[发明专利]基于方向的机器人行走速度调节方法、芯片及视觉机器人

说明书

本发明公开基于方向的机器人行走速度调节方法、芯片及视觉机器人，机器人行走速度调节方法包括：根据机器人的驱动轮的行走速度的变化和状态切换情况，通过增量式PI调节去周期性地控制机器人的驱动轮的行走速度平稳过渡到所述最终目标速度，并及时切换到不同的速度变化状态下。在每一个调节周期内都根据预期加速度计算这个调节周期应该达到的目标速度；然后根据当前行走速度和目标速度的差值做增量式PI调节和相对应的开环调节控制，计算出所需要的PWM占空比和调整其方向，实现在加速和急减速场景下能够让机器人的行走速度可控地达到预先配置的目标速度，不会因为速度变化量的方向错误而引导速度朝着错误方向增大，提高机器人行走的顺畅度。

技术领域

本发明涉及机器人的驱动轮控制技术领域，特别是一种基于方向的机器人行走速度调节方法、芯片及视觉机器人。

背景技术

目前扫地机器人在运动过程中速度控制存在一定的缺陷，例如，在机器人行走过程中，由于速度变化比较单一，如果响应太快，在运动行为切换时存在顿挫感，反应太慢，就会迟顿，并且实际值没达到目标值就有可能因为速度大小和方向的因素而切换到其他行为了，导致运动速度控制的精准度不够高。如何实现速度方向和大小的精准控制一直是机器人运动控制的一个难点。

发明内容

为了解决驱动轮速度切换时存在顿挫感和反应太慢技术问题，本发明结合运动方向信息和增量式PID调节的方式来周期性地控制机器人的运动状态，公开以下具体的技术方案：

一种基于方向的机器人行走速度调节方法，包括：步骤1、根据所述驱动轮所处的速度变化状态，确定对机器人的驱动轮的当前行走速度进行P调节的方式；然后进入步骤2；其中，所述驱动轮所处的速度变化状态是与机器人当前执行的运动行为相关联的；步骤2、根据前述步骤1调节的当前行走速度与当前调节周期下配置的目标速度的大小关系，确定对前述步骤1调节的当前行走速度进行增量式PI调节的方式，以缩小当前行走速度与当前调节周期下配置的目标速度的速度差；其中，当前述步骤1调节的当前行走速度与当前调节周期下配置的目标速度的速度差没有缩小为系统允许误差且存在急刹车标志位时，通过判断对应标志位条件下调节过的驱动轮的速度变化量的方向与预先配置的最终目标速度的方向的关系，来调整前述步骤1调节过的驱动轮的速度变化量的方向；然后进入步骤3；步骤3、判断是否完成预先配置的最终目标速度匹配的最后一个调节周期内的速度调节步骤，是则进入步骤4，否则将当前调节周期下配置的目标速度更新为下一调节周期下配置的目标速度，再返回步骤1；其中，这个预先配置的最终目标速度是与机器人的驱动轮所处的不同的速度变化状态是相关联的；步骤4、判断所述驱动轮所处的速度变化状态是否发生改变，是则返回步骤1，否则返回步骤2以维持执行所述增量式PI调节；其中，调节周期的个数是由所述最终目标速度、预先配置的固定的预期加速度和调节周期的周期长度计算获得。

与现有技术相比，本技术方案基于机器人的驱动轮的行走速度的变化情况，包括速度大小和速度方向变化情况，通过增量式PI调节去周期性地控制机器人的驱动轮的行走速度平稳过渡到所述最终目标速度，并及时切换到不同的速度变化状态下，实现在各种速度变化场景下能够让机器人的行走速度可控地达到预先配置的目标速度，不会因为速度变化量的方向错误而引导速度朝着错误方向增大，提高机器人行走的顺畅程度和行走速度的精准度。

进一步地，还包括：在机器人启动运行时，分别对左驱动轮和机器人的右驱动轮配置相匹配的初始PWM信号占空比；其中，所述驱动轮包括左驱动轮和右驱动轮；然后根据所述驱动轮所处的速度变化状态，确定对机器人的驱动轮的当前行走速度进行P调节的方式。该技术方案提高所述驱动轮按照PWM信号占空比行走的响应速度，减少机器人在实际启动（包括启动加速运动、启动减速运动和启动刹车）所需调节的时间。