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碰撞识别装置、方法及移动机器人与流程

2022-09-03 13:47:34 来源:中国专利 TAG:


1.本技术涉及碰撞识别技术领域,特别是涉及碰撞识别装置、方法及移动机器人。


背景技术:

2.移动机器人的感知功能是其智能化实现的基础,在移动机器人中应用的感知器件(传感器)主要有光电开关、微动开关、陀螺仪、视觉传感器、激光雷达传感器等。其中,用于移动机器人前挡碰撞识别的感知器件一般为光电开关或微动开关两种。
3.无论是使用光电开关,还是使用微动开关,都需要在移动机器人的机身前部设置一个具有活动行程的前挡结构。当前挡碰到障碍物时,前挡会发生位移,从而触发微动开关或者光电开关以识别碰撞。
4.但是现有机器人的前挡存在诸多弊端:在加工过程中易变形;前档与机身之间存在缝隙,密封性差;前档活动时会发生异响;前档结构的装配和拆卸较繁琐。


技术实现要素:

5.基于此,有必要针对现有移动机器人的前挡加工易变形,前档与机身密封性差,装配和拆卸繁琐及前档活动异响等问题,提供一种能够解决上述问题的碰撞识别装置、方法及移动机器人。
6.为了实现上述目的,本发明实施例提供了一种碰撞识别装置,包括:
7.碰撞感应机构,碰撞感应机构设置在机器人本体的前侧,碰撞感应机构被配置为感应机器人本体的前方障碍物,得到碰撞电信号;
8.信号调理电路,信号调理电路设置在机器人本体的内部,信号调理电路被配置为获取碰撞电信号,并对碰撞电信号进行调理处理,得到调理后信号;
9.处理单元,处理单元设置在机器人本体的内部,处理单元被配置为获取调理后信号,并对调理后信号和预设的初始电信号进行处理,得到处理结果,且在处理结果满足预设条件时,判定机器人本体的前方存在障碍物。
10.在其中一个实施例中,碰撞感应机构包括碰撞感应件和信号感应电路;碰撞感应件设置在机器人本体的前侧,信号感应电路设置在机器人本体的内部;
11.碰撞感应件在与机器人本体的前方障碍物碰撞产生形变时,碰撞感应件的当前阻值更新为对应形变的阻值;
12.信号感应电路与碰撞感应件电性连接,信号感应电路根据碰撞感应件的当前阻值,输出对应当前阻值的碰撞电信号。
13.在其中一个实施例中,信号感应电路包括第一电阻、第二电阻和第三电阻;信号感应电路还包括第一信号输出端和第二信号输出端;碰撞电信号包括第一电信号和第二电信号;
14.第一电阻的第一端连接直流供电电源,第一电阻的第二端连接第二电阻的第一端,第二电阻的第二端连接地线;碰撞感应件的第一端连接直流供电电源,碰撞感应件的第
二端连接第三电阻的第一端,第三电阻的第二端连接地线;
15.第一信号输出端连接在第一电阻的第二端与第二电阻的第一端之间,用于输出第一电信号;第二信号输出端连接在碰撞感应件的第二端与第三电阻的第一端之间,用于输出第二电信号。
16.在其中一个实施例中,信号调理电路为差分放大电路;
17.差分放大电路的第一输入端连接信号感应电路的第一信号输出端,差分放大电路的第二输入端连接信号感应电路的第二信号输出端,差分放大电路的输出端连接处理单元。
18.在其中一个实施例中,差分放大电路包括第一放大器、第二放大器、第三放大器、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻;
19.第一放大器的同相输入端连接信号感应电路的第一信号输出端,第一放大器的反相输入端分别连接第四电阻的第一端、第五电阻的第一端,第一放大器的输出端分别连接第五电阻的第二端、第七电阻的第一端;
20.第二放大器的同相输入端连接信号感应电路的第二信号输出端,第二放大器的反相输入端分别连接第四电阻的第二端、第六电阻的第一端,第二放大器的输出端分别连接第六电阻的第二端、第八电阻的第一端;
21.第三放大器的反相输入端分别连接第七电阻的第二端、第十电阻的第一端,第三放大器的同相输入端分别连接第八电阻的第二端、第九电阻的第一端,第三放大器的输出端分别连接第十电阻的第二端、处理单元;第九电阻的第二端连接地线。
22.在其中一个实施例中,碰撞感应件为应变片阵列。
