CN111358374A - 机器人沿边磨坎行走的检测方法及被卡检测和处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人沿边磨坎行走的检测方法及被卡检测和处理方法，其中，所述机器人沿边磨坎行走的检测方法，通过机器人在沿边行走模式时，分析机器人的偏转情况，结合机器人的仰角或者翻角的变化，可以准确地得出机器人沿边过程中是否在磨坎行走，由于机器人偏转情况以及仰角、翻角的变化，可以通过机器人的编码器和陀螺仪这些现有的系统结构检测得出，不需要为此改变机器人的系统结构，成本大大降低。

Description

机器人沿边磨坎行走的检测方法及被卡检测和处理方法

技术领域

本发明涉及智能机器人技术领域，具体涉及一种机器人沿边磨坎行走的检测方法及被卡检测和处理方法。

背景技术

目前，扫地机、拖地机等智能清洁机器人都是全覆盖式的，清洁机器人基本都会有沿墙的过程，或者沿墙的模式。由于清洁机器人的结构原因，在沿墙时，如果墙边有一些不高不矮的坎时，机器人就很容易在这些坎上慢慢地磨着走，特别是采用惯性导航方案的机器人，因为没有激光或视觉等其它传感器辅助，机器人磨坎行走过程中很容易引起地图误差，导致机器人清洁效率和清洁质量大大降低。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种机器人沿边磨坎行走的检测方法及被卡检测和处理方法，使机器人可以在不改变自身结构的基础上，准确地检测出机器人沿边过程中是否磨坎行走，是否被卡，以及对被卡情况进行高效处理。本发明的具体技术方案如下：

一种机器人沿边磨坎行走的检测方法，包括以下步骤：机器人处于沿边行走模式；机器人基于传感检测数据，判断机器人的理论偏转角度与实际偏转角度的差值是否超过预设偏转值；当理论偏转角度与实际偏转角度的差值超过预设偏转值时，机器人基于陀螺仪的检测数据确定机器人的仰角角度或者翻角角度；当所述仰角角度与设定仰角的差值在预设仰角范围内，或者所述翻角角度与设定翻角的差值在预设翻角范围内，则确定机器人在沿边磨坎行走。

进一步地，所述机器人处于沿边行走模式，具体包括如下步骤：机器人基于系统内置的控制程序，控制机器人进行沿边行走；机器人根据沿边传感器的检测数据，确定机身与所沿的边之间的距离；机器人根据编码器的检测数据，确定驱动轮的转动速度；机器人根据陀螺仪的检测数据，确定机身的偏转角速度；当机器人判断机身与所沿的边之间的距离变化保持在预设距离内，并且两个驱动轮的转动速度之间的差值小于预设速度，以及机身的偏转角速度小于预设角速度，则确定机器人正在平行沿边行走。

进一步地，所述机器人基于传感检测数据，判断机器人的理论偏转角度与实际偏转角度的差值是否超过预设偏转值，具体包括如下步骤：机器人基于预设时间内编码器的检测数据，确定机器人的理论偏转角度；机器人基于预设时间内陀螺仪的检测数据，确定机器人的实际偏转角度；机器人将断理论偏转角度减去实际偏转角度得到两者的差值，如果该差值小于或等于预设偏转值，则确定机器人的理论偏转角度与实际偏转角度的差值没有超过预设偏转值；如果该差值大于预设偏转值，则确定机器人的理论偏转角度与实际偏转角度的差值超过了预设偏转值；其中，所述预设偏转值为所述理论偏转角度的K1倍，所述K1为大于0，且小于1的数值。

进一步地，所述设定仰角通过如下步骤获取：机器人获取系统内置的万向轮至两个驱动轮之间的直线的垂直距离为L1；机器人获取系统内置的预设坎高为H；机器人基于反正弦函数获得所述设定仰角为arcsin（H/L1）。

