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一种寻找充电座中间信号的运动控制方法、芯片及机器人与流程

文档序号:24941006发布日期:2021-05-04 11:33
一种寻找充电座中间信号的运动控制方法、芯片及机器人与流程

本发明属于智能机器人回座充电的技术领域,尤其涉及一种寻找充电座中间信号的运动控制方法、芯片及机器人。



背景技术:

目前,能够进行自主移动的智能机器人,比如清洁机器人、安防机器人和陪伴机器人等,都具有自动回座充电的功能。但是,目前市面上的类似技术常常采用机器人的红外接收头来识别引导信号,这让机器人通过多次盲目旋转搜索引导信号才能确认充电座的位置,然后直接上座充电。在这一过程中,机器人旋转后,上座充电之前缺少过渡区来进一步地调节机器人的对接状态,降低充电座的引导效率和回充有效性。



技术实现要素:

为了克服上述技术缺陷,本发明提出以下技术方案:

一种机器人寻找充电座中间信号的运动控制方法,该运动控制方法适用于机器人回充模式下,其中,引导信号是充电座发出的用于引导机器人回座的信号,充电座的中间信号发射自充电座的中间对接部位;寻找充电座中间信号的机器人在机身不同方位处分别装配有对应的红外接收头;该运动控制方法包括:控制机器人在预设工作区域内沿着预设运动方向作直线运动;根据机器人不同方位上的红外接收头的引导信号接收情况,控制机器人按照趋向于充电座的中间信号的分布区域的路径运动,直到机器人其中一个方位的红外接收头接收到充电座的中间信号,或者,同时接收到充电座的左信号和右信号;在所述预设工作区域内,机器人的不同方位的红外接收头都没接收到中间信号,或者不同时接收到充电座的左信号和右信号;且机器人接收的有效的引导信号以距离充电座较近的方位上的红外接收头所接收的为准;其中,引导信号包括中间信号、左信号和右信号;所述预设运动方向是所述机器人进入回充模式后的初始运动方向。本技术方案利用机器人机体不同方位上设置的红外接收头所接收的引导信号,以及非中间信号的引导信号分布区域内的机器人运动路径之间的关系,控制机器人往所述充电座的中间信号分布区域靠近,为机器人回充前提供一个进入中间信号分布区域的缓冲阶段,提高机器人回座效率,避免机器人找不到中间信号而无法回座或者回座效率低的问题,提高机器人回充的有效性。

进一步地,当充电座的左右两侧各设置有发射探头,充电座的前侧中间位置没有设置中间信号发射探头时,所述中间信号的分布区域内包括所述左信号和所述右信号的重叠信号;当充电座的左右两侧各设置有发射探头,充电座的前侧中间位置设置中间信号发射探头时,所述中间信号的分布区域内包括所述左信号和所述右信号的重叠信号和所述中间信号。该技术方案适用于不同发射结构的充电座,增强机器人对回充环境的适应性。

进一步地,所述根据机器人不同方位上的红外接收头的引导信号接收情况,控制机器人在预设工作区域内按照趋向于充电座的中间信号的分布区域的路径运动,直到机器人其中一个方位的红外接收头接收到充电座的中间信号,或者,同时接收到充电座的左信号和右信号的步骤,具体包括如下:根据机器人上的红外接收头的方位特征与该红外接收头接收到的引导信号在充电座上所属的方位属性的关系,相应调整所述预设运动方向,使得调整后的所述预设运动方向趋向于所述中间信号分布区域,同时确定所述充电座相对于调整后的所述预设运动方向的方位;控制所述机器人沿着调整后的所述预设运动方向直行第一预设距离,再控制所述机器人向确定的所述充电座的方位原地旋转第一预设角度;若机器人中存在其中一个方位的红外接收头接收到所述中间信号,或者,同时接收到所述左信号和所述右信号,确定所述机器人已经进入所述中间信号的分布区域,否则控制所述机器人旋转回调整后的所述预设运动方向上,再重复上述步骤,直到机器人其中一个方位的红外接收头接收到所述中间信号,或者,同时接收到所述左信号和所述右信号。本技术方案根据机器人机体不同方位上的红外接收头的引导信号接收情况,有针对性地控制机器人靠近所述充电座的中间信号分布区域,从而更加快速的实现机器人上座。本技术方案提高机器人沿当前运动方向寻找中间信号的效率,避免机器人盲目寻找充电座的中间线而花费大量的搜索时间,提高了机器人的灵活性和智能化水平。