23.在其中一个实施例中,碰撞感应机构还包括第一缓冲层和第二缓冲层,所述第一缓冲层、所述应变片阵列及所述第二缓冲层由外到内以此层叠设置在所述机器人本体的前侧面。
24.在其中一个实施例中,处理单元还被配置为在机器人本体上电初始执行前进移动操作之前,控制机器人本体执行预设距离的后退移动操作;处理单元还被配置为在机器人本体执行后退移动操作之后,获取信号调理电路传输的调理后信号,并将初始电信号的信号值更新为调理后信号的信号值。
25.另一方面,本发明实施例还提供了一种碰撞识别方法,包括如下步骤:
26.获取信号调理电路传输的调理后信号;调理后信号为信号调理电路对碰撞感应机构传输的碰撞电信号进行调理处理得到;碰撞电信号为碰撞感应机构感应机器人本体的前方障碍物得到;
27.对调理后信号和预设的初始电信号进行处理,得到处理结果;
28.在处理结果满足预设条件时,判定机器人本体的前方存在障碍物。
29.在其中一个实施例中,还包括步骤:
30.在机器人本体上电初始执行前进移动操作之前,控制机器人本体执行预设距离的后退移动操作;
31.在机器人本体执行后退移动操作之后,获取信号调理电路传输的调理后信号,并将初始电信号的信号值更新为调理后信号的信号值。
32.另一方面,本发明实施例还提供了一种移动机器人,包括移动机器人主体及如上
述任意一项的碰撞识别装置;碰撞识别装置设置在移动机器人主体上;
33.碰撞识别装置包括处理单元,处理单元用于执行上述任意一项的碰撞识别方法。
34.上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果:
35.上述碰撞识别装置的各实施例中,通过碰撞感应机构设置在机器人本体的前侧,信号调理电路和处理单元设置在机器人本体的内部;碰撞感应机构感应机器人本体的前方障碍物,得到碰撞电信号;信号调理电路获取碰撞电信号,并对碰撞电信号进行调理处理,得到调理后信号;处理单元获取调理后信号,并对调理后信号和预设的初始电信号进行处理,得到处理结果,且在处理结果满足预设条件时,判定机器人本体的前方存在障碍物,实现准确识别碰撞到障碍物。本技术通过设置碰撞感应机构、信号调理电路和处理单元,能够实现碰撞感应,以及根据碰撞感应进行识别判定碰撞情况,无需采用传统可活动式的前档结构,提高了整机结构的密封性,简化了装配和拆卸过程,避免了传统前档活动时异响的发生。
附图说明
36.图1为一个实施例中碰撞识别装置的第一结构示意图;
37.图2为一个实施例中碰撞识别装置的第二结构示意图;
38.图3为一个实施例中碰撞识别装置的第三结构示意图;
39.图4为一个实施例中碰撞识别装置的第一视角整体示意图;
40.图5为一个实施例中碰撞识别方法的流程示意图;
41.图6为一个实施例中信号校准步骤的流程示意图。
具体实施方式
42.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案,下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本技术保护的范围。
43.需要说明的是,本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本技术的实施例。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
44.另外,术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。
45.现有的移动机器人,从俯视图上看多为圆形、d形或者圆角矩形结构,在机器人机身的前部通常弹性地设置有一具有活动行程的前档,前档与机身前部之间通常设有光电开关或微动开关。当前挡碰到障碍物时,前挡会向机身前部发生相对位移,从而触发微动开关或者光电开关以识别碰撞。但是此类前挡存在诸多弊端:前档在加工过程中易变形,甚至断裂;前档与机身之间存在缝隙,密封性差;前档活动时会发生异响;前档结构的装配和拆卸
较繁琐。
