CN117506857B - 一种移动机器人及安全运动控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种移动机器人及安全运动控制方法,涉及机器人技术领域,移动机器人包括机器人本体、移动机构、升降机构、检测机构及控制机构;视觉识别设备实时检测图像信息,温度传感器实时检测温度信息,上激光测量仪实时检测机器人本体与目标物体之间的水平距离信息,加速度传感器实时检测加速度信息,速度传感器实时速度信息,下测量器组实时检测机器人本体底部与地面之间的垂直距离信息,传感器组实时检测机器人本体四周的底部障碍物信息,控制机构调节升降机构的升降状态及移动机构的移动状态。本发明可实现重心的灵活调节,保证移动机器人的平衡,提高移动机器人的监测范围。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域,尤其涉及一种移动机器人及安全运动控制方法。
背景技术
随着科技的发展,移动机器人已在工业场所广泛应用,其中,为了保证运动过程中的安全性,需要对机器人进行安全控制,避免机器人在移动的过程中摔倒。
现有技术中,移动机器人一般设计得比较低矮,这样会使机器人的重心位置较低,从而保证机器人在越障过程不会因为重心不稳而翻车,但是也会使机器人的传感器模组的高度位置比较低,导致传感器模组监测视野范围较小,而无法满足正常使用;或者,有的设计通过给移动机器人安装惯性导航系统来解决重心不稳的问题,惯性导航系统可以实时监测机器人的运动状态,并提供准确的数据用于控制系统,这有助于机器人更好地调整自己的姿态,使机器人在越障过程中保持稳定,但是它的安装费用较高,费用在数万元到数十万元之间,经济适用性低,不合适大规模使用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于,提供一种移动机器人及安全运动控制方法,可实现重心的灵活调节,保证移动机器人的平衡。
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种移动机器人,包括机器人本体、移动机构、升降机构、检测机构及控制机构,所述移动机构设于所述机器人本体的底部,所述升降机构设于所述机器人本体顶部,所述控制机构设于所述机器人本体内;所述移动机构包括滚轮组、电机组及底部电动缸组,所述电机组用于驱动所述底部电动缸组,所述底部电动缸组用于调节所述机器人本体底部与滚轮组之间的距离;所述检测机构包括顶部传感模组、速度传感器、下测量器组及传感器组,所述顶部传感模组设于所述升降机构的顶部并随所述升降机构同步升降,所述速度传感器设于所述机器人本体上,所述下测量器组设于所述机器人本体的底部,所述传感器组设于所述机器人本体的侧壁;所述顶部传感模组包括视觉识别设备、温度传感器、上激光测量仪及加速度传感器,所述视觉识别设备实时检测目标物体的图像信息,所述温度传感器实时检测目标物体的温度信息,所述上激光测量仪实时检测所述机器人本体与目标物体之间的水平距离信息,所述加速度传感器实时检测目标物体的加速度信息,所述速度传感器实时检测所述机器人本体的速度信息,所述下测量器组实时检测所述机器人本体底部与地面之间的垂直距离信息,所述传感器组实时检测所述机器人本体四周的底部障碍物信息,所述控制机构根据所述图像信息、温度信息、水平距离信息、加速度信息、速度信息、垂直距离信息及底部障碍物信息调节所述升降机构的升降状态及移动机构的移动状态。
作为上述方案的改进,所述检测机构还包括设于所述电机组上的扭矩传感器及转速传感器;所述扭矩传感器实时检测所述电机组的扭矩信息,所述转速传感器实时检测所述电机组的转速信息,所述控制机构根据所述扭矩信息及转速信息调节所述移动机构的移动状态。
