[发明专利]移动机器人通风地板防跌落检测装置及方法

说明书

本发明一种移动机器人通风地板防跌落检测装置及方法，装置包括：多个单点激光器，用于检测激光器沿着光束方向到水平地面的距离；各个单点激光器的安装高度一致；左侧第一激光器L1和右侧第一激光器R1的安装角度基于安装高度和需要检测的机器人前方悬崖的距离获得；左侧第二激光器L2和右侧第二激光器R2的安装角度基于安装高度、需要检测的机器人前方悬崖的距离及通风地板的开孔宽度获得；控制器，用于标定各个单点激光器的激光到正常水平面的距离得到激光正常距离阈值；用于根据激光器检测的实时激光距离与激光正常距离阈值进行比较判断前方是否有悬崖，实现防跌落检测。本发明解决机器人在开孔的通风地板上运行时的防跌落检测问题。

技术领域

本发明涉及移动机器人安全运行技术领域，尤其涉及一种移动机器人通风地板防跌落检测装置及方法。

背景技术

通风地板上有各种各样的开孔，通风地板下面是用于通风的通道，通道深度一般在5厘米以上，通风通道的宽与通风地板开孔大小相当，通风地板一般开孔是方形的。遇到通风地板被掀起的情况，机器人如果没有提前检测出来，那机器人轮子掉入悬崖(比如通风地板被掀起时露出的通风通道)从而导致整机倾倒，出现机器人运行事故；通风地板上存在较多的开孔，普通的方法容易将开孔误检测为悬崖，出现误触发导致机器人停止，影响运行流畅性与效率；

现有技术中通常采用以下方案进行跌落检测：

方案1：在机器人底部安装超声传感器进行检测，但超声传感器输出距离频率较低，且超声安装在机器人底部，当检测到悬崖时，机器人本体已经接触到悬崖，机器人的重心距离悬崖已经很近了，如果机器人速度较快且质量比较大很可能来不及停止直接跌落悬崖，导致机器人倾倒；超声在通风地板上，由于地板上存在各种开孔，存在悬崖的误检情况，出现误触发导致机器人停止，影响运行流畅性与效率；

方案2：在机器人底部安装一个单个激光器进行检测。由于是单个激光，所以无法用于通风地板的防跌落检测，在通风地板上比较容易穿过通风地板上的开孔，容易导致误检测到悬崖，无法满足通风地板悬崖检测的要求。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种移动机器人通风地板防跌落检测装置及方法，解决机器人在开孔的通风地板上运行时的防跌落检测问题。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

第一方面，提供一种移动机器人通风地板防跌落检测装置，包括：

多个单点激光器，用于检测激光器沿着光束方向到水平地面的距离；激光器包括：左侧第一激光器L1、左侧第二激光器L2、右侧第一激光器R1和右侧第二激光器R2；其中，左侧第一激光器L1和左侧第二激光器L2安装于移动机器人前端左侧上方；右侧第一激光器R1和右侧第二激光器R2安装于移动机器人前端右侧上方；其中，各个单点激光器的安装高度一致；左侧第一激光器L1和右侧第一激光器R1的安装角度基于安装高度和需要检测的机器人前方悬崖的距离获得；左侧第二激光器L2和右侧第二激光器R2的安装角度基于安装高度、需要检测的机器人前方悬崖的距离及通风地板的开孔宽度获得；

控制器，用于标定各个单点激光器的激光距离得到激光正常距离阈值；用于根据激光器检测的实时激光距离与激光正常距离阈值进行比较判断前方是否有悬崖，实现防跌落检测。

进一步地，左侧第一激光器L1和右侧第一激光器R1的安装角度为：

其中，表示左侧第一激光器L1和右侧第一激光器R1的激光出光方向与水平面的夹角，h表示各个单点激光器的安装高度；r表示预设机器人的停止距离，即预设的检测出前方悬崖的距离；

左侧第二激光器L2和右侧第二激光器R2的安装角度为：