46.为了解决上述所发现的问题,在一个实施例中,如图1所示,提供了一种碰撞识别装置,包括碰撞感应机构100、信号调理电路200和处理单元300。碰撞感应机构100设置在机器人本体的前侧,碰撞感应机构100被配置为感应机器人本体的前方障碍物,得到碰撞电信号;信号调理电路200设置在机器人本体的内部,信号调理电路200被配置为获取碰撞电信号,并对碰撞电信号进行调理处理,得到调理后信号;处理单元300设置在机器人本体的内部,处理单元300被配置为获取调理后信号,并对调理后信号和预设的初始电信号进行处理,得到处理结果,且在处理结果满足预设条件时,判定机器人本体的前方存在障碍物。
47.其中,机器人本体为移动机器人的组成部分之一,例如,机器人本体包括机器人机身壳体。碰撞感应机构100设置在机器人本体的前侧,例如,碰撞感应机构100设置在机器人机身壳体的前面。需要说明的是,机器人机身壳体的前面指的是对应移动机器人前进方向的一侧面。示例性的,碰撞感应机构100贴合设置在机器人机身壳体的前面。碰撞感应机构100与机器人机身壳体之间无需设置一定的可活动行程,能够提高机器人本体的密封性。
48.碰撞感应机构100设置在机器人本体的前侧,碰撞感应机构100可用来感应机器人本体的前方障碍物,得到碰撞电信号。例如机器人本体向前移动时,若通过碰撞感应机构100接触或碰撞到前方的前方障碍物,则反馈相应数值大小的碰撞电信号;若机器人本体向前移动时,碰撞感应机构100没有接触或碰撞到前方障碍物,则电信号数值为一预设的初始电信号。
49.信号调理电路200和处理单元300分别设置在机器人本体的内部,例如,信号调理电路200和处理单元300设置在机器人机身壳体的内部。信号调理电路200可与碰撞感应机构100电性连接,信号调理电路200可获取碰撞感应机构100传输的碰撞电信号,并对碰撞电信号进行调理处理,进而得到调理后信号。处理单元300与信号调理电路200电性连接,处理单元300可获取信号调理电路200传输的调理后信号,处理单元300还可根据获取到的调理后信号,获取预设的初始电信号。例如处理单元300可查询存储单元,获取得到相应的预设的初始电信号。处理单元300对获取到的调理后信号和预设的初始电信号进行处理,得到处理结果,且在处理结果满足预设条件时,判定机器人本体的前方存在障碍物。例如处理单元300可将调理后信号和预设的初始电信号进行比对判定,在调理后信号和预设的初始电信号之间的差值大于预设阈值时,则判定碰撞感应机构100发生碰撞,即移动机器人的前方存在障碍物。
50.上述实施例中,通过碰撞感应机构100设置在机器人本体的前侧,信号调理电路200和处理单元300设置在机器人本体的内部;碰撞感应机构100感应机器人本体的前方障碍物,得到碰撞电信号;信号调理电路200获取碰撞电信号,并对碰撞电信号进行调理处理,得到调理后信号;处理单元300获取调理后信号,并对调理后信号和预设的初始电信号进行处理,得到处理结果,且在处理结果满足预设条件时,判定机器人本体的前方存在障碍物,实现准确识别碰撞。本技术通过设置碰撞感应机构100、信号调理电路200和处理单元300,能够实现碰撞感应,以及根据碰撞感应进行识别前方障碍物情况,无需采用传统可活动式的前档结构,提高了整机结构的密封性,简化了装配和拆卸过程,避免了传统前档活动时发生异响。
51.在一个实施例中,如图2~4所示,碰撞感应机构100包括碰撞感应件110和信号感
应电路120;碰撞感应件110设置在机器人本体的前侧,信号感应电路120设置在机器人本体的内部。
52.碰撞感应件110在与机器人本体的前方障碍物碰撞产生形变时,碰撞感应件110的当前阻值更新为对应形变的阻值;信号感应电路120与碰撞感应件110电性连接,信号感应电路120根据碰撞感应件110的当前阻值,输出对应当前阻值的碰撞电信号。
53.其中,碰撞感应件110可设置在机器人本体的前侧,例如,碰撞感应件110设置在机器人机身壳体的前面。示例性的,碰撞感应件110贴合设置在机器人机身壳体的前面。碰撞感应件110与机器人机身壳体之间无需设置一定距离的可活动行程,进而能够提高机器人本体的密封性。碰撞感应件110可用来感应是否碰撞到机器人本体的前方障碍物,当碰撞感应件110碰撞到机器人本体的前方障碍物时,则碰撞感应件110的当前阻值会产生变化,即碰撞感应件110的当前阻值更新为对应形变的阻值。
