CN113633222B - 一种适用于扫地机的越障算法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于扫地机的越障算法，具体涉及机器人技术领域，其技术方案是：包括陀螺仪俯仰角和陀螺仪翻滚角，算法整体流程为：S1：若检测到碰撞后判断继续清扫还是进入越障状态；S2：获取陀螺仪翻滚角和陀螺仪俯仰角，根据陀螺仪翻滚角和陀螺仪俯仰角判断是否大于2度，若是，处于被障碍物悬挂状态，开始越障过程，转到S3，若否，持续执行S1；S3：执行初始越障策略，开始旋转轮子进行越障，利用一边轮子不动，本发明有益效果是：通过陀螺仪的翻滚角和俯仰角来判定机器是否进入越障状态，然后用算法控制机器根据当前状态进行各种越障动作从而让机器摆脱悬挂在障碍物上的状态并成功越过具有一定高度的障碍。

Description

一种适用于扫地机的越障算法
技术领域
本发明涉及机器人领域，具体涉及一种适用于扫地机的越障算法。
背景技术
扫地机器人，又称自动打扫机、智能吸尘、机器人吸尘器等，是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作，一般采用刷扫和真空方式，将地面杂物先吸纳进入自身的垃圾收纳盒，从而完成地面清理的功能，一般来说，将完成清扫、吸尘、擦地工作的机器人，也统一归为扫地机器人，扫地机器的机身为无线机器，以圆盘型为主，使用充电电池运作，操作方式以遥控器、或是机器上的操作面板，一般能设定时间预约打扫，自行充电，前方有设置感应器，可侦测障碍物，并依每间不同厂商设定，而走不同的路线，有规划清扫地区因为其简单操作的功能及便利性，现今已慢慢普及，成为上班族或是现代家庭的常用家电用品。
现有技术存在以下不足：当前具备扫地机器人在工作过程中遇到的一个难题就是在遇到具备一定高度的障碍时，往往会出现冲上去然后悬挂在障碍物上的情况，而出现这种情况后很多机器人难以通过目前的策略来成功解除悬挂状态，具体来说在遇到这种具备一定高度的障碍时扫地机有几下几种情况：
1、当前方碰触到障碍后立即转向后退，不去试探是否能够从侧面越过障碍；
2、尝试越过障碍的过程中，机器悬挂于障碍物上无法前进，需要等待使用者抱起解除悬挂状态。
因此，发明一种适用于扫地机的越障算法很有必要。
发明内容
为此，本发明提供一种适用于扫地机的越障算法，通过陀螺仪的翻滚角和俯仰角来判定机器是否进入越障状态，然后用算法控制机器根据当前状态进行各种越障动作从而让机器摆脱悬挂在障碍物上的状态并成功越过具有一定高度的障碍，以解决扫地机器人当前方碰触到障碍后立即转向后退，不去试探是否能够从侧面越过障碍，尝试越过障碍的过程中，机器悬挂于障碍物上无法前进，需要等待使用者抱起解除悬挂状态的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种适用于扫地机的越障算法，包括陀螺仪俯仰角和陀螺仪翻滚角，
算法整体流程为：
S1：若检测到碰撞后判断继续清扫还是进入越障状态；
S2：获取陀螺仪翻滚角和陀螺仪俯仰角，根据陀螺仪翻滚角和陀螺仪俯仰角判断是否大于2度，若是，处于被障碍物悬挂状态，开始越障过程，转到S3，若否，持续执行S1；
S3：执行初始越障策略，开始旋转轮子进行越障，利用一边轮子不动，另一边前进的策略将一只轮子先越过障碍，转到S4；
S4：根据陀螺仪翻滚角判断当前机器是否处于左边机身比右边机身高的状态，若是，转到S5，若否，转到S6；
S5：采取向左前方旋转的方式使得偏低的右边机身下方轮子越过障碍，转到S7；
S6：采取向右前方旋转的方式使得偏低的左边机身下方轮子越过障碍，转到S7；
S7：判断陀螺仪翻滚角2是否为零，若是，表示机身水平已完成越障流程，结束越障流程，若否，转到S2。
优选的，所述S1中，检测到碰撞后旋转30度，前进，判断陀螺仪翻滚角是否为0度，若是，进入越障流程，若否，判断陀螺仪俯仰角是否为0度，若是，开始进入越障流程，若否继续检测是否碰撞。
优选的，所述S3中，首先左边轮子静止，右边轮子向后退1秒，然后右轮向前加速前进2秒，然后右边轮子静止，左边轮子向后退1秒，最后左轮向前加速前进2秒，结束初始越障动作。