进一步地，所述设定翻角通过如下步骤获取：机器人获取系统内置的两个驱动轮的间距为L2；机器人获取系统内置的预设坎高为H；机器人基于反正弦函数获得所述设定仰角或者所述设定翻角为arcsin（H/L2）。

进一步地，所述当所述仰角角度与设定仰角的差值在预设仰角范围内，或者所述翻角角度与设定翻角的差值在预设翻角范围内，则确定机器人在沿边磨坎行走，具体包括如下步骤：机器人将仰角角度减去设定仰角得到两者的差值，如果该差值小于或等于所述设定仰角的K2倍，则确定机器人在沿边磨坎行走，如果该差值大于所述设定仰角的K2倍，则确定机器人不是在沿边磨坎行走；或者，机器人将翻角角度减去设定翻角得到两者的差值，如果该差值小于或等于所述设定翻角的K2倍，则确定机器人在沿边磨坎行走，如果该差值大于所述设定翻角的K2倍，则确定机器人不是在沿边磨坎行走；其中，所述K2为大于0，且小于1的数值。

进一步地，在确定机器人在沿边磨坎行走之前，还包括如下步骤：机器人判断是在沿边磨坎行走的次数是否达到N次，如果是，则确定机器人在沿边磨坎行走，否则确定机器人没有在沿边磨坎行走，所述N为大于或等于2，且小于或等于5的自然数。

一种机器人沿边磨坎行走的被卡检测方法，包括以下步骤：机器人基于上述的机器人沿边磨坎行走的检测方法，确定机器人在沿边磨坎行走；机器人判断在预定时间内，是否检测到障碍物，如果是，则确定机器人没有被卡，如果否，则基于陀螺仪的检测数据，判断机器人的偏转角速度是否小于预设角速度；在偏转角速度小于预设角速度时，确定机器人被卡。

进一步地，在偏转角速度小于预设角速度之后，且在确定机器人被卡之前，还包括如下步骤：机器人判断偏转角速度小于预设角速度的次数是否达到M次，如果是，则确定机器人被卡，否则确定机器人没有被卡，所述M为大于或等于2，且小于或等于6的自然数。

一种机器人沿边磨坎行走的被卡处理方法，包括以下步骤：步骤S1，机器人基于上述的机器人沿边磨坎行走的被卡检测方法，确定机器人被卡；步骤S2，机器人后退预定距离；步骤S3，机器人朝垂直所沿的边且向远离该边的方向偏转设定角度；步骤S4，机器人降低驱动轮转速，转向并朝所沿的边行走；步骤S5，机器人基于上述的机器人沿边磨坎行走的被卡检测方法，确定机器人是否还被卡，如果是，则返回步骤S2，如果否，则机器人继续执行沿边行走模式。

所述机器人沿边磨坎行走的检测方法，通过机器人在沿边行走模式时，分析机器人的偏转情况，结合机器人的仰角或者翻角的变化，可以准确地得出机器人沿边过程中是否在磨坎行走，由于机器人偏转情况以及仰角、翻角的变化，可以通过机器人的编码器和陀螺仪这些现有的系统结构检测得出，不需要为此改变机器人的系统结构，成本大大降低。

所述机器人沿边磨坎行走的被卡检测方法，通过在机器人沿边磨坎行走的过程中，结合偏转角速度的大小变化情况，可以准确地判断机器人是否被卡，由于机器人的偏转角速度只需要陀螺仪就可以检测得到，不需要为此改变机器人的系统结构，检测和判断成本低。

所述机器人沿边磨坎行走的被卡处理方法，在机器人沿边磨坎行走被卡之后，执行后退、转向和慢速转向沿边等处理方式，可以降低机器人的行走误差，避免机器人被卡之后继续采用原有沿边方式所带来的累积误差，保证了机器人定位和建图的准确性。

附图说明

图1为本发明一种实施例所述的机器人沿边磨坎行走的检测方法的流程示意图。

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。

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，电路可以在框图中显示，以便不在不必要的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电路、结构和技术。