54.信号感应电路120可设置在机器人本体的内部,信号感应电路120与碰撞感应件110电性连接,信号感应电路120可获取碰撞感应件110的当前阻值,根据碰撞感应件110的当前阻值,输出对应当前阻值的碰撞电信号。
55.例如,机器人本体向前移动时,若通过碰撞感应件110碰撞到前方的前方障碍物,则碰撞感应件110产生形变,碰撞感应件110的当前阻值产生变化,进而信号感应电路120根据碰撞感应件110的当前阻值,输出对应当前阻值的碰撞电信号;若机器人本体向前移动时,碰撞感应机构100没有碰撞到前方障碍物,则碰撞感应件110的当前阻值没有产生变化,进而信号感应电路120输出预设的初始电信号。
56.基于信号调理电路200与信号感应电路120电性连接,处理单元300与信号调理电路200电性连接,进而信号调理电路200可根据信号感应电路120输出的碰撞电信号,得到调理后信号。处理单元300可将调理后信号和预设的初始电信号进行比对处理,在调理后信号和预设的初始电信号之间的差值大于预设阈值时,则判定碰撞感应机构100发生碰撞,即移动机器人的前方存在障碍物,从而能够实现碰撞感应,以及根据碰撞感应进行识别判定前方障碍物情况,无需采用传统可活动式的前档结构,提高了整机结构的密封性,简化了装配和拆卸过程,避免了传统前档活动时发生的异响。
57.在一个示例中,如图3所示,信号感应电路120包括第一电阻122、第二电阻124和第三电阻126;信号感应电路120还包括第一信号输出端和第二信号输出端;碰撞电信号包括第一电信号和第二电信号。
58.第一电阻122的第一端连接直流供电电源vcc,第一电阻122的第二端连接第二电阻124的第一端,第二电阻124的第二端连接地线;碰撞感应件110的第一端连接直流供电电源,碰撞感应件110的第二端连接第三电阻126的第一端,第三电阻126的第二端连接地线;第一信号输出端连接在第一电阻122的第二端与第二电阻124的第一端之间,用于输出第一电信号;第二信号输出端连接在碰撞感应件110的第二端与第三电阻126的第一端之间,用于输出第二电信号。
59.其中,第一电阻122、第二电阻124和第三电阻126分别为固定阻值的电阻,碰撞感应件110等效为可根据形变变化的阻值可调电阻。将碰撞感应件110作为一个桥臂,第一电阻122、第二电阻124和第三电阻126作为另外三个桥臂,组成惠斯通电桥电路。信号感应电路120的第一信号输出端用于输出第一电信号,信号感应电路120的第二信号输出端用于输
出第二电信号,第一电信号和第二电信号分别为差分信号。
60.在机器人本体向前移动时,若通过碰撞感应件110碰撞到前方的前方障碍物,则碰撞感应件110产生形变,碰撞感应件110的当前阻值产生变化,进而信号感应电路120根据碰撞感应件110的当前阻值,信号感应电路120的第一信号输出端和第二信号输出端输出对应当前阻值的第一电信号和第二电信号。
61.在一个示例中,信号调理电路200为差分放大电路;差分放大电路的第一输入端连接信号感应电路120的第一信号输出端,差分放大电路的第二输入端连接信号感应电路120的第二信号输出端,差分放大电路的输出端连接处理单元300。
62.其中,差分放大电路可用来对输入的第一电信号和第二电信号进行差分放电处理,进而得到放大后信号,从而可通过处理单元300采集得到放大后信号。差分放大电路可采用仪表放大电路。例如,差分放大电路可包括第一放大器212、第二放大器214、第三放大器216、第四电阻218、第五电阻222、第六电阻224、第七电阻226、第八电阻228、第九电阻232、第十电阻234。
63.第一放大器212的同相输入端连接信号感应电路120的第一信号输出端,第一放大器212的反相输入端分别连接第四电阻218的第一端、第五电阻222的第一端,第一放大器212的输出端分别连接第五电阻222的第二端、第七电阻226的第一端;第二放大器214的同相输入端连接信号感应电路120的第二信号输出端,第二放大器214的反相输入端分别连接第四电阻218的第二端、第六电阻224的第一端,第二放大器214的输出端分别连接第六电阻224的第二端、第八电阻228的第一端;第三放大器216的反相输入端分别连接第七电阻226的第二端、第十电阻234的第一端,第三放大器216的同相输入端分别连接第八电阻228的第二端、第九电阻232的第一端,第三放大器216的输出端分别连接第十电阻234的第二端、处理单元300;第九电阻232的第二端连接地线。
