive the robot to stop or move in the second direction under the control of the control signal, and the second direction is located in the reverse direction of the first direction within 90 degrees; the present invention can accurately identify obstacles in the external environment by real-time detection of magnetic energy, and the control circuit can take phase of obstacles in time. The corresponding obstacle avoidance measures can effectively solve the problems of low accuracy and low safety of obstacle detection in traditional obstacle avoidance methods.

【技术实现步骤摘要】
机器人避障的控制电路、机器人及机器人避障方法
本专利技术属于机器人控制
，尤其涉及一种机器人避障的控制电路、机器人及机器人避障方法。
技术介绍
随着自动化工业水平的快速发展，机器人已经在各个工业生产领域中得到了广泛的应用；由于机器人能够替代人力执行部分复杂的工业任务，并且机器人的制造成本和应用成本都比较低，因此技术人员在一些耗时耗力的工业任务中，大量地采用机器人来执行相应的动作，极大地提高了工业生产效率、节省了人力成本，并且给人们的生活出行带来了极大地便利；并且随着智能控制技术在机器人中的应用，目前的机器人具有更高的智能化水平，可按照人们的需求执行各种各样的动作，多个机器人可相互配合完成具有繁杂工序的任务，实用性更强，使用体验感更佳。在传统的机器人控制方法中，技术人员通过操作信号来控制机器人的动作，机器人根据预先设定的指令进行移动，以实现相应的电路功能；然而由于机器人所处的外界环境具有多种多样性，并且外界环境中存在众多的障碍物，比如若将机器人应用在大型地商场、机场以及营业厅等场合，这些场合就会存在一些楼梯、悬崖以及高压线等障碍物，若机器人在运动的过程中无法躲避这些障碍物，机器人与障碍物发生触碰时就会遭受较大的物理损害，甚至会导致机器人完全被毁损，并且在一些特殊场合，机器人与高压线、婴幼儿等发生碰撞，那么将会对人体以及工业生产安全造成较大的损害；为解决上述问题，传统技术采用机器人自主建图、自主导航以及自身的传感器来规避环境中的障碍物，以使机器人在外界环境中移动时能够顺利完成任务，寻找到安全的路径；然而传统技术中的机器人避障方法需要采用无线通信来实现自主导航，由于无线导航的准确率不高，并且机器人无线导航系统也无法区分一些体积较小的障碍物，信号在无线传输过程中存在迟延，进而导致机器人的避障误差率高，机器人的运动安全性低；并且传统的机器人避障方法需要预先获取外界环境中的地理位置及相关坐标，以绘制地理图形，机器人只能在固定的外界环境中实现自主导航，若外界环境发生变化，那么机器人仍然会与障碍物发生碰撞，传统的机器人避障方法无法普遍地适用于不同的外界环境中，适应范围较窄。
技术实现思路
本专利技术提供一种机器人避障的控制电路、机器人及机器人避障方法，旨在解决传统技术中机器人避障方法无法准确的识别外界环境中的障碍物并作出相应的避障措施，机器人的运动安全性较低以及传统的避障方法无法兼容适用于不同的外界环境，实用价值不高的问题。本专利技术第一方面提供一种机器人避障的控制电路，包括：被配置为在检测到磁性虚拟墙则生成预警信号的检测模块，其中，所述磁性虚拟墙位于所述机器人的第一方向；与所述检测模块连接，被配置为根据操作指令对所述预警信号进行数据处理得到控制信号的主控模块；及与所述主控模块连接，被配置为在所述控制信号的控制下驱动所述机器人停止或向第二方向移动的运动控制模块，其中，所述第二方向位于所述第一方向的反向±90°范围内。在其中的一个实施例中，所述检测模块包括3轴磁力计芯片。在其中的一个实施例中，还包括，连接在所述检测模块与所述主控模块之间，被配置为传输所述预警信号的串行外设接口。在其中的一个实施例中，还包括，连接在所述主控模块与所述运动控制模块之间，被配置为传输所述控制信号的串行通信接口。在其中的一个实施例中，还包括，与所述主控模块连接，被配置为生成电源信号的电源模块。在其中的一个实施例中，还包括，与所述主控模块连接，被配置为接入调试信号的调试接口模块。在其中的一个实施例中，还包括，与所述主控模块连接，被配置为进行数据通信的预留通信模块。在其中的一个实施例中，所述运动控制模块包括电机。本专利技术第二方面提供一种机器人，包括如上所述的机器人避障的控制电路。