进一步地,所述根据机器人上的红外接收头的方位特征与该红外接收头接收到的引导信号在充电座上所属的方位属性的关系,相应调整所述预设运动方向,使得调整后的所述预设运动方向趋向于所述中间信号分布区域,同时确定所述充电座相对于调整后的所述预设运动方向的方位的步骤中,具体方法为:所述机器人左侧的红外接收头接收到所述左信号时,调整所述机器人的实时运动方向为所述预设运动方向的反方向,使得所述机器人的实时运动方向趋向于所述中间信号的分布区域,同时充电座位于所述机器人的实时运动方向的右侧;所述机器人右侧的红外接收头接收到所述左信号时,调整所述机器人的实时运动方向为所述预设运动方向,使得所述机器人的实时运动方向趋向于所述中间信号的分布区域,同时充电座位于所述机器人的实时运动方向的右侧;所述机器人中间的红外接收头接收到所述左信号时,控制所述机器人朝所述预设运动方向的左侧旋转第二预设角度,使得所述机器人的实时运动方向趋向于所述中间信号的分布区域,同时充电座位于所述机器人的实时运动方向的右侧;其中,所述预设工作区域包括第一预设工作区域,在第一预设工作区域内,所述机器人不同方位上的红外接收头只是接收到所述左信号。本技术方案根据机器人不同方位上的红外接收头的左信号接收情况,在机器人远离所述充电座的中间信号的情况下,及时拉近机器人与所述充电座的中间信号分布区域的距离,提高了机器人回座的有效性和稳定性;在机器人靠近所述充电座的中间信号的情况下,更加直接地控制机器人移动至所述充电座的中间信号分布区域,避免机器人盲目寻找中间信号或者轻易放弃回座,提高了机器人回座的有效性和稳定性。

进一步地,所述根据机器人上的红外接收头的方位特征与该红外接收头接收到的引导信号在充电座上所属的方位属性的关系,相应调整所述预设运动方向,使得调整后的所述预设运动方向趋向于所述中间信号分布区域,同时确定所述充电座相对于调整后的所述预设运动方向的方位的步骤中,具体方法为:所述机器人左侧的红外接收头接收到右信号时,调整所述机器人的实时运动方向为所述预设运动方向,使得所述机器人的实时运动方向趋向于所述中间信号的分布区域,同时充电座位于所述机器人的实时运动方向的左侧;所述机器人右侧的红外接收头接收到所述右信号时,调整所述机器人的实时运动方向为所述预设运动方向的反方向,使得所述机器人的实时运动方向趋向于所述中间信号的分布区域,同时充电座位于所述机器人的实时运动方向的左侧;所述机器人中间的红外接收头接收到所述右信号时,控制所述机器人朝所述预设运动方向的右侧旋转第二预设角度,使得所述机器人的实时运动方向趋向于所述中间信号的分布区域,同时充电座位于所述机器人的实时运动方向的左侧;其中,所述预设工作区域包括第二预设工作区域,在第二预设工作区域内,所述机器人不同方位上的红外接收头只是接收到所述右信号。本技术方案根据机器人不同方位上的红外接收头的右信号接收情况,在机器人远离所述充电座的中间信号的情况下,及时拉近机器人与所述充电座的中间信号分布区域的距离,提高了机器人回座的有效性和稳定性;在机器人靠近所述充电座的中间信号的情况下,更加直接地控制机器人移动至所述充电座的中间信号分布区域,避免机器人盲目寻找中间信号或者轻易放弃回座。提高了机器人回座的有效性和稳定性。

进一步地,所述根据机器人不同方位上的红外接收头的引导信号接收情况,控制机器人在预设工作区域内按照趋向于充电座的中间信号的分布区域的路径运动,直到机器人其中一个方位的红外接收头接收到充电座的中间信号,或者,同时接收到充电座的左信号和右信号的步骤,具体包括如下:机器人前端的红外接收头接收到左信号时,控制机器人朝所述预设运动方向的右侧转动第一配置角度,使得机器人行走过一个右摆趋向于充电座的中间信号的分布区域的弧形轨迹,作为机器人在第一预设工作区域内相应的路径;机器人前端的红外接收头接收到右信号时,控制机器人朝所述预设运动方向的左侧转动第一配置角度,使得机器人行走过一个左摆趋向于充电座的中间信号的分布区域的弧形轨迹,作为机器人在第二预设工作区域内相应的路径;如此重复,控制机器人按照前述路径摆动式前进,直到机器人其中一个方位的红外接收头接收到充电座的中间信号,或者,同时接收到充电座的左信号和右信号;其中,所述引导信号包括左信号和右信号;所述预设工作区域按照所述引导信号的方向性而划分为第一预设工作区域和第二预设工作区域;在第一预设工作区域内,所述机器人不同方位上的红外接收头只是接收到左信号;在第二预设工作区域内,所述机器人不同方位上的红外接收头只是接收到右信号。本技术方案控制机器人朝充电座的中间信号所在区域弧形摇摆前进,实现渐进式靠近充电座的中间信号分布区域,减弱机器人各个方位的红外接收头接收的引导信号之间的影响。

进一步地,所述机器人前端的红外接收头都没接收到所述引导信号时,控制所述机器人先朝所述预设运动方向的左侧转动第二配置角度,然后再朝所述预设运动方向的右侧转动第二配置角度,如此重复,控制机器人行走左右摆的弧形轨迹,直到机器人前端的红外接收头接收到所述引导信号;或者,控制所述机器人原地旋转至所述预设运动方向的反方向,再朝所述预设运动方向的反方向的左侧转动第二配置角度,然后再朝所述预设运动方向的反方向的右侧转动第二配置角度,如此重复,控制机器人行走左右摆的弧形轨迹,直到机器人前端的红外接收头接收到所述引导信号;或者,控制所述机器人原地旋转,直到机器人前端的红外接收头接收到所述引导信号;其中,所述第一配置角度大于第二配置角度。本技术方案在机器人的红外接收头未接收到信号的前提下,通过调节机器人摆动的幅度和方向,提高所述机器人寻找充电座信号的效率。