64.示例性的,第五电阻222的阻值为r5,第六电阻224的阻值为r6,第七电阻226的阻值为r7,第八电阻228的阻值为r8,第九电阻232的阻值为r9,第十电阻234的阻值为r10,第五电阻222的阻值等于第六电阻224的阻值;第七电阻226的阻值等于第八电阻228的阻值;第九电阻232的阻值等于第十电阻234的阻值。则差分放大电路的放大增益为(1 2r6/r5)r10/r8。进而处理单元300可获得得到差分放大电路输出的放大后信号,处理单元300可将放大后信号和预设的初始电信号进行比对处理,在放大后信号和预设的初始电信号之间的差值大于预设阈值时,则判定碰撞感应机构100发生碰撞,即移动机器人的前方存在障碍物,从而能够实现碰撞感应,以及根据碰撞感应进行识别判定前方障碍物情况,无需采用传统可活动式的前档结构,提高了整机结构的密封性,简化了装配和拆卸过程,避免了传统前档活动时发生的异响。
65.在一个实施例中,碰撞感应件110为应变片阵列。碰撞感应机构100还包括第一缓冲层和第二缓冲层,第一缓冲层、应变片阵列及第二缓冲层由外到内以此层叠设置在机器人本体的前侧面。
66.其中,应变片阵列中的每个应变片均为片状结构,可根据受到的挤压形变而产生阻值变化。第一缓冲层和第二缓冲层可以是软胶条,第一缓冲层和第二缓冲层组合形成双层软胶条。
67.第一缓冲层可设置在机器人本体的机身前侧面靠下的位置,第一缓冲层可通过胶
粘的方式固定在机器人本体的机身前侧面。示例性的,第一缓冲层突出设置在机器人本体的前侧面。应变片阵列设置在第一缓冲层和第二缓冲层之间,起到对应变片阵列的保护缓冲作用,避免碰撞力过大,造成应变片阵列损坏。当机器人本体向前移动时,若第一缓冲层碰撞到前方的障碍物,第一缓冲层的形变挤压应变片,进而应变片产生形变,使得应变片的当前阻值产生变化,进而信号感应电路120根据应变片的当前阻值,输出对应当前阻值的碰撞电信号;进而信号调理电路200可根据信号感应电路120输出的碰撞电信号,得到调理后信号。处理单元300可将调理后信号和预设的初始电信号进行比对处理,在调理后信号和预设的初始电信号之间的差值大于预设阈值时,则判定碰撞感应机构100发生碰撞,即移动机器人的前方存在障碍物,从而能够实现碰撞感应,以及根据碰撞感应进行识别判定前方障碍物情况,无需采用传统可活动式的前档结构,提高了整机结构的密封性,简化了装配和拆卸过程,避免了传统前档活动时发生的异响。
68.在一个实施例中,应变片阵列至少包括间隔设置的第一应变片和第二应变片。示例性的,第一应变片设置在机器人本体的机身壳体前方的左下侧位置,第二应变片设置在机器人本体的机身壳体前方的右下侧位置,进而可分别通过第一应变片和第二应变片感应机器人本体的前方偏左侧或前方偏左侧是否碰撞。可以理解地是,应变片阵列中应变片的具体数量可以根据机器人的大小及作业环境进行设计,例如当机器人的宽度方向(即与前进方向正交的方向)上的尺寸较大或者机器人的作业环境中存在较多的立式的窄幅障碍物时,就可以在机器人本体的前侧间隔设置多个应变片,每个应变片都相应地电性连接在其所属的碰撞感应电路中。如此以来,能够极大地提高机器人识别前方障碍物的准确性,当然也会增加硬件成本,需要根据具体的情况权衡。
69.示例性的,信号感应电路120包括连接第一应变片的第一感应电路和连接第二应变片的第二感应电路。第一感应电路和第二感应电路分别连接信号调理电路200。
70.在一个实施例中,处理单元300还被配置为在机器人本体上电初始执行前进移动操作之前,控制机器人本体执行预设距离的后退移动操作;处理单元300还被配置为在机器人本体执行后退移动操作之后,获取信号调理电路200传输的调理后信号,并将初始电信号的信号值更新为调理后信号的信号值。
71.其中,考虑到机器存在温飘、物料一致性、安装差异等因素,并不是每台机器的碰撞感应机构100的输出信号都一致,这个时候就需要软件来做信号校准。
