CN107671862A - 机器人被卡住的检测方法及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机器人被卡住的检测方法及处理方法，其中，机器人被卡住的检测方法通过结合两个驱动轮的控制行走距离和实际行走距离，以及结合万向轮的行走距离，来判断机器人是否被卡住，由于这种方法结合了不同的参数一起进行分析和判断，可以保证检测结果的准确性。机器人被卡住的处理方法通过控制机器人按记录的原路径后退，可以快速脱卡，因为记录的原路径是机器人已经走过的地方，沿原路径后退不会存在再次被卡的风险，在周围环境不明的情况下，选择原路退回是最快的脱卡方式。

Description

机器人被卡住的检测方法及处理方法

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体涉及一种机器人被卡住的检测方法及处理方法。

背景技术

扫地机器人在复杂的环境中行走时，可能会因为障碍物等各种原因，导致机器人卡在某个地方，无法移动。此时，如果机器人的轮子还能继续转动，则机器人会误认为自己还在行走，使得行走数据出错，影响机器人导航的准确性。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种机器人被卡住的检测方法及处理方法，可以准确地检测出机器人是否被卡住，以及在检测出机器人被卡住后控制机器人快速脱卡。本发明的具体技术方案如下：

一种机器人被卡住的检测方法，包括如下步骤：

步骤一，每间隔第一时间，记录一次机器人的第一驱动轮的第一控制行走距离和第一实际行走距离，记录一次第二驱动轮的第二控制行走距离和第二实际行走距离；

步骤二，每间隔N个第一时间，记录一次机器人的万向轮的第三行走距离；

步骤三，统计N个所述第一控制行走距离之和作为第一控制参考距离，统计N个所述第一实际行走距离之和作为第一实际参考距离，统计N个所述第二控制行走距离之和作为第二控制参考距离，统计N个所述第二实际行走距离之和作为第二实际参考距离；

步骤四，当所述第一控制参考距离大于0，且所述第一实际参考距离等于0或者所述第一控制参考距离大于所述第一实际参考距离的M倍，则记录所述第一驱动轮被卡住一次，并判断所述第一驱动轮是否连续K次记录被卡住，如果是，则进入步骤五，如果否，则回到步骤一；

当所述第二控制参考距离大于0，且所述第二实际参考距离等于0或者所述第二控制参考距离大于所述第二实际参考距离的M倍，则记录所述第二驱动轮被卡住一次，并判断所述第二驱动轮是否连续K次记录被卡住，如果是，则进入步骤五，如果否，则回到步骤一；

当所述第一实际参考距离与所述第二实际参考距离之和的一半大于所述第三行走距离的M倍，则记录机器人机体被卡住一次，并判断所述机器人机体是否连续K次记录被卡住，如果是，则进入步骤五，如果否，则回到步骤一；

