CN109514581A - 一种基于智能移动机器人的安全提醒方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于智能移动机器人的安全提醒方法，包括如下步骤：所述机器人一边行走一边构建地图；所述机器人在行走的过程中，实时判断驱动轮是否出现打滑的情况；如果所述驱动轮出现打滑的情况，则所述机器人判断其机体是否被卡住；如果所述机器人的机体没有被卡住，则机器人在所述地图中对应的位置进行湿滑区域标记，并进行安全提醒。所述方法通过结合机器人是否打滑和是否被卡这两种状态来判断湿滑区域，可以提高湿滑区域判断的准确性，从而确保机器人提醒功能的有效性。

Description

一种基于智能移动机器人的安全提醒方法

技术领域

本发明涉及智能机器人领域，具体涉及一种基于智能移动机器人的安全提醒方法。

背景技术

所述智能移动机器人是一种能凭借一定的人工智能，在某些场合自动进行行走的智能机器人，包括银行咨询机器人、餐厅服务机器人、安防机器人等。其中，有一种用于家庭清洁服务的机器人，也称为扫地机器人或者拖地机器人等。所述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（即行进方向）、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，还会根据行走过程中检测到的各种数据构建栅格地图，比如把检测到障碍物时所对应的栅格单元标示为障碍单元，把检测到悬崖时所对应的栅格单元标示为悬崖单元，把正常行走通过的栅格单元标示为已走过单元。目前的智能移动机器人，只能进行清洁操作，功能比较单一。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种基于智能移动机器人的安全提醒方法，可以利用智能移动机器人在行走过程中的状态，提醒和警示用户哪些区域为湿滑区域，避免用户在湿滑区域容易滑倒的问题，从而提高了智能移动机器人的实用性。本发明的具体技术方案如下：

一种基于智能移动机器人的安全提醒方法，包括如下步骤：所述机器人一边行走一边构建地图；所述机器人在行走的过程中，实时判断驱动轮是否出现打滑的情况；如果所述驱动轮出现打滑的情况，则所述机器人判断其机体是否被卡住；如果所述机器人的机体没有被卡住，则机器人在所述地图中对应的位置进行湿滑区域标记，并进行安全提醒。所述方法通过结合机器人是否打滑和是否被卡这两种状态来判断湿滑区域，可以提高湿滑区域判断的准确性，从而确保机器人提醒功能的有效性。

进一步地，所述机器人在行走的过程中，实时判断驱动轮是否出现打滑的情况，具体包括：当所述机器人在进行直线行走时，所述机器人判断其机体实际移动的距离与其驱动轮所转动的距离之间的差值是否大于预设距离值，如果是，则确定所述驱动轮出现打滑的情况，否则确定所述驱动轮没有出现打滑的情况；当所述机器人在进行转向行走时，所述机器人判断其机体实际转动的角度与其两个驱动轮的转动距离差所形成的角度的差值是否大于预设角度值，如果是，则确定所述驱动轮出现打滑的情况，否则确定所述驱动轮没有出现打滑的情况。所述方法通过对机器人的直行状态和转向状态都进行检测和分析，可以提高机器人对打滑情况判断的准确性。此外，通过对两种不同传感数据的对比分析，可以得出准确的分析结果，进一步提高机器人对打滑情况判断的准确性。

进一步地，所述机器人判断其机体是否被卡住，具体包括：所述机器人判断其机体是否发生移动，如果是，则确定所述机器人的机体没有被卡住，如果否，则判断所述驱动轮是否持续转动了预设时间；如果在所述机器人的机体没有发生移动的情况下，所述驱动轮持续转动了预设时间，则确定所述机器人的机体被卡住；如果所述驱动轮持续转动的时间没有达到预设时间，并且，所述机器人的机体已经发生了移动，则确定所述机器人的机体没有被卡住。

进一步地，所述机器人在所述地图中对应的位置进行湿滑区域标记，并进行安全提醒，具体包括：所述机器人将当前位置所对应的所述地图中的栅格单元标记为湿滑单元，并将与所述湿滑单元相邻的栅格单元也标记为湿滑单元，其中，多个连续的所述湿滑单元构成所述湿滑区域；所述机器人播报当前区域为湿滑区域的语音提示信息；所述机器人把标记好湿滑单元的地图数据发送至智能终端，使得所述智能终端能够根据所述地图数据突出显示所述地图中的湿滑区域。

进一步地，所述使得所述智能终端能够根据所述地图数据突出显示所述地图中的湿滑区域，具体包括：使所述智能终端能够根据所述地图数据图形化显示所述地图；使所述智能终端对所述地图中湿滑区域所对应的位置进行红色闪烁显示。