本专利技术第三方面提供一种机器人避障方法，包括：若检测到磁性虚拟墙则生成预警信号，其中，所述磁性虚拟墙位于所述机器人的第一方向；根据操作指令对所述预警信号进行数据处理得到控制信号；在所述控制信号的控制下驱动所述机器人停止或向第二方向移动，其中，所述第二方向位于所述第一方向的反向±90°范围内。在上述机器人避障的控制电路中，在外界环境中的障碍物处预先设置磁性物质，由于磁性物质具有自发性的磁化现象，在磁性物质周围的一定区域内都可准确地检测到磁力，利用磁性物质的磁化能量，以形成磁性虚拟墙；本专利技术中的控制电路能够准确地识别出位于外界环境中的磁性虚拟墙；当检测模块检测到磁性虚拟墙时，则说明在机器人的第一方向存在障碍物，上述控制电路立刻做出避障措施，运动控制模块在控制信号的驱动下使得机器人停止运动或者使得机器人向第二方向移动，其中第二方向位于第一方向的方向±90°范围内，防止机器人继续行驶到障碍物处，以保护机器人自身的物理安全并顺利地执行完工业任务；因此本专利技术利用磁性虚拟墙识别出外界环境中的障碍物，相比于传统技术中机器人通过自主导航来躲避障碍物，本专利技术中磁性虚拟墙具有固有的、稳定的磁化能量，通过检测模块能够在一定的距离内精确地感应到该磁性虚拟墙，有助于控制电路准确识别出障碍物与机器人的相对距离以及障碍物的相对位置，对于障碍物的检测精度以及检测准确率极高；并且当检测模块检测到外界环境中存在障碍物时，运动控制模块立即使机器人躲避位于第一方向上的障碍物，以避免机器人继续移动到障碍物区域；从而本专利技术中的控制电路使得机器人能够及时地对障碍物采取避障措施，以保障机器人的运行安全，机器人的安全级别更高，能够有效地适用于不同的外界环境中，解决了传统技术中机器人避障方法无法准确地识别出外界环境中的障碍物，对于障碍物的检测成功率较低，机器人在运行过程中容易受到障碍物的损坏，进而导致机器人的实用性不佳的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的一种机器人避障的控制电路的模块结构图；图2是本专利技术实施例提供的一种检测模块的电路结构图；图3是本专利技术实施例提供的一种主控模块的电路结构图；图4是本专利技术实施例提供的另一种机器人避障的控制电路的模块结构图；图5是本专利技术实施例提供的一种串行外设接口的电路结构图；图6是本专利技术实施例提供的一种串行通信接口的电路结构图；图7是本专利技术实施例提供的一种电源模块的电路结构图；图8是本专利技术实施例提供的一种调试接口模块的电路结构图；图9是本专利技术实施例提供的一种预留通信模块的电路结构图；图10是本专利技术实施例提供的一种机器人的电路结构图；图11是本专利技术实施例提供的一种机器人避障方法的实现流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需要说明的是，磁性物质具有极强的磁导率，比如磁性物质包括铁镍合金和铁铝合金等物质，由于磁性物质具有自发性的磁化现象，因此磁性物质中的磁能量是一种较为稳定的能量，并且该磁性物质中的磁能量也不易受到外界噪声的干扰，可靠性强，在磁性物质周围的一定区域内存在稳定的磁力，该磁力形成了磁性虚拟墙；并且不同的磁性物质本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人避障的控制电路，其特征在于，包括：被配置为在检测到磁性虚拟墙则生成预警信号的检测模块，其中，所述磁性虚拟墙位于所述机器人的第一方向；与所述检测模块连接，被配置为根据操作指令对所述预警信号进行数据处理得到控制信号的主控模块；及与所述主控模块连接，被配置为在所述控制信号的控制下驱动所述机器人停止或向第二方向移动的运动控制模块，其中，所述第二方向位于所述第一方向的反向±90°范围内。

【技术特征摘要】
1.一种机器人避障的控制电路，其特征在于，包括：被配置为在检测到磁性虚拟墙则生成预警信号的检测模块，其中，所述磁性虚拟墙位于所述机器人的第一方向；与所述检测模块连接，被配置为根据操作指令对所述预警信号进行数据处理得到控制信号的主控模块；及与所述主控模块连接，被配置为在所述控制信号的控制下驱动所述机器人停止或向第二方向移动的运动控制模块，其中，所述第二方向位于所述第一方向的反向±90°范围内。2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述检测模块包括3轴磁力计芯片。3.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，还包括，连接在所述检测模块与所述主控模块之间，被配置为传输所述预警信号的串行外设接口。4.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，还包括，连接在所述主控模块与所述运动控制模块之间，被配置为传输所述控制信号的串行通信接口。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊友军，王浩，黄祥斌，
申请(专利权)人：深圳市优必选科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44