移动机器人检测行走阻力的方法、芯片以及机器人与流程

本发明涉及智能机器人技术领域，具体涉及一种移动机器人检测行走阻力的方法、芯片以及机器人。

背景技术：

现有技术环境下，全自动规划清洁机器人主要分为擦窗机器人和扫地机器人，而这些机器人的风机需要根据行走面的当前行走阻力来改变吸力，如果行走面的当前行走阻力较大，而风机的吸力也比较大，就会导致轮子走不动，清洁机器人无法移动；如果行走面的当前行走阻力较小，而风机的吸力也比较小，杂物就不能够被扫地机器人吸干净或者顽渍就不能够被擦窗机器人擦干净。如果风机配置不合理，还可能导致轮子打滑，严重影响机器人的路径规划，进而导致漏清洁的发生。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种移动机器人检测行走阻力的方法，大大提高了移动机器人检测行走面的当前行走阻力的准确度。本发明的具体技术方案如下：

一种移动机器人检测行走阻力的方法，该方法包括以下步骤：s1：机器人开启风机并进行动作校准；s2：机器人获取进行动作校准时的行动电机电流；s3：机器人基于行动电机电流确定当前行走阻力。该方法实现了对不同种类的机器人通用的快速检测并测量材质表面当前行走阻力，成本比较低，适用性广。

于本发明的一个或多个方案中，s1的具体步骤为：机器人设定风机的pwm值；机器人的左轮不动，机器人的右轮固定pwm，然后分别进行固定时间的正转和反转；以及机器人的右轮不动，机器人的左轮固定pwm，然后分别进行固定时间的正转和反转。机器人只需按照特定方式旋转4下，即可获得当前区域准确的相对当前行走阻力值，快速方便。

于本发明的一个或多个方案中，s2的具体步骤为：机器人设定采样时间，当机器人的左轮或右轮在固定时间内进行正转或反转时，机器人根据定时器的中断在采样时间内采样电流并求和，然后根据采样次数确定电流的平均值。机器人基于行动电机电流统计分析的方法计算得到相对当前行走阻力值，数据准确性高。

于本发明的一个或多个方案中，所述采样时间位于固定时间的后半段。

于本发明的一个或多个方案中，机器人在采样电流时，定时器中断一次机器人就采样一次电流。

于本发明的一个或多个方案中，s3的具体步骤为机器人根据左轮和右轮的正转和反转采样到4个电流值，机器人从4个电流值中获取优化电流，优化电流除以风机的pwm值得到当前行走阻力。

于本发明的一个或多个方案中，机器人从4个电流值中获取优化电流，具体包括如下步骤：机器人将4个电流值进行比较，确定第二大的电流值，乘以4得到优化电流。

于本发明的一个或多个方案中，机器人利用4个电流值计算得到优化电流，具体包括如下步骤：机器人将4个电流值进行比较，获取第二大和第三大的电流的平均值，平均值乘以4得到优化电流。

一种芯片，内置控制程序，所述控制程序用于控制机器人执行上述的移动机器人检测行走阻力的方法。各种类型的机器人都可以通过装载该芯片来使用该检测方法，该芯片的使用范围广。

一种机器人，装配有主控芯片，所述主控芯片是上述的芯片。机器人可以通过该方法快速检测出当前行走面的当前行走阻力。

附图说明

图1为本发明的检测方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述的实施例示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。

此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“至少”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。

在发明中，除非另有规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

下面结合说明书的附图，通过对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

参照附图1可知，一种移动机器人检测行走阻力的方法，该方法包括以下步骤：s1：机器人开启风机并进行动作校准；s2：机器人获取进行动作校准时的行动电机电流；s3：机器人基于行动电机电流确定当前行走阻力。该方法实现了对不同种类的机器人通用的快速检测并测量材质表面当前行走阻力，成本比较低，适用性广。