进一步地，所述使得所述智能终端能够根据所述地图数据突出显示所述地图中的湿滑区域的同时，还包括：使所述智能终端通过其自身的喇叭进行语音提示。所述方法通过地图显示结合语音播报的方式，可以达到更好的警示效果，确保用户可以及时接收到警示信息，避免用户没有注意到警示信息而造成意外事故的发生。

附图说明

图1为一种基于智能移动机器人的安全提醒方法的流程示意图。

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，下面所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

如下各实施例所述的智能移动机器人是一种清洁机器人，简称为机器人，其至少包括如下结构：带有左驱动轮和右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计和陀螺仪等，两个驱动轮上都设有用于检测驱动轮的行走距离的里程计（一般是码盘）。所述机器人还包括能够进行语音播报的语音模块，能够进行视觉导航和定位的视觉模块，能够进行激光雷达导航和定位的激光雷达模块，等等。

如下各实施例所述的智能终端可以是智能手表、智能手机或者平板电脑等智能设备，这些智能设备预先由用户将其与智能移动机器人进行绑定设置，使得两者之间可以进行相互通信。

一种基于智能移动机器人的安全提醒方法，用于机器人检测到湿滑区域时对用户进行预警提醒，所述湿滑区域是指地面比较滑的区域，人或者物体行走在该地面上容易滑倒或者打滑，需要说明的是，湿滑这个词用在本文中，并不是限定地面一定会湿润，地面过于光滑而导致容易打滑的情况，也属于所述的湿滑。如图1所示，所述提醒方法包括如下步骤：所述机器人一边行走一边构建地图。所构建的地图为栅格地图，所述栅格地图是由许多连续排布的栅格单元构成的一种栅格状地图，所述栅格单元是一种边长为20厘米的虚拟正方形格子，但是，具体的边长数值还可以设置为其它不同的数值。机器人在行走的过程中，会根据自身的环境检测传感器所检测到的数据，更新相应的栅格单元的状态，比如，机器人以当前位置为起点，开始向前行走，当机器人向前行走了20厘米，会把所述起点前的对应栅格单元从未知状态标记为已走过状态，即该栅格单元为已走过单元。当机器人在21厘米时检测到了障碍物，则机器人把此前更新的已走过单元前方的栅格单元标记为障碍单元。以此类推，机器人会将行走过程中所检测到的环境状态更新至对应栅格单元中，从而构建一个与实际环境相适配的栅格地图。需要说明的是，所述栅格单元是一种虚拟的单元格子，在地图显示时可以不用显示出具体的格子，可以通过颜色覆盖的方式进行地图显示，比如，把走过的区域显示为绿色，把检测到障碍物的位置显示为黄色。除此之外，机器人还会在行走的过程中，实时判断驱动轮是否出现打滑的情况。所述驱动轮打滑是指驱动轮在转动，但是机器人的机体没有发生相应移动，驱动轮与所接触的地面之间主要为滑动式摩擦。机器人出现打滑的情况主要有两种，第一种是正常行走在空旷地面上时，由于地面过于湿滑，摩擦力太小，驱动轮会出现打滑；第二种是机器人被某种物体顶住，但是机器人的障碍检测单元没有检测到该物体，机器人不知道被阻挡了，其驱动轮会继续转动，此时驱动轮也会打滑。如果所述驱动轮出现打滑的情况，则所述机器人会进一步判断其机体是否被卡住，当机器人不会移动时，表明机体被卡住。如果所述机器人判断其机体没有被卡住，表明机器人是在空旷的地面上行走并产生了打滑，则表明该地面比较湿滑，所以机器人在所述地图中对应的位置进行湿滑区域标记，并进行安全提醒。以此提醒用户知道哪块位置区域比较湿滑，使用户在该区域行走时能够注意安全，或者使用户能够及时对该湿滑区域进行处理，比如将导致该区域湿滑的液体清理干净，从而避免用户在湿滑区域容易滑倒的问题，进而提高了机器人的实用性。此外，所述方法通过结合机器人是否打滑和是否被卡这两种状态来判断湿滑区域，可以提高湿滑区域判断的准确性，从而确保机器人提醒功能的有效性。如果所述机器人判断其机体被卡住，表明机器人无法继续前行，所以，机器人进行被卡报警，并停机等待用户处理。