本发明实施例所述机器人可以为扫地机器人、拖地机器人等智能清洁设备，该机器人可以包含机器主体、感知系统、控制系统、驱动系统、清洁系统、能源系统和人机交互系统等。

本发明实施例所述机器人载体上装有的陀螺仪，用于对机器人的偏转角速度进行检测，将偏转角速度进行积分运算可以得到偏转角度；装有的编码器用于机器人行走距离的检测，通过行走距离与行走时间的相除可以得到驱动轮的转动速度；并且装有能够检测机器人的机身侧边与所沿墙面或其它物体的边之间的距离的沿边传感器，该沿边传感器可以是超声波距离传感器、红外强度检测传感器、红外距离传感器、物理开关检测碰撞传感器，电容或者电阻变化检测传感器、TOF传感器或者激光雷达传感器等。

如图1所示，一种机器人沿边磨坎行走的检测方法，用于检测机器人沿边过程中是否磨坎行走。当机器人在沿墙壁或者其它物体的边缘行走过程中，如果有一道与机器人底盘高度产不多的不高不矮的坎位于所述边缘的旁边，并且与所述边缘平行延伸，由于机器人沿边行走过程中需要经常转向所述边缘进行碰撞，所以就会反复出现机器人上坎下坎的动作，这种反复上坎下坎的动作就是磨坎行走，机器人沿边行走过程中反复地上坎下坎的行为就是沿边磨坎行走的行为。

所述检测方法包括以下步骤：首先，机器人基于系统内置的控制程序，确定当前处于沿边行走模式。所述沿边行走模式是现有机器人控制模式的一种，一般是指机器人与墙壁或者其他物体的边缘保持一定的距离，并沿着该边缘的延伸方向行走的方式。其次，机器人基于陀螺仪和编码器等传感检测数据，判断机器人朝所述边缘进行转向的理论偏转角度与实际偏转角度的差值是否超过预设偏转值。机器人正常转向过程中，其控制机器人进行转向的理论偏转角度应该与机器人实际的偏转角度是相同的，或者仅有很小的误差，如果两者的差值比较大，则表明机器人转向过程中出现了异常情况，需要进一步判断是什么问题。所述预设偏转值可以根据具体的产品设计需求进行配置。当理论偏转角度与实际偏转角度的差值没有超过预设偏转值时，表明机器人没有出现异常情况。如果理论偏转角度与实际偏转角度的差值超过预设偏转值，则机器人基于陀螺仪的检测数据确定机器人的仰角角度或者翻角角度，再判断机器人的仰角和翻角变化状态。所述仰角是指机器人的机身前后俯仰的角度。所述翻角是指机器人的机身左右翻转的角度。当所述仰角角度与设定仰角的差值在预设仰角范围内，或者所述翻角角度与设定翻角的差值在预设翻角范围内，则确定机器人在沿边磨坎行走，否则确定机器人不是在沿边磨坎行走。所述设定仰角和设定翻角可以根据坎的高度和机器人的结构进行推算得到，预设仰角值和预设翻角值则根据设定仰角和设定翻角的一定比例进行配置。

本实施例所述机器人沿边磨坎行走的检测方法，通过机器人在沿边行走模式时，分析机器人的偏转情况，结合机器人的仰角或者翻角的变化，可以准确地得出机器人沿边过程中是否在磨坎行走，由于机器人偏转情况以及仰角、翻角的变化，可以通过机器人的编码器和陀螺仪这些现有的系统结构检测得出，不需要为此改变机器人的系统结构，成本大大降低。

