CN112596527B - 基于斜坡结构的机器人卡住检测方法、芯片及清洁机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开基于斜坡结构的机器人卡住检测方法、芯片及清洁机器人，该机器人卡住检测方法结合移动机器人的跌落传感器探测到的驱动轮的悬空状态和移动机器人的悬崖传感器探测到的机体前侧的抬升情况，检测移动机器人在斜坡结构上下坡的卡住状态类型；移动机器人的左右两侧各安装一个驱动轮；移动机器人的底部边缘与每个驱动轮之间的轮组安装槽位安装一个跌落传感器，用于探测移动机器人的对应一侧的驱动轮是否悬空；移动机器人的底部前侧安装悬崖传感器，用于探测移动机器人的机体前侧部分是否被抬升。本发明完成移动机器人上坡卡住检测或下坡卡住检测，从而使用低成本的传感器件完成移动机器人上下坡卡住类型的准确判断。

Description

基于斜坡结构的机器人卡住检测方法、芯片及清洁机器人

技术领域

本发明涉及机器人的传感器检测技术领域，特别是一种基于斜坡结构的机器人卡住检测方法、芯片及清洁机器人。

背景技术

随着智能扫地机器人的普及，人们对机器人的要求也日益提高，而复杂的家具环境常常使机器陷入困境，其中，斜坡以及有类似斜坡结构的家具物体很容易使清扫机器人卡住，现有技术中使用红外信号检测斜坡类型的地面时，还没有具体检测到机器人是上坡卡住还是下坡卡住，而且，单使用红外信号检测机器人在相关的地面类型的运动状况时容易受到地面材质的影响，还容易受到室内光照强度的干扰，进而造成误判。

发明内容

为了检测移动机器人在斜坡或类似斜坡的家具支脚处被卡住情况，本发明公开以下具体的技术方案：

一种基于斜坡结构的机器人卡住检测方法，该机器人卡住检测方法包括：结合移动机器人的跌落传感器探测到的驱动轮的悬空状态和移动机器人的悬崖传感器探测到的机体前侧的抬升情况，检测移动机器人在斜坡结构上下坡的卡住状态类型；其中，移动机器人的左右两侧各安装一个驱动轮；移动机器人的底部边缘与每个驱动轮之间的轮组安装槽位安装一个跌落传感器，跌落传感器与控制器电性连接，用于探测移动机器人的对应一侧的驱动轮是否悬空；移动机器人的底部前侧安装悬崖传感器，悬崖传感器与控制器电性连接，用于探测移动机器人的机体前侧部分是否被抬升；移动机器人的内部安装一个控制器，这个控制器分别与驱动轮、跌落传感器、悬崖传感器存在电性连接。

与现有技术相比，本技术方案通过使用跌落传感器和悬崖传感器分别探测移动机器人的机体不同部位的抬升情况，完成移动机器人上坡卡住检测或下坡卡住检测，从而使用低成本的传感器件完成移动机器人上下坡卡住类型的准确判断。

进一步地，还包括：当控制器利用跌落传感器探测到移动机器人的左右两侧的驱动轮都处于悬空状态时，先控制移动机器人沿着当前行进方向的反方向行走直至跌落传感器探测到移动机器人的其中一侧的驱动轮没有处于悬空状态。本技术方案通过后退的方式来调整移动机器人的驱动轮的卡住状态，使得结合跌落传感器和悬崖传感器的探测结果检测机体在斜坡结构上的卡住类型。

进一步地，所述结合移动机器人的跌落传感器探测到的驱动轮的悬空状态和移动机器人的悬崖传感器探测到的机体前侧的抬升情况，检测移动机器人在斜坡结构上下坡的卡住状态类型的方法包括：在控制器利用跌落传感器探测到移动机器人的一侧的驱动轮处于悬空状态、且探测到移动机器人的另一侧的驱动轮没有处于悬空状态的情况下，控制没有处于悬空状态的驱动轮继续沿着预先规划路径行走，当控制器利用悬崖传感器探测到移动机器人的机体前侧部分被抬升时，则确定移动机器人被斜管结构卡住或在爬升斜坡过程中被卡住；其中，所述斜坡结构包括斜坡和用于支撑家具底部的斜管结构。