作为其中一种实施方式，所述机器人在行走的过程中，实时判断驱动轮是否出现打滑的情况，具体包括：当所述机器人在进行直线行走时，会通过机体中设置的光流传感器、激光传感器或摄像头等器件实时检测机体实际的移动距离，还会通过驱动轮中所设置的码盘实时检测所述驱动轮所转动的圈数，并通过数据处理器（CPU）计算出驱动轮转动的距离。由于机器人进行的是直线行走，所以，机器人机体的移动距离应该是与单个驱动轮所转动的距离一样的。所以，所述机器人在行走的过程中，如果CPU计算出其机体实际移动的距离与其驱动轮所转动的距离之间的差值大于预设距离值，则确定所述驱动轮出现打滑的情况，否则确定所述驱动轮没有出现打滑的情况。其中，所述预设距离值可以根据具体的产品设计需求进行相应设置，如果希望机器人在打滑比较严重的区域才进行警示时，所述预设距离值可以设置得大一些，比如设置为20厘米以上，机器人的驱动轮空转了20厘米，但是机体没有移动，则可以确定机器人打滑。如果希望机器人只要存在一点打滑的情况就进行警示时，所述预设距离值可以设置得小一些，比如设置为5厘米，机器人的驱动轮空转了5厘米，但是机体没有移动，也可以确定机器人打滑。

当所述机器人在进行转向行走时，会通过机体中设置的陀螺仪实时检测机体实际转动的角度，还会通过驱动轮中所设置的码盘实时检测两个驱动轮所转动的圈数，并通过数据处理器（CPU）计算出两个驱动轮转动的距离差值。由于机器人进行的是转向行走，在正常情况下，通过两个驱动轮的距离差值和两个驱动轮之间的宽度所计算出来的角度值应该与陀螺仪检测到的角度值是一样的。所以，在机器人的转向过程中，当CPU计算出两个驱动轮的转动距离差所形成的转动角度与陀螺仪所检测到的角度值之间的差值大于预设角度值时，则可以确定所述驱动轮出现打滑的情况，否则确定所述驱动轮没有出现打滑的情况。其中，所述预设角度值可以根据具体的产品设计需求进行相应设置，如果希望机器人在打滑比较严重的区域才进行警示时，所述预设角度值可以设置得大一些，比如设置为15°以上，当机器人的驱动轮打滑空转，CPU计算两个驱动轮所形成的转动角度为45°，但是陀螺仪只检测到了20°的转动角度，两个数值相差25°，则可以确定机器人打滑。如果希望机器人只要存在一点打滑的情况就进行警示时，所述预设角度值可以设置得小一些，比如设置为5°，CPU计算两个驱动轮所形成的转动角度为16°，但是陀螺仪只检测到了10°的转动角度，两个数值相差6°，也可以确定机器人打滑；此时，如果陀螺仪检测到了15°，两个数值相差1°，则可以确定机器人没有打滑。

所述方法通过对机器人的直行状态和转向状态都进行检测和分析，可以提高机器人对打滑情况判断的准确性。此外，通过对两种不同传感数据的对比分析，可以得出准确的分析结果，进一步提高机器人对打滑情况判断的准确性。

作为其中一种实施方式，所述机器人判断其机体是否被卡住，具体包括：所述机器人判断其机体是否发生移动，判断的方式可以通过机器人的机体底部设置的光流传感器，由光流传感器所检测到的地面图像的变化情况，来确定机体是否移动。当然，也可以采用其它传感器进行检测和判断，比如摄像头或者激光雷达等传感器。当机体发生移动，则可以确定所述机器人的机体没有被卡住。如果机体没有发生移动，有可能是由于地面过于湿滑，驱动轮原地空转，也有可能是机体被障碍物顶住了，所以，需要作进一步判断。机器人进一步判断所述驱动轮的持续转动时间。如果在所述机器人的机体没有发生移动的情况下，所述驱动轮持续转动了预设时间，表明机器人在原地打滑了比较久，被卡住的可能性比较大，则可以确定所述机器人的机体被卡住。如果所述驱动轮持续转动的时间没有达到预设时间，并且，所述机器人的机体已经发生了移动，表明机器人只是原地打滑一下，由于没有障碍物阻挡，机器人很快会继续行走，所以，可以确定所述机器人的机体没有被卡住。所述预设时间可以根据具体的设计要求进行相应设置，一般可以设置为5至10秒中的任意一值，优选为8秒，如此可以提高判断的准确性。

