发明内容
本发明实施例提供一种机器人防跌落反应距离调节的方法及装置,用以保证不同机器人之间防跌落反应距离的一致性,确保机器人行走安全。
本发明实施例提供的一种机器人防跌落反应距离调节的方法,包括:
获取机器人上的防跌落传感器反馈的第一距离,所述第一距离为所述防跌落传感器到地面上的信号接收点的距离;
根据所述第一距离和预设的反应距离,确定所述第一距离是否在预设误差范围内,若否,则根据预设反应距离角度对所述防跌落传感器进行角度调整。
上述技术方案中,通过在判断第一距离不在预设误差范围内时对防跌落传感器进行角度调整,来调整防跌落传感器到地面上信号接收点的距离,从而可以保证不同机器人之间防跌落反应距离的一致性。
可选的,所述根据所述第一距离和预设的反应距离,确定所述第一距离是否在预设误差范围内,包括:
确定所述第一距离与所述预设的反应距离的差值是否在预设误差范围内。
上述技术方案中,通过判断第一距离与预设的反应距离的差值是否在预设误差范围内,来确定是否需要调整防跌落传感器的角度。
可选的,所述根据预设反应距离角度对所述防跌落传感器进行角度调整,包括:
将所述防跌落传感器的初始距离下的角度调整第一阈值;
接收角度传感器反馈的所述防跌落传感器调整后的角度,并判断所述防跌落传感器调整后的角度是否符合所述预设反应距离角度,若是,则调整结束,否则,继续获取所述防跌落传感器反馈的所述第一距离,直到所述防跌落传感器调整后的角度符合所述预设反应距离角度为止。
上述技术方案中,通过判断防跌落传感器反馈的调整后的角度,来判断是否符合预设反应距离角度,从而判断是否调整完成。
可选的,所述方法还包括:
读取所述机器人的行走电机的电机转速;
确定所述机器人的行走电机的电机转速是否发生改变,若是,则将所述防跌落传感器的初始距离下的角度调整第二阈值;
接收所述角度传感器反馈的所述防跌落传感器调整后的角度,并判断所述防跌落传感器调整后的角度是否符合所述预设反应距离角度,若否,则获取所述防跌落传感器反馈的所述第一距离,确定所述第一距离与所述预设的反应距离的差值是否在预设误差范围内,若不在所述预设误差范围内,则继续调整所述防跌落传感器的角度,直到所述第一距离与所述预设的反应距离的差值在预设误差范围内为止。
上述技术方案中,可以在确定机器人的行走速度模式改变的情况下,自动调整防跌落反应距离。
相应的,本发明实施例还提供了一种机器人防跌落反应距离调节的装置,包括:
获取单元,用于获取机器人上的防跌落传感器反馈的第一距离,所述第一距离为所述防跌落传感器到地面上的信号接收点的距离;
处理单元,用于根据所述第一距离和预设的反应距离,确定所述第一距离是否在预设误差范围内,若否,则根据预设反应距离角度对所述防跌落传感器进行角度调整。
可选的,所述处理单元具体用于:
确定所述第一距离与所述预设的反应距离的差值是否在预设误差范围内。
可选的,所述处理单元具体用于:
将所述防跌落传感器的初始距离下的角度调整第一阈值;
接收所述角度传感器反馈的所述防跌落传感器调整后的角度,并判断所述防跌落传感器调整后的角度是否符合所述预设反应距离角度,若是,则调整结束,否则,继续获取所述防跌落传感器反馈的所述第一距离,直到所述防跌落传感器调整后的角度符合所述预设反应距离角度为止。
可选的,所述处理单元还用于:
读取所述机器人的行走电机的电机转速;
确定所述机器人的行走电机的电机转速是否发生改变,若是,则将所述防跌落传感器的初始距离下的角度调整第二阈值;
接收所述角度传感器反馈的所述防跌落传感器调整后的角度,并判断所述防跌落传感器调整后的角度是否符合所述预设反应距离角度,若否,则获取所述防跌落传感器反馈的所述第一距离,确定所述第一距离与所述预设的反应距离的差值是否在预设误差范围内,若不在所述预设误差范围内,则继续调整所述防跌落传感器的角度,直到所述第一距离与所述预设的反应距离的差值在预设误差范围内为止。
相应的,本发明实施例还提供一种机器人,包括:处理器、防跌落传感器、角度传感器;所述处理器分别与所述防跌落传感器、所述角度传感器连接;
所述防跌落传感器用于测量第一距离,并将所述第一距离发送给所述处理器,所述第一距离为所述防跌落传感器到地面上的信号接收点的距离;
所述处理器用于获取所述防跌落传感器发送的第一距离,并根据所述第一距离和预设的反应距离,确定所述第一距离是否在预设误差范围内,若否,则根据预设反应距离角度对所述防跌落传感器进行角度调整;
