CN105150189B - 一种轮式机器人驱动模式的无缝切换方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轮式机器人驱动模式的无缝切换方法，包括：读取机器人的设定速度值，通过判断所述设定速度值是否为零判定机器人在待机自由模式与受控驱动模式间是否应当进行切换；实时监测机器人的实际速度值，当所述机器人的实际速度值为零或接近于零时，控制所述机器人在待机自由模式与受控驱动模式间开始进行状态切换；实时检测是否有阻碍或推动该机器人的外力干扰存在，通过判断该外力存在及消失控制其是否开始进行状态切换。本发明的方法实现了机器人工作状态的无缝切换，有效降低了机器人能耗；同时在人机交互过程中实现了人与机器人的柔性交互，避免人为损坏机器人驱动设备，进一步提高机器人的工作效率，也给用户带来了较高的体验度。
Description
技术领域
本发明涉及智能机器人领域，具体涉及一种轮式机器人驱动模式的无缝切换方法。
背景技术
随着智能机器人技术的不断发展，越来越多的服务型机器人被广泛应用于人们的工作和生活中，室内机器人的出现解决了现有的很多家庭、餐厅、商场等人手不足的问题。对于很多家庭或商业用途而言，人们对智能机器人的要求和期望也越来越高，良好的用户体验对智能机器人的发展也提出了更高的要求。
现有技术中，机器人在待机自由模式和受控驱动模式中实现模式切换时容易出现停顿，机器人反应速度较慢，机器人从待机到开始接收命令启动，以及机器人从工作状态回归到待机模式时，中间有停顿感，操作有延时，机器人不能快速实现模式的转换，用户体验度不高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供了一种轮式机器人驱动模式的无缝切换方法，以解决原有的对机器人操作模式切换中出现延时停顿、用户体验度不高的问题。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：一种轮式机器人驱动模式的无缝切换方法，其包括：
读取机器人的设定速度值，通过判断所述设定速度值是否为零判定机器人在待机自由模式与受控驱动模式间是否应当进行切换；
实时监测机器人的实际速度值，当所述机器人的实际速度值为零或接近于零时，控制所述机器人在待机自由模式与受控驱动模式间开始进行状态切换；
所述机器人实时检测是否有阻碍或推动该机器人的外力存在，并通过判断外力的存在及消失控制其是否在待机自由模式与受控驱动模式间开始进行状态切换。
进一步地，所述设定速度值为零时，判定所述机器人应当从受控驱动模式切换为待机自由模式或者应当继续保持为待机自由模式；所述设定速度值不为零时，判定所述机器人应当从待机自由模式切换为受控驱动模式或者继续保持为受控驱动模式。
进一步地，当所述机器人检测到存在外力时，无论所述设定速度值是否为零，控制机器人切换为待机自由模式，当检测到该外力消失并超过设定的时间时，自动恢复为受控驱动模式，其中，所述外力包括阻碍其前进的外力或推动其运动的外力。
优选地，在监测到所述机器人的实际速度值过高时，给所述机器人减速命令，控制所述机器人减速后再进行状态切换。
进一步地，还实时检测机器人本身内部的运行命令是否正确，当所述设定速度值不为零且运行命令也无误时，控制所述机器人自动从待机自由模式切换为受控驱动模式。
进一步地，当检测到所述机器人的运行命令有误时，自动从受控驱动模式切换为待机自由模式。
进一步地，判断是否有阻碍或推动该机器人的外力存在的方法包括，通过设置视觉传感器检测是否有人，或者通过设置测距传感器检测是否有人靠近且距离过近，或者通过设置电流传感器检测是否有堵转电流且电流过大，或者通过对比机器人的驱动轮速度和实际运动速度分析是否存在驱动轮打滑，或者通过设置力和力矩传感器检测是否有受到较大外力。
