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1. WO2020140605 - MOTION DETECTION METHOD AND APPARATUS, AND COMPUTER NON-VOLATILE READABLE STORAGE MEDIUM

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说明书

发明名称 0001   0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106   0107   0108   0109   0110   0111   0112   0113   0114   0115   0116   0117   0118   0119   0120   0121   0122   0123   0124   0125   0126   0127   0128   0129   0130   0131   0132   0133   0134   0135   0136   0137   0138  

权利要求书

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20  

附图

1   2   3   4   5   6   7  

说明书

发明名称 : 一种运动检测方法、装置及计算机非易失性可读存储介质

[0001]
本申请要求于2019年01月04日提交中国专利局、申请号为201910015235.0、申请名称为“一种运动检测方法、运动检测装置及计算机可读存储介质”的中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

[0002]
本申请涉及机器人领域,尤其涉及一种运动检测方法、装置及计算机非易失性可读存储介质。

背景技术

[0003]
随着机器人技术的蓬勃发展,各行各业都开始尝试使用机器人来减轻人工作业的压力,如家庭机器人、手术机器人、写作机器人和酒店机器人等。用户可利用机器人来完成许多事情,例如用户在使用家庭机器人的时候,通过手机应用程序来操控机器人,实现与家庭机器人的远程视频聊天、语音通话等功能,甚至将家庭机器人作为家庭管家帮助主人打理日常生活等。尽管机器人总的来说功能强大,但是许多机器人都存在着运动时候稳定性较差的问题。
[0004]
为了应对机器人的运动稳定性较差的问题,可以采用更好的硬件装置来对机器人进行控制,例如采取性能比较好的处理器,刹车装置和加速装置等。
[0005]
但无论采用多么好的硬件装置,还是不能很好的解决机器人稳定性差的问题,因为控制性能再好的机器人也不能保证一定不会出现运动异常,因此缺少一种可以在第一时间检测出机器人异常运动的方法。
[0006]
发明内容
[0007]
本申请实施例提供一种运动检测方法,可以对机器人的运动异常进行检测,当机器人的运动异常的时候,提示警示信息,以提示管理人员采取应对措施,从而本申请从预防的角度出发来提高机器人的稳定性。
[0008]
第一方面,本申请实施例提供了一种运动检测方法,该方法包括:
[0009]
测量机器人的第一运动参数,所述第一运动参数包括线速度和角速度,所述线速度为所述机器人的质心的线速度;
[0010]
利用所述第一运动参数计算所述机器人的第二运动参数,所述第二运动参数包括所述机器人的左前轮的线速度和右前轮的线速度;
[0011]
将所述第一运动参数和所述第二运动参数分别与对应的阈值范围进行比较;
[0012]
若所述第一运动参数和所述第二运动参数中,存在任意一个运动参数不在对应的阈值范围内,则提示第一警示信息,所述第一警示信息用于表示所述机器人运动不稳定。
[0013]
第二方面,本申请实施例提供了一种运动检测装置,该运动检测装置包括用于执行上 述第一方面的运动检测方法的单元,该运动检测装置包括:
[0014]
测量单元,用于测量机器人的第一运动参数,所述第一运动参数包括线速度和角速度,所述线速度为所述机器人的质心的线速度;
[0015]
计算单元,用于利用所述第一运动参数计算所述机器人的第二运动参数,所述第二运动参数包括所述机器人的左前轮的线速度和右前轮的线速度;
[0016]
比较单元,用于将所述第一运动参数和所述第二运动参数分别与对应的阈值范围进行比较;
[0017]
提示单元,用于若所述第一运动参数和所述第二运动参数中,存在任意一个运动参数不在对应的阈值范围内,则提示第一警示信息,所述第一警示信息用于表示所述机器人运动不稳定。
[0018]
第三方面,本申请实施例提供了另一种运动检测装置,包括编码器、处理器和显示器,其中:
[0019]
编码器,用于测量机器人的第一运动参数,所述第一运动参数包括线速度和角速度,所述线速度为所述机器人的质心的线速度;
[0020]
处理器,用于利用所述第一运动参数计算所述机器人的第二运动参数,所述第二运动参数包括所述机器人的左前轮线速度和右前轮线速度;还用于将所述第一运动参数和所述第二运动参数分别与对应的阈值范围进行比较;
[0021]
显示器,用于若所述第一运动参数和所述第二运动参数中,存在任意一个运动参数不在对应的阈值范围内,则提示第一警示信息,所述第一警示信息用于表示所述机器人运动不稳定。
[0022]
第四方面,本申请实施例提供了一种机器人,包含上述第三方面的运动检测装置,用以执行上述第一方面至第一方面的任意一种实现方式的运动检测方法。
[0023]
第五方面,本申请实施例提供了一种计算机非易失性可读存储介质,其特征在于,所述计算机存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,所述程序指令被处理器执行,用以执行上述第一方面至第一方面的任意一种实现方式的方法。
[0024]
本申请通过监控运动参数实现机器人的异常运动监控,大大的提高的异常检测的效率,以及从预防的角度出发来提高机器人的稳定性。

附图说明

[0025]
为了更清楚地说明本申请实施例技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0026]
图1是本申请实施例提供的一种运动检测方法的示意流程图;
[0027]
图2是本申请另一实施例提供的一种运动检测方法的示意流程图;
[0028]
图3是本申请实施例提供的一种运动检测装置的示意性框图;
[0029]
图4是本申请实施例提供的一种运动检测装置的结构性框图;
[0030]
图5是本申请实施例提供的一种机器人的结构示意图;
[0031]
图6是本申请实施例提供的一种机器人的底盘的结构示意图;
[0032]
图7是本申请实施例提供的一种机器人的位姿示意图。