相应地,本发明还提供了一种基于移动机器人的安全运动控制方法,包括:所述控制机构获取所述图像信息、温度信息及水平距离信息;根据所述图像信息判断所述目标物体是否为人形物体,若所述目标物体为人形物体且所述温度信息处于第一预设温度范围内,则判断所述目标物体为人类,否则,判断所述目标物体为非人类;若所述非人类与机器人本体之间的最小水平距离小于或等于第一预设距离,则增大所述非人类与机器人本体之间的最小目标距离,并重新规划移动路径;若所述人类与机器人本体之间的最小水平距离小于或等于第一预设距离,则进入避障模式,在所述避障模式中,若所述人类的数量大于第一预设数量,则控制所述移动机构减速移动至人类数量较少的位置后停止移动,若所述人类的数量小于或等于第一预设数量,则增大所述人类与机器人本体之间的最小目标距离,若所述人类与机器人本体之间的最小水平距离小于或等于所述最小目标距离,则控制所述移动机构停止移动。
作为上述方案的改进,所述下测量器组包括四个设于所述机器人本体底面四个端部的下测量器,所述安全运动控制方法还包括:所述控制机构获取各下测量器的垂直距离信息;当各垂直距离信息之间的高度差大于预设阈值范围,则控制所述升降机构下降并控制所述移动机构反向移动以离开当前位置,标记当前位置为禁地并重新规划移动路径;当各垂直距离信息之间的高度差处于预设阈值范围内,则控制所述升降机构下降,并控制底部电动缸组以调节所述机器人本体底部与地面之间的距离。
作为上述方案的改进,所述安全运动控制方法还包括:根据所述图像信息判断所述目标物体是否为坡形物体;若所述目标物体为坡形物体,则根据所述图像信息识别坡高信息及水平坡长信息,并根据所述坡高信息及水平坡长信息计算坡度信息;当所述坡形物体与机器人本体之间的水平距离为第二预设距离时,控制所述升降机构下降,以进入越坡模式,在所述越坡模式中,当所述坡度信息大于预设坡度阈值时,则控制所述移动机构停止移动,标记所述坡形物体的位置为禁地并重新规划移动路径;当所述坡度信息小于或等于所述预设坡度阈值且所述水平坡长信息小于或等于预设长度阈值时,控制所述移动机构进入单边越坡模式,并控制底部电动缸组以调节所述机器人本体底部与地面之间的距离;当所述坡度信息小于或等于所述预设坡度阈值且所述水平坡长信息大于预设长度阈值时,控制所述移动机构进入双边越坡模式,并控制底部电动缸组以调节所述机器人本体底部与地面之间的距离。
作为上述方案的改进,所述检测机构还包括设于所述电机组上的扭矩传感器及转速传感器,所述扭矩传感器实时检测所述电机组的扭矩信息,所述转速传感器实时检测所述电机组的转速信息,所述安全运动控制方法还包括:所述控制机构获取所述扭矩信息及转速信息;根据所述转速信息及预设的额定功率计算功率阈值;当机器人在穿过狭窄过道时,当所述扭矩信息大于所述功率阈值时,控制所述移动机构反向移动。
作为上述方案的改进,所述安全运动控制方法还包括:根据所述图像信息判断所述目标物体是否为悬空障碍物;若所述目标物体为悬空障碍物,则根据所述图像信息识别所述悬空障碍物的悬空高度;当所述悬空高度小于预设高度范围时,则重新规划移动路径;当所述悬空高度处于预设高度范围内时,则控制升降机构下降。
作为上述方案的改进,所述安全运动控制方法还包括:根据所述图像信息判断所述目标物体是否为人脸信息及手势信息;当所述目标物体为人脸信息及手势信息时,根据所述手势信息调节所述升降机构的升降状态及移动机构的移动状态。
作为上述方案的改进,所述安全运动控制方法还包括:所述控制机构获取所述加速度信息;根据所述加速度信息判断目标物体的移动路线;根据所述移动路线重新规划移动路径。