作为其中一种实施方式，所述机器人处于沿边行走模式，具体包括如下步骤：首先，机器人基于系统内置的控制程序，控制机器人进行沿边行走。然后，机器人根据沿边传感器的检测数据，确定机身与所沿的边之间的距离；机器人根据编码器的检测数据，确定驱动轮的转动速度；机器人根据陀螺仪的检测数据，确定机身的偏转角速度。接着，机器人根据所确定的距离、转动速度和偏转角速度进行分析判断，当机器人判断机身与所沿的边之间的距离变化保持在预设距离内，并且两个驱动轮的转动速度之间的差值小于预设速度，以及机身的偏转角速度小于预设角速度，则确定机器人正在平行沿边行走。所述预设距离是指机器人在行走过程中，由于机身抖动或者传感器误差等原因造成机器人行走路线出现微小的距离偏差，如果偏差在预设距离范围内，表明机器人沿边过程正常，否则表明机器人沿边过程出现异常。该预设距离是可以根据产品设计需求进行相应配置的，一般情况下，机器人沿边时，机身侧边与所沿的边之间的距离为1厘米至2厘米之间，预设距离一般设置为该距离的50%，即机器人的机身与所沿的边之间的距离变化要小于0.5厘米至1厘米之间的任意一值，否则可认为机器人不是平行沿边行走。所述预设速度也是可以根据具体的产品设计需求进行配置，正常情况下，机器人以平行方式沿边行走时，两个驱动轮的速度是相同的，或者相差很小，如果两个驱动轮的速度相差超过20%，则可以认为机器人不是平行沿边行走。所述预设角速度也是可以根据具体的产品设计需求进行配置，一般机器人以平行方式沿边行走时，角度每秒不超过3度的变化，主要是由于沿边过程需要用当前离墙壁的距离做PID调整驱动轮的速度变化，距离肯定会抖动的，所以会有左右小摆动的情况，如果陀螺仪检测到的每秒钟角度变化很大，大于3度，则可以认为机器人不是平行沿边行走。

本实施例所述方法，通过沿边传感器、编码器和陀螺仪等机器人已有传感器的检测数据，可以准确判断机器人是否正在沿边行走，为后续判断机器人沿边磨坎的行为提供准确的参考依据。

作为其中一种实施方式，所述机器人基于传感检测数据，判断机器人的理论偏转角度与实际偏转角度的差值是否超过预设偏转值，具体包括如下步骤：首先，机器人基于预设时间内编码器的检测数据，由编码器在预设时间内检测到的圈数，由圈数乘以驱动轮的周长计算得出机器人的驱动轮转动的距离，两个驱动轮的转动距离之差与两个驱动轮的间距的比值的反正切函数所得到的角度值，就是机器人的理论偏转角度。然后，机器人基于预设时间内陀螺仪的检测数据，将陀螺仪检测到的角速度进行时间积分获得的角度值，就是机器人的实际偏转角度。机器人将理论偏转角度减去实际偏转角度得到两者的差值，如果该差值小于或等于预设偏转值，则确定机器人的理论偏转角度与实际偏转角度的差值没有超过预设偏转值；如果该差值大于预设偏转值，则确定机器人的理论偏转角度与实际偏转角度的差值超过了预设偏转值。其中，所述预设偏转值为所述理论偏转角度的K1倍，所述K1为大于0，且小于1的数值，优选为0.5。

本实施例所述方法，通过采用机器人现有的编码器和陀螺仪进行数据采集和分析，以较低的成本准确地判断机器人的偏转情况，为后续判断机器人是否沿边磨坎行走提供有效的参考依据。

作为其中一种实施方式，所述设定仰角通过如下步骤获取：机器人获取系统内置的万向轮至两个驱动轮之间的直线的垂直距离为L1；机器人获取系统内置的预设坎高为H，H的数值一般为1厘米；机器人基于反正弦函数获得所述设定仰角为arcsin（H/L1）。本实施例所述方法，通过将L1和H的数值预先存入机器人系统中，使得机器人可以直接调用这些数据作为参考值，为后续判断机器人的前后俯仰状态提供有效的参考依据，进而提高机器人判断是否磨坎行走的准确性。