步骤五，确定机器人被卡住。

进一步地，步骤一中所述的每间隔第一时间，记录一次机器人的第一驱动轮的第一控制行走距离，包括如下步骤：

确定所述第一时间为T；

确定在所述第一时间机器人的第一驱动轮的第一控制行走速度为Vc11；

确定并记录一次机器人的第一驱动轮的第一控制行走距离为D11，D11= Vc11*T；

确定在下一个所述第一时间机器人的第一驱动轮的第一控制行走速度为Vc12；

确定并记录一次机器人的第一驱动轮的第一控制行走距离为D12，D12= Vc12*T；

以此类推。

进一步地，步骤一中所述的每间隔第一时间，记录一次机器人的第一驱动轮的第一实际行走距离，包括如下步骤：

确定所述第一驱动轮的半径为R1；

确定所述第一驱动轮转一圈所行走的距离为L1，则L1=2*π*R1；

确定所述第一驱动轮转一圈所产生的脉冲数为T1，则所述第一驱动轮在每个脉冲下所行走的距离为S1，则S1=（2*π*R1）/T1；

确定机器人在所述第一时间检测到所述第一驱动轮产生的脉冲数为P11；

确定并记录一次机器人的第一驱动轮的第一实际行走距离为Vr11，Vr11=P11*S1；

确定机器人在下一个所述第一时间检测到所述第一驱动轮产生的脉冲数为P12；

确定并记录一次机器人的第一驱动轮的第一实际行走距离为Vr12，Vr12=P12*S1；

以此类推。

进一步地，步骤一中所述的每间隔第一时间，记录一次机器人的第二驱动轮的第二控制行走距离，包括如下步骤：

确定所述第一时间为T；

确定在所述第一时间机器人的第二驱动轮的第二控制行走速度为Vc21；

确定并记录一次机器人的第一驱动轮的第二控制行走距离为D21，D21= Vc21*T；

确定在下一个所述第一时间机器人的第二驱动轮的第二控制行走速度为Vc22；

确定并记录一次机器人的第二驱动轮的第二控制行走距离为D21，D21= Vc22*T；

以此类推。

进一步地，步骤一中所述的每间隔第一时间，记录一次机器人的第二驱动轮的第二实际行走距离，包括如下步骤：

确定所述第二驱动轮的半径为R2；

确定所述第二驱动轮转一圈所行走的距离为L2，则L2=2*π*R2；

确定所述第二驱动轮转一圈所产生的脉冲数为T2，则所述第二驱动轮在每个脉冲下所行走的距离为S2，则S2=（2*π*R2）/T2；

确定机器人在所述第一时间检测到所述第二驱动轮产生的脉冲数为P21；

确定并记录一次机器人的第二驱动轮的第二实际行走距离为Vr21，Vr21=P21*S2；

确定机器人在下一个所述第一时间检测到所述第二驱动轮产生的脉冲数为P22；

确定并记录一次机器人的第二驱动轮的第二实际行走距离为Vr22，Vr22=P22*S2；

以此类推。

进一步地，步骤二中所述的每间隔N个第一时间，记录一次机器人的万向轮的第三行走距离，包括如下步骤：

确定所述万向轮的半径为R3；

确定所述万向轮转一圈所行走的距离为L3，则L3=2*π*R3；

确定所述万向轮转一圈所产生的脉冲数为T3，则所述万向轮在每个脉冲下所行走的距离为S3，则S3=（2*π*R3）/T3；

确定机器人在所述N个第一时间检测到所述万向轮产生的脉冲数为P31；

确定并记录一次机器人的万向轮的第三行走距离为V31，V31=P31*S3；

确定机器人在下一个所述N个第一时间检测到所述万向轮产生的脉冲数为P32；

确定并记录一次机器人的万向轮的第三行走距离为V32，V32=P32*S3；

以此类推。

进一步地，所述第一时间为大于或等于20ms的数值；

和/或，

所述N为大于或等于50的自然数；

和/或，

所述M为大于或等于5的自然数；

和/或，

所述K为大于或等于2的自然数。

一种机器人被卡住的处理方法，包括如下步骤：

基于上述的机器人被卡住的检测方法，确定机器人被卡住；

控制机器人按记录的原路径后退，并在后退至所述记录的原路径的起点的过程中继续基于上述的机器人被卡住的检测方法判断机器人是否被卡住；

如果否，则确定机器人脱卡；

如果是，则控制机器人原地转动预设角度，并基于机器人的陀螺仪检测到的数据，判断机器人在预设时间内是否转动了所述预设角度；

如果是，则确定机器人脱卡；

如果否，则确定机器人无法脱卡，并报错。

进一步地，所述记录的原路径，通过如下步骤记录：

机器人在行走过程中，每间隔预设距离记录一个坐标点；

判断所记录的坐标点的数量是否大于预设数量；

如果是，则删除最早记录的坐标点，保存最新记录的坐标点；

如果否，则继续记录。

进一步地，所述控制机器人原地转动预设角度，并基于机器人的陀螺仪检测到的数据，判断机器人在预设时间内是否转动了所述预设角度，包括如下步骤：

控制机器人原地向左转动预设角度，

当在预设时间内，机器人的陀螺仪检测到机器人向左转动的角度达到预设角度，则确定机器人在预设时间内转动了所述预设角度；

当在预设时间内，机器人的陀螺仪检测到机器人向左转动的角度没有达到预设角度，则控制机器人原地向右转动预设角度；

当在预设时间内，机器人的陀螺仪检测到机器人向右转动的角度达到预设角度，则确定机器人在预设时间内转动了所述预设角度；

当在预设时间内，机器人的陀螺仪检测到机器人向右转动的角度没有达到预设角度，则确定机器人在预设时间内没有转动了所述预设角度。

本发明的有益效果在于：机器人被卡住的检测方法通过结合两个驱动轮的控制行走距离和实际行走距离，以及结合万向轮的行走距离，来判断机器人是否被卡住，由于这种方法结合了不同的参数一起进行分析和判断，可以保证检测结果的准确性，并且通过对检测结果的连续性验证，可以避免误检的情况发生，进一步保证检测结果的准确性，从而避免行走数据出错，提高机器人导航的准确性。机器人被卡住的处理方法通过控制机器人按记录的原路径后退，可以快速脱卡，因为记录的原路径是机器人已经走过的地方，沿原路径后退不会存在再次被卡的风险，在周围环境不明的情况下，选择原路退回是最快的脱卡方式。此外，在机器人沿原路径后退没有脱卡的情况下，再控制机器人原地转动以摆脱卡住机器人的障碍物，如果机器人能按照控制指令转动预设角度，则表明机器人已经摆脱了障碍物，否则表明机器人被障碍物卡得较稳，机器人无法摆脱障碍物，报警出错，以便用户及时帮机器人脱卡。如此可以有效地解决机器人被卡的问题，避免机器人被卡后盲目运动所导致的电能耗尽，甚至机体受损。