作为上述方案的改进,所述安全运动控制方法还包括:所述控制机构获取所述速度信息;当所述速度信息大于预设速度阈值时,则控制升降机构下降,并降低移动机构的移动速度。
实施本发明,具有如下有益效果:
本发明通过设置检测机构实现全方位、多角度的信息检测,并根据检测到的信息控制升降机构及移动机构工作,从而实现重心的灵活调节,保证移动机器人的平衡,提高移动机器人的监测范围。
附图说明
图1是本发明移动机器人的实施例立体图;
图2是本发明移动机器人的实施例仰视图;
图3是本发明移动机器人的实施例主视图;
图4是本发明基于移动机器人的安全运动控制方法的第一实施例流程图;
图5是本发明基于移动机器人的安全运动控制方法的第二实施例流程图;
图6是本发明基于移动机器人的安全运动控制方法的第三实施例流程图;
图7是本发明基于移动机器人的安全运动控制方法的第四实施例流程图;
图8是本发明基于移动机器人的安全运动控制方法的第五实施例流程图;
图9是本发明基于移动机器人的安全运动控制方法的第六实施例流程图;
图10是本发明基于移动机器人的安全运动控制方法的第七实施例流程图;
图11是本发明基于移动机器人的安全运动控制方法的第八实施例流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、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。仅此声明,本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词,仅以本发明的附图为基准,其并不是对本发明的具体限定。
参见图1~3,图1~3显示了本发明移动机器人的具体结构,其包括机器人本体1、移动机构2、升降机构3、检测机构及控制机构,移动机构2设于机器人本体1的底部,升降机构3设于机器人本体1顶部,控制机构设于机器人本体1内;
移动机构2包括滚轮组21、电机组22及底部电动缸组23,电机组22用于驱动底部电动缸组23,底部电动缸组23用于调节机器人本体1底部与滚轮组21之间的距离(即机器人本体1底部与地面之间的距离);本实施例中,设有4个滚轮、4个电机及4个底部电动缸,所述滚轮、电机及底部电动缸一一对应;
检测机构包括三组顶部传感模组44、速度传感器41、下测量器组42及传感器组43,所述三组顶部传感模组44每隔120°安装,以实现360°全方位检测;具体地,顶部传感模组44设于升降机构3的顶部并随升降机构3同步升降,因此通过升降机构3可灵活调节顶部传感模组44的水平高度;其中,每组顶部传感模组44均包括视觉识别设备、温度传感器、上激光测量仪及加速度传感器;
视觉识别设备实时检测目标物体的图像信息;
温度传感器实时检测目标物体的温度信息;
上激光测量仪实时检测机器人本体1与目标物体之间的水平距离信息;
加速度传感器实时检测目标物体的加速度信息;
速度传感器41设于机器人本体1上,实时检测机器人本体1的速度信息;
下测量器组42设于机器人本体1的底部,实时检测机器人本体1底部与地面之间的垂直距离信息;其中,下测量器组42包括四个设于机器人本体1底面四个端部的下测量器,下测量器与滚轮一一对应,下测量器设于对应滚轮旁边;优选地,下测量器为激光测量仪;
传感器组43设于机器人本体1的侧壁,实时检测机器人本体1四周的底部障碍物信息;传感器组43包括设于前侧壁的前侧传感器、3个设于左侧壁的左侧传感器、3个设于右侧壁的右侧传感器及2个设于后侧壁的后侧传感器,其中,3个左侧传感器将机器人本体1左侧均匀划分为三个检测区域,3个右侧传感器将机器人本体1右侧均匀划分为三个检测区域,2个后侧传感器将机器人本体1前侧均匀划分为两个检测区域;