作为其中一种实施方式，所述设定翻角通过如下步骤获取：机器人获取系统内置的两个驱动轮的间距为L2；机器人获取系统内置的预设坎高为H，H的数值一般为1厘米；机器人基于反正弦函数获得所述设定仰角或者所述设定翻角为arcsin（H/L2）。本实施例所述方法，通过将L2和H的数值预先存入机器人系统中，使得机器人可以直接调用这些数据作为参考值，为后续判断机器人的左右翻转状态提供有效的参考依据，进而提高机器人判断是否磨坎行走的准确性。

作为其中一种实施方式，所述当所述仰角角度与设定仰角的差值在预设仰角范围内，或者所述翻角角度与设定翻角的差值在预设翻角范围内，则确定机器人在沿边磨坎行走，具体包括如下步骤：机器人将仰角角度减去设定仰角得到两者的差值，如果该差值小于或等于所述设定仰角的K2倍，则确定机器人在沿边磨坎行走，如果该差值大于所述设定仰角的K2倍，则确定机器人不是在沿边磨坎行走。或者，机器人将翻角角度减去设定翻角得到两者的差值，如果该差值小于或等于所述设定翻角的K2倍，则确定机器人在沿边磨坎行走，如果该差值大于所述设定翻角的K2倍，则确定机器人不是在沿边磨坎行走。其中，所述K2为大于0，且小于1的数值，优选为0.2。本实施例所述方法，通过将机器人实际行走过程中出现的俯仰或翻转状态与系统中预置的机器人在磨坎行走时的俯仰或翻转状态进行对比，可以快速、准确地得出机器人实际行走过程中是否在磨坎的结果。

作为其中一种实施方式，在确定机器人在沿边磨坎行走之前，还包括如下步骤：机器人判断是在沿边磨坎行走的次数是否达到N次，如果是，则确定机器人在沿边磨坎行走，否则确定机器人没有在沿边磨坎行走，所述N为大于或等于2，且小于或等于5的自然数，优选为3。本实施例所述方法，通过合理的重复检测和判断，可以进一步提高机器人是否沿边磨坎行走的准确性，大大降低了出现误判的情况。

作为另外一种实施例，一种机器人沿边磨坎行走的被卡检测方法，用于检测机器人在沿边行走过程中，进行磨坎行走并被卡住的情况，该检测方法包括以下步骤：首先，机器人基于以上各实施例所述的机器人沿边磨坎行走的检测方法，确定机器人在沿边磨坎行走；然后，机器人判断在预定时间内，是否检测到障碍物，如果是，表明机器人沿边过程中可以正常碰撞到所沿边缘对应的墙壁或物体，则确定机器人没有被卡，如果否，则基于陀螺仪的检测数据，进一步判断机器人的偏转角速度是否小于预设角速度；在偏转角速度小于预设角速度时，表明机器人无法进行转动，则确定机器人被卡。其中，所述预定时间可以根据具体的产品设计需求进行配置，一般设置为3秒至7秒中的任意一值，优选为5秒。所述预设角速度也可以根据具体的产品设计需求进行配置，一般设置为3度每秒。本实施例所述被卡检测方法，通过在机器人沿边磨坎行走的过程中，结合偏转角速度的大小变化情况，可以准确地判断机器人是否被卡，由于机器人的偏转角速度只需要陀螺仪就可以检测得到，不需要为此改变机器人的系统结构，检测和判断成本低。

作为其中一种实施方式，在偏转角速度小于预设角速度之后，且在确定机器人被卡之前，还包括如下步骤：机器人判断偏转角速度小于预设角速度的次数是否达到M次，如果是，则确定机器人被卡，否则确定机器人没有被卡，所述M为大于或等于2，且小于或等于6的自然数，优选为3。本实施例所述方法，通过对机器人的偏转角速度进行多次重复检测和对比，可以更准确地判断机器人是否被卡，避免误判的情况出现。