所述角度传感器用于测量所述防跌落传感器调整后的角度,并将所述防跌落传感器调整后的角度发送给所述处理器,以使所述处理器根据所述防跌落传感器调整后的角度确定是否调整结束。
可选的,还包括行走电机;
所述处理器与所述行走电机连接,用于控制所述行走电机的电机转速,以及读取所述行走电机的电机转速;
所述处理器在确定所述行走电机的电机转速发生变化时,对所述防跌落传感器的角度进行调整。
相应的,本发明实施例还提供了一种计算设备,包括:
存储器,用于存储程序指令;
处理器,用于调用所述存储器中存储的程序指令,按照获得的程序执行机器人防跌落反应距离调节的方法。
相应的,本发明实施例还提供了一种计算机可读非易失性存储介质,包括计算机可读指令,当计算机读取并执行所述计算机可读指令时,使得计算机执行机器人防跌落反应距离调节的方法。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例所适用的一种系统结构,如图1所示,针对移动巡检机器人,当防跌落传感器安装位置固定死在车体前后面板上,无法调节,会存在以下问题:
1、由于防跌落传感器安装结构件等加工误差,以及防跌落传感器本身的组装误差存在,由于防跌落传感器本身精度较高,上两种误差累计会导致同一机型不同机器人之间的检测反应距离存在差异,即不同机器人的防跌落反应距离差异大,一致性差,通过软件来放宽反应距离判断区间又人为降低了防跌落传感器的精度。
2、防跌落传感器固定安装,与地面的倾角也相应固定死,即小车所需要的刹车反应距离也限定,如图1中的L即为刹车反应距离,此时,可见公式(1)和公式(2):
L=1/2*a*t^2……………………………(1)
V=at……………………………(2)
其中,L为刹车反应距离,V为机器人的初始运行速度,t为刹车停止时间。
上述公式(1),在小车减速加速度a设定好的情况下,由刹车反应距离L及加速度a可以得出刹车停止的时间t。由上述公式(2),可知,根据加速度a和刹车停止时间t,可以得出小车降速前的初始运行速度V。即在防跌落传感器固定死,刹车反应距离L确定值的情况下,小车加速度设定好,刹车反应距离L间接限定了小车的运行速度。而巡检机器人在巡检工作时,需要根据巡检任务调整行走速度,有任务点的时候低速行走,回程充电或无任务点的时候适当速度提升行走,防跌落传感器固定安装对机器人行走速度的调节存在一定影响。
为了解决上述问题,图2示例性的示出了本发明实施例提供的一种机器人防跌落反应距离调节的方法的流程,该流程可以由机器人防跌落反应距离调节的装置执行,该装置可以机器人的微控制单元(Microcontroller Unit,MCU)。
如图2所述,该流程具体包括:
步骤201,获取机器人上的防跌落传感器反馈的第一距离。
防跌落传感器的原理为:两个感应器,一个发送信号,一个接收信号,根据信号发送到信号接收的距离来判断凹坑或坑洞,当前方为凹坑时,信号发送到接收的距离相较平地时长,当前方为坑洞时,信号发送后无法反射接收。该第一距离是防跌落传感器到地面上的信号接收点的距离,也就是上述图1中给的距离L1。
步骤202,根据所述第一距离和预设的反应距离,确定所述第一距离是否在预设误差范围内,若否,则根据预设反应距离角度对所述防跌落传感器进行角度调整。
在得到第一距离后,就可以确定第一距离和预设的反应距离的差值是否在预设误差范围内,若是,则不需要调整防跌落传感器的角度,若否,则就需要根据预设反应距离角度对防跌落传感器进行角度调整。上述预设的反应距离、预设误差范围和预设反应距离角度可以依据经验设置。
在具体调整时,首先将防跌落传感器的初始距离下的角度调整第一阈值,主要是通过控制防跌落传感器调整电机对防跌落传感器支架进行角度调整。然后接收角度传感器反馈的防跌落传感器调整后的角度,在进行角度调整后,角度传感器实时测量防跌落传感器调整后的角度,然后将该调整后的角度反馈给MCU,也就是机器人的控制器或处理器。判断防跌落传感器调整后的角度是否符合预设反应距离角度,若是,则调整结束,否则,继续获取防跌落传感器反馈的第一距离,直到调整后的角度符合预设反应距离角度为止。
上述实施例可以实现对不同机器人之间的防跌落反应距离的一致性修正,本发明实施例还提供了一种机器人防跌落反应距离调节的方法,可以根据机器人行走速度不同进行防跌落反应距离的调节。