具体实施方式

[0033]
本申请主要应用于机器人的运动检测装置,该运动检测装置可以是传统运动检测装置或者本申请第三实施例和第四实施例所描述的运动检测装置,机器人可以是传统的机器人或者是如本申请中的第五实施例所描述的机器人,本申请对此不做限制。当运动检测装置发送数据的时候,按照预设格式进行对数据的特性进行记录并传送,其中,数据的特性包括时间、地点、类型等。
[0034]
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0035]
参见图1,是本申请实施例提供一种应用于机器人的运动检测方法的示意流程图,如图1所示运动检测方法可包括:
[0036]
101:测量机器人的第一运动参数。
[0037]
在本申请实施例中,通过安装在机器人的质心处的测量装置来测量机器人的角速度,以及机器人的质心的线速度,以得到机器人的第一运动参数。其中,测量装置例如编码器等装置,编码器是一种可以采集线速度和角速度等运动数据,并将运动数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。质心指的是机器人的质量集中于一点的假想点,可以是机器人的底盘上的中心点,假设机器人的底盘是圆形,则质心为圆心,假设机器人的底盘是矩形,则质心为矩形的两条对角线的交点。
[0038]
需要说明的是,由于测量装置安装在机器人的质心,于是测量装置可以同时测量质心的线速度和角速度,其中角速度指的是机器人在单位时间内所转的弧度即为角速度。线速度指的是机器人沿运动轨道的切线方向的移动速度。由于机器人进行曲线运动的时候,机器人上的每一点的角速度都是相等的,而机器人上的不同点的线速度可能相等,可能不相等,这是因为机器人上的任意一点的线速度取决于该点到瞬心的距离,距离越远线速度越大,于是机器人上到瞬心的距离相同的点的线速度是相等的,反之则不相等。其中,瞬心为机器人在曲线运动的瞬时转动中心,可以理解为机器人在曲线运动的瞬间是绕着瞬心进行着圆周运动。
[0039]
102:利用上述第一运动参数计算上述机器人的第二运动参数。
[0040]
在本申请实施例中,利用上述第一运动参数计算上述机器人的第二运动该参数,其中,第二运动参数包括上述机器人的左前轮的线速度和右前轮的线速度,而该机器人的左前轮和右前轮的位于机器人的质心与瞬心的连接的直线上。
[0041]
具体的,利用第一运动参数计算左前轮和右前轮分别到瞬心的距离,即左前轮到瞬心的第一距离L1,以及右前轮到瞬心的第二距离L2;根据第一运动参数的角速度ω、第一距离L1和第二距离L2,计算得到左前轮的线速度VL与所述右前轮的线速度VR。
[0042]
更具体的,上述利用第一运动参数计算左前轮和右前轮分别到瞬心的距离指的是,根 据第一运动参数的角速度V和角速度ω计算质心与瞬心的距离r;获取预设的质心分别到左前轮和右前轮的距离;根据质心与瞬心的距离r,以及质心分别与左前轮和右前轮的距离T,计算左前轮和右前轮分别与瞬心的距离L1和L2,左前轮和右前轮位于所述质心与瞬心相连的直线上。
[0043]
在本申请实施例中,如图6所示机器人的底盘,包含该底盘的机器人正在在曲线运动的瞬间正在绕着瞬心M转动。该底盘的中心点(即为质心P)安装有测量机器人的第一运动参数的编码器,包含箭头的一条虚线指示了机器人的前进方向,在编码器的两侧包含左前轮和右前轮,左前轮的中心和右前轮的中心位于编码器的中心与瞬心的连接直线上,左前轮与编码器的距离T,以及右前轮与编码器的距离T是已知的固定值,在机器人出厂之前便已经被测量出来并存储在机器人的存储器中。
[0044]
当编码器测量得到机器人的角速度以及质心的线速度之后,便可以计算质心P到瞬心M的距离,也即是机器人的转动半径r。然后再根据质心到瞬心的转动半径r,质心与左前轮的距离T,质心与右前轮的距离T可以计算得到左前轮到瞬心的第一距离L1,右前轮到瞬心的第二距离L2。具体的,机器人的角速度ω、质心的线速度V、左前轮的线速度VL、右前轮的线速度VR、左前轮与质心的距离T以及右前轮与质心的距离T存在函数关系,ω=V/r=VL/(r-T)=VR/(r+T)。
[0045]
其中,V和ω由编码器测量得到,为已知的,T可以通过事先测量机器人的尺寸得到,于是也是已知的,而r可以由已知的V和ω计算得到,得到r了之后,便可以计算得到机器人的左前轮的VL和右前轮的VR。
[0046]
需要说明的是,由于左前轮与右前轮分别与质心的距离是相等的,于是左前轮的线速度VL、右前轮的线速度VR以及质心的线速度V存在以下函数关系,V=(VL+VR)/2。
[0047]
可见,如图6所示,由于机器人的底盘上的两侧上还安装了左前轮和右前轮,且两个轮子上安装有独立驱动电机,于是两个轮子和编码器处的速度并非总是一致的,假设机器人在进行曲线运动时,机器人上的不同点根据离转弯的圆心的距离的长短不同,其速度不同。于是为了较准确的描述机器人的运动状态,除了需要获取机器人本体的线速度V和角速度ω以外,还需要获取机器人的左前轮的线速度VL和右前轮的线速度VR,而机器人上的各处的角速度都是一致的。利用先前测量得到的V和ω进行一系列的计算便可以得到计算得到机器人的左前轮线速度VL和右前轮线速度VR。
[0048]
可选的,采用另外一种方法来得到上述第一运动参数和上述第二运动参数。具体的,测量所述机器人的转速、所述左前轮的加速度和所述右前轮的加速度;根据所述转速计算得到机器人的第一运动参数的角速度;对所述左前轮的加速度和右前轮的加速度分别进行积分,得到所述机器人,以及所述机器人的第二运动参数的左前轮的线速度和右前轮的线速度;利用所述第二运动参数的左前轮的线速度和所述右前轮的线速度,计算所述质心的线速度,得到所述第一运动参数的线速度。
[0049]
在本申请实施例中,如图6所示左前轮和右前轮处都分别安装了加速器和陀螺传感器,其中,加速器用于给左前轮和右前轮提供动力以给左前轮和右前轮加速,并且加速器还可 以测量左前轮的加速度a1和右前轮处的加速度a2,陀螺传感器用于测量左前轮处的转速n1和右前轮处的转速n2,其中,左前轮的转速n1、右前轮的转速n2以及质心的转速n是相等的,于是可以得到质心的转速度n。然后对左前轮的加速度a1和右前轮的加速度a2分别进行积分,便可以计算得到左前轮的线速度VL和右前轮的线速度VR。并根据角速度ω和转速n之间的函数关系,ω·r=2πnr计算得到角速度ω,其中,π=3.1415926...。