作为其中一种实施例，所述机器人进行动作校准时，机器人将风机开到固定pwm值pi（脉冲宽度调制（pwm）是英文“pulsewidthmodulation”的缩写，简称脉宽调制。pwm值是在一个周期内，开关管导通时间长短相加的平均值。导通时间越长，则直流输出的平均值越大。pwm频率是一个周期内，导通时间与周期时间的一个比值。通常叫做占空比。导通次数越多，则频率越大。它们之间的区别在于：在输出不变的情况下，前者体现在导通时间长短上，后者体现在导通次数上。），保持机器静止。机器人左轮设定为抱死刹车模式，单独右轮驱动正转和反转时，机器人的运动中心在处于抱死刹车状态的左轮，右轮固定pwm正转360ms的固定时间，然后刹车停住，右轮固定pwm再反转360ms的固定时间。机器人右轮设定为抱死刹车模式，单独左轮驱动正转和反转时，机器人的运动中心在处于抱死刹车状态的右轮，左轮固定pwm正转360ms的固定时间，然后刹车停住，左轮固定pwm再反转360ms的固定时间。机器人的每个轮子都需要进行动作校准，机器人可以获取数据的范围较大，机器人获取的数据也比较多，提高机器人计算结果的准确度。pi的典型值为风机的占空比pwm的二分之一，跟风机吸力呈线性关系，包括但不限于典型值，大部分情况都可以转动且可以吸住的吸力即可。左轮和右轮固定pwm的典型值为轮子的占空比pwm的四分之三，跟轮子扭力呈线性关系，包括但不限于典型值，在风机固定pwm下大部分情况可以转动的pwm即可。风机和机器人的pwm根据实际情况来进行设置，使本方法的适用性更广。

作为其中一种实施例，所述机器人的左轮或右轮进行正转或反转360ms的固定时间时，为了降低电机刚开始转动时电流不稳定的情况，电流的采样位于固定时间360ms的后半段，采用稳定的电流，减少误差，比如从210ms开始采样，持续到310ms停止，共持续100ms的采样时间。机器人在较短的时间内就可以完成动作校准和电流采样，使本方法的实用性更强。机器人根据定时器的中断时间来采样电流，当允许数据获取时，定时器中断一次机器人就采样一次电流，定时器的中断时间为定时器频率的倒数，定时器的频率为1khz时，中断时间为1ms，100ms的采样时间则采样了100次电流。不断将采样的固定pwm运动的轮子的行动电机电流值进行求和，等到不允许采样时停止求和，并将求和的结果除以求和的次数，得到本次的电流值i。经过左右轮分别正传反转之后，得到了4个电流值分别为i0、i1、i2和i3。将4个电流值进行比较，找到第二大的电流，乘以4得到优化电流ix。第一大的电流有可能是机器碰到了边框，所以不能用最大的电流。机器要兼顾两个行走电机的差异，为了防止走不动的情况，所以选择第二大的电流，防止校准出来后有轮子走不动。还可以根据实际情况采用4个电流值的平均值、中位数等数值。将ix除以风机的固定pwm值pi，结果就是当前相对当前行走阻力值α。这个当前行走阻力是根据较全面的数据得到的，准确性高。

一种芯片，内置控制程序，所述控制程序用于控制机器人执行上述的移动机器人检测行走阻力的方法。各种类型的机器人都可以通过装载该芯片来使用该检测方法，该芯片的使用范围广。

一种机器人，装配有主控芯片，所述主控芯片是上述的芯片。机器人可以通过该方法快速检测出当前行走面的当前行走阻力。

在说明书的描述中，参考术语“合一个实施例”、“优选地”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点，包含于本发明的至少一个实施例或示例中，在本说明书中对于上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或者示例中以合适方式结合。说明书的描述中连接的所述连接方式具有明显的效果和实用效力。

通过上述的结构和原理的描述，所属技术领域的技术人员应当理解，本发明不局限于上述的具体实施方式，在本发明基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本发明的保护范围，应由各权利要求限定之。