与现有技术相比，本发明所提供的一种轮式机器人驱动模式的无缝切换方法，只存在待机自由模式和受控驱动模式两种工作模式，能够实现机器人工作状态的无缝切换，有效降低了机器人能耗；同时在人机交互过程中实现了人与机器人的柔性交互，避免人为损坏机器人驱动设备，提高了机器人的工作效率，也给用户带来了较高的体验度；此外，本发明将原有的自主机器人产品的工作模式调整为两种工作模式也能进一步简洁编程和协议接口，方便用户的自我使用及维修。
附图说明
图1为本发明所述的轮式机器人驱动模式的无缝切换方法的流程示意图。
图2为本发明所述的轮式机器人驱动模式的无缝切换方法的具体流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。
如图1、图2所示，本发明所一种轮式机器人驱动模式的无缝切换方法，包括如下步骤：
步骤S1，读取机器人的设定速度值，通过判断所述设定速度值是否为零判定机器人在待机自由模式与受控驱动模式间是否应当进行切换。
具体来说，所述设定速度值为零时，判定所述机器人应当从受控驱动模式切换为待机自由模式或者应当继续保持为待机自由模式，也就是说，当所述设定速度值为零时，表示机器人无移动命令，应当停止工作，此时，如果机器人原来为处于工作状态下的受控驱动模式，表明该机器人应当停止工作，进入到待机自由模式，如果原来本身为待机自由模式，则继续保持该待机自由模式；所述设定速度值不为零时，判定所述机器人应当从待机自由模式切换为受控驱动模式或者继续保持为受控驱动模式，也就是说，所述设定速度值不为零时，表示机器人仍接收到移动命令，需要继续前进或进行其它动作，此时，如果机器人原来为静止状态下的待机自由模式，则需要进行移动或其他动作，即需要进入到受控驱动模式，如果原来本身为受控驱动模式，则继续保持该受控驱动模式，机器人继续动作。
为了使得机器人在待机自由模式与受控驱动模式间能够进行精确平稳的切换，本发明通过下述步骤S2来对实际速度值进行监控并通过实际速度值大小来控制机器人状态间的安全切换。
步骤S2，实时检测机器人的实际速度值，当所述机器人的实际速度值为零或接近于零时，控制所述机器人在待机自由模式与受控驱动模式间开始进行状态切换。
具体来说，所述实际速度值表示该机器人的实际状态下的运行速度，仅当该实际速度值为零或者接近于零时，再进行模式间的切换，这样比较安全。此外，如果机器人的实际速度值较高，则先给所述机器人一个减速的命令，待机器人减速并减速到接近于零或为零时再进行模式切换。
步骤S3，同时，在检测机器人的实际速度值的时候，还实时监测是否有阻碍或推动该机器人的外力存在，并通过判断外力的存在及消失控制其是否在待机自由模式与受控驱动模式间开始进行状态切换。
具体来说，当所述机器人检测到存在外力时，无论所述设定速度值是否为零，控制机器人切换为待机自由模式，当检测到该外力消失并超过设定的时间时，自动恢复为受控驱动模式，设定的时间可以为几秒钟，其中，所述外力包括阻碍其前进的外力或推动其运动的外力，比如人为的阻止该机器人前行，或者特意给他一个不同方向的力，或者特意推动该机器人，使其超过正常的运动速度等，都可以认为是不同程度的外力干扰。
判断是否有阻碍或推动该机器人的外力存在的方法包括，通过设置视觉传感器检测是否有人，也进一步检测该人出现的时间，如只是普通的一闪而过，则机器人仍保持正常工作，如检测到该人一直处在机器人视觉范围内，则表明存在外力阻碍他继续前行，切换为待机自由模式，或者通过设置测距传感器检测是否有人靠近且距离过近，当距离过近时，说明有外力介入，则控制机器人进入待机自由模式，或者通过设置电流传感器检测是否有堵转电流且电流是否过大，当有人体阻碍时，电阻加大，堵转电流加大，则切换为待机自由模式，或者通过对比机器人的驱动轮速度和实际运动速度分析是否存在驱动轮打滑，如被人为因素阻止其前行时，将出现打滑现象，则自动切换为待机自由模式，或者通过设置力和力矩传感器检测是否有受到较大外力的作用，当力或力矩传感器检测到力度变大时，表明受到阻碍。当然，判断是否有阻碍或推动该机器人的外力存在或干扰的方法不限于上述所述的几种方法。