[0050]
103:将上述第一运动参数和上述第二运动参数分别与对应的阈值范围进行比较。
[0051]
在本申请实施例中,在上述步骤中得到包含机器人的角速度ω和质心的线速度V的第一运动参数,以及包含左前轮的线速度VL和右前轮的线速度VR的第二运动参数之后,获取每个运动参数分别对应的阈值范围,机器人的角速度ω对应的阈值范围[ωmin,ωmax],质心的线速度V对应的阈值范围[V min,V max],左前轮的线速度VL对应的阈值范围[VL min,VL max],右前轮对应的阈值范围[VR min,VR max],其中ωmin表示机器人的最小角速度,ωmax表示机器人的最大角速度,V min表示机器人的质心的最小线速度,V max表示机器人的质心的最大线速度,VL min表示左前轮的最小线速度,VL max表示左前轮的最大线速度,VR min表示右前轮的最小线速度,VR max表示右前轮的最大线速度。
[0052]
104:若上述第一运动参数和上述第二运动参数中,存在任意一个运动参数不在对应的阈值范围内,则提示第一警示信息。
[0053]
在本申请实施例中,当机器人的角速度ω、线速度V、左前轮的线速度VL和右前轮的线速度VR中的任意一个运动参数不在其对应的阈值范围内时,则判断机器人运动异常,并提示第一警示信息。其中,第一警示信息用于表示机器人运动不稳定,第一警示信息包含机器人出现异常的运动参数,提示的方式包括在显示屏上显示该第一警示信息,或者用语音的方式提示该第一警示信息,或者用灯光的方式提示该第一警示信息,本申请对提示警示信息的方式不做限定。
[0054]
具体的,当VL≤VL min或VL≥VL max,判断移动机器人运动状态出现异常状况;当VR≤VR min或VR≥VR max,判断移动机器人运动状态出现异常状况;当V≤V min或V≥V max,判断移动机器人运动状态出现异常状况;当ω≤ωmin或ω≥ωmax,判断移动机器人运动状态出现异常状况。
[0055]
进一步的,上述测量机器人的第一运动参数之后,根据第一运动参数计算机器人的位姿,位姿包括机器人的位置和偏转角度,位置包括水平位移距离和垂直位移距离;根据位姿判断机器人是否在运行轨迹上;若确定机器人不在运行轨迹上,则提示第二警示信息。
[0056]
在本申请实施例中,除了通过监测机器人的第一运动参数和第二运动参数是否不在对应的阈值范围,来监测机器人的运动是否出现异常以外,还通过监测机器人的位姿来监测机器人的运动是否出现异常。在得到上述第一运动参数之后,利用第一运动参数计算机器人的位姿,位姿用于描述机器人的运行姿态,包括机器人的位置以及偏转方向,而位置则包括机器人的水平位移距离和垂直位移距离,然后根据机器人的位姿判断机器人是否在运行轨迹上,若确定机器人不在运行轨迹上,则提示第二警示信息。其中,第二警示信息包含位姿中出现异常的运动参数,而提示第二警示信息的方式可以参考第一警示信息的提示 方式,此处不再赘述。
[0057]
具体的,上述根据所述第一运动参数计算所述机器人的位姿指的是,利用第一运动参数计算机器人的瞬时偏转角度,在水平方向上的瞬时水平速度,以及在垂直方向上的瞬时垂直速度;将瞬时偏转角度、瞬时水平速度和瞬时垂直速度分别进行积分,得到机器人的偏转角度,水平位移距离,以及垂直位移距离。参考图7,用(x,y)和夹角θ来描述机器人的位姿(x,y,θ),其中(x,y)表示移动机器人相对世界坐标的位置(平移分量),x表示机器人的水平位移距离,y表示机器人的垂直位移距离,θ表示机器人前进方向相对于x轴的偏转角度。
[0058]
在本申请实施例中,上述通过第一运动参数计算机器人的位姿指的是,获取第一运动参数来计算机器人的瞬时偏转角度、瞬时水平速度和瞬时垂直速度,其中,瞬时偏转角度为机器人在瞬间所偏转的角度,瞬时水平速度为机器人在水平上瞬间的移动速度,瞬时垂直速度为机器人在垂直方向上瞬时的移动速度。实际上,瞬时偏转角度即机器人的角速度。第一运动参数中的线速度v和角速度ω与机器人的瞬时偏转角度W、瞬时水平速度Vx和瞬时垂直速度Vy之间存在函数关系如下:
[0059]
[0060]
具体的,上述根据位姿判断机器人是否在运行轨迹上,指的是,根据机器人的位置判断机器人是否在运行轨道;若机器人不在运行轨道上,则确定机器人不在运行轨迹上;若机器人在运行轨道上,则计算机器人在运行轨道上的位置的切线的偏转角度;判断机器人的偏转角度是否与切线的偏转角度一致;若机器人的偏转角度与切线的偏转角度不一致,则确定机器人不在运行轨迹上。
[0061]
在本申请实施例中,上述根据位姿判断机器人是否在运行轨迹上指的是,先根据机器人的位姿中的位置判断机器人是否在运行轨道上,运行轨道描述了机器人的运动范围,通过判断机器人是否在运动轨道上可以判断机器人是否在既定的运动范围内,若判断机器人不在运行轨道上,则说明机器人运行异常;若判断机器人在运行轨道上,则获取机器人的位姿中的偏转角度,以及机器人在上述运行轨道上的位置的切线的偏转角度,若机器人的偏转角度是否与切线的偏转角度是否一致,若一致则说明机器人在运行轨迹上,反之则预判机器人将脱离运行轨道,于是确定机器人不在运行轨迹上,其中,运行轨迹描述了机器人的运行范围以及在每个位置上的偏转角度。
[0062]
需要说明的是,上述运行轨道与上述运行轨迹的区别在于上述运行轨道描述了机器人的运动范围,而运行轨迹不仅描述了机器人可以运动的范围,还描述了机器人在运动范围的每个位置的偏转角度。于是,当机器人在运行轨道上时说明机器人在运行路线上,而当机器人在运行轨迹上时说明机器人按照运行路线行驶,且没有偏离运行路线的趋势。
[0063]
需要说明的是,不论是直接测量得到第一运动参数的方法,还是由其他运动参数(例如左前轮和右前轮的转速和加速度)计算得到第一运动参数的方法,只要可以得到第一运 动参数都可以,本申请实施例不对第一运动参数的获取方法进行限定。
[0064]
可选的,计算移动机器人的位姿的位置的方法还包括使用超声波传感器的信标的方法和使用室内全球定位系统(GPS,Global Positioning System)的方法。
[0065]