72.具体控制过程为:机器开机之后,先控制机器执行后退移动操作(例如控制机器人本体向后移动预设距离),确保机器前方没有接触或者挤压到障碍物,然后记录下此时的信号调理电路200传输的调理后信号,并将该调理后信号作为当前的初始电信号的信号值(即未发生碰撞的预设信号值),当检测到这个信号值忽然有较大的变化量时,则可识别判定为碰撞。通过在机器人本体上电运行前进行软件校准,解决机器因温飘或者装配带来的信号一致性问题,进而进一步的提高了碰撞识别的准确度。
73.在一个实施例中,如图5所示,还提供了一种碰撞识别方法,包括如下步骤:
74.步骤s510,获取信号调理电路200传输的调理后信号;调理后信号为信号调理电路200对碰撞感应机构100传输的碰撞电信号进行调理处理得到;碰撞电信号为碰撞感应机构100感应机器人本体的前方障碍物得到。
75.步骤s520,对调理后信号和预设的初始电信号进行处理,得到处理结果。
76.步骤s530,在处理结果满足预设条件时,判定机器人本体的前方存在障碍物。
77.具体而言,碰撞感应机构100可用来感应机器人本体的前方障碍物,得到碰撞电信号。例如机器人本体向前移动时,若通过碰撞感应机构100碰撞到前方的前方障碍物,则反馈相应数值大小的碰撞电信号;若机器人本体向前移动时,碰撞感应机构100没有碰撞到前方障碍物,则反馈相应数值为固定数值的电信号,例如固定数值可以是0v。信号调理电路200可获取碰撞感应机构100传输的碰撞电信号,并对碰撞电信号进行调理处理,进而得到调理后信号。
78.处理单元300可获取信号调理电路200传输的调理后信号,处理单元300还可根据获取到的调理后信号,获取预设的初始电信号。处理单元300对获取到的调理后信号和预设的初始电信号进行处理,得到处理结果,且在处理结果满足预设条件时,判定机器人本体发生碰撞。例如处理单元300可将调理后信号和预设的初始电信号进行比对判定,在调理后信号和预设的初始电信号之间的差值大于预设阈值时,则判定碰撞感应机构100发生碰撞,即移动机器人碰撞到障碍物。
79.例如,机器人本体向前移动时,若通过碰撞感应机构100碰撞到前方的前方障碍物,则碰撞感应感觉产生形变,碰撞感应件110的当前阻值产生变化,进而信号感应电路120根据碰撞感应机构100的当前阻值,输出对应当前阻值的碰撞电信号;若机器人本体向前移动时,碰撞感应机构100没有碰撞到前方障碍物,则碰撞感应件110的当前阻值没有产生变化,进而信号感应电路120输出初始状态的碰撞电信号。
80.信号调理电路200可根据信号感应电路120输出的碰撞电信号,得到调理后信号。处理单元300可将调理后信号和预设的初始电信号进行比对处理,在调理后信号和预设的初始电信号之间的差值大于预设阈值时,则判定碰撞感应机构100的前方存在障碍物,即移动机器人发生碰撞,从而能够实现碰撞感应,以及根据碰撞感应进行识别判定碰撞情况,无需采用传统可活动式的前档结构,提高了整机结构的密封性,避免了前档活动时的异响。
81.在一个实施例中,如图6所示,信号校准步骤包括步骤:
82.步骤s610,在机器人本体上电初始执行前进移动操作之前,控制机器人本体执行预设距离的后退移动操作。
83.步骤s620,在机器人本体执行后退移动操作之后,获取信号调理电路200传输的调理后信号,并将初始电信号的信号值更新为调理后信号的信号值。
84.考虑到机器存在温飘、物料一致性、安装差异等因素,并不是每台机器的碰撞感应机构100的输出信号都一致,这个时候就需要软件来做信号校准。具体控制过程为:机器开机之后,在机器人本体上电初始执行前进移动操作之前,先控制机器人本体执行后退移动操作(例如控制机器人本体向后移动预设距离),确保机器前方没有挤压到障碍物,然后记录下此时的信号调理电路200传输的调理后信号,并将该调理后信号作为当前的初始电信号的信号值(即未发生碰撞的信号值),当检测到这个信号值忽然有较大的变化量时,则可识别判定为碰撞。通过在机器人本体上电运行前进行软件校准,解决机器因温飘或者装配带来的信号一致性问题,进而进一步的提高了碰撞识别的准确度。
85.应该理解的是,虽然图5~6的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,图5~6中的至少
一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