附图说明

图1为本发明所述机器人被卡住的检测方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

本发明所述的机器人是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在某些场合自动进行行走。机器人的机体上设有各种传感器，可检测行走距离、行走角度、机体状态和障碍物等，如碰到墙壁或其他障碍物，会自行转弯，并依不同的设定，而走不同的路线，有规划地行走。本发明所述的移动机器人包括如下结构：带有驱动轮的能够自主行走的机器人机体，机体上设有人机交互界面，机体上设有障碍检测单元。机体内部设置有惯性传感器，所述惯性传感器包括加速度计和陀螺仪等，驱动轮上设有用于检测驱动轮的行走距离的里程计（一般是码盘），还设有能够处理相关传感器的参数，并能够输出控制信号到执行部件的控制模块。

本发明所述的机器人被卡住的检测方法，如图1所示，包括如下步骤：步骤一，每间隔第一时间，记录一次机器人的第一驱动轮的第一控制行走距离和第一实际行走距离，记录一次第二驱动轮的第二控制行走距离和第二实际行走距离；步骤二，每间隔N个第一时间，记录一次机器人的万向轮的第三行走距离；步骤三，统计N个所述第一控制行走距离之和作为第一控制参考距离，统计N个所述第一实际行走距离之和作为第一实际参考距离，统计N个所述第二控制行走距离之和作为第二控制参考距离，统计N个所述第二实际行走距离之和作为第二实际参考距离；步骤四，当所述第一控制参考距离大于0，且所述第一实际参考距离等于0或者所述第一控制参考距离大于所述第一实际参考距离的M倍，则记录所述第一驱动轮被卡住一次，并判断所述第一驱动轮是否连续K次记录被卡住，如果是，则进入步骤五，如果否，则回到步骤一；当所述第二控制参考距离大于0，且所述第二实际参考距离等于0或者所述第二控制参考距离大于所述第二实际参考距离的M倍，则记录所述第二驱动轮被卡住一次，并判断所述第二驱动轮是否连续K次记录被卡住，如果是，则进入步骤五，如果否，则回到步骤一；当所述第一实际参考距离与所述第二实际参考距离之和的一半大于所述第三行走距离的M倍，则记录机器人机体被卡住一次，并判断所述机器人机体是否连续K次记录被卡住，如果是，则进入步骤五，如果否，则回到步骤一；步骤五，确定机器人被卡住。其中，所述机器人被卡是指机器人的驱动轮转不了或者机器人的驱动轮可以转，但是机身不动的情况。所述机器人被卡住的检测方法通过结合两个驱动轮的控制行走距离和实际行走距离，以及结合万向轮的行走距离，来判断机器人是否被卡住，由于这种方法结合了不同的参数一起进行分析和判断，可以保证检测结果的准确性，并且通过对检测结果的连续性验证，可以避免误检的情况发生，进一步保证检测结果的准确性，从而避免行走数据出错，提高机器人导航的准确性。

假设第一时间为20ms，N为自然数75。机器人按系统设置好的控制速度开始行走。经过20ms后，通过检测输出至第一驱动轮的驱动电流计算出第一驱动轮的第一输出控制速度，再通过第一输出控制速度乘以20ms计算得出第一控制行走距离，并进行记录。同理，计算得出第二驱动轮的第二控制行走距离，并进行记录。然后再通过检测这段时间第一驱动轮转动所产生的脉冲数，计算得出第一驱动轮的第一实际行走距离，并进行记录。同理，计算得出第二驱动轮的第二实际行走距离，并进行记录。按上述方式，每隔20ms就记录一次第一控制行走距离、第一实际行走距离、第二控制行走距离和第二实际行走距离。

当机器人行走了1500ms（即N=75个20ms）后，机器人已经分别记录了75个第一控制行走距离、第一实际行走距离、第二控制行走距离和第二实际行走距离的数据。此时，需要通过检测这段时间万向轮转动所产生的脉冲数，计算得出机器人的万向轮的第三行走距离，并进行记录。

接着，分别把记录的75个第一控制行走距离、第一实际行走距离、第二控制行走距离和第二实际行走距离的数据各自相加，得出75个第一控制行走距离的总和作为第一控制参考距离，得出75个第一实际行走距离的总和作为第一实际参考距离，得出75个第二控制行走距离的总和作为第二控制参考距离，得出75个第二实际行走距离的总和作为第二实际参考距离。