本发明将原有的机器人控制模式简化为两种，采用自主反馈方式，使得机器人在接收到命令时，很自然的实现两种状态下的模式的无缝切换，在人机交互过程中实现了人与机器人的柔性交互，避免人为损坏机器人驱动设备，提高了机器人的工作效率，用户不会感觉到明显的停顿感。
为了更进一步保证机器人工作状态切换时的安全和稳定性，本发明在读取所述机器人的所述设定速度值时，还同时检测机器人的各项状态命令或系统内部本身是否运行正确。
当检测到所述设定速度值不为零且运行命令也无错误报警时，自动从待机自由模式切换为受控驱动模式，并一直处于移动受控状态，机器人正常接收命令并正常运行。
当检测到机器人运行状态报错或命令出现有误时，自动从受控驱动模式切换为待机自由模式，当检测到运行命令错误时，无论实际速度如何，将切换为待机自由模式，防止机器人出现进一步的故障。
本发明所述的方法实现了机器人工作状态的无缝切换，有效提高了机器人的工作效率，也给用户带来了较高的体验度。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种轮式机器人驱动模式的无缝切换方法，其特征在于，包括：
读取机器人的设定速度值，通过判断所述设定速度值是否为零判定机器人在待机自由模式与受控驱动模式间是否应当进行切换；
实时检测机器人的实际速度值，当所述机器人的实际速度值为零或接近于零时，控制所述机器人在待机自由模式与受控驱动模式间开始进行状态切换；
同时，还实时监测是否有阻碍或推动该机器人的外力干扰存在，并通过判断该外力存在及消失控制其是否在待机自由模式与受控驱动模式间开始进行状态切换。
2.如权利要求1所述的无缝切换方法，其特征在于，所述设定速度值为零时，判定所述机器人应当从受控驱动模式切换为待机自由模式或者应当继续保持为待机自由模式；所述设定速度值不为零时，判定所述机器人应当从待机自由模式切换为受控驱动模式或者继续保持为受控驱动模式。
3.如权利要求1所述的无缝切换方法，其特征在于，当所述机器人检测到存在外力时，无论所述设定速度值是否为零，控制机器人切换为待机自由模式，当检测到该外力消失并超过设定的时间时，自动恢复为受控驱动模式，其中，所述外力包括阻碍其前进的外力或推动其运动的外力。
4.如权利要求1或2所述的无缝切换方法，其特征在于，监测到所述机器人的实际速度值过高时，给所述机器人减速命令，控制所述机器人减速后再进行状态切换。
5.如权利要求2所述的无缝切换方法，其特征在于，还同时检测所述机器人的内部运行命令，当所述设定速度值不为零且运行命令也无误时，控制所述机器人自动从待机自由模式切换为受控驱动模式。
6.如权利要求5所述的无缝切换方法，其特征在于，当检测到所述机器人的内部运行命令有误时，自动从受控驱动模式切换为待机自由模式。
7.如权利要求1或3所述的无缝切换方法，其特征在于，判断是否有阻碍或推动该机器人的外力存在的方法包括，通过设置视觉传感器检测是否有人，或者通过设置测距传感器检测是否有人靠近且距离过近，或者通过设置电流传感器检测是否有堵转电流且电流过大，或者通过对比机器人的驱动轮速度和实际运动速度分析是否存在驱动轮打滑，或者通过设置力和力矩传感器检测是否有受到较大外力。
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