本申请实施例通过直接测量和运算的方式来得到机器人的多个运动参数,然后根据机器人的任意一个运动参数是否在对应的阈值范围内,来判断机器人是否处于异常运动状态,并在判断机器人出现异常的情况下,提示警示信息,以提醒客户和门店职员。于是本申请实施例在机器人异常运动造成严重的后果之前,通过实时监测机器人的多个运动参数来及时检测出机器人的异常运动状态,并提示管理人管采取相应措施,从而本申请实施例通过监控简单的运动参数便可以实现机器人的异常运动监控,大大的提高的异常检测的效率。
[0066]
参见图2,是本申请实施例提供另一种运动检测方法的示意流程图,如图2所示运动检测方法可包括:
[0067]
201:测量机器人的第一运动参数。
[0068]
在本申请实施例中,通过安装在机器人的质心处的测量装置来测量机器人的角速度,以及机器人的质心的线速度,以得到机器人的第一运动参数。其中,测量装置例如编码器等装置,编码器是一种可以采集线速度和角速度等运动数据,并将运动数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。质心指的是机器人的质量集中于一点的假想点,可以是机器人的底盘上的中心点,假设机器人的底盘是圆形,则质心为圆心,假设机器人的底盘是矩形,则质心为矩形的两条对角线的交点。
[0069]
需要说明的是,由于测量装置安装在机器人的质心,于是测量装置可以同时测量质心的线速度和角速度,其中角速度指的是机器人在单位时间内所转的弧度即为角速度。线速度指的是机器人沿运动轨道的切线方向的移动速度。由于机器人进行曲线运动的时候,机器人上的每一点的角速度都是相等的,而机器人上的不同点的线速度可能一致,可以不一致,这是因为机器人上的任意一点的线速度取决于该点到瞬心的距离,距离越远线速度越大,于是机器人上到瞬心的距离相同的点的线速度是一致的,反之则不一致。其中,瞬心为机器人在曲线运动的瞬时转动中心,可以理解为机器人在曲线运动的瞬间是绕着转动中心进行着圆周运动。
[0070]
202:利用上述第一运动参数计算上述机器人的第二运动参数。
[0071]
在本申请实施例中,利用上述第一运动参数计算上述机器人的第二运动该参数,其中,第二运动参数包括上述机器人的左前轮的线速度和右前轮的线速度,而该机器人的左前轮和右前轮的位于机器人的质心与瞬心的连接的直线上。
[0072]
具体的,利用第一运动参数计算左前轮和右前轮分别到瞬心的距离,即左前轮到瞬心的第一距离L1,以及右前轮到瞬心的第二距离L2;根据第一运动参数的角速度ω、第一距离L1和第二距离L2,计算得到左前轮的线速度VL与所述右前轮的线速度VR。
[0073]
更具体的,上述利用第一运动参数计算左前轮和右前轮分别到瞬心的距离指的是,根据第一运动参数的角速度V和角速度ω计算质心与瞬心的距离r;获取预设的质心分别到 左前轮和右前轮的距离;根据质心与瞬心的距离r,以及质心分别与左前轮和右前轮的距离T,计算左前轮和右前轮分别与瞬心的距离L1和L2,左前轮和右前轮位于所述质心与瞬心相连的直线上。
[0074]
在本申请实施例中,如图6所示机器人的底盘,包含该底盘的机器人正在在曲线运动的瞬间正在绕着瞬心M转动。该底盘的中心点(即为质心P)安装有测量机器人的第一运动参数的编码器,包含箭头的一条虚线指示了机器人的前进方向,在编码器的两侧包含左前轮和右前轮,左前轮的中心和右前轮的中心位于编码器的中心与瞬心的连接直线上,左前轮与编码器的距离T,以及右前轮与编码器的距离T是已知的固定值,在机器人出厂之前便已经被测量出来并存储在机器人的存储器中。
[0075]
当编码器测量得到机器人的角速度以及质心的线速度之后,便可以计算质心P到瞬心M的距离,也即是机器人的转动半径r。然后再根据质心到瞬心的转动半径r,质心到左前轮的距离T,质心到右前轮的距离T可以计算得到左前轮到瞬心的第一距离L1,右前轮到瞬心的第二距离L2。具体的,机器人的角速度ω、质心的线速度V、左前轮的线速度VL、右前轮的线速度VR、左前轮与质心的距离T以及右前轮与质心的距离T存在函数关系,ω=V/r=VL/(r-T)=VR/(r+T)。
[0076]
其中,V和ω由编码器测量得到,为已知的,T可以通过事先测量机器人的尺寸得到,于是也是已知的,而r可以由已知的V和ω计算得到,得到r了之后,便可以计算得到机器人的左前轮的VL和右前轮的VR。
[0077]
需要说明的是,由于左前轮与右前轮分别与质心的距离是相等的,于是左前轮的线速度VL、右前轮的线速度VR以及质心的线速度V存在以下函数关系,V=(VL+VR)/2。
[0078]
可见,如图6所示,由于机器人的底盘上的两侧上还安装了左前轮和右前轮,且两个轮子上安装有独立驱动电机,于是两个轮子和编码器处的速度并非总是一致的,假设机器人在进行曲线运动时,机器人上的不同点根据离转弯的圆心的距离的长短不同,其速度不同。于是为了较准确的描述机器人的运动状态,除了需要获取机器人本体的线速度V和角速度ω以外,还需要获取机器人的左前轮的线速度VL和右前轮的线速度VR,而机器人上的各处的角速度都是一致的。利用先前测量得到的V和ω进行一系列的计算便可以得到计算得到机器人的左前轮线速度VL和右前轮线速度VR。
[0079]
可选的,采用另外一种方法来得到上述第一运动参数和上述第二运动参数。具体的,测量所述机器人的转速、所述左前轮的加速度和所述右前轮的加速度;根据所述转速计算得到机器人的第一运动参数的角速度;对所述左前轮的加速度和右前轮的加速度分别进行积分,得到所述机器人,以及所述机器人的第二运动参数的左前轮的线速度和右前轮的线速度;利用所述第二运动参数的左前轮的线速度和所述右前轮的线速度,计算所述质心的线速度,得到所述第一运动参数的线速度。
[0080]
在本申请实施例中,如图6所示左前轮和右前轮处都分别安装了加速器和陀螺传感器,其中,加速器用于给左前轮和右前轮提供动力以给左前轮和右前轮加速,并且加速器还可以测量左前轮的加速度a1和右前轮处的加速度a2,陀螺传感器用于测量左前轮处的转速n1 和右前轮处的转速n2,其中,左前轮的转速n1、右前轮的转速n2以及质心的转速n是相等的,于是可以得到质心的转速度n。然后对左前轮的加速度a1和右前轮的加速度a2分别进行积分,便可以计算得到左前轮的线速度VL和右前轮的线速度VR。并根据角速度ω和转速n之间的函数关系,ω·r=2πnr计算得到角速度ω,π=3.1415926...。
[0081]