最后把第一控制参考距离、第一实际参考距离、第二控制参考距离、第二实际参考距离和第三行走距离进行对比分析。如果第一控制参考距离大于0，表明机器人有输出驱动电流给第一驱动轮，想要控制机器人的第一驱动轮转动，此时，如果第一实际参考距离等于0则表明机器人的第一驱动轮实际上并没有转动，如此可以判断第一驱动轮被卡住。此外，如果分析得出第一控制参考距离大于第一实际参考距离的M=5倍，表明第一驱动轮的实际转动速度远小于系统输出的控制速度，主要是由于第一驱动轮被障碍物卡住导致转动阻力增大，转速减小，也可以判断第一驱动轮被卡住。得出第一驱动轮被卡住的判断结果后，需要记录第一驱动轮被卡住一次，否则记录没有被卡住。根据记录结果，如果第一驱动轮连续K=2次记录被卡住，则可以确定机器人被卡住。如果第一驱动轮只有1次记录被卡住或者与上次被卡住的记录之间不连续（即两次被卡住的记录之间存在一次或多次没有被卡住的记录），则需要回到步骤一继续进行下一轮检测，直到检测到第一驱动轮被卡住的记录连续达到2次，才可以确定机器人被卡住。通过这种对检测结果的连续性验证，可以避免误检的情况发生，进一步保证检测结果的准确性。其中，上述的N、M和K的值，可以根据具体的要求设置成其它参数。

与上述同样的方式，判断第二驱动轮是否被连续卡住，进而确定机器人是否被卡住，在此不再赘述。

如果第一实际参考距离与所述第二实际参考距离之和的一半大于所述第三行走距离的M=5倍，表明机器人被障碍物卡住，机器人的机体无法移动或者移动缓慢（即第三行走距离相对很小），但是驱动轮由于打滑会继续转动，所以，驱动轮的行走距离会大于万向轮的行走距离，由此可以判断机器人的机体被卡住。得出机器人机体被卡住的判断结果后，需要记录机器人机体被卡住一次，否则记录机体没有被卡住。根据记录结果，如果机器人机体连续K=2次记录被卡住，则可以确定机器人被卡住。如果机体只有1次记录被卡住或者与上次被卡住的记录之间不连续（即两次被卡住的记录之间存在一次或多次没有被卡住的记录），则需要回到步骤一继续进行下一轮检测，直到检测到机体被卡住的记录连续达到2次，才可以确定机器人被卡住。通过这种对检测结果的连续性验证，可以避免误检的情况发生，进一步保证检测结果的准确性。其中，上述的M和K的值，可以根据具体的要求设置成其它参数。

上述实施方式通过把第一控制参考距离、第一实际参考距离、第二控制参考距离、第二实际参考距离和第三行走距离进行对比分析，这种结合了不同的参数一起进行分析和判断的方法，可以避免单独就某一种参数进行分析所带来的误判断的问题，保证检测结果的准确性。

优选的，步骤一中所述的每间隔第一时间，记录一次机器人的第一驱动轮的第一控制行走距离，包括如下步骤：确定所述第一时间为T；确定在所述第一时间机器人的第一驱动轮的第一控制行走速度为Vc11；确定并记录一次机器人的第一驱动轮的第一控制行走距离为D11，D11= Vc11*T；确定在下一个所述第一时间机器人的第一驱动轮的第一控制行走速度为Vc12；确定并记录一次机器人的第一驱动轮的第一控制行走距离为D12，D12=Vc12*T；以此类推。通过这种逐个时间点的记录方式，在机器人的控制速度发生变化时，能够及时调整，从而保证采集参数的准确性，进而保证确定第一驱动轮的第一控制行走距离的准确性。

假设T=20ms，机器人按系统设置好的控制速度开始行走。经过20ms后，通过检测输出至第一驱动轮的驱动电流计算出第一驱动轮的第一控制行走速度为0.25mm/ms，记录第一控制行走距离为20ms*0.25mm/ms=5mm。又经过20ms后，检测第一输出控制速度变为0.2mm/ms，记录第一控制行走距离为20ms*0.2mm/ms=4mm。又经过20ms后，检测第一输出控制速度保持为0.2mm/ms，记录第一控制行走距离为20ms*0.2mm/ms=4mm。以此类推，按设定的时间节点一直检测并记录机器人第一驱动轮的第一控制行走距离，以便为后续的分析提供参考数据。所述第一时间可以根据不同需求进行相应设置，理论上是设置的值越小越好，但是设置的第一时间越小，计算量就越大，对处理器的性能要求越高，如果设置的第一时间过大，又达不到根据速度变化而及时调整的目的，达不到保证采集参数的准确性的目的，所以，优选的，第一时间设置在20ms至50ms之间。