优选的，所述S5中，获取陀螺仪翻滚角，判断陀螺仪翻滚角是否大于2度，若是，左边轮子后退，右边轮子前进2秒，再次判断陀螺仪翻滚角是否大于2度，若是，持续1秒左边轮子前进，右边轮子后退，然后持续1秒右边轮子前进，左边轮子静止，若否，判断陀螺仪翻滚角是否等于0度，若是，结束动作，若否，执行右旋越障动作。
优选的，所述S6中，获取陀螺仪翻滚角，判断陀螺仪翻滚角是否小于2度，若是，右边轮子后退，左边轮子前进2秒，再次判断陀螺仪翻滚角是否小于2度，若是，持续1秒右边轮子前进，左边轮子后退，然后持续1秒左边轮子前进，右边轮子静止，若否，判断陀螺仪翻滚角是否等于0度，若是，结束动作，若否，执行左旋越障动作。
本发明的有益效果是：
1、在前方触碰到障碍后会从侧面尝试越过障碍；
2、越过障碍的过程中能成功检测到是否产生悬挂问题；
3、产生悬挂问题后能够通过一系列的越障动作来解除自身的悬挂状态；
4、通过陀螺仪的翻滚角和俯仰角来判定机器是否进入越障状态，然后用算法控制机器根据当前状态进行各种越障动作从而让机器摆脱悬挂在障碍物上的状态并成功越过具有一定高度的障碍。
附图说明
图1为本发明提供的一种适用于扫地机的越障算法整体流程图；
图2为本发明提供的一种适用于扫地机的越障算法中碰撞障碍后探测是否需要越障流程图；
图3为本发明提供的一种适用于扫地机的越障算法中初始越障动作始算法流程图；
图4为本发明提供的一种适用于扫地机的越障算法中左旋越障的流程图；
图5为本发明提供的一种适用于扫地机的越障算法中右旋越障的流程图。
图中：陀螺仪俯仰角1、陀螺仪翻滚角2。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
参照附图1-图5，本发明提供的一种适用于扫地机的越障算法，包括陀螺仪俯仰角1和陀螺仪翻滚角2；
进一步地，首先检测到碰撞后旋转30度，前进，判断陀螺仪翻滚角2是否为0度，若是，进入越障流程，若否，判断陀螺仪俯仰角1是否为0度，若是，开始进入越障流程，若否继续检测是否碰撞；
进一步地，执行初始越障策略中，首先左边轮子静止，右边轮子向后退1秒，然后右轮向前加速前进2秒，然后右边轮子静止，左边轮子向后退1秒，最后左轮向前加速前进2秒，结束初始越障动作；
进一步地，左旋越障动作中，获取陀螺仪翻滚角2，判断陀螺仪翻滚角2是否大于2度，若是，左边轮子后退，右边轮子前进2秒，再次判断陀螺仪翻滚角2是否大于2度，若是，持续1秒左边轮子前进，右边轮子后退，然后持续1秒右边轮子前进，左边轮子静止，若否，判断陀螺仪翻滚角2是否等于0度，若是，结束动作，若否，执行右旋越障动作；
进一步地，右旋越障动作中，获取陀螺仪翻滚角2，判断陀螺仪翻滚角2是否小于2度，若是，右边轮子后退，左边轮子前进2秒，再次判断陀螺仪翻滚角2是否小于2度，若是，持续1秒右边轮子前进，左边轮子后退，然后持续1秒左边轮子前进，右边轮子静止，若否，判断陀螺仪翻滚角2是否等于0度，若是，结束动作，若否，执行左旋越障动作。
本发明的使用过程如下：
步骤一：首先检测到碰撞后旋转30度，前进，判断陀螺仪翻滚角2是否为0度，若是，进入越障流程，若否，判断陀螺仪俯仰角1是否为0度，若是，开始进入越障流程，若否继续检测是否碰撞，若检测到碰撞后判断继续清扫还是进入越障状态；步骤二：获取陀螺仪翻滚角2和陀螺仪俯仰角1，根据陀螺仪翻滚角2和陀螺仪俯仰角1判断是否大于2度，若是，处于被障碍物悬挂状态，开始越障过程，转到步骤三，若否，持续执行步骤一；步骤三：执行初始越障策略，首先左边轮子静止，右边轮子向后退1秒，然后右轮向前加速前进2秒，然后右边轮子静止，左边轮子向后退1秒，最后左轮向前加速前进2秒，结束初始越障动作，旋转轮子进行越障，利用一边轮子不动，另一边前进的策略将一只轮子先越过障碍，转到步骤四；步骤四：根据陀螺仪翻滚角2判断当前机器是否处于左边机身比右边机身高的状态，若是，转到步骤五，若否，转到步骤六；步骤五：执行左旋越障动作中，获取陀螺仪翻滚角2，判断陀螺仪翻滚角2是否大于2度，若是，左边轮子后退，右边轮子前进2秒，再次判断陀螺仪翻滚角2是否大于2度，若是，持续1秒左边轮子前进，右边轮子后退，然后持续1秒右边轮