一种芯片,该芯片存储所述运动控制方法涉及的算法程序,用于控制机器人按照趋向于充电座的中间信号的分布区域的路径运动,直到机器人其中一个方位的红外接收头接收到充电座的中间信号,或者,同时接收到充电座的左信号和右信号;其中,引导信号包括中间信号、左信号和右信号,中间信号包括左信号和右信号的叠加信号。

一种机器人,该机器人包括装配所述芯片,或装配所述芯片的装置。

进一步地,当充电座前侧没有设置中间信号发射探头时,所述机器人的前端中间设置有两个红外接收头,使得这两个红外接收头中任意一个同时接收到所述左信号和所述右信号时,确定所述机器人进入所述中间信号分布区域。或者,当充电座前侧设置中间信号发射探头时,所述机器人的前端中间设置有一个红外接收头,使得所述机器人的前端中间设置的红外接收头接收到所述中间信号时,确定所述机器人进入所述中间信号分布区域。该技术方案控制所述机器人完成比较全面的引导信号搜索,能够快速地找到充电座的中间信号分布区域。

附图说明

图1是本发明实施例提供一种机器人寻找充电座中间信号的运动控制方法流程图。

图2是本发明的一种实施例提供的机器人在预设工作区域内寻找中间信号的运动控制方法流程图。

图3是图2实施例提供的运动控制方法下形成的一种规划路径的示意图。

图4是本发明的另一种实施例提供的机器人在预设工作区域内寻找中间信号的运动控制方法流程图。

图5是图4实施例提供的运动控制方法下形成的一种规划路径的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行详细描述。应当理解的是,在下面的描述中,给出具体细节以提供对实施例的透彻理解。然而,本领域的普通技术人员将理解,可以在没有这些具体细节的情况下实施实施例。例如,机器人的运动路径可以单纯以曲线轨迹的形式显示,避免在不必要的机身及运动状态细节中使实施例模糊。在其他情况下,为了不混淆实施例,可以不详细显示公知的运动状态和技术。

本发明实施例公开一种机器人寻找充电座中间信号的运动控制方法,其中,寻找充电座中间信号的机器人在机身不同方位处分别装配有对应的红外接收头,具体可以是在一种扫地机器人上安装一定数目的红外接收头,机身的正中间装配一个或者两个红外接收头用来对准座子上座,左侧和右侧一般分别设置有一个红外接收头,以保证样机身对应侧面也能收到座子信号。机器人的机身后面也有一个红外接收头,确保机身的正前方、左前方、右前方、左后方和右后方都设置有红外接收头,如此可以便于机器人全方位接收引导信号,提高机器人判断自身方位的准确性。

机器人接收到外部或内部产生的回座控制信号后,进入回充模式,开始寻找充电座。如图1所示,该运动控制方法包括:

步骤s101、控制机器人在预设工作区域内沿着预设运动方向作直线运动,使得机器人在直线运动过程中,不同方位的红外接收头能够在所述预设工作区域中只接收到来自充电座的同一方位上发射的引导信号,其中,预设运动方向作为所述机器人进入回充模式后的初始运动方向。然后进入步骤s102。

具体地,引导信号是充电座发出的用于引导机器人回座的信号,充电座的中间信号是发射自充电座的中间对接部位的一种引导信号,根据充电座中所设置的红外发射传感器的数量和安装位置,可以把引导信号分为不同的信号类型,比如位于充电座前侧中间的正红外发射传感器所发出的中间信号,位于充电座前侧左边的左红外发射传感器所发出的左信号,位于充电座前侧右边的右红外发射传感器所发出的右信号。如果左红外发射传感器发出的右信号,右红外发射传感器所发出的左信号。右红外发射传感器的灯座和左红外发射传感器的灯座分别位于正红外发射传感器的灯座的左右两侧。

本实施例中,在所述预设工作区域内,机器人上不同方位的红外接收头都没接收到所述中间信号;在所述预设工作区域内,机器人接收的有效的引导信号以距离充电座较近的方位上的红外接收头所接收的为准。即所述机器人在所述预设工作区域内运动的过程中,如果所述机器人左侧的红外接收头相对于其右侧的红外接收头更加接近所述充电座,且接收的引导信号也相对更强,则可认为机器人的左侧的红外接收头接收到有效的引导信号,而其右侧的红外接收头接收的引导信号可视为无效;反之亦然。