优选的，步骤一中所述的每间隔第一时间，记录一次机器人的第一驱动轮的第一实际行走距离，包括如下步骤：确定所述第一驱动轮的半径为R1；确定所述第一驱动轮转一圈所行走的距离为L1，则L1=2*π*R1；确定所述第一驱动轮转一圈所产生的脉冲数为T1，则所述第一驱动轮在每个脉冲下所行走的距离为S1，则S1=（2*π*R1）/T1；确定机器人在所述第一时间检测到所述第一驱动轮产生的脉冲数为P11；确定并记录一次机器人的第一驱动轮的第一实际行走距离为Vr11，Vr11=P11*S1；确定机器人在下一个所述第一时间检测到所述第一驱动轮产生的脉冲数为P12；确定并记录一次机器人的第一驱动轮的第一实际行走距离为Vr12，Vr12=P12*S1；以此类推，按设定的时间节点一直检测并记录机器人第一驱动轮的第一实际行走距离，以便为后续的分析提供参考数据。通过这种逐个时间点的记录方式，在机器人的行走速度发生变化时，能够及时调整，从而保证采集参数的准确性，进而保证确定第一驱动轮的第一实际行走距离的准确性。

根据系统中预存的数据可知，第一驱动轮的半径R1=30mm，所以计算得出第一驱动轮转一圈所行走的距离L1=2*3.14*30=188.4mm。第一驱动轮转一圈所产生的脉冲数T1=421，所以计算得出第一驱动轮在每个脉冲下所行走的距离S1=188.4/421≈0.45mm。假设机器人行走20ms后，检测到的脉冲数P11=10，则计算得出机器人在这20ms中行走的距离Vr11=10*0.45=4.5mm；又经过20ms，检测到的脉冲数为14（14个脉冲仅为当前20ms所检测到的脉冲数，不包括前20ms检测到的那10个脉冲数，后面的检测数据与此方式相同，不再赘述），则计算得出机器人在这20ms中行走的距离Vr12=14*0.45=6.3mm；又经过20ms，检测到的脉冲数为16，则计算得出机器人在这20ms中行走的距离Vr13=16*0.45=7.2mm。以此类推，通过这种逐个时间点记录第一驱动轮的第一实际行走距离的方式，当机器人的行走速度发生变化时，可以相应调整并及时记录相关数据，保证参考数据的准确性。

优选的，步骤一中所述的每间隔第一时间，记录一次机器人的第二驱动轮的第二控制行走距离，包括如下步骤：确定所述第一时间为T；确定在所述第一时间机器人的第二驱动轮的第二控制行走速度为Vc21；确定并记录一次机器人的第一驱动轮的第二控制行走距离为D21，D21= Vc21*T；确定在下一个所述第一时间机器人的第二驱动轮的第二控制行走速度为Vc22；确定并记录一次机器人的第二驱动轮的第二控制行走距离为D21，D21=Vc22*T；以此类推，按设定的时间节点一直检测并记录机器人第二驱动轮的第二控制行走距离，以便为后续的分析提供参考数据。具体实施方式与第一驱动轮的实施方式相同，在此不再赘述。通过这种逐个时间点的记录方式，在机器人的控制速度发生变化时，能够及时调整，从而保证采集参数的准确性，进而保证确定第二驱动轮的第二控制行走距离的准确性。具体实施方式与第一驱动轮类似，在此不再赘述。

优选的，步骤一中所述的每间隔第一时间，记录一次机器人的第二驱动轮的第二实际行走距离，包括如下步骤：确定所述第二驱动轮的半径为R2；确定所述第二驱动轮转一圈所行走的距离为L2，则L2=2*π*R2；确定所述第二驱动轮转一圈所产生的脉冲数为T2，则所述第二驱动轮在每个脉冲下所行走的距离为S2，则S2=（2*π*R2）/T2；确定机器人在所述第一时间检测到所述第二驱动轮产生的脉冲数为P21；确定并记录一次机器人的第二驱动轮的第二实际行走距离为Vr21，Vr21=P21*S2；确定机器人在下一个所述第一时间检测到所述第二驱动轮产生的脉冲数为P22；确定并记录一次机器人的第二驱动轮的第二实际行走距离为Vr22，Vr22=P22*S2；以此类推，按设定的时间节点一直检测并记录机器人第二驱动轮的第二实际行走距离，以便为后续的分析提供参考数据。通过这种逐个时间点的记录方式，在机器人的行走速度发生变化时，能够及时调整，从而保证采集参数的准确性，进而保证确定第二驱动轮的第二实际行走距离的准确性。具体实施方式与第一驱动轮类似，在此不再赘述。