该技术方案在移动机器人的一侧的驱动轮处于悬空状态、另一侧的驱动轮保持着地前进的情况下，通过检测悬崖传感器是否因移动机器人的机体被抬升而触发，来判断移动机器人在上坡过程中或翻越斜管过程中被卡住，确定出机器人在斜坡结构上的一种卡住类型。

进一步地，所述结合移动机器人的跌落传感器探测到的驱动轮的悬空状态和移动机器人的悬崖传感器探测到的机体前侧的抬升情况，检测移动机器人在斜坡结构上下坡的卡住状态类型的方法还包括：在控制器利用跌落传感器探测到移动机器人的一侧的驱动轮处于悬空状态、且探测到移动机器人的另一侧的驱动轮没有处于悬空状态的情况下，控制没有处于悬空状态的驱动轮继续沿着预先规划路径行走，若控制器利用跌落传感器探测到原来处于悬空状态的驱动轮变为没有处于悬空状态、且控制器利用所述悬崖传感器探测到移动机器人的机体前侧部分保持没有被抬升，则确定移动机器人在下坡过程中被卡住。

在该技术方案中，若机器人的未离地的驱动轮前进直至另一侧悬空的驱动轮着地时仍未触发机体前侧的悬崖传感器，则可判断机器人在下坡过程中卡住，从而确定出机器人在斜坡结构上的一种卡住类型。

进一步地，当用于匹配探测移动机器人的一侧的驱动轮的跌落传感器探测到这一侧的驱动轮不被行进平面抵顶时，确定移动机器人被所述斜坡结构卡住，且这一侧的驱动轮离开行进平面。该技术方案通过所述斜坡结构对驱动轮的物理接触方式来实施对跌落传感器的触发作用。

进一步地，当所述悬崖传感器当前接收到的反射信号经过均值滤波后的信号强度小于或等于预设强度阈值时，确定移动机器人的机体前侧部分被抬升以使得移动机器人的机体前侧部分与行进平面的高度差大于预设高度，同时，若控制器利用跌落传感器探测到其中一侧的驱动轮处于悬空状态、或者其中一侧的驱动轮由悬空状态变为没有处于悬空状态，则确定移动机器人处于上坡过程。

该技术方案在机器人一侧悬空的驱动轮落地之前以及落地的时刻，可以根据所述悬崖传感器的反射信号强度来确定机器人是否处于上坡阶段。

进一步地，当用于匹配探测移动机器人的一侧的驱动轮的跌落传感器探测到这一侧的驱动轮被行进平面抵顶时，确定移动机器人没有被所述斜坡结构卡住，并控制这个驱动轮继续沿着所述预先规划路径行走。该技术方案用于维持没有悬空卡住的驱动轮在斜坡结构表面继续前进，有利于检测卡住状态。

进一步地，当所述悬崖传感器当前接收到的反射信号经过均值滤波后的信号强度大于预设强度阈值时，确定移动机器人的机体前侧部分没有被抬升以使得移动机器人的机体前侧部分与行进平面的高度差小于或等于预设高度，同时，若跌落传感器探测到其中一侧的驱动轮由悬空状态变为没有处于悬空状态，则确定移动机器人处于下坡过程。该技术方案结合机器人一侧悬空的驱动轮落地变化情况、以及所述悬崖传感器的反射信号强度来确定机器人是否处于下坡阶段。

进一步地，所述跌落传感器是一种限位开关，用于在外部物理抵顶驱动轮时触发限位开关不输出悬空信号，不存在外部物理抵顶驱动轮时触发限位开关输出悬空信号；其中，外部物理抵顶来源于斜坡与所述驱动轮之间的物理抵触作用、或者用于支撑家具底部的斜管结构与用于支撑家具底部的斜管结构之间的物理抵触作用。

进一步地，所述悬崖传感器发射的探测信号是红外信号，使得所述悬崖传感器存在红外信号源和红外信号接收器。用于根据反射信号强度信息来判断行进平面的深度，进而判断出行进平面是平坦地面、斜面还是悬崖面。