控制机构根据图像信息、温度信息、水平距离信息、加速度信息、速度信息、垂直距离信息及底部障碍物信息调节升降机构3的升降状态及移动机构2的移动状态。
需要说明的是,升降机构3通过伺服电动缸进行升降,伺服电动缸升起来时,可以提高顶部传感模组44的检测视野范围,伺服电动缸降下来时,可以使移动机器人避开上方障碍物和降低移动机器人的重心,避免移动机器人翻车。
同时,每一顶部传感模组44中的视觉识别设备及上激光测量仪的视野检测范围是120°,这样可使移动机器人可以不用旋转也能360°检测周围障碍物。
另外,本发明同时设置视觉识别设备及前侧传感器;当移动机器人靠近障碍物时,此时因为顶部传感模组44对障碍物的识别有一定的视野盲区,则需要前侧传感器对近处的障碍物进行识别分析,从而保证避障的准确性。
进一步,检测机构还包括设于电机组22上的扭矩传感器及转速传感器;其中,扭矩传感器实时检测电机组22的扭矩信息,转速传感器实时检测电机组22的转速信息,控制机构根据扭矩信息及转速信息调节移动机构2的移动状态。
参见图4,图4显示了本发明基于移动机器人的安全运动控制方法的第一实施例流程图,其包括:
S101,控制机构获取图像信息、温度信息及水平距离信息;
S102,根据图像信息判断目标物体是否为人形物体,若目标物体为人形物体且温度信息处于第一预设温度范围内,则判断目标物体为人类,否则,判断目标物体为非人类;
视觉识别设备识别前方障碍物为人形且温度传感器测量到障碍物温度为32°~42°时,则判断障碍物为人类,否则为非人类障碍物。
S103,若非人类与机器人本体之间的最小水平距离小于或等于第一预设距离,则增大非人类与机器人本体之间的最小目标距离,并重新规划移动路径;
优选地,第一预设距离为5米,但不以此为限制,可根据实际情况进行调整。
例如,当视觉识别设备判断前方障碍物为非人类障碍物时,并且各障碍物与移动机器人之间的最小水平距离小于/等于5米,则为非人类障碍物添加膨胀半径R3,则移动机器人与非人类障碍物保持最小目标距离R=R1+R3,然后,在此基础上规划避障路线。需要说明的是,膨胀半径R3是移动机器人对自身可移动区域的一种扩展策略,它主要用于描述移动机器人在执行任务时,为了确保安全和顺利通过障碍物,所需预留的额外空间。其中,R1为移动机器人本身的最大的半径,R3=10厘米。
S104,若人类与机器人本体之间的最小水平距离小于或等于第一预设距离,则进入避障模式,在避障模式中:
(1)若人类的数量大于第一预设数量,则控制移动机构减速移动至人类数量较少的位置后停止移动;
(2)若人类的数量小于或等于第一预设数量,则增大人类与机器人本体之间的最小目标距离,若人类与机器人本体之间的最小水平距离小于或等于最小目标距离,则控制移动机构停止移动。
例如,当人类数量小于/等于3个且人类与移动机器人之间的最小水平距离小于/等于5米时,则为每个人类障碍物添加膨胀半径R2,则移动机器人与人类保持最小目标距离R=R1+R2;然后,移动机器人在移动过程中与每个人类障碍物保持距离的长度大于R米,如果机器人在移动过程中满足不了这个要求,则机器人停止向前移动,当人类走后,满足每个人类距离机器人大于R米的要求时,机器人都会再继续移动,从而进行重新规划路线和避障;当人类数量大于3个且测量人类与机器人之间的最小水平距离小于/等于5米时,移动机器人应该减速且往人数较少的一旁靠近然后停止移动,避免干扰人类的行走,当人类走后,人类距离移动机器人大于5米,移动机器人再继续移动;当移动机器人与人类之间的最小水平距离大于5米时,不需要进入避障模式。其中,R2等于当前识别出的人类的最大肩膀宽度。
