[发明专利]一种扫地机器人沿墙运动控制方法

权利要求书

1.一种扫地机器人，包括扫地机本体和设置于扫地机本体前端的前挡，其特征在于，所述扫地机本体左右两侧中至少一侧设置有一用于探测墙面的沿墙传感器，所述前挡对应沿墙传感器开设有探测口，所述沿墙传感器包括红外发射源和红外接收器，所述红外发射源的发射基准线与红外接收器的接收基准线之间的夹角呈角度A设置，其中20°A40°,所述夹角的角平分线与扫地机器人前进方向垂直，所述红外发射源的发射基准线与红外接收器的接收基准线存在一交点，所述交点与前挡距离为L,其中L1cm；

所述扫地机器人沿墙前进时，所述夹角的角平分线与被探测墙面垂直，且所述交点位于扫地机本体与被探测墙面之间；

所述L5mm；

所述扫地机本体左右两侧均设置有沿墙传感器；

上述扫地机器人的沿墙运动控制方法，所述扫地机本体内还设置有主控单元、PID稳定控制单元以及PID距离控制单元，所述前挡内设置有碰撞传感器，所述PID稳定控制单元、PID距离控制单元以及碰撞传感器均电性连接主控单元：

步骤1：开启扫地机器人，设定最小沿墙信号值MIN_IR和最大沿墙信号值MAX_IR，主控单元执行沿墙程序，驱动扫地机器人沿墙直线行走，沿墙传感器实时将沿墙信号值IR发送至主控单元；

步骤2：主控单元对实时接收到的沿墙信号值IR与最大沿墙信号值MAX_IR进行对比分析，选取最大值作为最大沿墙信号值MAX_IR，并取最大沿墙信号值MAX_IR的60％-80％作为目标信号值；

步骤3：主控单元计算出实时接收的沿墙信号值IR与上一次接收的沿墙信号值LAST_IR的差值，记为ERR_IR，发送至PID稳定控制单元，并同步计算出实时接收的沿墙信号值IR与目标信号值的差值，记为TRG_ERR_IR,发送至PID距离控制单元；

步骤4：PID稳定控制单元接收到ERR_IR后计算出稳定轮速差DV1，并反馈至主控单元，PID距离控制单元接收到TRG_ERR_IR后计算出距离轮速差DV2并同步反馈至主控单元；

步骤5：主控单元根据反馈结果计算出轮速差DV，并根据轮速差DV控制左、右驱动轮的轮速，调整扫地机器人的行进姿态以及扫地机器人与被探测墙面之间的距离；

步骤6：扫地机器人行走期间，若碰撞传感器发送碰撞信号至主控单元，主控单元则执行内转程序或避障程序，否则保持直行；

所述PID稳定控制单元接收到ERR_IR以及PID距离控制单元接收到TRG_ERR_IR后，均先通过公式COF＝K_p×ΔS_n+K_i×∑ΔS+K_d×(ΔS_n-ΔS_n-1)计算出速度差值COF，式中，K_p为比例控制权重，K_i为积分控制权重，K_d为微分控制权重，△S_n为本次输入值，△S_n-1为上一次的输入值；

再通过公式进行限幅运算，得出稳定轮速差DV1或距离轮速差DV2，式中，MaxSpeedDif为最大可设置的速度差，MAX_IR为采集到的最大信号，MaxIntegrate为设定的积分限制；

所述主控单元接收到PID稳定控制单元发送的DV1以及PID距离控制单元发送的DV2后，对MAX_IR与设定的动态权重临界点进行对比分析：

若MAX_IR动态权重临界点，主控单元根据公式DV＝DV1×a+DV2×b,a＝0.15,b＝0.85计算出轮速差DV，否则主控单元根据公式DV＝DV1×a+DV2×b,a＝0.9,b＝0.1计算出轮速差DV；

主控单元设置远离被探测墙面的驱动轮轮速为可设置的最大轮速，另一驱动轮轮速为远离被探测墙面的驱动轮轮速和轮速差DV的差值。

2.根据权利要求1所述的一种扫地机器人的沿墙运动控制方法，其特征在于，所述主控单元执行内转程序时，将MAX_IR重置为0，并驱动扫地机器人朝沿墙方式相同方向转动，并检测是否有碰撞，若有碰撞则执行避障程序，若无碰撞，则继续转动直至发生碰撞。