本实施例将所述预设工作区域按照所述充电座在不同方位上发射的所述引导信号的方向性而划分为第一预设工作区域、中间信号的分布区域和第二预设工作区域,所述充电座前侧左边的左红外发射传感器发出的左信号形成第一预设工作区域,所述充电座前侧右边的右红外发射传感器发出的右信号形成第二预设工作区域,所述充电座前侧中间的正红外发射传感器所发出的中间信号形成中间信号的分布区域。第一预设工作区域对应于图3和图5中的区域21,在第一预设工作区域21内所述机器人的红外接收头只是接收到所述左信号;第二预设工作区域对应于图3和图5中的区域22,所述机器人的红外接收头在第二预设工作区域22内只是接收到所述右信号。本实施例根据充电座发射的信号分成左信号,中间信号,右信号对应的三个区域,使得机器人更容易定位,定位成功率更好。

本实施例靠墙设置的充电座发出的充电座信号包括右信号和左信号,分别覆盖于所述充电座的前方左右两侧区域。在充电座的左右两侧各自设置一个发射探头,其中,充电座的左侧设置的发射探头发射所述左信号,充电座的右侧设置的发射探头发射所述右信号,使得充电座出射的所述左信号和所述右信号存在重叠区域,如图3和图5所示,斜线m3和斜线m3’是充电座的左侧设置的发射探头发射的所述左信号,充电座射出斜向上延伸的斜线m3与斜向下延伸的斜线m3’所限定的区域为所述左信号的分布区域,斜线m4和斜线m4’是充电座的右侧设置的发射探头发射的所述右信号,充电座射出斜向上延伸的斜线m4’与斜向下延伸的斜线m4所限定的区域为所述右信号的分布区域。

在图3和图5所属区域内,当充电座的正前方中间位置处设置有中间信号发射探头时,中间信号发射探头发射出中间信号,如图3和图5所示,向右延伸的水平线m2和向右延伸的水平线m1都表示中间信号发射探头发射出的中间信号,水平线m2和水平线m1所限定的区域为区域3,作为所述中间信号的分布区域,如图3和图5所示,斜线m3’和斜线m4’交叉于区域3内,充电座正前方中间的两条向右延伸的水平线m1和m2所限定的区域3中分布的信号包括所述左信号和所述右信号的重叠信号(叠加信号)和所述中间信号。所述机器人的机身的正中间装配两个中间红外接收头用来对准座子上座,这两个中间红外接收头包括左侧红外接收头和右侧红外接收头。当所述机器人在区域3内距离充电座较远时,如图3和图5所示,在区域3内,所述机器人位于斜线m3’和斜线m4’的交叉形成的右侧重叠区域,即所述左信号和所述右信号的重叠信号的分布区域,这两个中间红外接收头的任意一个都可以同时收到所述左信号和所述右信号(也可以表示在一定时间内收到过左和右,如100ms内,因为有的座子信号是分时发的);当所述机器人在区域3内距离的充电座较近时,如图3和图5所示,所述机器人位于斜线m3’和斜线m4’的交叉形成的左侧信号盲区域,即所述左信号和所述右信号没有重叠的区域,此时所述机器人即将进行上座对接充电,左侧红外接收头接收所述左信号,右侧红外接收头接收所述右信号,使得所述机器人的中间红外接收头在区域3内实现同时接收到所述左信号和所述右信号。当充电座的正前方中间位置处没有设置中间信号发射探头时,水平线m1和m2所限定的区域3中分布的信号只包括所述左信号和所述右信号的重叠信号,相应地,所述机器人的机身的正中间装配一个中间红外接收头,用来根据区域3内接收到所述中间信号来对准座子上座,同时位于斜线m3’和斜线m4’的交叉形成的右侧重叠区域,即所述左信号和所述右信号的重叠信号的分布区域,这个中间红外接收头可以同时收到所述左信号和所述右信号;所述机器人位于斜线m3’和斜线m4’的交叉形成的左侧信号盲区域,即所述左信号和所述右信号没有重叠的区域,此时所述机器人在所述中间信号的引导作用下上座对接充电。因此,当所述机器人其中一个方位的红外接收头接收到充电座的中间信号,或者,同时接收到充电座的左信号和右信号,确定所述机器人已经进入所述中间信号的分布区域,即图3和图5的区域3内,但还没开始上座充电,只是刚进入区域3内。从而提高机器人对回充环境的适应性。

值得说明的是,本实施例提及的充电座的正前方是充电座信号的发射方向,对应于说明书附图的充电座的右侧。本实施例对所述左信号和所述右信号的发射方向及形成的重叠区域特征进行限定,使得所述控制方法适用于控制机器人到不同发射结构的充电座上对接回充,增强机器人对回充环境的适应性。

步骤s102、根据机器人不同方位上的红外接收头的引导信号接收情况,控制机器人在预设工作区域内按照趋向于充电座的中间信号的分布区域的路径运动,该步骤通过调整机器人在预设工作区域内的运动状态,使得机器人根据红外接收头在机器人中的方位特征及该红外接收头所接收的引导信号之间的关系,趋向充电座的中间信号的分布区域运动。该步骤为机器人回充前提供一个进入中间信号分布区域的缓冲阶段,让机器人拥有足够的空间去调整运动方向,以趋向充电座的中间信号的分布区域运动,然后进入步骤s103。其中,在预设工作区域内的预设运动路径的调整主要是改变所述预设运动方向,来帮助机器人实现快速找到充电座的中间信号的分布区域3。