作为另外一种实施例，一种机器人沿边磨坎行走的被卡处理方法，用于控制沿边磨坎行走时被卡的机器人进行脱卡操作。所述方法包括以下步骤：步骤S1，机器人基于以上各实施例所述的机器人沿边磨坎行走的被卡检测方法，确定机器人被卡，然后进入步骤S2。步骤S2，机器人后退预定距离，然后进入步骤S3，其中，所述预定距离也可以根据具体产品设计需求进行配置，一般设置为三分之一的机身直径长度。步骤S3，机器人朝垂直所沿的边且向远离该边的方向偏转设定角度，使机器人偏离所沿的边，然后进入步骤S4。其中，所述设定角度也可以根据具体产品设计需求进行配置，一般设置为60度。步骤S4，机器人降低驱动轮转速，降低至原转速的一半，然后转向并朝所沿的边行走，使机器人形成一个较大的摆幅进行沿边磨坎行走，接着进入步骤S5。步骤S5，机器人基于以上各实施例所述的机器人沿边磨坎行走的被卡检测方法，确定机器人是否还被卡，如果是，则返回步骤S2，继续执行脱卡处理操作，如果否，则机器人继续执行沿边行走模式。

本实施例所述处理方法，在机器人沿边磨坎行走被卡之后，执行后退、转向和慢速转向沿边等处理方式，可以降低机器人的行走误差，避免机器人被卡之后继续采用原有沿边方式所带来的累积误差，保证了机器人定位和建图的准确性。

下面以机器人右边沿墙为例进行说明：

首先，机器人确保碰到了墙壁，机器人用机身的右边进行沿墙，在碰到墙壁后，机器人需要往左边方向转一个角度，然后利用机身右边的红外传感器或TOF传感器等测距传感器（即上述的沿边传感器）测量机身侧边与墙壁的距离，这个距离可以是一个模拟量，也可以是一个数字量，用离墙的距离做PID控制，控制两个驱动轮的走向，理论上是让机器人保持和墙壁固定的距离。当无法保持这个距离时，比如走着走着，突然要拐弯，或者遇到一些颜色非常暗淡的墙壁，比如黑色，机器人只能往墙壁方向撞过去，尝试去碰到墙壁，然后尽量重新去找一个离墙固定距离的状态行走。

机器人在没有找到平行墙壁固定距离行走的状态时，因为机器人始终要往墙壁方向靠，所以找不到平行状态时，机器人左右驱动轮的速度差值是比较大的，右轮小，左轮大。当往墙壁靠时，如果能测到墙壁的距离比固定距离小时，则PID算法会控制右驱动轮转速加大，让机器人远离墙壁，保持和墙壁的固定距离，当检测到距离超过固定距离时，则PID算法又会控制右驱动轮速度减小，让机器人靠近墙壁。如此反复快速调整，就能控制机器人沿墙时保持与墙壁的固定距离。

通过上面的控制过程，机器人在沿墙过程，有几个特征：第一，用传感器测距离，目标是保持和墙壁之间达到预定的距离；第二，如果机器人没有达到和墙壁平行的状态，则两个驱动轮的速度差值是比较大的，如果已经在平行状态，那么两个驱动轮的速度差值肯定不大的；第三，机器人在平行墙壁状态时，陀螺仪的每秒钟角度变化是很小的，在机器人非平行墙壁走的状态时，陀螺仪每秒钟变化比较大的。