优选的，步骤二中所述的每间隔N个第一时间，记录一次机器人的万向轮的第三行走距离，包括如下步骤：确定所述万向轮的半径为R3；确定所述万向轮转一圈所行走的距离为L3，则L3=2*π*R3；确定所述万向轮转一圈所产生的脉冲数为T3，则所述万向轮在每个脉冲下所行走的距离为S3，则S3=（2*π*R3）/T3；确定机器人在所述N个第一时间检测到所述万向轮产生的脉冲数为P31；确定并记录一次机器人的万向轮的第三行走距离为V31，V31=P31*S3；确定机器人在下一个所述N个第一时间检测到所述万向轮产生的脉冲数为P32；确定并记录一次机器人的万向轮的第三行走距离为V32，V32=P32*S3；以此类推，按设定的时间节点一直检测并记录机器人万向轮的第三行走距离，以便为后续的分析提供参考数据。通过这种逐个时间点的记录方式，在机器人的行走速度发生变化时，能够及时调整，从而保证采集参数的准确性，进而保证确定万向轮的第三行走距离的准确性。

所述万向轮一般有两种类型 ：一种是黑白轮adc采样，一种是物理键触发信号采样。本实施例以物理键触发信号采样来进行说明：假设万向轮每自身转动一圈，就触发一次物理键的信号，通过IO口，向IC主控芯片发出一个信号，IC主控芯片检测到该信号，则认为万向轮已经转过了一圈。

所以，在记录万向轮的第三行走距离时，需要先根据系统预存的数据确定万向轮的半径R3=9mm，则计算得出万向轮转一圈所行走的距离L3=2*3.14*9=56.52mm。由于万向轮转一圈所产生的脉冲数T3=1，所以，万向轮在每个脉冲下所行走的距离S3=L3=56.52mm。机器人开始行走1500ms（即75个20ms）后，检测到万向轮产生的脉冲数P31=5，则计算得出万向轮行走的距离V32=5*56.52=282.6mm；机器人又行走了1500ms，检测到万向轮产生的脉冲数P31=6（不包括前1500ms检测到脉冲数5），则计算得出万向轮行走的距离V32=6*56.52=339.12mm；机器人又行走了1500ms，检测到万向轮产生的脉冲数P31=8，则计算得出万向轮行走的距离V32=8*56.52=452.16mm；以此类推，通过这种逐个时间点记录万向轮轮的第三行走距离的方式，当机器人的行走速度发生变化时，可以及时记录相关数据，保证参考数据的准确性。

优选的，所述第一时间为大于或等于20ms的数值。所述N为大于或等于50的自然数。所述M为大于或等于5的自然数。所述K为大于或等于2的自然数。这些数值都可以根据具体需求进行相应设置，最优的，第一时间为20ms，N为75，M为5，K为2，通过这些参数的合理设置，可以提高检测数据的准确性，进而保证机器人被卡的检测结果的准确性。

本发明所述的机器人被卡住的处理方法，包括如下步骤：基于上述的机器人被卡住的检测方法，确定机器人被卡住；控制机器人按记录的原路径后退，并在后退至所述记录的原路径的起点的过程中继续基于上述的机器人被卡住的检测方法判断机器人是否被卡住；如果否，则确定机器人脱卡；如果是，则控制机器人原地转动预设角度，并基于机器人的陀螺仪检测到的数据，判断机器人在预设时间内是否转动了所述预设角度；如果是，则确定机器人脱卡；如果否，则确定机器人无法脱卡，并报错。其中，所述脱卡是指机器人摆脱了障碍物的束缚，可以正常行走。所述预设角度可以根据具体需求进行相应设置，优选的，可以设置为90°至270°之间任意一值。所述预设时间也可以根据具体需求进行相应设置，优选的，设置为机器人在系统输出的转动速度下正常转动预设角度所需时间的3倍。本发明所述的方法，通过控制机器人按记录的原路径后退，可以快速脱卡，因为记录的原路径是机器人已经走过的地方，沿原路径后退不会存在再次被卡的风险，在周围环境不明的情况下，选择原路退回是最快的脱卡方式。此外，在机器人沿原路径后退没有脱卡的情况下，再控制机器人原地转动以摆脱卡住机器人的障碍物，如果机器人能按照控制指令转动预设角度，则表明机器人已经摆脱了障碍物，否则表明机器人被障碍物卡得较稳，机器人无法摆脱障碍物，报警出错，以便用户及时帮机器人脱卡。如此可以有效地解决机器人被卡的问题，避免机器人被卡后盲目运动所导致的电能耗尽，甚至机体受损。