203:将上述第一运动参数和上述第二运动参数分别与对应的阈值范围进行比较。
[0082]
在本申请实施例中,在上述步骤中得到包含机器人的角速度ω和质心的线速度V的第一运动参数,以及包含左前轮的线速度VL和右前轮的线速度VR的第二运动参数之后,获取每个运动参数分别对应的阈值范围,机器人的角速度ω对应的阈值范围[ωmin,ωmax],质心的线速度V对应的阈值范围[V min,V max],左前轮的线速度VL对应的阈值范围[VL min,VL max],右前轮对应的阈值范围[VR min,VR max]。
[0083]
204:若上述第一运动参数和上述第二运动参数中,存在任意一个运动参数不在对应的阈值范围内,则提示第一警示信息。
[0084]
在本申请实施例中,当机器人的角速度ω、线速度V、左前轮的线速度VL和右前轮的线速度VR中的任意一个运动参数不在其对应的阈值范围内时,则判断机器人运动异常,并提示第一警示信息。其中,第一警示信息包含机器人出现异常的运动参数,提示的方式包括在显示屏上显示该第一警示信息,或者用语音的方式提示该第一警示信息,或者用灯光的方式提示该第一警示信息,本申请对提示警示信息的方式不做限定。
[0085]
具体的,当VL≤VL min或VL≥VL max,判断移动机器人运动状态出现异常状况;当VR≤VR min或VR≥VR max,判断移动机器人运动状态出现异常状况;当V≤V min或V≥V max,判断移动机器人运动状态出现异常状况;当ω≤ωmin或ω≥ωmax,判断移动机器人运动状态出现异常状况。
[0086]
205:根据上述第一运动参数计算上述机器人的位姿。
[0087]
在本申请实施例中,除了通过监测机器人的第一运动参数和第二运动参数是否不在对应的阈值范围,来监测机器人的运动是否出现异常以外,还通过监测机器人的位姿来监测机器人的运动是否出现异常。在得到上述第一运动参数之后,利用第一运动参数计算机器人的位姿,位姿用于描述机器人的运行姿态,包括机器人的位置以及偏转方向,而位置则包括机器人的水平位移距离和垂直位移距离。
[0088]
具体的,上述根据所述第一运动参数计算所述机器人的位姿,指的是,利用第一运动参数计算机器人的瞬时偏转角度,在水平方向上的瞬时水平速度,以及在垂直方向上的瞬时垂直速度;将瞬时偏转角度、瞬时水平速度和瞬时垂直速度分别进行积分,得到机器人的偏转角度,水平位移距离,以及垂直位移距离。参考图7,用(x,y)和夹角θ来描述机器人的位姿(x,y,θ),其中(x,y)表示移动机器人相对世界坐标的位置(平移分量),θ表示机器人前进方向相对于x轴的偏转角度。
[0089]
在本申请实施例中,上述通过第一运动参数计算机器人的位姿指的是,获取第一运动参数来计算机器人的瞬时偏转角度、瞬时水平速度和瞬时垂直速度,其中,瞬时偏转角度为机器人在瞬间所偏转的角度,瞬时水平速度为机器人在水平上瞬间的移动速度,瞬时垂 直速度为机器人在垂直方向上瞬时的移动速度。实际上,瞬时偏转角度即机器人的角速度。第一运动参数中的线速度ν和角速度ω与机器人的瞬时偏转角度W、瞬时水平速度Vx和瞬时垂直速度Vy之间存在函数关系如下:
[0090]
[0091]
206:根据上述位姿判断上述机器人是否在运行轨迹上。
[0092]
在本申请实施例中,在得到上述机器人的位姿之后,根据机器人的位姿判断机器人是否在运行轨迹上。具体的,上述根据位姿判断机器人是否在运行轨迹上,指的是,根据机器人的位置判断机器人是否在运行轨道;若机器人不在运行轨道上,则确定机器人不在运行轨迹上;若机器人在运行轨道上,则计算机器人在运行轨道上的位置的切线的偏转角度;判断机器人的偏转角度是否与切线的偏转角度一致;若机器人的偏转角度与切线的偏转角度不一致,则确定机器人不在运行轨迹上。
[0093]
在本申请实施例中,上述根据位姿判断机器人是否在运行轨迹上指的是,先根据机器人的位姿中的位置判断机器人是否在运行轨道上,运行轨道描述了机器人的运动范围,通过判断机器人是否在运动轨道上可以判断机器人是否在既定的运动范围内,若判断机器人不在运行轨道上,则说明机器人运行异常;若判断机器人在运行轨道上,则获取机器人的位姿中的偏转角度,以及机器人在上述运行轨道上的位置的切线的偏转角度,若机器人的偏转角度是否与切线的偏转角度是否一致,若一致则说明机器人在运行轨迹上,反之则预判机器人将脱离运行轨道,于是确定机器人不在运行轨迹上,其中,运行轨迹描述了机器人的运行范围以及在每个位置上的偏转角度。
[0094]
需要说明的是,上述运行轨道与上述运行轨迹的区别在于上述运行轨道描述了机器人的运动范围,而运行轨迹不仅描述了机器人可以运动的范围,还描述了机器人在运动范围的每个位置的偏转角度。于是,当机器人在运行轨道上时说明机器人在运行路线上,而当机器人在运行轨迹上时说明机器人按照运行路线行驶,且没有偏离运行路线的趋势。
[0095]
需要说明的是,不论是直接测量得到第一运动参数的方法,还是由其他运动参数(例如左前轮和右前轮的转速和加速度)计算得到第一运动参数的方法,只要可以得到第一运动参数都可以,本申请实施例不对第一运动参数的获取方法进行限定。
[0096]
可选的,计算移动机器人的位姿的位置的方法还包括使用超声波传感器的信标的方法和使用室内全球定位系统(GPS,Global Positioning System)的方法。
[0097]
207:若判断上述机器人不在运行轨迹上,则提示第二警示信息。
[0098]
在本申请实施例中,若确定机器人不在运行轨迹上,则提示第二警示信息。其中,第二警示信息包含位姿中出现异常的运动参数,而提示第二警示信息的方式可以参考第一警示信息的提示方式。本申请实施例对警示信息的提示方式不作限定。
[0099]
本申请实施例相比于上一个申请实例来说,除了通过对机器人的第一运动参数和第二运动参数进行监控之外,还对机器人的位姿进行监控,根据机器人的位姿来判断机器人是 否在运行轨迹上,若判断机器人不在运行轨迹上,则提示第二警示信息,以提醒管理人员采取相应的措施。可见,本申请实施例进一步的提高了对机器人的异常运动的检测效率。
[0100]
需要说明的是,上文对各个实施例的描述倾向于强调各个实施例之间的不同之处,其相同或相似之处可以互相参考,为了简洁,本文不再赘述。
[0101]
