[发明专利]机器人基于六轴陀螺仪检测被卡的方法

说明书

本发明涉及一种机器人基于六轴陀螺仪检测仰角的方法和检测被卡的方法。其中，所述检测仰角的方法，通过将陀螺仪所检测到的竖直方向的加速度与重力加速度进行求方差，如果所求得的方差值在预设方差范围内，表明机器人在水平面上，将机器人的仰角角度校准为零，否则，表明机器人是在斜面上，将机器人的仰角角度确定为六轴陀螺仪检测到的绕X轴转动的角度值，如此可以避免陀螺仪的零点漂移或其它干扰所带来的检测误差，提高了机器人检测仰角的准确性。此外，所述检测被卡的方法，通过将第一预设时间段内所记录的仰角数据与机器人中预先存储的参考仰角数据进行比较，并结合时间和打滑情况的综合判断，准确得出机器人是否被卡的检测结果。

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体涉及一种机器人基于六轴陀螺仪检测仰角的方法和检测被卡的方法。

背景技术

六轴陀螺仪可以同时检测角速度和加速度，装配在扫地机器人上，常用于姿态的判断。一般将六轴陀螺仪检测到的角速度进行时间积分就可以得到对应的旋转角度。然而，由于各种原因，所述陀螺仪上往往被作用有各种干扰力矩，在这些很小干扰力矩的作用下，陀螺仪的陀螺会产生进动，从而使角动量慢慢偏离原来的方向，我们把这种现象称为零点漂移。陀螺仪存在的零点漂移现象会影响传感器的检测精度。在扫地机中，如果检测到的俯仰角发生偏移，机器人会因此而产生误判，比如，机器人是处于水平面上的，却可能会被判断为在斜面上。此外，在实际家庭环境中，大多数家庭都有立地电风扇、门槛和吧台座椅等等，有些办公地方还有一些凳脚是U型的座椅，该座椅接触地面的凳脚是U型的不锈钢管，管的横截面为扁圆形状。扫地机器人在进行清扫工作时，容易被立地电风扇底座、门槛、吧台座椅的底座或者U型凳脚卡住，导致机器人出现打滑或者被卡住无法移动的问题，从而影响了机器人构建地图的准确性，导航准确性也因此大大降低。目前，很多机器人都无法识别是否被立地电风扇底座、门槛、吧台座椅的底座或者U型凳脚卡住的问题，有的机器人在这方面可以做一些改善，但是需要额外增加视觉或者激光等传感器的检测，导致机器人的成本增加，不利于推广应用。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种机器人基于六轴陀螺仪检测仰角的方法和检测被卡的方法，可以准确地检测机器人的仰角角度，且在不需要增加硬件成本的基础上准确检测出机器人是否被卡。本发明的具体技术方案如下：

一种机器人基于六轴陀螺仪检测被卡的方法，包括如下步骤：步骤1：根据机器人基于六轴陀螺仪检测仰角的方法，记录机器人检测到的仰角数据，并进入步骤2；步骤2：将第一预设时间段内所记录的仰角数据与机器人中预先存储的参考仰角数据进行比较，判断所记录的仰角数据是否在参考仰角数据的误差范围内，如果是，则进入步骤3，如果否，则将所述第一预设时间段内所记录的仰角数据中的第一个记录的数据删除，并返回步骤1；步骤3：持续记录机器人检测到的仰角数据，并判断所记录的仰角数据在参考仰角数据的误差范围内的持续时间是否达到第二预设时间段，如果是，则进入步骤4，如果否，则确定机器人没有被卡；步骤4：判断在所述第二预设时间段内是否检测到机器人打滑，如果检测到机器人打滑，则确定机器人被卡，如果没有检测到机器人打滑，则确定机器人没有被卡；其中，机器人基于六轴陀螺仪检测仰角的方法，包括如下步骤：步骤S1：确定机器人的六轴陀螺仪中的竖直方向的加速度计在第一预定时间段所检测到的加速度，并进入步骤S2；步骤S2：判断所述加速度与重力加速度的方差值是否在预设方差范围内，如果是，则进入步骤S3，如果否，则进入步骤S4；步骤S3：确定机器人的仰角角度为零；步骤S4：确定六轴陀螺仪检测到的绕X轴转动的角度值为机器人的仰角角度；其中，机器人的左右方向为X轴，前后方向为Y轴，上下方向为Z轴，X轴、Y轴和Z轴构成所述六轴陀螺仪的三维坐标系。

进一步地，步骤1中所述的记录机器人检测到的仰角数据，包括如下步骤：每间隔第三预设时间段，记录一个仰角角度；基于仰角角度为Y轴，记录时间为X轴的坐标系中，确定所述机器人所记录的仰角角度所构成的连线。