参见图5,图5显示了本发明基于移动机器人的安全运动控制方法的第二实施例流程图,其包括:
S201,控制机构获取各下测量器的垂直距离信息;
S202,当各垂直距离信息之间的高度差大于预设阈值范围,则控制升降机构下降并控制移动机构反向移动以离开当前位置,标记当前位置为禁地并重新规划移动路径;
S203,当各垂直距离信息之间的高度差处于预设阈值范围内,则控制升降机构下降,并控制底部电动缸组以调节机器人本体底部与地面之间的距离。
例如,机器人本体底面四个端部的分别设有下测量器A1,下测量器A2,下测量器A3及下测量器A4;其中,下测量器A1与下测量器A2所测量出的垂直距离之间的高度差为H1,下测量器A2与下测量器A3所测量出的垂直距离之间的高度差为H2,下测量器A3与下测量器A4所测量出的垂直距离之间的高度差为H3,下测量器A4与下测量器A1所测量出的垂直距离之间的高度差为H4;
当任一高度差超过预设阈值范围时,表示移动机器人处于极度不平衡状态,升降机构下降,以降低移动机器人的重心,防止移动机器人侧翻,并且移动机器人停止向前运动,往相反的方向运动撤回,离开这个不平坦地方后,标记该地为禁地,重新规划避障路线再向前运动;
当任一高度差处于预设阈值范围时,移动机器人处于中度不平衡状态,则升降机构下降,以降低移动机器人的重心,防止移动机器人侧翻;高度差较小的一边,则需要升起底部电动缸,进行高度补偿,使移动机器人重新达到平衡状态。
当任一高度差小于预设阈值范围时,移动机器人处于微度不平衡状态,升降机构及底部电动缸组不需要变动。
参见图6,图6显示了本发明基于移动机器人的安全运动控制方法的第三实施例流程图,其包括:
S301,根据图像信息判断目标物体是否为坡形物体;
S302,若目标物体为坡形物体,则根据图像信息识别坡高信息及水平坡长信息,并根据坡高信息及水平坡长信息计算坡度信息;
需要说明的是,坡度信息=坡高信息/水平坡长信息。
S303,当坡形物体与机器人本体之间的水平距离为第二预设距离时,控制升降机构下降,以进入越坡模式,在越坡模式中:
(1)当坡度信息大于预设坡度阈值时,则控制移动机构停止移动,标记坡形物体的位置为禁地并重新规划移动路径;
(2)当坡度信息小于或等于预设坡度阈值且水平坡长信息小于或等于预设长度阈值时,控制移动机构进入单边越坡模式,并控制底部电动缸组以调节机器人本体底部与地面之间的距离;
(3)当坡度信息小于或等于预设坡度阈值且水平坡长信息大于预设长度阈值时,控制移动机构进入双边越坡模式,并控制底部电动缸组以调节机器人本体底部与地面之间的距离。
本实施例中,第二预设距离为50厘米,但不以此为限制,可根据实际情况进行设置。
例如,当移动机器人距离小坡为50厘米时,即将进入越坡模式,升降机构下降,以降低重心,防止侧翻。
当坡度大于预设坡度阈值时,不满足越坡条件,移动机器人停止向前运动,标记该地为禁地,重新规划避障路线再向前运动;
当坡度小于/等于预设坡度阈值时,则满足越坡条件时:当坡的水平坡长小于预设长度阈值时,移动机器人实行单边越坡模式,同时需要调整高度值较小的电动缸的高度位置,进行高度补偿(如滚轮B1处于小坡上时,底部电动缸C2、底部电动缸C3和底部电动缸C4需要升起来,使机器人平衡);当坡的水平坡长大于预设长度阈值时,移动机器人实行双边越坡模式,同时需要调整高度值较小的电动缸的高度位置,进行高度补偿。其中,预设长度阈值=左右两个轮子的距离+10厘米。
参见图7,图7显示了本发明基于移动机器人的安全运动控制方法的第四实施例流程图,其包括:
S401,控制机构获取扭矩信息及转速信息;
S402,根据转速信息及预设的额定功率计算功率阈值;