步骤s103、判断机器人是否存在其中一个方位的红外接收头接收到所述中间信号,或者,同时接收到所述左信号和所述右信号,是则结束实行前述的运动控制方法,否则返回步骤s102,即机器人所有方位的红外接收头既没有接收到充电座的中间信号,也没有同时接收到充电座的左信号和右信号,需要控制机器人继续寻找充电座中间信号的分布区域。

通过实行前述步骤s101至步骤s103,本实施例利用机器人机体不同方位上设置的红外接收头所接收的引导信号,以及非中间信号的引导信号分布区域内的机器人运动路径之间的关系,控制机器人往所述充电座的中间信号分布区域靠近,为机器人回充前提供一个进入中间信号分布区域的缓冲调整阶段,提高机器人回座效率,避免机器人找不到中间信号而无法回座或者回座效率低的问题,提高机器人回充的有效性。

作为一种实施例,所述根据机器人不同方位上的红外接收头的引导信号接收情况,控制机器人在预设工作区域内按照趋向于充电座的中间信号的分布区域的路径运动,直到机器人其中一个方位的红外接收头接收到充电座的中间信号,或者,同时接收到充电座的左信号和右信号的步骤,具体方法流程如图2所示:

步骤s201、根据机器人上的红外接收头的方位特征与该红外接收头接收到的引导信号在充电座上所属的方位属性的关系,相应调整所述预设运动方向,使得调整后的所述预设运动方向趋向于所述中间信号分布区域,即确定机器人后续直线行走的方向,然后进入步骤s202。其中,机器人上的红外接收头的方位特征、该红外接收头接收到的引导信号在充电座上所属的方位属性都是可以根据所接收的引导信号解析获得,并交由机器人内部的控制系统处理。

步骤s202、结合机器人的红外接收头接收到的引导信号在充电座上所属的方位属性的关系,确定所述充电座相对于调整后的所述预设运动方向的方位,然后进入步骤s203。

步骤s203、控制所述机器人沿着调整后的所述预设运动方向直行第一预设距离,再控制所述机器人朝着步骤s202确定的所述充电座的方位原地旋转第一预设角度。然后进入步骤s204。

当机器人在区域21进入回充模式时,如图3的区域21的路径箭头所示,控制机器人沿着箭头a直线前进所述第一预设距离,箭头a为调整后的所述预设运动方向,即机器人直线行走的方向,而所述充电座位于调整后的所述预设运动方向的右侧,所以控制机器人向右侧原地旋转第一预设角度,如图3所示,以箭头a指示方向为基准方向,顺时针旋转第一预设角度,实现机器人转向充电座;当机器人在区域22进入回充模式时,如图3的区域22的路径箭头所示,控制机器人沿着箭头b直线前进第一预设距离,箭头b为调整后的所述预设运动方向,即机器人直线行走的方向,而所述充电座位于调整后的所述预设运动方向的左侧,所以控制机器人向左侧原地旋转第一预设角度,如图3所示,以箭头b指示方向为基准方向,逆时针旋转第一预设角度,实现机器人转向充电座。其中,所述第一预设距离和所述第一预设角度可以根据区域21、区域22和区域3内部的信号覆盖范围和强度而进行设置,使得寻找所述中间信号更加灵活。

步骤s204、判断机器人是否存在其中一个方位的红外接收头接收到充电座的中间信号,或者,同时接收到充电座的左信号和右信号,是则进入步骤s205,否则进入步骤s206。

步骤s205、确定所述机器人已经离开所述预设工作区域,并进入所述中间信号的分布区域3,然后停止实行当前的运动控制方法,直接根据所述中间信号的引导进行回座,至于机器人如何按照中间信号的引导进行回座,这已是业内的成熟技术,具有回座功能的机器人,大都是根据中间信号的引导进行回座的,此处就不再赘述。

步骤s206、控制所述机器人原地旋转回调整后的所述预设运动方向上,然后返回步骤s201,也有可能控制所述机器人沿着调整后的所述预设运动方向前进所述第一预设距离后,才返回步骤s201。重复实行上述步骤,使得调整后的所述预设运动方向指向所述中间信号的分布区域,所述机器人其中一个方位的红外接收头接收到所述中间信号,或者,同时接收到所述左信号和所述右信号。

本实施例将所述第一预设距离设置为20cm,可能大于中间的两条向右延伸的水平线m1和m2的间距,所述机器人沿着调整后的所述预设运动方向直行第一预设距离的过程中可能会跨过中间信号所限定的区域3,从区域21进入区域22,使得机器人上的红外接收头所接收的引导信号有所变化,所以需要反复去检测不同方位的红外接收头所接收的引导信号的类型。

