[发明专利]一种机器人运动地毯偏移的控制方法、芯片及清洁机器人

权利要求书

1.一种机器人运动的地毯偏移的控制方法，机器人在地毯表面从初始位置开始作直线运动，其中，机器人感测的坐标都需要转换到全局坐标系下，其特征在于，该控制方法包括：

步骤S1、确定机器人在地毯表面上作直线运动的一个预设方向，该预设方向为全局坐标系的预设坐标轴正方向，同时记录机器人的初始位置坐标和初始时刻，并进入步骤S2；

步骤S2、每间隔第一预设时间，将光流传感器感测的数据和同一时间内码盘感测的数据进行融合计算，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，并进入步骤S3；

步骤S3、根据机器人当前位置坐标与初始位置坐标的相对位置关系，计算机器人当前运动方向相对于所述预设方向的偏移量，再进行累加得到偏移统计值，然后进入步骤S4；其中偏移量为机器人当前位置与所述预设方向所在直线的垂直距离；

步骤S4、判断记录得到的当前时刻与所述初始时刻的差值是否大于第二预设时间，是则进入步骤S5，否则返回步骤S2；

步骤S5、基于第一预设时间的感测数据的时间间隔，计算第二预设时间内机器人的位置坐标的采集次数，然后使用所述偏移统计值对采集次数求平均得到偏移平均值，作为地毯偏移量，其中，所述偏移平均值的正负与所述全局坐标系上机器人偏离的坐标轴方向相关，所述偏移平均值的数值大小确定机器人当前运动方向偏离所述预设方向的幅度；然后进入步骤S6；

步骤S6、根据所述偏移平均值的绝对值对应的偏差大小，设置相应的PID比例系数以同步调整机器人的左右驱动轮的速度，使得机器人从当前运动方向修正回所述预设方向上继续做直线运动；

其中，所述偏移量、所述偏移统计值和所述采集次数在所述初始时刻都初始化为零；第一预设时间是每次融合计算的时间；第二预设时间是确定机器人发生地毯偏移的检测时间；机器人的初始位置和当前位置坐标都是全局坐标；

所述步骤S2中，所述融合计算过程包括：

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第一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，然后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，将码盘在每个所述第一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，光流传感器的感测数据的可靠性由光流传感器内置的驱动信号判断得出，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。

2.根据权利要求1所述控制方法，其特征在于，还包括机器人根据陀螺仪的角度变化来判断其在地毯表面的偏移角度及方向，即所述当前位置坐标与所述初始位置坐标的测得的角度差。

3.根据权利要求1所述控制方法，其特征在于，步骤S1之前，机器人的左驱动轮的速度等于右驱动轮的速度。

4.根据权利要求1所述控制方法，其特征在于，所述刚性连接关系是光流传感器的光流坐标系和机器人中心的机器坐标系的相对位置关系，包括光流传感器的位置与机器人中心位置的距离大小、光流传感器的位置与机器人中心位置的连线与机器坐标系的预设坐标轴的夹角；其中，机器坐标系的预设坐标轴正方向为机器人当前运动方向；机器坐标系的预设坐标轴正方向与全局坐标系的预设坐标轴正方向的夹角是基于陀螺仪检测数值计算得到，作为机器人当前位置相对于所述预设方向的偏离角度。

5.根据权利要求1所述控制方法，其特征在于，所述步骤S5中，所述采集次数是所述第二预设时间与所述第一预设时间的比值。