功率阈值=9550*额定功率*0.8/转速信息,其中,扭矩单位为N*M ,功率单位为KW,转速单位为r/min。
S403,当机器人在穿过狭窄过道时,当扭矩信息大于功率阈值时,控制移动机构反向移动。
当机器人在穿过狭窄过道时,当扭矩大于功率阈值时,移动机器人不会继续前进,往相反的方向撤退,防止卡死。
参见图8,图8显示了本发明基于移动机器人的安全运动控制方法的第五实施例流程图,其包括:
S501,根据图像信息判断目标物体是否为悬空障碍物;
S502,若目标物体为悬空障碍物,则根据图像信息识别悬空障碍物的悬空高度;
S503,当悬空高度小于预设高度范围时,则重新规划移动路径;
S504,当悬空高度处于预设高度范围内时,则控制升降机构下降。
需要说明的是,视觉识别设备识别前方路线上方有障碍物时,检测障碍物距离地面的悬空高度,当悬空高度小于预设高度范围时,表示移动机器人不能通过,则需要重新规划障碍路线;当悬空高度处于预设高度范围时,需要控制升降机构下降,以保证机器人顺利通过;当悬空高度大于预设高度范围时,升降机构不需要变动,机器人直接通过。
参见图9,图9显示了本发明基于移动机器人的安全运动控制方法的第六实施例流程图,其包括:
S601,根据图像信息判断目标物体是否为人脸信息及手势信息;
S602,当目标物体为人脸信息及手势信息时,根据手势信息调节升降机构的升降状态及移动机构的移动状态。
例如,当检测到管理人的人脸且管理人做出ok的手势时:则进入隔空手势操作模式:食指向上,升降机构上升;食指向下,升降机构下降;食指向左,移动机器人左移;食指向右,移动机器人右移;掌心面对移动机器人,移动机器人后退;手背面对移动机器人,移动机器人前进。
参见图10,图10显示了本发明基于移动机器人的安全运动控制方法的第七实施例流程图,其包括:
S701,控制机构获取加速度信息;
S702,根据加速度信息判断目标物体的移动路线;
S703,根据移动路线重新规划移动路径。
通过加速度传感器可检测行人加速度的方向和大小,从而使移动机器人预测行人移动路线,使移动机器人优化避障路线。
参见图11,图11显示了本发明基于移动机器人的安全运动控制方法的第八实施例流程图,其包括:
S801,控制机构获取速度信息;
S802,当速度信息大于预设速度阈值时,则控制升降机构下降,并降低移动机构的移动速度。
当速度超过预设速度阈值时,移动机器人处于超速状态,控制升降机构下降,使移动机器人的重心下降,防止侧翻,且需要逐步降低移动机器人速度,使速度小于预设速度阈值。
进一步,温度传感器识别前方物体的温度值超过预设温度阈值时,移动机器人发出翁鸣报警声,并远程通知管理人。
更佳地,传感器组的激光发射端发射出光线,当障碍物与移动机器人发生碰撞时,激光接收端接收不到光线,从而产生碰撞信号传给移动机器人。
因此,本发明通过设置检测机构实现全方位、多角度的信息检测,并根据检测到的信息控制升降机构及移动机构工作,从而实现重心的灵活调节,保证移动机器人的平衡,提高移动机器人的监测范围。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种移动机器人,其特征在于,包括机器人本体、移动机构、升降机构、检测机构及控制机构,所述移动机构设于所述机器人本体的底部,所述升降机构设于所述机器人本体顶部,所述控制机构设于所述机器人本体内;
所述移动机构包括滚轮组、电机组及底部电动缸组,所述电机组用于驱动所述底部电动缸组,所述底部电动缸组用于调节所述机器人本体底部与滚轮组之间的距离;