进一步地，还包括：当控制器利用跌落传感器探测到移动机器人的左右两侧的驱动轮都没有处于悬空状态时，若所述悬崖传感器当前接收到的反射信号经过均值滤波后的信号强度小于或等于预设强度阈值时，确定移动机器人被斜管结构卡住或在爬升斜坡过程中被卡住，也确定出移动机器人的前方的行进平面是悬崖面。

一种芯片，该芯片用于存储所述一种机器人在斜坡结构上的卡住检测方法对应的程序代码。

一种清洁机器人，该清洁机器人包括所述的芯片，用于执行所述一种机器人在斜坡结构上的卡住检测方法；其中，移动机器人的左右两侧各安装一个驱动轮；移动机器人的底部边缘与每个驱动轮之间的轮组安装槽位安装一个跌落传感器，用于探测移动机器人的对应一侧的驱动轮是否悬空；移动机器人的底部前侧安装悬崖传感器，用于探测移动机器人的机体前侧部分是否被抬升。

附图说明

图1 是本发明的又一实施例中的移动机器人在斜坡上行走的示意图。

图2是本发明的一实施例公开的一种基于斜坡结构的机器人卡住检测方法的流程图。

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。

本发明实施例提供一种可能的清洁、导航应用场景，这个应用场景中包括有安装有双驱动轮的移动机器人，例如扫地机器人、拖地机器人、吸尘器、除草机等等。

在本实施例中，以家用式清洁机器人为例（比如扫地机器人）进行说明，清洁机器人的机体内部安装一个控制器，清洁机器人的左右两侧各安装一个驱动轮，移动机器人的底部前侧安装悬崖传感器，这个控制器分别与驱动轮、跌落传感器、悬崖传感器存在电性连接。清洁机器人的行进平面可能存在台阶、斜坡等不平坦平面，如图1的斜坡所示。此时清洁机器人可以通过自身的前侧底部安装的悬崖传感器对前方路面进行探测，并给出精确反馈以免跌入悬崖，进而基于反馈信号给出的行进平面与机体底部的相对深度，去探测清洁机器人的机体前侧部分是否被抬升；清洁机器人的底部边缘与每个驱动轮之间的轮组安装槽位安装一个跌落传感器，这个跌落传感器与对应的驱动轮同步升降，当清洁机器人因爬坡或被斜管抬升而倾斜呈一倾角时，驱动轮没有受到外部地面（当前的行进平面）的抵触，从而触发跌落传感器产生感应信号，传送给清洁机器人内部的控制器，作出清洁机器人的对应一侧的驱动轮悬空的判断。

如图1所示，清洁机器人可通过相对于由机体界定的三个相互垂直轴的实时变化的各种组合在地面上行进，这三个垂直轴包括：前后轴X、横向轴Y及中心垂直轴Z，沿着前后轴X的行进方向标示为“前向”或“前侧”，清洁机器人在前后轴X的行进方向上的机体是清洁机器人前侧，且沿着前后轴X 的向后驱动方向标示为“后向”或“后侧”。横向轴Y的方向实质上是沿着由左右两侧驱动轮的中心点连线延伸的方向。清洁机器人的机体可以绕Y轴转动。当清洁机器人爬坡时，清洁机器人的前向部分向上倾斜，清洁机器人的后向部分向下倾斜，视为机体“上仰”，如图1的虚线圆形（表示清洁机器人）与斜坡的相对位置所示。此时机体的前侧部分可能被斜坡或类似斜坡的家具支脚结构抬升甚至出现驱动轮离地悬空的现象；当清洁机器人下坡时，清洁机器人的机体后向部分向上倾斜、且清洁机器人的机体前向部分向下倾斜，视为机体“下俯”，此时机体的前侧部分可能被斜坡或类似斜坡的家具支脚结构抬升甚至驱动轮离地悬空的现象；另外，清洁机器人可以绕Z轴转动。在清洁机器人朝着前向方向行走时，当清洁机器人向X轴的右侧转动为“右转”，清洁机器人向X轴的左侧转动为“左转”。