当沿墙过程，如果是遇到一些不高不低的坎，机器容易被轻度的抬起，轮子抓力没有那么强，机器人容易磨着坎走，一般都很容打滑的，就是说，机器人实际移动距离少，但是驱动轮编码器计算出来的却不少，从而产生了定位和建图的误差。机器人磨着坎走的过程，其实就是一个找平行墙壁走的过程，这个时候两个驱动轮的速度差值比较大，可以通过两个轮子的速度VL和VR，计算一个理论的角度变化和实际陀螺仪的角度变化来进行对比，如果两者相差超过一定值，那么这个可以作为第一个条件。具体的，扫地机器人的两个驱动轮是对称的，另有一个万向轮设置在驱动轮前端，与两个驱动轮组成三角平面关系，使机器人能够在地面上平稳行走。机器人的驱动轮走动时的角度，可以近似圆弧来计算，弧长除以弧半径得到的是弧度， 所以理论上，驱动轮的变化角度(VL-VR)的绝对值乘以时间，得到距离信息，然后除以两个驱动轮之间的直线距离（即弧半径），就可以得到角度信息。由于陀螺仪本来就可以获取到角度信息，陀螺仪上得到的是实际的角度变化。假如两个驱动轮之间的直线距离为0.15m, 右轮速度为0.2m每秒， 左轮速度为0.1每秒，则理论上每10ms，角度变化是0.001/0.15 = 0.00667弧度，0.00667*180/3.14 = 0.38度。这个是理论变化值，在从陀螺仪每10ms计算一次角度变化。如果两者的变化相差50%，则满足第一个条件。一般地，需要连续采样2秒的数据。第二个条件判断陀螺仪的仰角、翻角来进行辅助判断，坎都会有些高度，比如1cm等等。假如机器半径是0.15m。仰角的值是机器人正前方或者后正方上下翻的角度，翻角的值是机器人左右上下翻的角度。这个角度，可以通过读取陀螺仪的仰角和翻角来和这个值比较，如果相差的误差不超过20%，则认为是这个高度范围，满足第二个条件。

当判断到上面的情况时，如果最后触发碰撞了，则需要连续检测多次时，次数是根据实际情况而定，至少大于等于2次，就认为是磨着坎走动。 如果超过一定时间，依然没有碰到墙壁，同时陀螺仪角速度很小，则说明机器人被卡在一个障碍物或者坎上，则这个时候为了避免更大的误差，机器人需要做出不一样的沿边策略，在正常的找平行墙壁过程，找不到平行墙壁状态时，会往左边摆一个角度，那么这个时候需要控制机器人退后距离远些，然后摆一个稍微大一点的角度，比如是摆一个60度的。摆得太大会往外太多，摆得太小，又不好快速远离。然后通过PID过程动态调整，让两个驱动轮的速度变化不要太剧烈，不要马上快速往右边靠，而是有一个缓慢的过程往右，这样可以避免机器人又马上冲上障碍物或者坎上，因为有时坎比较长，所以记录这个过程，如果接下来又马上遇到这样的情况，则检测到就马上再做同样的动作，而不需要再连续检测多次。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施方式方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器（processor）执行本发明各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上各实施例描述的逻辑或步骤，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。

最后应说明的是：以上各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应当理解：其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 (10)

1.一种机器人沿边磨坎行走的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

机器人处于沿边行走模式；

机器人基于传感检测数据，判断机器人的理论偏转角度与实际偏转角度的差值是否超过预设偏转值；

当理论偏转角度与实际偏转角度的差值超过预设偏转值时，机器人基于陀螺仪的检测数据确定机器人的仰角角度或者翻角角度；

当所述仰角角度与设定仰角的差值在预设仰角范围内，或者所述翻角角度与设定翻角的差值在预设翻角范围内，则确定机器人在沿边磨坎行走。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机器人处于沿边行走模式，具体包括如下步骤：

机器人基于系统内置的控制程序，控制机器人进行沿边行走；

机器人根据沿边传感器的检测数据，确定机身与所沿的边之间的距离；

机器人根据编码器的检测数据，确定驱动轮的转动速度；

机器人根据陀螺仪的检测数据，确定机身的偏转角速度；

当机器人判断机身与所沿的边之间的距离变化保持在预设距离内，并且两个驱动轮的转动速度之间的差值小于预设速度，以及机身的偏转角速度小于预设角速度，则确定机器人正在平行沿边行走。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述机器人基于传感检测数据，判断机器人的理论偏转角度与实际偏转角度的差值是否超过预设偏转值，具体包括如下步骤：

