机器人检测行走阻力电流值的方法与流程

技术特征：
1.机器人检测行走阻力电流值的方法，机器人的两侧安装驱动轮，机器人的内部安装有与驱动轮电性连接的驱动电机；机器人还安装有风机，用于对机器人的行走面产生吸力；其特征在于，机器人检测行走阻力电流值的方法包括：机器人对用于控制驱动电机的pwm值进行闭环调节，并确定在闭环调节过程中实时获得第一pwm值；机器人对用于控制风机的pwm值进行闭环调节，并确定在闭环调节过程中实时获得第二pwm值；在将第一pwm值传输给驱动电机后，机器人采样驱动电机输出的电流信号，获得驱动轮电流采样值；基于驱动轮电流采样值、第一pwm值以及第二pwm值，计算出机器人的当前行走阻力电流值，和/或计算出当前相对行走阻力电流值；其中，第一pwm值用于控制驱动电机的输出扭矩变化，以反馈形成驱动轮电流采样值当中的一种电量变化值；第二pwm值用于控制风机产生的风机吸力变化，以反馈形成驱动轮电流采样值当中的另一种电量变化值。2.根据权利要求1所述机器人检测行走阻力电流值的方法，其特征在于，所述基于驱动轮电流采样值、第一pwm值以及第二pwm值，计算出机器人的当前行走阻力电流值的方法包括：机器人在当前行走面开始行走后，控制驱动轮电流采样值依次减去用于控制驱动电机的pwm值在闭环调节中所引发的电量变化值、以及用于控制风机的pwm值在闭环调节中所引发的电量变化值，获得机器人的当前行走阻力电流值；其中，驱动轮电流采样值与用于控制驱动电机的pwm值在闭环调节中所引发的电量变化值都来源于同一驱动电机连接的驱动轮，以获得机器人的同一侧安装的驱动轮的当前行走阻力电流值。3.根据权利要求2所述机器人检测行走阻力电流值的方法，其特征在于，所述基于驱动轮电流采样值、第一pwm值以及第二pwm值，计算出机器人的当前行走阻力电流值的方法具体包括：机器人开始行走之前，机器人相对于所接触的行走面存在静摩擦力且开始启动驱动电机，直至机器人从静止开始在当前行走面行走以克服静摩擦力；机器人在当前行走面行走的过程中，机器人将实时获得的第一pwm值标记为第一待测pwm值，并将实时获得的第二pwm值标记为第二待测pwm值；机器人将第一待测pwm值与第一转换系数的乘积标记为所述用于控制驱动电机的pwm值在闭环调节中所引发的电量变化值，并将第二待测pwm值与第二转换系数的乘积标记为所述用于控制风机的pwm值在闭环调节中所引发的电量变化值；然后，机器人控制实时获得的驱动轮电流采样值减去所述用于控制驱动电机的pwm值在闭环调节中所引发的电量变化值，获得第一电量差值，再将第一电量差值减去所述用于控制风机的pwm值在闭环调节中所引发的电量变化值，获得第二电量差值，再将第二电量差值标记为所述机器人的当前行走阻力电流值。4.根据权利要求2所述机器人检测行走阻力电流值的方法，其特征在于，所述基于驱动轮电流采样值、第一pwm值以及第二pwm值，计算出机器人的当前行走阻力电流值的方法具体包括：机器人开始行走之前，机器人相对于所接触的行走面存在静摩擦力且开始启动驱动电机，直至机器人从静止开始在当前行走面行走，以使机器人的驱动轮克服静摩擦力；
然后在预设采样时间内，机器人基于所有获得的第一pwm值计算出第一基准pwm值，并基于所有获得的第二pwm值计算出第二基准pwm值，并基于所有获得的驱动轮电流采样值计算出驱动轮基准电流值；机器人将第一基准pwm值与第一转换系数的乘积标记为所述用于控制驱动电机的pwm值在闭环调节中所引发的电量变化值，并将第二基准pwm值与第二转换系数的乘积标记为所述用于控制风机的pwm值在闭环调节中所引发的电量变化值；机器人控制驱动轮基准电流值减去所述用于控制驱动电机的pwm值在闭环调节中所引发的电量变化值，获得第一电量差值，再将第一电量差值减去所述用于控制风机的pwm值在闭环调节中所引发的电量变化值，获得第二电量差值，再将第二电量差值标记为所述机器人的当前行走阻力电流值。