在本实施例中，移动机器人，包括清洁机器人，清洁机器人包含机器主体、感知系统、控制系统、驱动系统、清洁系统、能源系统，清洁机器人的主体包括前向部分和后向部分，具有近似圆形形状(前后都为圆形)，也可具有其他形状，包括但不限于前方后圆的近似D形形状或前方后方的矩形或正方形形状。

感知系统包括位于清洁机器人的主机上的导航定位装置、设置于清洁机器人的主机的前向部分上的碰撞传感器、近距离传感器，设置于清洁机器人主体下部的悬崖传感器，以及设置于清洁机器人主体内部的控制器、磁力计、加速度计、陀螺仪(Gyro)、以及安装在驱动轮内部的里程计 (ODO，全称odograph)、安装在左右驱动轮与机体的底盘连接的槽位内的跌落传感器等传感装置，用于向控制器提供机器的各种位置信息和运动状态信息。导航定位装置包括但不限于摄像头、激光测距装置(LDS，全称Laser Direct Structuring)。

清洁机器人的机体的前向部分可承载缓冲器，在清洁过程中驱动轮推进机体在地面行走时，缓冲器经由设置在其上的传感器系统，例如红外传感器，检测清洁机器人的行驶路径中的一或多个事件，例如桌脚、椅脚、墙壁，而所述控制器控制驱动轮使清洁机器人来对所述事件做出响应，例如远离墙壁、跨越部分倾脚。

所述控制器设置在清洁机器人的机体内的电路主板上，包括与非暂时性存储器，例如硬盘、快闪存储器、随机存取存储器，通信的计算处理器，例如中央处理单元、应用处理器，应用处理器根据激光测距装置反馈的障碍物信息执行定位算法，例如即时定位与地图构建 (SLAM ，全称Simultaneous Localization And Mapping) ，绘制机器人所在环境中的即时地图并标记障碍物位置。并且结合缓冲器上所设置传感器、悬崖传感器、跌落传感器（一种限位开关触发装置）、磁力计、加速度计、陀螺仪、里程计等传感装置反馈的距离信息、速度信息综合判断清洁机器人当前处于何种工作状态、位于何位置，以及清洁机器人当前位姿等，如过门槛，上地毯，位于台阶悬崖处，上方或者下方被卡住，尘盒满，被抬起等等，还会针对不同情况给出具体的下一步动作策略，使得清洁机器人的工作更加符合主人的要求，有更好的用户体验。

所述控制器可基于具有距离和角度信息(例如x 、y及z分量)的驱动命令而操纵清洁机器人跨越不同类型的地面行进。所述控制器包含驱动轮模块，驱动轮模块可以同时控制左驱动轮和右驱动轮，为了更为精确地控制清洁机器人的运动，优选地，驱动轮模块包括左驱动轮模块和右驱动轮模块，左、右驱动轮模块沿着由机体界定的横向轴（图1的Y轴）对称设置。为了清洁机器人能够在地面上更为稳定地运动或者更强的运动能力，清洁机器人可以包括一个或者多个从动轮，从动轮包括但不限于用于改变转向的万向轮。驱动轮模块包括驱动轮、驱动马达以及控制驱动马达的控制电路，驱动轮模块还可以连接测量驱动电流的电路、里程计和跌落传感器，使得机体被抬起时就触发跌落传感器。驱动轮模块可以可拆卸地连接到机体上，方便拆装和维修。驱动轮具有一弹簧部件，以可移动的方式紧固到机体上，例如以可旋转方式附接到清洁机器人的底盘，且接收向下抵顶力，弹簧部件允许驱动轮以一定的着地力维持与地面的抵顶作用及可由其弹力得到缓冲，所述跌落传感器作为一种限位开关，可以在弹簧部件抵顶作用下按压限位开关，使得所述跌落传感器具备触发的物理接触条件，同时清洁机器人的清洁元件也以一定的压力接触地面。

