[发明专利]一种两轮侦察机器人直线行驶控制方法

说明书

本发明提供一种两轮侦察机器人直线行驶控制方法，包括以下步骤：S1.采用六轴姿态传感器获取机器人本体的设备姿态数值，将获取的设备姿态数值进行姿态融合预处理，得到第一航向角偏差值；S2.图像传感器采集可见光图像数据并反馈至处理器，处理器将可见光图像数据进行深度学习的目标检测算法处理，得到第二航向角偏差值；S3.将第一航向角偏差值和第二航向角偏差值反馈至处理器，通过自适应航向角偏差算法融合，得到最终航向角偏差值；S4.根据最终航向角偏差值反馈至处理器内的PID控制器，根据PID控制器内的PID算法调整左右轮电机转速，使机器人本体保持直线行驶。

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，特别涉及一种两轮侦察机器人直线行驶控制方法。

背景技术

两轮侦察机器人具有体积小、重量轻、便于携带等优点，已经被广泛应用于军事、救援、消防等领域，其可以移动到相对危险的区域，将侦察到的情报信息准确实时地传给后方人员。

通用两轮机器人保持直线行驶的方法目前主要有以下两种：1)采用GPS或带磁力计的陀螺仪等传感器和采用引导线识别的方式，通过控制机器人寻线运动，来实现机器人保持直线行驶的目的；

两轮侦察机器人使用场景环境复杂多变，根据执行侦察任务的不同，环境也不同，有室外环境或室内环境，有强磁环境或各种复杂地形环境；而现有的两轮侦察机器人GPS信号弱且易被干扰，其信号常被地形或建筑物遮挡，导致精度大大降低，尤其是偏僻的地方或室内，GPS基本无法使用。

磁力计通过测量地球磁场来获取绝对方位，但若使用环境中存在磁场且这些磁场无法有效屏蔽时，那么磁力计就无法保证准确性；实际使用中，磁力计对地球磁场的测量很容易受到干扰，导致磁力计无法使用；强磁环境、设备电机转动产生的磁场、由于维度不同导致磁场强度变化、设备靠近磁性金属物品等条件都会对磁力计产生干扰，严重时完全无法使用；

引导线识别只适用于室内或仓库等固定的场景，在各种野外环境复杂地形或危险环境下，完全无法铺设引导线。

因此，上述方案均无法满足侦察机器人在各种场景下都能保持直线行驶的要求。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种两轮侦察机器人直线行驶控制方法，用于解决现有技术中通过磁力计通过测量，设备靠近磁性金属物品等条件都会对磁力计产生干扰，严重时完全无法使用；引导线识别只适用于室内或仓库等固定的场景，在各种野外环境复杂地形或危险环境下，完全无法铺设引导线的问题。

一种两轮侦察机器人直线行驶控制方法，包括以下步骤：

S1.采用六轴姿态传感器获取机器人本体的设备姿态数值，将获取的设备姿态数值进行姿态融合预处理，得到第一航向角偏差值；

S2.图像传感器采集可见光图像数据并反馈至处理器，处理器将可见光图像数据进行深度学习的目标检测算法处理，得到第二航向角偏差值；

S3.将第一航向角偏差值和第二航向角偏差值反馈至处理器，通过自适应航向角偏差算法融合，得到最终航向角偏差值；

S4.根据最终航向角偏差值反馈至处理器内的PID控制器，根据PID控制器内的PID算法调整左右轮电机转速，使机器人本体保持直线行驶。

作为进一步改进，步骤1中机器人本体的设备姿态数值包括机器人本体的角度值与加速度值。

作为进一步改进，步骤S1中姿态融合预处理的过程为：

S101.收集六轴姿态传感器采集到的机器人本体的角度值与加速度值，根据姿态融合算法计算出当前机器人本体角度值的航向角；

S102.在机器人本体运行过程中，采用温度补偿和最小二乘回归算法消除积分漂移问题并计算实时航向角值；