作为其中一种实施方式，所述机器人在所述地图中对应的位置进行湿滑区域标记，并进行安全提醒，具体包括：所述机器人将当前位置所对应的所述地图中的栅格单元标记为湿滑单元，并将与所述湿滑单元相邻的栅格单元也标记为湿滑单元，其中，多个连续的所述湿滑单元构成所述湿滑区域。由于某个湿滑栅格单元所对应的位置存在湿滑的情况，则其附近相邻区域一般也存在一定的湿滑性，并且，机器人所构建的栅格地图与实际环境并不是完全精准对应的，所以，为了进一步提高用户的安全性，将确定为湿滑单元的相邻栅格单元也标记为湿滑单元，可以避免地图误差或者用户大意而导致的安全事故，提高了机器人对湿滑区域进行警示的有效性和准确性。此外，所述机器人播报当前区域为湿滑区域的语音提示信息。有时，用户可能没有注意到智能终端所显示的信息，所以，为了保证警示的及时性和有效性，机器人在检测到湿滑区域时，立即进行语音播报，警示机器人当前所在的位置比较湿滑，如果用户听到该播报，就可以立即确定湿滑的区域，并对湿滑区域进行处理或者在该区域行走时加倍小心，避免滑倒的情况发生。这种实时语音播报的方式，可以提高警示的及时性。 接着，所述机器人把标记好湿滑单元的地图数据发送至智能终端，使得所述智能终端能够根据所述地图数据突出显示所述地图中的湿滑区域。突出显示的方式可以采用醒目颜色标记、有规律的大小变化或者闪烁显示等方式，只要能达到突出该湿滑区域，使其与其它区域明显不同的效果即可。通过突出显示，可以达到更能好的警示效果，避免用户未注意湿滑区域的存在。

作为其中一种实施方式，所述使得所述智能终端能够根据所述地图数据突出显示所述地图中的湿滑区域，具体包括：使所述智能终端能够根据所述地图数据图形化显示所述地图；使所述智能终端对所述地图中湿滑区域所对应的位置进行红色闪烁显示。通过采用醒目的红色，再加上闪烁的显示效果，使用户更容易注意到湿滑区域的存在，提高警示的有效性。当然，还可以在所显示的湿滑区域上标注“湿滑区域”的字样，更容易让用户理解，此外，也可以在使用说明书中进行说明或者在操作提示中进行说明。

作为其中一种实施方式，所述智能终端将所述地图中湿滑区域所对应的位置进行红色闪烁显示的同时，所述智能终端还通过其自身的喇叭进行语音播报，告知用户地图中有湿滑区域，请注意安全等提示信息。所述方法通过地图显示结合语音播报的方式，可以达到更好的警示效果，确保用户可以及时接收到警示信息，避免用户没有注意到警示信息而造成意外事故的发生。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。这些程序可以存储于计算机可读取存储介质（比如ROM、RAM、CPU、MCU、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质）中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤。

最后应说明的是：本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可，各实施例之间的技术方案是可以相互结合的。以上各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种基于智能移动机器人的安全提醒方法，其特征在于，包括如下步骤：

所述机器人一边行走一边构建地图；

所述机器人在行走的过程中，实时判断驱动轮是否出现打滑的情况；

如果所述驱动轮出现打滑的情况，则所述机器人判断其机体是否被卡住；

如果所述机器人的机体没有被卡住，则机器人在所述地图中对应的位置进行湿滑区域标记，并进行安全提醒。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机器人在行走的过程中，实时判断驱动轮是否出现打滑的情况，具体包括：

当所述机器人在进行直线行走时，所述机器人判断其机体实际移动的距离与其驱动轮所转动的距离之间的差值是否大于预设距离值，如果是，则确定所述驱动轮出现打滑的情况，否则确定所述驱动轮没有出现打滑的情况；

当所述机器人在进行转向行走时，所述机器人判断其机体实际转动的角度与其两个驱动轮的转动距离差所形成的角度的差值是否大于预设角度值，如果是，则确定所述驱动轮出现打滑的情况，否则确定所述驱动轮没有出现打滑的情况。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机器人判断其机体是否被卡住，具体包括：

所述机器人判断其机体是否发生移动，如果是，则确定所述机器人的机体没有被卡住，如果否，则判断所述驱动轮是否持续转动了预设时间；

如果在所述机器人的机体没有发生移动的情况下，所述驱动轮持续转动了预设时间，则确定所述机器人的机体被卡住；

如果所述驱动轮持续转动的时间没有达到预设时间，并且，所述机器人的机体已经发生了移动，则确定所述机器人的机体没有被卡住。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机器人在所述地图中对应的位置进行湿滑区域标记，并进行安全提醒，具体包括：

所述机器人将当前位置所对应的所述地图中的栅格单元标记为湿滑单元，并将与所述湿滑单元相邻的栅格单元也标记为湿滑单元，其中，多个连续的所述湿滑单元构成所述湿滑区域；

所述机器人播报当前区域为湿滑区域的语音提示信息；

所述机器人把标记好湿滑单元的地图数据发送至智能终端，使得所述智能终端能够根据所述地图数据突出显示所述地图中的湿滑区域。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述使得所述智能终端能够根据所述地图数据突出显示所述地图中的湿滑区域，具体包括：

使所述智能终端能够根据所述地图数据图形化显示所述地图；

使所述智能终端对所述地图中湿滑区域所对应的位置进行红色闪烁显示。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述使得所述智能终端能够根据所述地图数据突出显示所述地图中的湿滑区域的同时，还包括：

使所述智能终端通过其自身的喇叭进行语音提示。