所述检测机构包括顶部传感模组、速度传感器、下测量器组及传感器组,所述顶部传感模组设于所述升降机构的顶部并随所述升降机构同步升降,所述速度传感器设于所述机器人本体上,所述下测量器组设于所述机器人本体的底部,所述传感器组设于所述机器人本体的侧壁;
所述顶部传感模组包括视觉识别设备、温度传感器、上激光测量仪及加速度传感器,所述视觉识别设备实时检测目标物体的图像信息,所述温度传感器实时检测目标物体的温度信息,所述上激光测量仪实时检测所述机器人本体与目标物体之间的水平距离信息,所述加速度传感器实时检测目标物体的加速度信息,所述速度传感器实时检测所述机器人本体的速度信息,所述下测量器组实时检测所述机器人本体底部与地面之间的垂直距离信息,所述传感器组实时检测所述机器人本体四周的底部障碍物信息,所述控制机构根据所述图像信息、温度信息、水平距离信息、加速度信息、速度信息、垂直距离信息及底部障碍物信息调节所述升降机构的升降状态及移动机构的移动状态;
所述控制机构根据所述图像信息判断所述目标物体是否为人形物体,若所述目标物体为人形物体且所述温度信息处于第一预设温度范围内,则判断所述目标物体为人类,否则,判断所述目标物体为非人类;若所述非人类与机器人本体之间的最小水平距离小于或等于第一预设距离,则增大所述非人类与机器人本体之间的最小目标距离,并重新规划移动路径;若所述人类与机器人本体之间的最小水平距离小于或等于第一预设距离,则进入避障模式,在所述避障模式中,若所述人类的数量大于第一预设数量,则控制所述移动机构减速移动至人类数量较少的位置后停止移动,若所述人类的数量小于或等于第一预设数量,则增大所述人类与机器人本体之间的最小目标距离,若所述人类与机器人本体之间的最小水平距离小于或等于所述最小目标距离,则控制所述移动机构停止移动。
2.如权利要求1所述的移动机器人,其特征在于,所述检测机构还包括设于所述电机组上的扭矩传感器及转速传感器;
所述扭矩传感器实时检测所述电机组的扭矩信息,所述转速传感器实时检测所述电机组的转速信息,所述控制机构根据所述扭矩信息及转速信息调节所述移动机构的移动状态。
3.一种基于移动机器人的安全运动控制方法,其特征在于,所述移动机器人包括机器人本体、移动机构、升降机构、检测机构及控制机构,所述移动机构设于所述机器人本体的底部,所述升降机构设于所述机器人本体顶部,所述控制机构设于所述机器人本体内;所述移动机构包括滚轮组、电机组及底部电动缸组,所述电机组用于驱动所述底部电动缸组,所述底部电动缸组用于调节所述机器人本体底部与滚轮组之间的距离;所述检测机构包括顶部传感模组、速度传感器、下测量器组及传感器组,所述顶部传感模组设于所述升降机构的顶部并随所述升降机构同步升降,所述速度传感器设于所述机器人本体上,所述下测量器组设于所述机器人本体的底部,所述传感器组设于所述机器人本体的侧壁;所述顶部传感模组包括视觉识别设备、温度传感器、上激光测量仪及加速度传感器,所述视觉识别设备实时检测目标物体的图像信息,所述温度传感器实时检测目标物体的温度信息,所述上激光测量仪实时检测所述机器人本体与目标物体之间的水平距离信息,所述加速度传感器实时检测目标物体的加速度信息,所述速度传感器实时检测所述机器人本体的速度信息,所述下测量器组实时检测所述机器人本体底部与地面之间的垂直距离信息,所述传感器组实时检测所述机器人本体四周的底部障碍物信息;
所述安全运动控制方法包括:
所述控制机构获取所述图像信息、温度信息及水平距离信息;
根据所述图像信息判断所述目标物体是否为人形物体,若所述目标物体为人形物体且所述温度信息处于第一预设温度范围内,则判断所述目标物体为人类,否则,判断所述目标物体为非人类;
若所述非人类与机器人本体之间的最小水平距离小于或等于第一预设距离,则增大所述非人类与机器人本体之间的最小目标距离,并重新规划移动路径;