优选的，所述记录的原路径，通过如下步骤记录：机器人在行走过程中，每间隔预设距离记录一个坐标点；判断所记录的坐标点的数量是否大于预设数量；如果是，则删除最早记录的坐标点，保存最新记录的坐标点；如果否，则继续记录。其中，所述预设距离为一个栅格单元长度的一半，优选的为10cm。坐标点是基于机器人构建的全局地图的XY轴坐标系中对应的坐标值。所述预设数量可以根据具体需求进行相应设置，优选的，设置为10，即保持所记录的坐标点的数量维持在10个范围内，如果过多，浪费存储资源，因为机器人一般不会被卡在那么大范围内，如果过小，又不容易完全脱卡。所述方法通过这种记录方式，可以保证记录最新的数据，有利于后续机器人根据这些最新数据进行脱卡操作，更容易顺利脱卡。

优选的，所述控制机器人原地转动预设角度，并基于机器人的陀螺仪检测到的数据，判断机器人在预设时间内是否转动了所述预设角度，包括如下步骤：控制机器人原地向左转动预设角度，当在预设时间内，机器人的陀螺仪检测到机器人向左转动的角度达到预设角度，则确定机器人在预设时间内转动了所述预设角度；当在预设时间内，机器人的陀螺仪检测到机器人向左转动的角度没有达到预设角度，则控制机器人原地向右转动预设角度；当在预设时间内，机器人的陀螺仪检测到机器人向右转动的角度达到预设角度，则确定机器人在预设时间内转动了所述预设角度；当在预设时间内，机器人的陀螺仪检测到机器人向右转动的角度没有达到预设角度，则确定机器人在预设时间内没有转动了所述预设角度。其中，所述预设角度设置为180°，所述预设时间为机器人正常转动180°所需要的时间的3倍，如果过长时间都没有转过来，表明机器人还是无法摆脱障碍物束缚，此时，不适宜再继续，应该换一种方式或者停止运行并报错，避免机器人的电机烧毁或者电源耗尽等问题。通过陀螺仪的检测，可以准确地判断机器人是否真正的转动了，如果通过驱动轮计算出来的数据则是不准确的，因为驱动轮可能会打滑而影响数据的准确性。通过控制机器人向左转180°，再控制机器人向右转180°这种左右扭转挣脱方式，更容易摆脱障碍物的束缚，提高机器人脱卡的效率。

以上实施例仅为充分公开而非限制本发明，凡基于本发明的创作主旨、未经创造性劳动的等效技术特征的替换，应当视为本申请揭露的范围。

Claims (10)

1.一种机器人被卡住的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，每间隔第一时间，记录一次机器人的第一驱动轮的第一控制行走距离和第一实际行走距离，记录一次第二驱动轮的第二控制行走距离和第二实际行走距离；

步骤二，每间隔N个第一时间，记录一次机器人的万向轮的第三行走距离；

步骤三，统计N个所述第一控制行走距离之和作为第一控制参考距离，统计N个所述第一实际行走距离之和作为第一实际参考距离，统计N个所述第二控制行走距离之和作为第二控制参考距离，统计N个所述第二实际行走距离之和作为第二实际参考距离；

步骤四，当所述第一控制参考距离大于0，且所述第一实际参考距离等于0或者所述第一控制参考距离大于所述第一实际参考距离的M倍，则记录所述第一驱动轮被卡住一次，并判断所述第一驱动轮是否连续K次记录被卡住，如果是，则进入步骤五，如果否，则回到步骤一；

当所述第二控制参考距离大于0，且所述第二实际参考距离等于0或者所述第二控制参考距离大于所述第二实际参考距离的M倍，则记录所述第二驱动轮被卡住一次，并判断所述第二驱动轮是否连续K次记录被卡住，如果是，则进入步骤五，如果否，则回到步骤一；

当所述第一实际参考距离与所述第二实际参考距离之和的一半大于所述第三行走距离的M倍，则记录机器人机体被卡住一次，并判断所述机器人机体是否连续K次记录被卡住，如果是，则进入步骤五，如果否，则回到步骤一；

步骤五，确定机器人被卡住。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一中所述的每间隔第一时间，记录一次机器人的第一驱动轮的第一控制行走距离，包括如下步骤：

确定所述第一时间为T；

确定在所述第一时间机器人的第一驱动轮的第一控制行走速度为Vc11；

确定并记录一次机器人的第一驱动轮的第一控制行走距离为D11，D11= Vc11*T；

确定在下一个所述第一时间机器人的第一驱动轮的第一控制行走速度为Vc12；

确定并记录一次机器人的第一驱动轮的第一控制行走距离为D12，D12= Vc12*T；

以此类推。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一中所述的每间隔第一时间，记录一次机器人的第一驱动轮的第一实际行走距离，包括如下步骤：