具体的,首先,读取机器人的行走电机的电机转速,该电机转速可以由电机编码器实时上报。然后确定机器人的行走电机的电机转速是否发生改变,若是,则表明该机器人的行走速度模式发生改变,就可以对防跌落传感器的支架进行角度调整,将防跌落传感器的初始距离下的角度调整第二阈值。在接收到角度传感器反馈的防跌落传感器调整后的角度之后,判断防跌落传感器调整后的角度是否符合预设反应距离角度,若不符合,则获取防跌落传感器反馈的第一距离,具体可见上述步骤201。确定第一距离与预设的反应距离的差值是否在预设误差范围内,若不在预设误差范围内,则继续调整防跌落传感器的角度,直到第一距离与预设的反应距离的差值在预设误差范围内为止。
通过上述实施例可以实现在机器人行走速度改变的情况下自动判断调整防跌落反应距离,以确保机器人行走安全。
为了更好的解释本发明实施例,下面将在具体的实施场景下来描述机器人防跌落反应距离调节的流程。
场景一、不同机器人之间的防跌落反应距离一致性修正。
巡检机器人在巡检时有一个可以确定的速度V(此速度用于确定初始刹车反应距离L,实际工况速度可变,则刹车反应距离L也需要相应改变),以此速度V为基准,设定好减速加速度a,由V=at,可以计算出需要的急停时间,进一步,由L=1/2*a*t^2,可以计算出在此设定条件下所需要的刹车反应距离L,以此刹车反应距离L为标准,对不同机器人之间的刹车反应距离进行修正调整。
如图1所示,由于防跌落传感器的安装高度H和距离L2在设计时即已确定,当刹车反应距离L确定,则防跌落传感器打到地面的B点也确定,即防跌落传感器与地面之间的倾角A也已确定,实际只需要调整修正距离值L1,判断距离值L1是否在许可误差范围内,即可保证不同机器人之间的刹车反应距离一致性。
具体的,如图3所示,包括:
步骤301,MCU控制防跌落传感器发送并接收信号。
步骤302,MCU读取防跌落传感器反馈的距离值。
步骤303,MCU诊断距离值L1是否在预设误差范围内,若是,则转入步骤307,若否,则转入步骤304。
MCU诊断距离值L1与初始设定的反应距离是否在许可误差范围内,若是,则不需要进行防跌落传感器的角度调节,若否,则进行防跌落传感器的角度调节。
步骤304,MCU控制防跌落传感器调整电机对防跌落传感器支架进行角度调节。
如图1所示,因防跌落传感器的安装高度H固定,L1可以通过发送、接收信号进行检测,则H与L1之间的夹角可以计算得出,通过比对初始设定的H与L1之间的夹角和检测得出的H与L1之间的夹角,可以得出需要调节的倾角大小。
步骤305,调节过程中角度反馈传感器实时反馈调节的角度给MCU。
步骤306,MCU判断调节的角度是否逼近预设反应距离角度。
若没有逼近预设反应距离角度,则再进行检测,直到调整完成。
步骤307,调整完成。
场景二、根据行走速度不同进行防跌落反应距离的自动调节。
根据公式(1)和公式(2),由于减速加速度a确定,当V改变,则刹车停止时间t改变,进而,刹车反应距离L也跟着改变。
如图1所示,在设计时,防跌落传感器安装高度H及距离L2已经确定,当刹车反应距离L改变时,实际改变的是防跌落传感器与地面之间的倾角A,根据三角函数,L=L2+sqrt(L1^2-H^2),即调整距离值L1即可达到调整刹车反应距离L的目的。
具体的,见图4所示流程:
步骤401,MCU驱动电机控制机器人行走。
步骤402,电机编码器读取电机转速上报。
步骤403,MCU实时读取电机转速。
步骤404,MCU诊断行走速度模式是否改变,若是,则转入步骤405,若否,则转入步骤401。
当行走速度模式不改变时,机器人继续以此速度行走,当行走速度模式改变时,如MCU需要通过控制电机转速增加来加快机器人行走速度,需要对防跌落传感器提前进行角度调节。
步骤405,MCU控制防跌落传感器调整电机对防跌落传感器支架进行角度调节。
步骤406,调整过程中角度反馈传感器实时反馈调节的角度给MCU。
步骤407,MCU判断调节的角度是否逼近预设反应距离角度。
步骤408,MCU控制防跌落传感器发送信号并接收信号。
步骤409,MCU读取防跌落传感器反馈的距离值。
步骤410,MCU诊断距离值L1是否在预设误差范围内,若是,则转入步骤411,若否,则转入步骤405。
诊断距离值L1与初始设定的反应距离是否在许可误差范围内,若是则调整完成,机器人可以以新的速度进行行走;若否,则从步骤405开始继续调整,直至调整完成。
步骤411,调整完成。
