[发明专利]一种用于床面自主移动机器人的弓字形路径规划控制方法

说明书

本发明公开了一种用于床面自主移动机器人的弓字形路径规划控制方法，属于路径规划方法领域，所述控制方法包括如下步骤：机器人放到床面上后，先进行机器热身运动，热身运动完成后进行状态校准和陀螺仪校准，校准完成后，控制直线运动，判断是否到悬崖或者障碍物，根据悬崖或者障碍物的位置设定距离进行后退避障处理，如果直线运动的时间超过最大直线运动时间或避障完成后，机器人控制转向运动，如果转向过程中遇到障碍时，进行避障处理后在转向运动。本发明运算速度快，对芯片运算性能依赖性低，覆盖效率高，可保障整个床面的全服高，悬崖规避性能好，跌落概率低，杀菌效果更好使用直线运动和转向切换完成弓字形路线，设备在床面最大运行速度为0.1m/s。

技术领域

本发明涉及路径规划方法领域，尤其涉及一种用于床面自主移动机器人的弓字形路径规划控制方法。

背景技术

当前应用于床面杀菌除螨机器人的规划及运动方法有以下缺陷：

行业内普遍使用随机路径，即遇到碰撞或跌落后随机角度折返，覆盖床面的效率低下、体验较差，并且无法确保床面每一处都覆盖到了。行业内的运动控制方法跌落床面的概率较大，容易损坏机器人，同时杀菌除螨效率低下，效果不好，给用户带来不好的体验。同时移动速度过快导致杀菌效果较差等。因此，需要设计一种高效率的弓字形运动，对床面进行完全覆盖，同时避开床面障碍物以及防止机器人跌落床面的控制方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于床面自主移动机器人的弓字形路径规划控制方法，解决背景技术中存在的技术问题。

该方法旨在解决智能床面杀菌、除螨机器人在床面进行自主运动的路径规划及控制问题。基于陀螺仪、地面检测红外传感器的反馈数据进行算法处理，对行走路径及动力轮进行规划控制，使机器能在床上完成高效率的弓字形运动，对床面进行完全覆盖，同时避开床面障碍物以及防止机器人跌落床面。

一种用于床面自主移动机器人的弓字形路径规划控制方法，所述控制方法包括如下步骤：

步骤1：机器人放到床面上后，先进行机器热身运动；

步骤2：热身运动完成后进行状态校准和陀螺仪校准；

步骤3：校准完成后，控制直线运动，判断是否到悬崖或者障碍物，根据悬崖或者障碍物的位置设定距离进行后退避障处理；

步骤4：如果步骤3中的直线运动的时间超过最大直线运动时间或避障完成后，机器人控制转向运动，如果转向过程中遇到障碍时，进行避障处理后在转向运动，转向运动完后进入步骤2。

进一步地，所述步骤1中的具体过程为：陀螺仪校准期间需要机器静止 1-3s，通过原地左转30°再右转60°再左转30°结束热身运动进入静止，时间为 1-3s。

进一步地，所述步骤2中的状态校准和陀螺仪校准的具体过程为：

状态校准，在进入直线运动前对陀螺仪进行校准，每次校准后20s内不在进行校准，即校准动作的冷却，则跳过校准进入直线运行，由于机器人所处环境不一定是稳定静止的，如果进入校准状态5s内没有完成校准计算即校准超时，则放弃校准，进入直线运行模式；

陀螺仪校准，由于陀螺仪各轴在静止时，存在零点漂移，在运行过程中存在温度漂移，其中俯仰角和翻滚角可以通过垂直方向上的加速度进行互补滤波消除漂移，但偏航角不能，需要在开始运动之前，设备静止时进行陀螺仪校准，并在运行过程中适时的停下机器进行校准，进入校准时，关闭轮子，对6轴数据分别进行采样，并分别记录前20次的采样记录，如果单个轴上20 次采样结果的方差小于5，则认为该轴处于静止状态，如果6个轴都处于静止状态，则分别对各个轴上20次的采样结果取平均值作为其轴的漂移校准值，更新旧的校准值之后，开启轮子正常运行，进入校准时间为，进入运动工作模式后，进行正式运动之前或者弓字形运动过程中，完成转向在走直线之前。

进一步地，所述步骤3控制直线运动的具体过程为：