为了检测移动机器人在斜坡或类似斜坡的家具支脚处被卡住情况，本发明实施例公开一种基于斜坡结构的机器人卡住检测方法，该卡住检测方法的基本构思为：结合移动机器人的跌落传感器探测到的驱动轮的悬空状态和移动机器人的悬崖传感器探测到的机体前侧的抬升情况，检测移动机器人在斜坡结构上下坡的卡住状态类型；其中，移动机器人的传感器的装配结构特征按照前述实施例布置，具体是移动机器人的左右两侧各安装一个驱动轮；移动机器人的底部边缘与每个驱动轮之间的轮组安装槽位安装一个跌落传感器，用于探测移动机器人的对应一侧的驱动轮是否悬空；移动机器人的底部前侧安装悬崖传感器，用于探测移动机器人的机体前侧部分是否被抬升。与现有技术相比，本实施例通过使用跌落传感器和悬崖传感器分别探测移动机器人的机体不同方位部位的抬升卡住情况，完成移动机器人上坡卡住检测或下坡卡住检测，从而使用低成本的传感器件完成移动机器人在行进平面上下坡卡住类型的准确判断。

作为一种实施例，公开一种基于斜坡结构的机器人卡住检测方法，具体如图2所示，包括：

步骤S101、控制移动机器人开始沿着预先规划路径行走，然后进入步骤S102。其中，移动机器人应用为前述实施例的清洁机器人时，沿着预设规划路径进行正常的清扫作业；移动机器人内部的控制器实时监测获取所述驱动轮的跌落传感器和机体底部前侧的悬崖传感器数据。

步骤S102、判断跌落传感器是否探测到移动机器人的一侧的驱动轮处于悬空状态、另一侧的驱动轮没有处于悬空状态，是则进入步骤S103，否则进入步骤S104。在该步骤中，控制器监控移动机器人的左右两侧的跌落传感器是否被触发。当存在一侧的驱动轮离地失去抵顶作用力而处于悬空状态时，这一侧的驱动轮的轮组安装槽位处的跌落传感器被触发，告知所述控制器这一侧的驱动轮处于悬空状态；当存在一侧的驱动轮离地存在抵顶作用力而没有处于悬空状态时，这一侧的驱动轮的轮组安装槽位处的跌落传感器没有被触发，告知所述控制器这一侧的驱动轮没有处于悬空状态。

需要说明的是，当用于匹配探测移动机器人的一侧的驱动轮的跌落传感器探测到这一侧的驱动轮不被行进平面抵顶时，确定移动机器人的这一侧的驱动轮离开行进平面被所述斜坡结构卡住。本实施例通过所述斜坡结构对驱动轮的物理接触方式来实施对跌落传感器的触发作用。

需要说明的是，当用于匹配探测移动机器人的一侧的驱动轮的跌落传感器探测到这一侧的驱动轮被行进平面抵顶时，确定移动机器人没有被所述斜坡结构卡住，并控制这个驱动轮在同一行进平面或不同类型的地面（由斜面过渡到平坦地面、或由平坦地面过渡到斜面）继续沿着所述预先规划路径行走。用于维持没有悬空卡住的驱动轮在斜坡结构表面继续前进，有利于检测卡住状态。

步骤S103、控制没有处于悬空状态的驱动轮（未离地的驱动轮）继续沿着步骤S101所述的预先规划路径行走、或者控制未离地的驱动轮沿着当前前进方向继续行走，然后进入步骤S105。

优选地，步骤S104、判断跌落传感器是否探测到移动机器人的两侧驱动轮都处于悬空状态，是则进入步骤S106，否则进入步骤S105。

步骤S106、控制移动机器人沿着当前行进方向的反方向行走，此时移动机器人进入后退模式，使驱动轮模块的轮组反转，带动移动机器人后退；并返回执行步骤S102保持在移动机器人沿着当前行进方向的反方向行走过程中判断跌落传感器是否探测到移动机器人的一侧的驱动轮处于悬空状态、另一侧的驱动轮没有处于悬空状态。从而控制移动机器人沿着当前行进方向的反方向行走直至跌落传感器探测到移动机器人的其中一侧的驱动轮没有处于悬空状态。本实施例通过后退的方式来调整移动机器人的驱动轮的卡住状态，使得结合跌落传感器和悬崖传感器的探测结果检测机体在斜坡结构上的卡住类型，包括上坡卡住还是下坡卡住。