机器人基于预设时间内编码器的检测数据，确定机器人的理论偏转角度；

机器人基于预设时间内陀螺仪的检测数据，确定机器人的实际偏转角度；

机器人将断理论偏转角度减去实际偏转角度得到两者的差值，如果该差值小于或等于预设偏转值，则确定机器人的理论偏转角度与实际偏转角度的差值没有超过预设偏转值；如果该差值大于预设偏转值，则确定机器人的理论偏转角度与实际偏转角度的差值超过了预设偏转值；

其中，所述预设偏转值为所述理论偏转角度的K1倍，所述K1为大于0，且小于1的数值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定仰角通过如下步骤获取：

机器人获取系统内置的万向轮至两个驱动轮之间的直线的垂直距离为L1；

机器人获取系统内置的预设坎高为H；

机器人基于反正弦函数获得所述设定仰角为arcsin（H/L1）。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定翻角通过如下步骤获取：

机器人获取系统内置的两个驱动轮的间距为L2；

机器人获取系统内置的预设坎高为H；

机器人基于反正弦函数获得所述设定仰角或者所述设定翻角为arcsin（H/L2）。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述当所述仰角角度与设定仰角的差值在预设仰角范围内，或者所述翻角角度与设定翻角的差值在预设翻角范围内，则确定机器人在沿边磨坎行走，具体包括如下步骤：

机器人将仰角角度减去设定仰角得到两者的差值，如果该差值小于或等于所述设定仰角的K2倍，则确定机器人在沿边磨坎行走，如果该差值大于所述设定仰角的K2倍，则确定机器人不是在沿边磨坎行走；

或者，机器人将翻角角度减去设定翻角得到两者的差值，如果该差值小于或等于所述设定翻角的K2倍，则确定机器人在沿边磨坎行走，如果该差值大于所述设定翻角的K2倍，则确定机器人不是在沿边磨坎行走；

其中，所述K2为大于0，且小于1的数值。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定机器人在沿边磨坎行走之前，还包括如下步骤：

机器人判断是在沿边磨坎行走的次数是否达到N次，如果是，则确定机器人在沿边磨坎行走，否则确定机器人没有在沿边磨坎行走，所述N为大于或等于2，且小于或等于5的自然数。

8.一种机器人沿边磨坎行走的被卡检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

机器人基于权利要求1至7中任一项所述的机器人沿边磨坎行走的检测方法，确定机器人在沿边磨坎行走；

机器人判断在预定时间内，是否检测到障碍物，如果是，则确定机器人没有被卡，如果否，则基于陀螺仪的检测数据，判断机器人的偏转角速度是否小于预设角速度；在偏转角速度小于预设角速度时，确定机器人被卡。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在偏转角速度小于预设角速度之后，且在确定机器人被卡之前，还包括如下步骤：

机器人判断偏转角速度小于预设角速度的次数是否达到M次，如果是，则确定机器人被卡，否则确定机器人没有被卡，所述M为大于或等于2，且小于或等于6的自然数。

10.一种机器人沿边磨坎行走的被卡处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，机器人基于权利要求8或9所述的机器人沿边磨坎行走的被卡检测方法，确定机器人被卡；

步骤S2，机器人后退预定距离；

步骤S3，机器人朝垂直所沿的边且向远离该边的方向偏转设定角度；

步骤S4，机器人降低驱动轮转速，转向并朝所沿的边行走；

步骤S5，机器人基于权利要求7或8所述的机器人沿边磨坎行走的被卡检测方法，确定机器人是否还被卡，如果是，则返回步骤S2，如果否，则机器人继续执行沿边行走模式。

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