上述实施例表明,通过获取机器人上的防跌落传感器反馈的第一距离,第一距离为防跌落传感器到地面上的信号接收点的距离,根据第一距离和预设的反应距离,确定第一距离是否在预设误差范围内,若否,则根据预设反应距离角度对防跌落传感器进行角度调整。由于在判断第一距离不在预设误差范围内时对防跌落传感器进行角度调整,来调整防跌落传感器到地面上信号接收点的距离,从而可以保证不同机器人之间防跌落反应距离的一致性。
基于相同的技术构思,图5示例性的示出了本发明实施例提供的一种机器人防跌落反应距离调节的装置,该装置可以执行机器人防跌落反应距离调节的流程,该装置可以位于机器人的MCU中。
如图5所示,该装置具体包括:
获取单元501,用于获取机器人上的防跌落传感器反馈的第一距离,所述第一距离为所述防跌落传感器到地面上的信号接收点的距离;
处理单元502,用于根据所述第一距离和预设的反应距离,确定所述第一距离是否在预设误差范围内,若否,则根据预设反应距离角度对所述防跌落传感器进行角度调整。
可选的,所述处理单元502具体用于:
确定所述第一距离与所述预设的反应距离的差值是否在预设误差范围内。
可选的,所述处理单元502具体用于:
将所述防跌落传感器的初始距离下的角度调整第一阈值;
接收所述角度传感器反馈的所述防跌落传感器调整后的角度,并判断所述调整后的角度是否符合所述预设反应距离角度,若是,则调整结束,否则,继续获取所防跌落传感器反馈的所述第一距离,直到所述防跌落传感器调整后的角度符合所述预设反应距离角度为止。
可选的,所述处理单元502还用于:
读取所述机器人的行走电机的电机转速;
确定所述机器人的行走电机的电机转速是否发生改变,若是,则将所述防跌落传感器的初始距离下的角度调整第二阈值;
接收所述角度传感器反馈的所述防跌落传感器调整后的角度,并判断所述防跌落传感器调整后的角度是否符合所述预设反应距离角度,若否,则获取所述防跌落传感器反馈的所述第一距离,确定所述第一距离与所述预设的反应距离的差值是否在预设误差范围内,若不在所述预设误差范围内,则继续调整所述防跌落传感器的角度,直到所述第一距离与所述预设的反应距离的差值在预设误差范围内为止。
基于相同的技术构思,本发明实施例还提供了一种机器人,如图6所示,包括:处理器601、防跌落传感器602、角度传感器603;所述处理器601分别与所述防跌落传感器602、所述角度传感器603连接;
所述防跌落传感器602用于测量第一距离,并将所述第一距离发送给所述处理器601,所述第一距离为所述防跌落传感器602到地面上的信号接收点的距离;
所述处理器601用于获取所述防跌落传感器602发送的第一距离,并根据所述第一距离和预设的反应距离,确定所述第一距离是否在预设误差范围内,若否,则根据预设反应距离角度对所述防跌落传感器进行角度调整;
所述角度传感器603用于测量所述防跌落传感器调整后的角度,并将所述防跌落传感器602调整后的角度发送给所述处理器601,以使所述处理器601根据所述防跌落传感器602调整后的角度确定是否调整结束。
可选的,还包括行走电机604;
所述处理器601与所述行走电机604连接,用于控制所述行走电机604的电机转速,以及读取所述行走电机604的电机转速;
所述处理器601在确定所述行走电机604的电机转速发生变化时,对所述防跌落传感器602的角度进行调整。
基于相同的技术构思,本发明实施例还提供了一种计算设备,包括:
存储器,用于存储程序指令;
处理器,用于调用所述存储器中存储的程序指令,按照获得的程序执行机器人防跌落反应距离调节的方法。
基于相同的技术构思,本发明实施例还提供了一种计算机可读非易失性存储介质,包括计算机可读指令,当计算机读取并执行所述计算机可读指令时,使得计算机执行机器人防跌落反应距离调节的方法。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、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执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执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执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。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。