86.在一个实施例中,还提供了一种碰撞识别装置,包括:
87.信号获取单元,用于获取信号调理电路200传输的调理后信号;调理后信号为信号调理电路200对碰撞感应机构100传输的碰撞电信号进行调理处理得到;碰撞电信号为碰撞感应机构100感应机器人本体的前方障碍物得到。
88.信号处理单元,用于对调理后信号和预设的初始电信号进行处理,得到处理结果。
89.碰撞判定单元,用于在处理结果满足预设条件时,判定机器人本体的前方存在障碍物。
90.关于碰撞识别装置的具体限定可以参见上文中对于碰撞识别方法的限定,在此不再赘述。上述碰撞识别装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于移动机器人中的控制器中,也可以以软件形式存储于移动机器人中的存储器中,以便于控制器调用执行以上各个模块对应的操作。
91.在一个实施例,还提供了一种移动机器人,包括移动机器人主体及如上述任意一项的碰撞识别装置;碰撞识别装置设置在移动机器人主体上;碰撞识别装置包括处理单元300,处理单元300用于执行上述任意一项的碰撞识别方法。
92.其中,移动机器人可以是具有扫、吸、拖、洗等功能的清洁机器人。移动机器人主体包括机身壳体和移动机构。上述的碰撞识别装置的具体说明请参照上述实施例的描述,在此不再赘述。
93.处理单元300用于执行以下的碰撞识别方法的步骤:
94.获取信号调理电路200传输的调理后信号;调理后信号为信号调理电路200对碰撞感应机构100传输的碰撞电信号进行调理处理得到;碰撞电信号为碰撞感应机构100感应机器人本体的前方障碍物得到。对调理后信号和预设的初始电信号进行处理,得到处理结果。在处理结果满足预设条件时,判定机器人本体的前方存在障碍物。
95.上述实施例中,通过碰撞感应机构100设置在机器人本体的前侧,信号调理电路200和处理单元300设置在机器人本体的内部;碰撞感应机构100感应机器人本体的前方障碍物,得到碰撞电信号;信号调理电路200获取碰撞电信号,并对碰撞电信号进行调理处理,得到调理后信号;处理单元300获取调理后信号,并对调理后信号和预设的初始电信号进行处理,得到处理结果,且在处理结果满足预设条件时,判定机器人本体的前方存在障碍物,实现准确识别碰撞。本技术通过设置碰撞感应机构100、信号调理电路200和处理单元300,能够实现碰撞感应,以及根据碰撞感应进行识别判定碰撞情况,无需采用传统可活动式的前档结构,提高了整机结构的密封性,简化了装配和拆卸过程,避免了前档活动时的异响。
96.在一个实施例中,还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现上述任一项的碰撞识别方法的步骤。
97.在一个示例中,计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:
98.获取信号调理电路200传输的调理后信号;调理后信号为信号调理电路200对碰撞感应机构100传输的碰撞电信号进行调理处理得到;碰撞电信号为碰撞感应机构100感应机
器人本体的前方障碍物得到。对调理后信号和预设的初始电信号进行处理,得到处理结果。在处理结果满足预设条件时,判定机器人本体的前方存在障碍物。
99.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,ram以多种形式可得,诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
100.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
101.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本技术构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本技术的保护范围。因此,本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。
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