步骤S105、判断悬崖传感器是否探测到移动机器人的机体前侧部分被抬升，是则进入步骤S107，否则进入步骤S108。可以在该步骤中控制器通过悬崖传感器反馈的光强信息，来获知悬崖传感器是否探测到移动机器人的机体前半侧被抬升。悬崖传感器反馈的光强度越大，则机体的前侧部分离地越高，反之机体的前侧部分离地越矮，也能满足对移动机器人的前方的台阶的悬崖面的探测要求。

步骤S107、控制器确定悬崖传感器探测到移动机器人的机体前侧部分被抬升，确定移动机器人被斜管结构卡住或在爬升斜坡过程中被卡住；其中，所述斜坡结构包括斜坡（移动机器人的行进平面是斜面）和用于支撑家具底部的斜管结构，比如一些类似斜管的椅脚。本实施例在移动机器人的一侧的驱动轮处于悬空状态、另一侧的驱动轮保持着地前进的情况下，通过检测悬崖传感器是否因移动机器人的机体被抬升而触发，来判断移动机器人在上坡过程中或翻越斜管过程中被卡住，确定出机器人在斜坡结构上的一种卡住类型。实施结合移动机器人的跌落传感器探测到的驱动轮的悬空状态和移动机器人的悬崖传感器探测到的机体前侧的抬升情况，检测移动机器人是否被斜坡结构卡住。

在前述实施例的基础上，当所述悬崖传感器当前接收到的反射信号经过均值滤波后的信号强度小于或等于预设强度阈值时，确定移动机器人的机体前侧部分被抬升以使得移动机器人的机体前侧部分抬升与其行进平面的高度差大于预设高度，即触发所述悬崖传感器探测到机体抬升，同时，若控制器利用跌落传感器探测到其中一侧的驱动轮处于悬空状态、或者其中一侧的驱动轮由悬空状态变为没有处于悬空状态（两侧的驱动轮都没有处于悬空状态），则确定移动机器人处于上坡过程。本实施例在机器人一侧悬空的驱动轮落地之前以及落地的时刻，可以根据所述悬崖传感器的反射信号强度来确定机器人是否处于上坡阶段。

步骤S108、判断跌落传感器是否探测到原来（所述步骤S103中）处于悬空状态的驱动轮变为没有处于悬空状态，是则进入步骤S109，否则进入步骤S110。在步骤S108用于在悬崖传感器未被机体抬升触发的前提下，判断是否存在离地的驱动轮随着未离地的驱动轮的前进而变为着地，在本实施例中适用于移动机器人下坡行走过程中的卡住检测。

步骤S109、确定移动机器人在下坡过程中被卡住。基于悬崖传感器探测的信号强度，所述控制器确定出悬崖传感器探测到移动机器人的机体前侧部分没有被抬升，同时机器人的未离地的驱动轮前进直至另一侧悬空的驱动轮着地时仍未触发机体前侧的悬崖传感器，则确定移动机器人在下坡过程中被卡住，从而确定出机器人在斜坡结构上的一种卡住类型。因此，实施出：结合移动机器人的跌落传感器探测到的驱动轮的悬空状态和移动机器人的悬崖传感器探测到的机体前侧的抬升情况，检测移动机器人是否被斜坡结构卡住。

步骤S110、确定移动机器人处于下坡过程。具体地，当所述悬崖传感器当前接收到的反射信号经过均值滤波后的信号强度大于预设强度阈值时，确定移动机器人的机体前侧部分没有被抬升以使得移动机器人的机体前侧部分与行进平面的高度差小于或等于预设高度，同时，由于机体倾斜的原因，所以跌落传感器探测到存在一侧的驱动轮由原来的悬空状态转变为没有处于悬空状态，则确定出移动机器人处于下坡过程。因此，本实施例结合机器人一侧悬空的驱动轮的落地变化情况、以及所述悬崖传感器的反射信号强度来确定机器人是否处于下坡阶段。

优选地，所述跌落传感器是一种限位开关，用于在外部物理抵顶驱动轮时触发（可以是在驱动轮所具有的弹簧部件的作用下按压这个限位开关）限位开关不输出悬空信号，不存在外部物理抵顶驱动轮时触发限位开关输出悬空信号（可以是在驱动轮所具有的弹簧部件的弹性作用下不接触这个限位开关）；其中，外部物理抵顶来源于斜坡与所述驱动轮之间的物理抵触作用、或者用于支撑家具底部的斜管结构与用于支撑家具底部的斜管结构之间的物理抵触作用。