5.根据权利要求1所述机器人检测行走阻力电流值的方法，其特征在于，所述基于驱动轮电流采样值、第一pwm值以及第二pwm值，计算出机器人的当前相对行走阻力电流值的方法包括：从机器人在当前行走面开始行走后，控制驱动轮电流采样值的相对电量变化值依次减去第一pwm值对应的相对电量变化值、以及第二pwm值对应的相对电量变化值，获得机器人的当前相对行走阻力电流值；其中，驱动轮电流采样值的相对电量变化值与第一pwm值对应的相对电量变化值都来源于同一驱动电机连接的驱动轮，以获得机器人的同一侧安装的驱动轮的当前相对行走阻力电流值；其中，机器人的当前相对行走阻力电流值都使用电量表示。6.根据权利要求5所述机器人检测行走阻力电流值的方法，其特征在于，所述基于驱动轮电流采样值、第一pwm值以及第二pwm值，计算出机器人的当前相对行走阻力电流值的方法具体包括：机器人开始行走之前，机器人相对于所接触的行走面存在静摩擦力且开始启动驱动电机，直至机器人从静止开始在当前行走面行走，以使机器人的驱动轮克服静摩擦力；然后在预设采样时间内，机器人基于所有获得的第一pwm值计算出第一基准pwm值，并基于所有获得的第二pwm值计算出第二基准pwm值，并基于所有获得的驱动轮电流采样值计算出驱动轮基准电流值；经过所述预设采样时间后，机器人将实时获得的第一pwm值标记为第一待测pwm值，并将实时获得的第二pwm值标记为第二待测pwm值；然后将实时获得的驱动轮电流采样值与驱动轮基准电流值的差值标记为所述驱动轮电流采样值的相对电量变化值，并将第一待测pwm值与第一基准pwm值的差值与第一转换系数的乘积标记为所述第一pwm值对应的相对电量变化值，并将第二待测pwm值与第二基准pwm值的差值与第二转换系数的乘积标记为所述第二pwm值对应的相对电量变化值；然后，控制驱动轮电流采样值的相对电量变化值减去第一pwm值对应的相对电量变化值，获得第一差值，再将第一差值减去第二pwm值对应的相对电量变化值，获得第二差值，再将第二差值标记为所述机器人的当前相对行走阻力电流值。7.根据权利要求4或5所述机器人检测行走阻力电流值的方法，其特征在于，在所述预设采样时间内，基于所有获得的第一pwm值计算出第一基准pwm值的方法包括：对所述预设采样时间内所有获得的第一pwm值求平均值，获得第一基准pwm值；或者，从所述预设采样时间内所有获得的第一pwm值当中，筛选出数值最大的第一pwm值，获得第一基准pwm值；
在所述预设采样时间内，基于所有获得的第二pwm值计算出第二基准pwm值的方法包括：对所述预设采样时间内所有获得的第二pwm值求平均值，获得第二基准pwm值；或者，从所述预设采样时间内所有获得的第二pwm值当中，筛选出数值最大的第二pwm值，获得第二基准pwm值；在所述预设采样时间内，基于所有获得的驱动轮电流采样值计算出驱动轮基准电流值的方法包括：对所述预设采样时间内所有获得的驱动轮电流采样值求平均值，获得驱动轮基准电流值；或者，从所述预设采样时间内所有获得的驱动轮电流采样值当中，筛选出数值最大的驱动轮电流采样值，获得驱动轮基准电流值。8.