本申请实施例还提供一种运动检测装置,该运动检测装置用于执行前述任一项的运动检测方法的单元。具体地,参见图3,是本申请实施例提供的一种运动检测装置的示意框图。本实施例的运动检测装置包括:测量单元310、计算单元320、比较单元330以及提示单元340。具体的:
[0102]
测量单元310,用于测量机器人的第一运动参数,所述第一运动参数包括线速度和角速度,所述线速度为所述机器人的质心的线速度;
[0103]
计算单元320,用于利用所述第一运动参数计算所述机器人的第二运动参数,所述第二运动参数包括所述机器人的左前轮的线速度和右前轮的线速度;
[0104]
所述计算单元320,具体用于利用所述第一运动参数计算所述左前轮和所述右前轮分别到瞬心的距离;利用所述第一运动参数的角速度,以及所述左前轮和所述右前轮分别与瞬心的距离,计算得到所述左前轮的线速度与所述右前轮的线速度;
[0105]
所述计算单元320,更具体的用于根据所述第一运动参数计算所述质心到所述瞬心的转动半径;获取预设的所述质心分别到所述左前轮和所述右前轮的距离;根据所述质心到所述瞬心的转动半径,以及所述质心分别到所述左前轮和所述右前轮的距离,计算所述左前轮和所述右前轮分别到所述瞬心的第一距离和第二距离,所述左前轮和所述右前轮位于所述质心与所述瞬心相连的直线上;
[0106]
比较单元330,用于将所述第一运动参数和所述第二运动参数分别与对应的阈值范围进行比较;
[0107]
提示单元340,用于若在所述第一运动参数和所述第二运动参数中,存在任意一个运动参数不在对应的阈值范围内,则提示第一警示信息。
[0108]
进一步的,所述计算单元320,还用于根据所述第一运动参数计算所述机器人的位姿,所述位姿包括所述机器人的位置和偏转角度,所述位置包括水平位移距离和垂直位移距离;所述运动检测装置还包括判断单元350,用于根据所述位姿判断所述机器人是否在运行轨迹上;所述提示单元340,还用于若确定所述机器人不在运行轨迹上,则提示第二警示信息,所述第二警示信息用于表示所述机器人不在运行轨迹上。
[0109]
进一步的,所述计算单元320具体用于利用所述第一运动参数计算所述机器人的瞬时偏转角度,在水平方向上的瞬时水平速度,以及在垂直方向上的瞬时垂直速度;将所述瞬时偏转角度、所述瞬时水平速度和所述瞬时垂直速度分别进行积分,得到所述机器人的偏转角度,所述水平位移距离,以及所述垂直位移距离。
[0110]
进一步的,所述判断单元350,具体用于根据所述机器人的位置判断所述机器人是否在运行轨道,所述运行轨道为预设的运行线路;若所述机器人不在所述运行轨道,则确定 所述机器人不在所述运行轨迹上;若所述机器人在所述运动轨迹上,则判断所述机器人的偏转角度是否与所述切线的偏转角度一致;若所述机器人的偏转角度与所述切线的偏转角度不一致,则确定所述机器人不在所述运行轨迹上。
[0111]
进一步的,所述计算单元320,还用于若所述机器人在所述运行轨道上,则计算所述机器人在所述运行轨道上的位置的切线的偏转角度。
[0112]
进一步的,所述测量单元310,还用于测量所述机器人的转速、所述左前轮的加速度和所述右前轮的加速度。
[0113]
进一步的,所述计算单元320,还用于根据所述转速计算得到机器人的第一运动参数的角速度;对所述左前轮的加速度和右前轮的加速度分别进行积分,得到所述机器人的第二运动参数的左前轮的线速度和右前轮的线速度;利用所述第二运动参数的左前轮的线速度和所述右前轮的线速度,计算所述质心的线速度,得到所述第一运动参数的线速度。
[0114]
本申请实施例通过测量单元310和计算单元320来得到机器人的多个运动参数,然后比较单元330根据机器人的任意一个运动参数是否在对应的阈值范围内,来判断机器人是否处于异常运动状态,并在判断机器人出现异常的情况下,通过提示单元340提示警示信息,以提醒客户和门店职员。于是本申请实施例在机器人异常运动造成严重的后果之前,通过实时监测机器人的多个运动参数来及时检测出机器人的异常运动状态,并提示管理人管采取相应措施,从而本申请实施例通过监控简单的运动参数便可以实现机器人的异常运动监控,大大的提高的异常检测的效率。
[0115]
参见图4,是本申请另一实施例提供的一种运动检测装置示意框图。如图所示的本实施例中的运动检测装置可以包括:编码器410、处理器420和显示器430。上述编码器410、处理器420和显示器430通过总线440连接。具体的:
[0116]
编码器410,用于执行测量单元310的功能,用于测量机器人的第一运动参数,所述第一运动参数包括线速度和角速度,所述线速度为所述机器人的质心的线速度;
[0117]
处理器420,用于执行计算单元320的功能,用于利用所述第一运动参数计算所述机器人的第二运动参数,所述第二运动参数包括所述机器人的左前轮线速度和右前轮线速度;还用于执行比较单元330的功能,还用于将所述第一运动参数和所述第二运动参数分别与对应的阈值范围进行比较;
[0118]
上述处理器420,具体用于利用所述第一运动参数计算所述左前轮和所述右前轮分别到瞬心的距离;利用所述第一运动参数的角速度,以及所述左前轮和所述右前轮分别与瞬心的距离,计算得到所述左前轮的线速度与所述右前轮的线速度;
[0119]
上述处理器420,更具体的用根据所述第一运动参数计算所述质心到所述瞬心的转动半径;获取预设的所述质心分别到所述左前轮和所述右前轮的距离;根据所述质心到所述瞬心的转动半径,以及所述质心分别到所述左前轮和所述右前轮的距离,计算所述左前轮和所述右前轮分别到所述瞬心的第一距离和第二距离,所述左前轮和所述右前轮位于所述质心与所述瞬心相连的直线上;
[0120]
显示器430,用于执行显示单元340的功能,用于若所述第一运动参数和所述第二运动参数中,存在任意一个运动参数不在对应的阈值范围内,则提示第一警示信息。
[0121]
进一步的,上述处理器420,还用于根据所述第一运动参数计算所述机器人的位姿,所述位姿包括所述机器人的位置和偏转角度,所述位置包括水平位移距离和垂直位移距离;上述处理器420,还用于执行判断单元350的功能,用于根据所述位姿判断所述机器人是否在运行轨迹上。
[0122]
上述显示器430,还用于若确定所述机器人不在运行轨迹上,则提示第二警示信息,所述第二警示信息用于表示所述机器人不在运行轨迹上。
[0123]