本实施例重复上述步骤,直到所述机器人其中一个方位的红外接收头接收到所述中间信号,或者,同时接收到所述左信号和所述右信号,即所述机器人进入中间信号分布的区域3,机身的前端正对所述充电座为止。本实施例根据机器人机体不同方位上的红外接收头的引导信号接收情况,有针对性地控制机器人靠近所述充电座的中间信号的分布区域,从而更加快速的实现机器人上座。本实施例提高机器人沿当前运动方向寻找中间信号的效率,避免机器人盲目寻找充电座的中间线而花费大量的搜索时间,提高了机器人的灵活性和智能化水平。

值得说明的是,本实施例中,所述机器人左侧和右侧的红外接收头同时接收的引导信号中,有效的引导信号以距离充电座较近的方位上的红外接收头所接收的为准,而第一预设工作区域或第二预设工作区域内,其余方位上的红外接收头所接收的引导信号可忽略,直到接收到所述中间信号,或同时接收到所述左信号和所述右信号为止。

前述步骤中,所述根据机器人上的红外接收头的方位特征与该红外接收头接收到的引导信号在充电座上所属的方位属性的关系,相应调整所述预设运动方向,使得调整后的所述预设运动方向趋向于所述中间信号分布区域,同时确定所述充电座相对于调整后的所述预设运动方向的方位的步骤中,具体方法包括:

作为其中的一种实施例,所述机器人左侧的红外接收头接收到所述左信号时,调整所述机器人的实时运动方向为所述预设运动方向的反方向,即控制所述机器人原地旋转180度,使得所述机器人的实时运动方向趋向于所述中间信号的分布区域,同时充电座位于所述机器人的实时运动方向的右侧。如图3所示,如果图3的区域21的箭头a的指向为本实施例的所述机器人的实时运动方向,且图3的区域21的箭头a的指向的反方向为没进行调整的所述预设运动方向,那么,所述机器人沿着箭头a的指向的反方向运动的过程中,所述机器人左侧的红外接收头接收到所述左信号,而且所述机器人沿着所述预设运动方向远离所述充电座的中间信号,然后调整所述预设运动方向的反方向为所述机器人的实时运动方向,即把所述机器人的实时运动方向调整为箭头a的指向,所述机器人的前端红外接收头也是指向箭头a,及时拉近机器人与所述充电座的中间信号分布区域的距离,使得所述机器人的实时运动方向被调整为趋向于所述中间信号的分布区域3,同时充电座位于所述机器人的实时运动方向的右侧。因此,所述机器人左侧的红外接收头接收到充电座的相同属性方位发出的引导信号时,调整所述预设运动方向为其反方向,即控制所述机器人原地旋转180度。提高了机器人回座的有效性和稳定性。

作为其中的一种实施例,所述机器人右侧的红外接收头接收到所述左信号时,调整所述机器人的实时运动方向为所述预设运动方向,使得所述机器人的实时运动方向趋向于所述中间信号的分布区域,同时充电座位于所述机器人的实时运动方向的右侧;如图3所示,如果图3的区域21的箭头a的指向为本实施例的所述机器人的实时运动方向,且图3的区域21的箭头a的指向也是没进行调整的所述预设运动方向,那么,所述机器人沿着箭头a的指向的运动的过程中,所述机器人右侧的红外接收头接收到所述左信号,而且所述机器人沿着所述预设运动方向接近所述充电座的中间信号,然后调整所述预设运动方向为所述机器人的实时运动方向,即把所述机器人的实时运动方向保持为箭头a的指向,所述机器人的前端红外接收头也是指向箭头a,在所述机器人靠近所述充电座的中间信号的情况下,更加直接地控制所述机器人的实时运动方向往所述充电座的中间信号分布区域的方向调整,使得所述机器人的实时运动方向被调整为趋向于所述中间信号的分布区域3,避免机器人盲目寻找中间信号或者轻易放弃回座,同时充电座位于所述机器人的实时运动方向的右侧。因此,所述机器人右侧的红外接收头接收到充电座的相对称属性方位发出的引导信号时,保持所述预设运动方向不变。提高了机器人回座的有效性和稳定性。

作为其中的一种实施例,所述机器人中间的红外接收头接收到所述左信号时,表示所述机器人在第一预设工作区域21内沿着所述预设运动方向运动,实现向所述充电座靠拢,然后控制所述机器人朝所述预设运动方向的左侧原地旋转一个第二预设角度,使得所述机器人的实时运动方向被调整趋向于所述中间信号的分布区域,同时充电座位于所述机器人的实时运动方向的右侧。本实施例将所述第二预设角度设置为60度。本实施例更加直接地控制机器人移动至所述充电座的中间信号分布区域,提高所述机器人寻找所述中间信号的成功率,从而避免机器人盲目寻找中间信号或者轻易放弃回座,提高了机器人回座的有效性和稳定性。

