一种基于机器人工作量实现电量判断的方法与流程

1.本发明涉及机器人控制技术领域，尤其涉及一种基于机器人工作量实现电量判断的方法。


背景技术：

2.移动机器人是自动执行所需工作的一类机械装置，由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统等组成。它既可以接受人类的指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动，它的任务是协助或取代人类的工作，例如生产业、建筑业或是高压用电环境等危险区域的工作。
3.有资料显示，现有的机器人通常采用最低电量提醒的方式，即当机器人电量低于设定的最低电量阈值时，机器人便停止工作并返回充电，由于设定的最低电量阈值为固定值，为保证机器人能够返回充电，最低电量阈值将以按照最大所需电量设定，难以有效利用电池电量，导致电量剩余的情况下中断指令。
4.中国专利文献cn109687557a公开了一种“机器人电量管理方法及装置、机器人”。方法包括监测机器人当前电量；以及如果所述当前电量低于最低回充电量阈值，则生成回充指令。本技术解决了机器人电量无法持续维持运行的技术问题。通过本技术可以开启或者关闭自动回充的电量管理功能，同时通过设置机器人运行的最低电量和机器人离开充电桩的最低电量，配合电量管理实现对所述机器人电量的管理策略。上述技术方案设定最低电量为固定值，导致电池电量利用率低，难以有效完成指令。