优选地，所述悬崖传感器发射的探测信号是红外信号，使得所述悬崖传感器存在红外信号源和红外信号接收器，用于根据反射信号强度信息来判断行进平面的深度，进而判断出行进平面是平坦地面、斜面还是悬崖面。作为一种举例，本发明实施例提供的悬崖传感器采用的是红外对管的方案进行说明，基本工作过程如下，红外信号源安装在机体底部的前侧边缘附近，将红外信号以一定的角度照射到行进平面，红外信号接收器根据行进平面反射回来的红外光的能量大小，经过滤波处理后计算距离地面的高度，以便判断是否触发悬崖传感器。

作为一种实施例，在利用跌落传感器探测到移动机器人的左右两侧的驱动轮都没有处于悬空状态时，若所述悬崖传感器当前接收到的反射信号经过均值滤波后的信号强度小于或等于预设强度阈值时，确定移动机器人被斜管结构卡住或在爬升斜坡过程中被卡住，也确定出移动机器人的前方的行进平面是台阶面、悬崖面。

本发明实施例还公开一种芯片，该芯片用于存储前述实施例的一种机器人在斜坡结构上的卡住检测方法对应的程序代码。

本发明实施例还公开一种清洁机器人，该清洁机器人包括所述的芯片，用于执行前述实施例的一种机器人在斜坡结构上的卡住检测方法；其中，移动机器人的左右两侧各安装一个驱动轮；移动机器人的底部边缘与每个驱动轮之间的轮组安装槽位安装一个跌落传感器，用于探测移动机器人的对应一侧的驱动轮是否悬空；移动机器人的底部前侧安装悬崖传感器，用于探测移动机器人的机体前侧部分是否被抬升。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (12)

1.一种基于斜坡结构的机器人卡住检测方法，其特征在于，该机器人卡住检测方法包括：

结合移动机器人的跌落传感器探测到的驱动轮的悬空状态和移动机器人的悬崖传感器探测到的机体前侧的抬升情况，检测移动机器人在斜坡结构上下坡的卡住状态类型；

所述结合移动机器人的跌落传感器探测到的驱动轮的悬空状态和移动机器人的悬崖传感器探测到的机体前侧的抬升情况，检测移动机器人在斜坡结构上下坡的卡住状态类型的方法包括：

在控制器利用跌落传感器探测到移动机器人的一侧的驱动轮处于悬空状态、且探测到移动机器人的另一侧的驱动轮没有处于悬空状态的情况下，控制没有处于悬空状态的驱动轮继续沿着预先规划路径行走，当控制器利用悬崖传感器探测到移动机器人的机体前侧部分被抬升时，则确定移动机器人被斜管结构卡住或在爬升斜坡过程中被卡住；

其中，所述斜坡结构包括斜坡和用于支撑家具底部的斜管结构；

其中，移动机器人的左右两侧各安装一个驱动轮；移动机器人的底部边缘与每个驱动轮之间的轮组安装槽位安装一个跌落传感器，跌落传感器与控制器电性连接，用于探测移动机器人的对应一侧的驱动轮是否悬空；移动机器人的底部前侧安装悬崖传感器，悬崖传感器与控制器电性连接，用于探测移动机器人的机体前侧部分是否被抬升；移动机器人的内部安装一个控制器，这个控制器分别与驱动轮、跌落传感器、悬崖传感器存在电性连接。

2.根据权利要求1所述机器人卡住检测方法，其特征在于，还包括：

当控制器利用跌落传感器探测到移动机器人的左右两侧的驱动轮都处于悬空状态时，先控制移动机器人沿着当前行进方向的反方向行走直至跌落传感器探测到移动机器人的其中一侧的驱动轮没有处于悬空状态。

3.根据权利要求1所述机器人卡住检测方法，其特征在于，所述结合移动机器人的跌落传感器探测到的驱动轮的悬空状态和移动机器人的悬崖传感器探测到的机体前侧的抬升情况，检测移动机器人在斜坡结构上下坡的卡住状态类型的方法还包括：