作为其中的一种实施例,所述机器人右侧的红外接收头接收到所述右信号时,调整所述机器人的实时运动方向为所述预设运动方向的反方向,即控制所述机器人原地旋转180度,使得所述机器人的实时运动方向趋向于所述中间信号的分布区域,同时充电座位于所述机器人的实时运动方向的左侧。如图3所示,如果图3的区域22的箭头b的指向为本实施例的所述机器人的实时运动方向,且图3的区域22的箭头b的指向的反方向为没进行调整的所述预设运动方向,那么,所述机器人沿着箭头b的指向的反方向运动的过程中,所述机器人右侧的红外接收头接收到所述右信号,而且所述机器人沿着所述预设运动方向远离所述充电座的中间信号,然后调整所述预设运动方向的反方向为所述机器人的实时运动方向,即把所述机器人的实时运动方向调整为箭头b的指向,所述机器人的前端红外接收头也是指向箭头b,及时拉近机器人与所述充电座的中间信号分布区域的距离,使得所述机器人的实时运动方向被调整为趋向于所述中间信号的分布区域3,同时充电座位于所述机器人的实时运动方向的左侧。因此,所述机器人右侧的红外接收头接收到充电座的相同属性方位发出的引导信号时,调整所述预设运动方向为其反方向,即控制所述机器人原地旋转180度。提高了机器人回座的有效性和稳定性。

作为其中的一种实施例,所述机器人左侧的红外接收头接收到所述右信号时,调整所述机器人的实时运动方向为所述预设运动方向,使得所述机器人的实时运动方向趋向于所述中间信号的分布区域,同时充电座位于所述机器人的实时运动方向的左侧;如图3所示,如果图3的区域22的箭头b的指向为本实施例的所述机器人的实时运动方向,且图3的区域22的箭头b的指向也是没进行调整的所述预设运动方向,那么,所述机器人沿着箭头b的指向的运动的过程中,所述机器人左侧的红外接收头接收到所述右信号,而且所述机器人沿着所述预设运动方向接近所述充电座的中间信号,然后调整所述预设运动方向为所述机器人的实时运动方向,即把所述机器人的实时运动方向保持为箭头b的指向,所述机器人的前端红外接收头也是指向箭头b,在所述机器人靠近所述充电座的中间信号的情况下,更加直接地控制所述机器人的实时运动方向往所述充电座的中间信号分布区域的方向调整,使得所述机器人的实时运动方向被调整为趋向于所述中间信号的分布区域3,避免机器人盲目寻找中间信号或者轻易放弃回座,同时充电座位于所述机器人的实时运动方向的左侧。因此,所述机器人左侧的红外接收头接收到充电座的相对称属性方位发出的引导信号时,保持所述预设运动方向不变。提高了机器人回座的有效性和稳定性。

作为其中的一种实施例,所述机器人中间的红外接收头接收到所述右信号时,表示所述机器人在第二预设工作区域22内沿着所述预设运动方向运动,实现向所述充电座靠拢,然后控制所述机器人朝所述预设运动方向的右侧原地旋转一个第二预设角度,使得所述机器人的实时运动方向被调整趋向于所述中间信号的分布区域,同时充电座位于所述机器人的实时运动方向的左侧;本实施例将所述第二预设角度设置为60度。本实施例更加直接地控制机器人移动至所述充电座的中间信号分布区域,提高所述机器人寻找所述中间信号的成功率,从而避免机器人盲目寻找中间信号或者轻易放弃回座,提高了机器人回座的有效性和稳定性。

作为进一步的一种实施例,所述根据机器人不同方位上的红外接收头的引导信号接收情况,控制机器人在预设工作区域内按照趋向于充电座的中间信号的分布区域的路径运动,直到机器人其中一个方位的红外接收头接收到充电座的中间信号,或者,同时接收到充电座的左信号和右信号的步骤,具体的流程图如图4所示:

步骤s401、当检测到机器人前端的红外接收头接收到左信号时,控制机器人在所述第一预设工作区域内朝所述预设运动方向的右侧转动第一配置角度,使得机器人行走过一个右摆的弧形轨迹。如图5所示,在所述第一预设工作区域21内,所述机器人如果保持所述预设运动方向(箭头d)为初始方向作直线运动时,机器人前端的红外接收头接收到左信号,可确定所述充电座位于所述预设运动方向(箭头d)的右侧,则控制机器人在所述第一预设工作区域内朝所述预设运动方向的右侧,即往充电座所属方位转动第一配置角度,形成机器人在第一预设工作区域21内逐步逼近充电座的中间信号的分布区域3的一个右摆的弧形轨迹路径;然后进入步骤s402。

步骤s402、判断所述机器人是否存在其中一个方位的红外接收头接收到充电座的中间信号,或者,同时接收到充电座的左信号和右信号,是则进入步骤s405,否则进入步骤s403。

步骤s403、当检测到机器人前端的红外接收头接收到右信号时,控制机器人在所述第二预设工作区域内朝所述预设运动方向的左侧转动第一配置角度,使得机器人行走过一个左摆的弧形轨迹。如图5所示,在所述第二预设工作区域22内,所述机器人如果保持所述预设运动方向(箭头e)为初始方向作直线运动时,机器人前端的红外接收头接收到右信号,可确定所述充电座位于所述预设运动方向(箭头e)的左侧,则控制机器人在所述第二预设工作区域内朝所述预设运动方向的左侧,即往充电座所属方位转动第一配置角度,形成机器人在第二预设工作区域22内逐步逼近充电座的中间信号的分布区域3的一个左摆的弧形轨迹路径;然后进入步骤s404。