若所述人类与机器人本体之间的最小水平距离小于或等于第一预设距离,则进入避障模式,在所述避障模式中,
若所述人类的数量大于第一预设数量,则控制所述移动机构减速移动至人类数量较少的位置后停止移动,
若所述人类的数量小于或等于第一预设数量,则增大所述人类与机器人本体之间的最小目标距离,若所述人类与机器人本体之间的最小水平距离小于或等于所述最小目标距离,则控制所述移动机构停止移动。
4.如权利要求3所述的安全运动控制方法,其特征在于,所述下测量器组包括四个设于所述机器人本体底面四个端部的下测量器,所述安全运动控制方法还包括:
所述控制机构获取各下测量器的垂直距离信息;
当各垂直距离信息之间的高度差大于预设阈值范围,则控制所述升降机构下降并控制所述移动机构反向移动以离开当前位置,标记当前位置为禁地并重新规划移动路径;
当各垂直距离信息之间的高度差处于预设阈值范围内,则控制所述升降机构下降,并控制底部电动缸组以调节所述机器人本体底部与地面之间的距离。
5.如权利要求3所述的安全运动控制方法,其特征在于,还包括:
根据所述图像信息判断所述目标物体是否为坡形物体;
若所述目标物体为坡形物体,则根据所述图像信息识别坡高信息及水平坡长信息,并根据所述坡高信息及水平坡长信息计算坡度信息;
当所述坡形物体与机器人本体之间的水平距离为第二预设距离时,控制所述升降机构下降,以进入越坡模式,在所述越坡模式中,
当所述坡度信息大于预设坡度阈值时,则控制所述移动机构停止移动,标记所述坡形物体的位置为禁地并重新规划移动路径;
当所述坡度信息小于或等于所述预设坡度阈值且所述水平坡长信息小于或等于预设长度阈值时,控制所述移动机构进入单边越坡模式,并控制底部电动缸组以调节所述机器人本体底部与地面之间的距离;
当所述坡度信息小于或等于所述预设坡度阈值且所述水平坡长信息大于预设长度阈值时,控制所述移动机构进入双边越坡模式,并控制底部电动缸组以调节所述机器人本体底部与地面之间的距离。
6.如权利要求3所述的安全运动控制方法,其特征在于,所述检测机构还包括设于所述电机组上的扭矩传感器及转速传感器,所述扭矩传感器实时检测所述电机组的扭矩信息,所述转速传感器实时检测所述电机组的转速信息,所述安全运动控制方法还包括:
所述控制机构获取所述扭矩信息及转速信息;
根据所述转速信息及预设的额定功率计算功率阈值;
当机器人在穿过狭窄过道时,当所述扭矩信息大于所述功率阈值时,控制所述移动机构反向移动。
7.如权利要求3所述的安全运动控制方法,其特征在于,还包括:
根据所述图像信息判断所述目标物体是否为悬空障碍物;
若所述目标物体为悬空障碍物,则根据所述图像信息识别所述悬空障碍物的悬空高度;
当所述悬空高度小于预设高度范围时,则重新规划移动路径;
当所述悬空高度处于预设高度范围内时,则控制升降机构下降。
8.如权利要求3所述的安全运动控制方法,其特征在于,还包括:
根据所述图像信息判断所述目标物体是否为人脸信息及手势信息;
当所述目标物体为人脸信息及手势信息时,根据所述手势信息调节所述升降机构的升降状态及移动机构的移动状态。
9.如权利要求3所述的安全运动控制方法,其特征在于,还包括:
所述控制机构获取所述加速度信息;
根据所述加速度信息判断目标物体的移动路线;
根据所述移动路线重新规划移动路径。
10.如权利要求3所述的安全运动控制方法,其特征在于,还包括:
所述控制机构获取所述速度信息;
当所述速度信息大于预设速度阈值时,则控制升降机构下降,并降低移动机构的移动速度。
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