[发明专利]一种基于地毯偏移的光流数据融合方法及清洁机器人

说明书

本发明公开一种基于地毯偏移的光流数据融合方法，包括：当光流传感器的感测数据可靠时，将光流传感器在每个所述预设时间内获取的图像位移量转化为与码盘相同量纲的位移量，再在时间维度上对光流传感器的感测数据进行累加积分，得出光流传感器相对于起始位置的光流偏移位置坐标；再根据光流传感器与机器人中心的刚性连接关系将光流偏移位置坐标平移换算得到机器中心坐标，对应地毯上机器人的驱动轮前进的实际路程；当光流传感器的感测数据不可靠时，将码盘在每个所述预设时间内感测的脉冲数据在时间维度上进行积分计算，并将计算结果更新所述机器中心坐标，从而得到地毯上机器人的驱动轮前进的实际路程，提高光流传感器感测地毯坐标数据的准确性。

技术领域

本发明涉及机器人检测控制领域，具体涉及一种基于地毯偏移的光流数据融合方法、芯片及清洁机器人。

背景技术

基于惯性导航的机器人越来越普及，代表性比较强的是家庭扫地清洁机器人，结合陀螺仪、加速度跟轮子里程计的数据，实现室内环境即时定位跟建图，再根据建立的地图实现定位导航。但是由于国情不同，气候比较温暖炎热的地方，房子的地板基本上是硬地板，而天气比较冷的地方，房子的地板上一般铺有地毯，甚至有些家庭是硬地板跟软地毯都存在。硬地板一般不会对机器人的运动过程造成影响，当是地毯由于材质问题会对机器人施加矢量力,造成轮子打滑，建立的地图出现偏差失效，经常会导致机器人导航出现比较大的误差。

具体地，当机器人在铺有地毯的环境中航行时，机器人的运动不仅仅受到摩擦力的推动作用，而且受到地毯施加给机器人的作用力影响。基于机器人相对于地毯纹理的运动，机器人的驱动轮可以使地毯纤维竖起或倒下。特别地，当纤维沿地毯纹理倒下时，地毯可以沿地毯纹理的方向推动或引导机器人。如图3所示，左侧的机器人1朝着期望运动方向C运动过程中，机器人1的驱动轮A受到摩擦力f11的推动作用，并且地毯纤维施加给机器人1的驱动轮A向内作用力F11，使得机器人1受到摩擦力f11和向内作用力F11的合力F12作用而在运动过程中偏离期望运动方向C；如图3所示，右侧的机器人2朝着期望运动方向C运动过程中，机器人2的驱动轮B受到摩擦力f21的推动作用，并且地毯纤维施加给机器人2的驱动轮B向外作用力F21，使得机器人2受到摩擦力f21和向内作用力F21的合力F22作用而在运动过程中偏离期望运动方向C。现有技术背景下，码盘计算出的距离只是考虑了机器人受到摩擦力的情况，并没有考虑到地毯上运动的偏移的问题，故一般业界会考虑使用光流传感器来消除地毯的影响。虽然光流传感器保证了机器人的位置准确性，但是不能保证机器人运动规律性跟消除地毯的方向各异性的影响。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供一种基于地毯偏移的光流数据融合方法，该光流数据融合方法融合光流传感器跟轮子码盘的数据，利用光流的相对距离数据积分出机器人的当前位置坐标，其技术方案如下：

一种基于地毯偏移的光流数据融合方法，该光流数据融合方法应用于机器人在地毯表面发生偏移时的传感器数据的处理，其中，光流传感器的感测数据的可靠性由光流传感器输出的中断信号得出，当光流传感器输出的中断信号为高电平，则光流传感器的感测数据可靠；当光流传感器输出的中断信号为低电平，则光流传感器的感测数据不可靠；所述光流数据融合方法包括：当光流传感器的感测数据可靠时，先将光流传感器在每个所述预设时间内获取的图像位移量转化为与码盘相同量纲的位移量，再在时间维度上对光流传感器的感测数据进行累加积分，得出光流传感器相对于其起始位置的光流偏移位置坐标；然后根据光流传感器与机器人中心的刚性连接关系将光流偏移位置坐标平移换算得到当前位置下的机器中心坐标，即机器人的当前位置坐标，对应地毯上机器人的驱动轮前进的实际路程；当光流传感器的感测数据不可靠时，将码盘在每个所述预设时间内感测的脉冲数据在时间维度上进行积分计算，并将计算结果更新所述机器中心坐标，从而得到机器人的当前位置坐标，对应地毯上机器人的驱动轮前进的实际路程；同时根据光流传感器与机器人中心的刚性连接关系将所述机器中心坐标平移换算，并将平移换算的坐标更新所述光流偏移位置坐标；其中，所述预设时间是每次融合计算的时间；所述当前位置坐标都是全局坐标。