步骤s404、判断所述机器人是否存在其中一个方位的红外接收头接收到充电座的中间信号,或者,同时接收到充电座的左信号和右信号,是则进入步骤s405,否则返回步骤s401,如此重复,控制机器人按照前述路径摆动式前进,直到机器人其中一个方位的红外接收头接收到充电座的中间信号,或者,同时接收到充电座的左信号和右信号。其中,前进的距离可以根据所述左信号和所述右信号的分布范围而进行设置。

步骤s405、确定所述机器人进入所述中间信号的分布区域3。

值得说明的是,所述引导信号包括左信号和右信号;所述预设工作区域按照所述机器人接收所述引导信号的唯一性而划分为第一预设工作区域和第二预设工作区域;在第一预设工作区域内,所述机器人不同方位上的红外接收头只是接收到左信号;在第二预设工作区域内,所述机器人不同方位上的红外接收头只是接收到右信号。前述的第一配置角度设置得比较大,本实施例将其设置在40至60度之间,保证所述机器人左右摆动的弧度足够大,加快所述机器人寻找所述中间信号的速度。

作为进一步的一种实施例,当所述机器人沿着箭头e直线运动的过程中,进入所述第二预设工作区域22之前,所述机器人上任意方位的红外接收头无法接收到所述引导信号,其中,箭头e可以是所述预设运动方向。本实施例控制所述机器人先朝所述预设运动方向(箭头e)的左侧转动第二配置角度,然后再朝所述预设运动方向(箭头e)的右侧转动第二配置角度,如此重复,控制机器人行走左右摆的弧形轨迹,直到机器人前端的红外接收头接收到所述右信号,即已经进入所述第二预设工作区域22。

作为进一步的一种实施例,如图5所示,当所述机器人在所述第一预设工作区域21内沿着箭头d的反方向直线运动的过程中,有可能跨出区域21,使得所述机器人上任意方位的红外接收头无法接收到所述引导信号,其中,箭头d的反方向可以是所述预设运动方向。本实施例可以是在所述步骤s401中的机器人前端的红外接收头接收到左信号后,控制机器人在所述第一预设工作区域21内朝所述预设运动方向的右侧转动所述第一配置角度,使得机器人以一个右摆的弧形轨迹的方式跨出区域21,然后控制所述机器人先原地旋转至所述预设运动方向的反方向(箭头d),再朝箭头d指示方向的左侧转动第二配置角度,然后再朝所述预设运动方向的反方向的右侧转动第二配置角度,如此重复,控制机器人行走左右摆的弧形轨迹,直到机器人前端的红外接收头接收到所述左信号,即重新回到所述第一预设工作区域21内。

前述实施例中,所述第一配置角度大于第二配置角度,是根据所述机器人所处区域内的信号实际强度而设置的。在机器人的红外接收头未接收到信号的前提下,通过调节机器人摆动的幅度和方向,提高所述机器人寻找充电座信号的效率。

作为进一步的一种实施例,所述机器人上任意方位的红外接收头无法接收到所述引导信号的情况下,也可以原地旋转1至3圈,直到机器人前端的红外接收头接收到所述引导信号。

本发明实施例还提供一种芯片,该芯片存储所述运动控制方法涉及的算法程序,用于控制机器人按照趋向于充电座的中间信号的分布区域的路径运动,直到机器人其中一个方位的红外接收头接收到充电座的中间信号,或者,同时接收到充电座的左信号和右信号。

本发明实施例还提供一种机器人,该机器人包括装配所述芯片,或装配所述芯片的装置。当充电座前侧没有设置中间信号发射探头时,所述机器人的前端中间设置有两个红外接收头,使得这两个红外接收头中任意一个同时接收到所述左信号和所述右信号时,确定所述机器人进入所述中间信号分布区域。或者,当充电座前侧设置中间信号发射探头时,所述机器人的前端中间设置有一个红外接收头,使得所述机器人的前端中间设置的红外接收头接收到所述中间信号时,确定所述机器人进入所述中间信号分布区域。使得所述机器人完成比较全面的引导信号搜索,能够快速地找到充电座的中间信号分布区域。

如上各个实施例所述机器人在行走过程中,会依靠自身的驱动轮码盘、陀螺仪、摄像头和激光雷达等传感器,实时记录和确定自己当前的位置和方向,并通过调整机器人左右驱动轮的速度差而控制机器人作出相应的转动运动,具体地,所述机器人的mcu采用pid算法驱动双轮,采用陀螺仪控制角度,控制左右轮差,所述机器人在朝着所述充电座的中间信号的分布区域方向直行过程中,发现偏左,则往右调整;发现偏右,则往左调整;如此将所述机器人引导所述充电座的正前方区域内。

本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全App实施例、或结合App和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器实行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上实行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上实行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制;尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换;而不脱离本发明技术方案的精神,其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

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