进一步的,上述处理器420具体用于利用所述第一运动参数计算所述机器人的瞬时偏转角度,在水平方向上的瞬时水平速度,以及在垂直方向上的瞬时垂直速度;将所述瞬时偏转角度、所述瞬时水平速度和所述瞬时垂直速度分别进行积分,得到所述机器人的偏转角度,所述水平位移距离,以及所述垂直位移距离。
[0124]
进一步的,上述处理器420,具体用于根据所述机器人的位置判断所述机器人是否在运行轨道,所述运行轨道为预设的运行线路;若所述机器人不在所述运行轨道,则确定所述机器人不在所述运行轨迹上;若所述机器人在所述运行轨道上,则计算所述机器人在所述运行轨道上的位置的切线的偏转角度;判断所述机器人的偏转角度是否与所述切线的偏转角度一致;若所述机器人的偏转角度与所述切线的偏转角度不一致,则确定所述机器人不在所述运行轨迹上。
[0125]
进一步的,所述运动检测装置还包括至少两个加速器450和两个陀螺传感器460,其中,陀螺传感器也用于执行测量单元310的功能,用于测量所述机器人的转速;加速器也用于执行测量单元310的功能,用于测量所述左前轮的加速度和所述右前轮的加速度。
[0126]
进一步的,上述处理器420,还用于根据所述转速计算得到机器人的第一运动参数的角速度;对所述左前轮的加速度和右前轮的加速度分别进行积分,得到所述机器人的第二运动参数的左前轮的线速度和右前轮的线速度;利用所述第二运动参数的左前轮的线速度和所述右前轮的线速度,计算所述质心的线速度,得到所述第一运动参数的线速度。
[0127]
进一步的,上述运动检测装置还包括存储装置470,该存储器470用于存储计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,所述处理器420被配置用于调用所述程序指令。其中,存储器包470含计算机非易失性可读存储介质,其特征在于,所述计算机非易失性可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,所述程序指令当被处理器420执行时使所述处理器420执行。
[0128]
应当理解,在本申请实施例中,所称编码器410、处理器420和显示器430可以是中央处理单元(Central Processing Unit,CPU),该处理器420还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
[0129]
该存储器470可以包括只读存储器和随机存取存储器,并向处理器420提供指令和数据。存储器470的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如,存储器470还可以存储设备类型的信息。
[0130]
计算机非易失性可读存储介质可以是前述任一实施例的运动检测装置的内部存储单元,例如运动检测装置的硬盘或内存。计算机非易失性可读存储介质也可以是运动检测装置的外部存储设备,例如运动检测装置上配备的插接式硬盘,智能存储卡(Smart Media Card,SMC),安全数字(Secure Digital,SD)卡,闪存卡(Flash Card)等。进一步地,计算机非易失性可读存储介质还可以既包括运动检测装置的内部存储单元也包括外部存储设备。计算机非易失性可读存储介质用于存储计算机程序以及运动检测装置所需的其他程序和数据。计算机非易失性可读存储介质还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
[0131]
具体实现中,本申请实施例中所描述的处理器420可执行本申请实施例提供的运动检测方法的第一实施例和第二实施例中所描述的实现方式,也可执行本申请实施例所描述的运动检测装置的实现方式,在此不再赘述。
[0132]
本申请另一实施例还提供了包含上述运动检测装置的机器人,如图5所示的机器人包含运动底盘、双喇叭、扬声器、高清显示屏、控制设备和通用处理器等,其中,上述运动底盘中包含上述运动检测装置的编码器410、加速器和旋转陀螺仪等,上述高清显示屏即上述显示器,上述通用处理器即上述处理器,上述控制设备向机器人发送控制信息,用于控制机器人运动和停止等运动,上述双喇叭和上述扬声器用于发出声音,可以和上述显示器430共同用于提示上述异常警示信息。如图5所示的机器人作为一种举例,本申请不对机器人的具体结构造成限定。
[0133]
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同运动检测方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
[0134]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,上述描述的运动检测装置和单元的具体工作过程,可以参考前述运动检测方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
[0135]
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的运动检测装置和运动检测方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另外,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接,也可以是电的,机械的或其它的形式连接。
[0136]
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件 可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本申请实施例方案的目的。
[0137]
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0138]
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分,或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,运动检测装置,或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