子前进，左边轮子静止，继续判断陀螺仪翻滚角2是否大于2度，若是，右端轮子不动，左边轮子后退，重新执行左旋越障动作，若否，判断陀螺仪翻滚角2是否等于0度，若是，结束动作，若否，执行右旋越障动作，左旋越障动作中，采取向左前方旋转的方式使得偏低的右边机身下方轮子越过障碍，转到步骤七；步骤六：执行右旋越障动作中，获取陀螺仪翻滚角2，判断陀螺仪翻滚角2是否小于2度，若是，右边轮子后退，左边轮子前进2秒，再次判断陀螺仪翻滚角2是否小于2度，若是，持续1秒右边轮子前进，左边轮子后退，然后持续1秒左边轮子前进，右边轮子静止，继续判断陀螺仪翻滚角2是否小于2度，若是，左端轮子不动，右边轮子后退，重新执行右旋越障动作，若否，判断陀螺仪翻滚角2是否等于0度，若是，结束动作，若否，执行左旋越障动作，右旋越障动作中，采取向右前方旋转的方式使得偏低的左边机身下方轮子越过障碍，转到步骤七；步骤七：判断陀螺仪翻滚角2是否为零，若是，表示机身水平已完成越障流程，结束越障流程，若否，转到S2；该算法在清扫完毕后的沿墙阶段启动，根据沿墙方向判断该方向信号是否持续，以此判定沿墙是否开始，在沿墙过程中计算坐标是否返回到沿墙开始点，以此来判断沿墙是否结束，沿墙结束后判断该沿墙目标为障碍还是房屋墙壁，并指导后续应切换沿墙目标还是结束清扫回到原点。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案对本发明加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。

Claims (3)

1.一种适用于扫地机的越障算法，包括陀螺仪俯仰角（1）和陀螺仪翻滚角（2），其特征在于，算法整体流程为：
S1：若检测到碰撞后判断继续清扫还是进入越障状态；
S2：获取陀螺仪翻滚角（2）和陀螺仪俯仰角（1），根据陀螺仪翻滚角（2）和陀螺仪俯仰角（1）判断是否大于2度，若是，处于被障碍物悬挂状态，开始越障过程，转到S3，若否，持续执行S1；
S3：执行初始越障策略，开始旋转轮子进行越障，利用一边轮子不动，另一边前进的策略将一只轮子先越过障碍，转到S4；
S4：根据陀螺仪翻滚角（2）判断当前机器是否处于左边机身比右边机身高的状态，若是，转到S5，若否，转到S6；
S5：采取向左前方旋转的方式使得偏低的右边机身下方轮子越过障碍，转到S7；
S6：采取向右前方旋转的方式使得偏低的左边机身下方轮子越过障碍，转到S7；
S7：判断陀螺仪翻滚角（2）是否为零，若是，表示机身水平已完成越障流程，结束越障流程，若否，转到S2；
所述S5中，获取陀螺仪翻滚角（2），判断陀螺仪翻滚角（2）是否大于2度，若是，左边轮子后退，右边轮子前进2秒，再次判断陀螺仪翻滚角（2）是否大于2度，若是，持续1秒左边轮子前进，右边轮子后退，然后持续1秒右边轮子前进，左边轮子静止，若否，判断陀螺仪翻滚角（2）是否等于0度，若是，结束动作，若否，执行右旋越障动作，右旋越障动作采取向右前方旋转的方式使得偏低的左边机身下方轮子越过障碍；所述S6中，获取陀螺仪翻滚角（2），判断陀螺仪翻滚角（2）是否小于2度，若是，右边轮子后退，左边轮子前进2秒，再次判断陀螺仪翻滚角（2）是否小于2度，若是，持续1秒右边轮子前进，左边轮子后退，然后持续1秒左边轮子前进，右边轮子静止，若否，判断陀螺仪翻滚角（2）是否等于0度，若是，结束动作，若否，执行左旋越障动作，左旋越障动作采取向左前方旋转的方式使得偏低的右边机身下方轮子越过障碍。
2.根据权利要求1所述的一种适用于扫地机的越障算法，其特征在于：所述S1中，检测到碰撞后旋转30度，前进，判断陀螺仪翻滚角（2）是否为0度，若是，进入越障流程，若否，判断陀螺仪俯仰角（1）是否为0度，若是，开始进入越障流程，若否继续检测是否碰撞。
3.根据权利要求1所述的一种适用于扫地机的越障算法，其特征在于：所述S3中，首先左边轮子静止，右边轮子向后退1秒，然后右轮向前加速前进2秒，然后右边轮子静止，左边轮子向后退1秒，最后左轮向前加速前进2秒，结束初始越障动作。
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