在控制器利用跌落传感器探测到移动机器人的一侧的驱动轮处于悬空状态、且探测到移动机器人的另一侧的驱动轮没有处于悬空状态的情况下，控制没有处于悬空状态的驱动轮继续沿着预先规划路径行走，若控制器利用跌落传感器探测到原来处于悬空状态的驱动轮变为没有处于悬空状态、且控制器利用所述悬崖传感器探测到移动机器人的机体前侧部分保持没有被抬升，则确定移动机器人在下坡过程中被卡住。

4.根据权利要求1所述机器人卡住检测方法，其特征在于，当用于匹配探测移动机器人的一侧的驱动轮的跌落传感器探测到这一侧的驱动轮不被行进平面抵顶时，确定移动机器人被所述斜坡结构卡住，且这一侧的驱动轮离开行进平面。

5.根据权利要求4所述机器人卡住检测方法，其特征在于，当所述悬崖传感器当前接收到的反射信号经过均值滤波后的信号强度小于或等于预设强度阈值时，确定移动机器人的机体前侧部分被抬升以使得移动机器人的机体前侧部分与行进平面的高度差大于预设高度，同时，若控制器利用跌落传感器探测到其中一侧的驱动轮处于悬空状态、或者其中一侧的驱动轮由悬空状态变为没有处于悬空状态，则确定移动机器人处于上坡过程。

6.根据权利要求5所述机器人卡住检测方法，其特征在于，当用于匹配探测移动机器人的一侧的驱动轮的跌落传感器探测到这一侧的驱动轮被行进平面抵顶时，确定移动机器人没有被所述斜坡结构卡住，并控制这个驱动轮继续沿着所述预先规划路径行走。

7.根据权利要求6所述机器人卡住检测方法，其特征在于，当所述悬崖传感器当前接收到的反射信号经过均值滤波后的信号强度大于预设强度阈值时，确定移动机器人的机体前侧部分没有被抬升以使得移动机器人的机体前侧部分与行进平面的高度差小于或等于预设高度，同时，若跌落传感器探测到其中一侧的驱动轮由悬空状态变为没有处于悬空状态，则确定移动机器人处于下坡过程。

8.根据权利要求7所述机器人卡住检测方法，其特征在于，所述跌落传感器是一种限位开关，用于在外部物理抵顶驱动轮时触发限位开关不输出悬空信号，不存在外部物理抵顶驱动轮时触发限位开关输出悬空信号；

其中，外部物理抵顶来源于斜坡与所述驱动轮之间的物理抵触作用、或者用于支撑家具底部的斜管结构与用于支撑家具底部的斜管结构之间的物理抵触作用。

9.根据权利要求8所述机器人卡住检测方法，其特征在于，所述悬崖传感器发射的探测信号是红外信号，使得所述悬崖传感器存在红外信号源和红外信号接收器。

10.根据权利要求9所述机器人卡住检测方法，其特征在于，还包括：

当控制器利用跌落传感器探测到移动机器人的左右两侧的驱动轮都没有处于悬空状态时，若所述悬崖传感器当前接收到的反射信号经过均值滤波后的信号强度小于或等于预设强度阈值时，确定移动机器人被斜管结构卡住或在爬升斜坡过程中被卡住，也确定出移动机器人的前方的行进平面是悬崖面。

11.一种芯片，其特征在于，该芯片用于存储权利要求1至10任一项所述一种基于斜坡结构的机器人卡住检测方法对应的程序代码。

12.一种清洁机器人，其特征在于，该清洁机器人包括权利要求11所述的芯片，用于执行权利要求1至10任一项所述一种基于斜坡结构的机器人卡住检测方法；

其中，清洁机器人的左右两侧各安装一个驱动轮；清洁机器人的底部边缘与每个驱动轮之间的轮组安装槽位安装一个跌落传感器，用于探测清洁机器人的对应一侧的驱动轮是否悬空；清洁机器人的底部前侧安装悬崖传感器，用于探测清洁机器人的机体前侧部分是否被抬升。