技术实现要素：

5.本发明主要解决原有的技术方案技术设定最低电量为固定值，导致电池电量利用率低，难以有效完成指令的问题，提供一种基于机器人工作量实现电量判断的方法，通过记录历史数据，采集机器人动作并进行电池电量监测，实现指令与用电量对照关系的构建，从而下达指令并依据指令用电量实现指令的可行性判断，并且工作过程中根据待完成的阶段指令进行指令可行性的二次判断，并根据阶段指令的时间要求实现指令的相应处理。
6.本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明包括以下步骤：
7.s1采集机器人动作并进行电池电量监测；
8.s2构建指令与用电量对照关系；
9.s3下达指令并进行指令可行性判断；
10.s4执行过程中电量不足时根据待完成指令性质进行指令处理判断。
11.作为优选，所述的步骤s1采集机器人动作i
n
，机器人进行动作i
n
前后的电池电量变化量δd
n
，若电池电量变化量δd
n
变化时机器人进行单一非连续性动作，则判定动作i
n
用电量为d
n
；若电池电量变化量δd
n
变化时机器人进行单一连续性动作，则将连续性动作按照单一时间周期为单位分割实现该动作单一时间周期用电量判定；若电池电量变化量δd
n
变化
时机器人同时进行多个动作，结合已知单一动作用电量进行分解实现未知单一动作用电量判定。
12.作为优选，所述的步骤s2首先对指令进行分解，将指令分解为若干单一动作，将非连续性动作的用电量进行相加，将连续性动作的单一时间周期用电量与所用时间周期相乘，汇总得到指令用电量d
jn
，从而构建指令与用电量对照关系。计算指令中连续性动作用电量时，先对指令中连续性动作所用周期进行判断，然后对连续性动作所用电量进行计算。
13.作为优选，所述的步骤s3下达指令并进行指令可行性判断具体包括：
14.s3.1按执行顺序以阶段为单位下达指令；
15.s3.2分阶段进行指令用电量d
jn
计算及电池剩余电量d
剩
检测；
16.s3.3结合保底电量d0进行阶段指令可行性判定；
17.s3.4若判定成功，则继续下一阶段指令可行性判定，若判定失败，则就判定成功的阶段指令开始执行。
18.作为优选，所述的步骤s3.2以一个完整执行内容为阶段下达指令，检测下一阶段指令所需用电量以及下一阶段指令执行前电池的剩余电量。分阶段下达指令，便于机器人分阶段执行，避免指令执行过程中电量不足导致损失后果，在下达指令时进行可行性判断，避免电量不足以执行的指令耗时提前下达导致无法有效执行。
19.作为优选，所述的步骤s3.3中保底电量d0为机器人从该阶段指令执行完毕后回到充电端进行充电所需电量，包括机器人位移至充电位置所需电量和开始充电动作所需电量，所述保底电量d0大小随阶段指令内容变化。
20.作为优选，所述的步骤s3.3具体包括将阶段指令执行前电池的剩余电量d
剩
减去指令用电量d
jn
剩余电量与保底电量d0比较，若剩余电量＞保底电量d0，则阶段指令可行，若剩余电量≤保底电量d0，则阶段指令不可行。
21.作为优选，所述的步骤s4在执行过程中，进行下一阶段指令前进行可行性二次判定，若判定失败则根据待完成指令性质进行指令处理判断。由于指令执行过程中存在多种因素可能导致该阶段指令用电量超出理论用电量，从而导致剩余电池电量不足以执行下一阶段指令，因此在执行过程中，进行下一阶段指令前进行可行性二次判定，防止阶段指令执行过程中电量不足的情况发生。
22.作为优选，所述的指令处理判断具体包括：
23.s4.1首先进行完成阶段指令所需电量判断，
24.s4.2然后计算完成阶段指令最低电量所需充电时间t1和完全充满电所需时间t
max
，
25.s4.3向工作人员发出阶段指令的时间要求询问；
26.s4.4若阶段指令的时间要求＞t
max
，则机器人充电t
max
时间后继续完成阶段指令，若t
max
≥阶段指令的时间要求＞t1，则机器人充电t1时间后继续完成阶段指令，若t1≥阶段指令的时间要求，则将阶段指令转移到空闲机器人上进行执行。
27.本发明的有益效果是：通过记录历史数据，采集机器人动作并进行电池电量监测，实现指令与用电量对照关系的构建，从而下达指令并依据指令用电量实现指令的可行性判断，并且工作过程中根据待完成的阶段指令进行指令可行性的二次判断，并根据阶段指令的时间要求实现指令的相应处理。
附图说明
28.图1是本发明的一种流程图。
具体实施方式
29.下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
30.实施例：本实施例的一种基于机器人工作量实现电量判断的方法，如图1所示，包括以下步骤：
31.s1采集机器人动作并进行电池电量监测。采集机器人动作i
n
，机器人进行动作i
n
前后的电池电量变化量δd
n
，
32.若电池电量变化量δd
n
变化时机器人进行单一非连续性动作，则判定动作i
n
用电量为d
n
；
33.若电池电量变化量δd
n
变化时机器人进行单一连续性动作，则将连续性动作按照单一时间周期为单位分割实现该动作单一时间周期用电量判定；
34.若电池电量变化量δd
n
变化时机器人同时进行多个动作，结合已知单一动作用电量进行分解实现未知单一动作用电量判定。
35.s2构建指令与用电量对照关系，首先对指令进行分解，将指令分解为若干单一动作，将非连续性动作的用电量进行相加，将连续性动作的单一时间周期用电量与所用时间周期相乘，汇总得到指令用电量d
jn
，从而构建指令与用电量对照关系。计算指令中连续性动作用电量时，先对指令中连续性动作所用周期进行判断，然后对连续性动作所用电量进行计算。
36.s3下达指令并进行指令可行性判断，具体包括：
37.s3.1按执行顺序以阶段为单位下达指令，以一个完整执行内容为阶段下达指令。分阶段下达指令，便于机器人分阶段执行，避免指令执行过程中电量不足导致损失后果。
38.s3.2分阶段进行指令用电量d
jn
计算及电池剩余电量d
剩
检测；检测下一阶段指令所需用电量以及下一阶段指令执行前电池的剩余电量。在下达指令时进行可行性判断，避免电量不足以执行的指令耗时提前下达导致无法有效执行。
39.s3.3结合保底电量d0进行阶段指令可行性判定，具体包括将阶段指令执行前电池的剩余电量d
剩
减去指令用电量d
jn
剩余电量与保底电量d0比较，若剩余电量＞保底电量d0，则阶段指令可行，若剩余电量≤保底电量d0，则阶段指令不可行。
40.其中，保底电量d0为机器人从该阶段指令执行完毕后回到充电端进行充电所需电量，包括机器人位移至充电位置所需电量和开始充电动作所需电量，所述保底电量d0大小随阶段指令内容变化。
41.s3.4若判定成功，则继续下一阶段指令可行性判定，若判定失败，则就判定成功的阶段指令开始执行。
42.s4执行过程中电量不足时根据待完成指令性质进行指令处理判断。在执行过程中，进行下一阶段指令前进行可行性二次判定，若判定失败则根据待完成指令性质进行指令处理判断。由于指令执行过程中存在多种因素可能导致该阶段指令用电量超出理论用电量，从而导致剩余电池电量不足以执行下一阶段指令，因此在执行过程中，进行下一阶段指令前进行可行性二次判定，防止阶段指令执行过程中电量不足的情况发生。指令处理判断
具体包括：
43.s4.1首先进行完成阶段指令所需电量判断，
44.s4.2然后计算完成阶段指令最低电量所需充电时间t1和完全充满电所需时间t
max
，
45.s4.3向工作人员发出阶段指令的时间要求询问；
46.s4.4若阶段指令的时间要求＞t
max
，则机器人充电t
max
时间后继续完成阶段指令，若t
max
≥阶段指令的时间要求＞t1，则机器人充电t1时间后继续完成阶段指令，若t1≥阶段指令的时间要求，则将阶段指令转移到空闲机器人上进行执行。
47.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
48.尽管本文较多地使用了阶段指令、可行性等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。