确定所述第一驱动轮的半径为R1；

确定所述第一驱动轮转一圈所行走的距离为L1，则L1=2*π*R1；

确定所述第一驱动轮转一圈所产生的脉冲数为T1，则所述第一驱动轮在每个脉冲下所行走的距离为S1，则S1=（2*π*R1）/T1；

确定机器人在所述第一时间检测到所述第一驱动轮产生的脉冲数为P11；

确定并记录一次机器人的第一驱动轮的第一实际行走距离为Vr11，Vr11=P11*S1；

确定机器人在下一个所述第一时间检测到所述第一驱动轮产生的脉冲数为P12；

确定并记录一次机器人的第一驱动轮的第一实际行走距离为Vr12，Vr12=P12*S1；

以此类推。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一中所述的每间隔第一时间，记录一次机器人的第二驱动轮的第二控制行走距离，包括如下步骤：

确定所述第一时间为T；

确定在所述第一时间机器人的第二驱动轮的第二控制行走速度为Vc21；

确定并记录一次机器人的第一驱动轮的第二控制行走距离为D21，D21= Vc21*T；

确定在下一个所述第一时间机器人的第二驱动轮的第二控制行走速度为Vc22；

确定并记录一次机器人的第二驱动轮的第二控制行走距离为D21，D21= Vc22*T；

以此类推。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一中所述的每间隔第一时间，记录一次机器人的第二驱动轮的第二实际行走距离，包括如下步骤：

确定所述第二驱动轮的半径为R2；

确定所述第二驱动轮转一圈所行走的距离为L2，则L2=2*π*R2；

确定所述第二驱动轮转一圈所产生的脉冲数为T2，则所述第二驱动轮在每个脉冲下所行走的距离为S2，则S2=（2*π*R2）/T2；

确定机器人在所述第一时间检测到所述第二驱动轮产生的脉冲数为P21；

确定并记录一次机器人的第二驱动轮的第二实际行走距离为Vr21，Vr21=P21*S2；

确定机器人在下一个所述第一时间检测到所述第二驱动轮产生的脉冲数为P22；

确定并记录一次机器人的第二驱动轮的第二实际行走距离为Vr22，Vr22=P22*S2；

以此类推。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤二中所述的每间隔N个第一时间，记录一次机器人的万向轮的第三行走距离，包括如下步骤：

确定所述万向轮的半径为R3；

确定所述万向轮转一圈所行走的距离为L3，则L3=2*π*R3；

确定所述万向轮转一圈所产生的脉冲数为T3，则所述万向轮在每个脉冲下所行走的距离为S3，则S3=（2*π*R3）/T3；

确定机器人在所述N个第一时间检测到所述万向轮产生的脉冲数为P31；

确定并记录一次机器人的万向轮的第三行走距离为V31，V31=P31*S3；

确定机器人在下一个所述N个第一时间检测到所述万向轮产生的脉冲数为P32；

确定并记录一次机器人的万向轮的第三行走距离为V32，V32=P32*S3；

以此类推。

7.根据权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于：

所述第一时间为大于或等于20ms的数值；

和/或，

所述N为大于或等于50的自然数；

和/或，

所述M为大于或等于5的自然数；

和/或，

所述K为大于或等于2的自然数。

8.一种机器人被卡住的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

基于权利要求1至7任一项所述的机器人被卡住的检测方法，确定机器人被卡住；

控制机器人按记录的原路径后退，并在后退至所述记录的原路径的起点的过程中继续基于权利要求1至7任一项所述的机器人被卡住的检测方法判断机器人是否被卡住；

如果否，则确定机器人脱卡；

如果是，则控制机器人原地转动预设角度，并基于机器人的陀螺仪检测到的数据，判断机器人在预设时间内是否转动了所述预设角度；

如果是，则确定机器人脱卡；

如果否，则确定机器人无法脱卡，并报错。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述记录的原路径，通过如下步骤记录：

机器人在行走过程中，每间隔预设距离记录一个坐标点；

判断所记录的坐标点的数量是否大于预设数量；

如果是，则删除最早记录的坐标点，保存最新记录的坐标点；

如果否，则继续记录。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述控制机器人原地转动预设角度，并基于机器人的陀螺仪检测到的数据，判断机器人在预设时间内是否转动了所述预设角度，包括如下步骤：

控制机器人原地向左转动预设角度，

当在预设时间内，机器人的陀螺仪检测到机器人向左转动的角度达到预设角度，则确定机器人在预设时间内转动了所述预设角度；

当在预设时间内，机器人的陀螺仪检测到机器人向左转动的角度没有达到预设角度，则控制机器人原地向右转动预设角度；

当在预设时间内，机器人的陀螺仪检测到机器人向右转动的角度达到预设角度，则确定机器人在预设时间内转动了所述预设角度；

当在预设时间内，机器人的陀螺仪检测到机器人向右转动的角度没有达到预设角度，则确定机器人在预设时间内没有转动了所述预设角度。