根据权利要求7所述机器人检测行走阻力电流值的方法，其特征在于，机器人在所述预设采样时间内行走过的行走面的介质与预设起点位置处的介质是相同时，机器人的当前相对行走阻力电流值用于表示机器人在当前行走面处行走所承受的外部阻力与机器人在预设起点位置处相接触的行走面所承受的外部阻力的差值对应的电流值；其中，机器人在所述预设采样时间内保持行走在同一介质的行走面上；或者，机器人在所述预设采样时间内行走过的行走面的介质与预设起点位置处的介质是不相同时，机器人的当前相对行走阻力电流值用于表示机器人在当前行走面处行走所承受的外部阻力与机器人在参考行走面所承受的外部阻力的差值对应的电流值，其中，机器人在所述预设采样时间内保持行走在参考行走面上；其中，预设起点位置是机器人从静止开始启动后，开始行走的起点位置，以使得机器人从预设起点位置开始直线行走；参考行走面是机器人在所述预设采样时间内行走过的行走面；其中，机器人的驱动轮与行走面相接触以使机器人承受来自行走面的外部阻力。9.根据权利要求8所述机器人检测行走阻力电流值的方法，其特征在于，所述机器人的当前相对行走阻力电流值增大或所述机器人的当前行走阻力电流值增大时，确定机器人在当前行走面所承受的外部阻力增大；所述机器人的当前相对行走阻力电流值减小或所述机器人的当前行走阻力电流值减小时，确定机器人在当前行走面所承受的外部阻力减小。10.根据权利要求1所述机器人检测行走阻力电流值的方法，其特征在于，所述对用于控制驱动电机的pwm值进行闭环调节的方法包括：机器人实时测得的航向角度与目标导航角度在当前调节周期内的角度差值的绝对值不处于预设角度误差范围时，机器人将实时测得的航向角度与目标导航角度在当前调节周期内的角度差值的绝对值或机器人将实时测得的航向角度配置为下一调节周期的反馈输入，以对用于控制驱动电机的pwm值进行pid调节，并将用于控制驱动电机的pwm值的实时反馈调节结果设置为第一pwm值，再将第一pwm值输入驱动电机以实时调整机器人的航向角度，直至机器人实时测得的航向角度与目标导航角度的角度差值的绝对值在预设角度误差范围变化或在预设角度误差范围保持恒定值，保持将最新获得的第一pwm值输入驱动电机，以引导机器人沿着目标导航角度对应的方向行走；其中，目标导航角度是机器人预先规划出来以引导机器人沿着预先规划的工作路径行走；机器人的航向角度是由机器人内置的陀螺仪实时测得。11.根据权利要求1所述机器人检测行走阻力电流值的方法，其特征在于，所述对用于
控制风机的pwm值进行闭环调节的方法包括：机器人实时测得的风机吸力与目标工作吸力在当前调节周期内的气压差值的绝对值不处于预设气压误差范围时，机器人将实时测得的风机吸力与目标工作吸力在当前调节周期内的气压差值的绝对值或实时测得的风机吸力配置为下一调节周期的反馈输入，以对用于控制风机的pwm值进行pid调节，并将用于控制风机的pwm值的实时反馈调节结果设置为第二pwm值，再将第二pwm值输入风机以实时调整风机吸力，直至机器人实时测得的风机吸力与目标工作吸力在当前调节周期内的气压差值的绝对值在预设气压误差范围变化或在预设气压误差范围保持恒定值；其中，目标工作吸力是机器人预先设置以适应机器人当前所在的工作面；机器人的风机的进风口处设置气压传感器，用于实时监测风机吸力。

技术总结
本申请公开机器人检测行走阻力电流值的方法，机器人对用于控制驱动电机的PWM值进行闭环调节，并确定在闭环调节过程中实时获得第一PWM值；机器人对用于控制风机的PWM值进行闭环调节，并确定在闭环调节过程中实时获得第二PWM值；在将第一PWM值传输给驱动电机后，机器人采样驱动电机的电流信号，获得驱动轮电流采样值；基于驱动轮电流采样值、第一PWM值以及第二PWM值，计算出机器人的当前行走阻力电流值，和/或计算出当前相对行走阻力电流值。和/或计算出当前相对行走阻力电流值。和/或计算出当前相对行走阻力电流值。


技术研发人员：王悦林 梁铧杰 赖钦伟
受保护的技术使用者：珠海一微半导体股份有限公司
技术研发日：2022.10.31
技术公布日：2023/1/31