权利要求书

[权利要求 1]
一种应用于机器人的运动检测方法,其特征在于,包括: 测量机器人的第一运动参数,所述第一运动参数包括线速度和角速度,所述线速度为所述机器人的质心的线速度; 利用所述第一运动参数计算所述机器人的第二运动参数,所述第二运动参数包括所述机器人的左前轮的线速度和右前轮的线速度; 将所述第一运动参数和所述第二运动参数分别与对应的阈值范围进行比较; 若所述第一运动参数和所述第二运动参数中,存在任意一个运动参数不在对应的阈值范围内,则提示第一警示信息,所述第一警示信息用于表示所述机器人运动不稳定。
[权利要求 2]
根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用所述第一运动参数计算所述机器人的第二运动参数,包括: 利用所述第一运动参数计算所述左前轮和所述右前轮分别到瞬心的距离; 利用所述第一运动参数的角速度,以及所述左前轮和所述右前轮分别与瞬心的距离,计算得到所述左前轮的线速度与所述右前轮的线速度。
[权利要求 3]
根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述利用所述第一运动参数计算所述左前轮和所述右前轮分别到瞬心的距离,包括: 根据所述第一运动参数计算所述质心到所述瞬心的转动半径; 获取预设的所述质心分别到所述左前轮和所述右前轮的距离; 根据所述质心到所述瞬心的转动半径,以及所述质心分别到所述左前轮和所述右前轮的距离,计算所述左前轮和所述右前轮分别到所述瞬心的第一距离和第二距离,所述左前轮和所述右前轮位于所述质心与所述瞬心相连的直线上。
[权利要求 4]
根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述测量机器人的第一运动参数之后,所述方法还包括: 根据所述第一运动参数计算所述机器人的位姿,所述位姿包括所述机器人的位置和偏转角度,所述位置包括水平位移距离和垂直位移距离; 根据所述位姿判断所述机器人是否在运行轨迹上; 若确定所述机器人不在运行轨迹上,则提示第二警示信息,所述第二警示信息用于表示所述机器人不在运行轨迹上。
[权利要求 5]
根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一运动参数计算所述机器人的位姿,包括: 利用所述第一运动参数计算所述机器人的瞬时偏转角度,在水平方向上的瞬时水平速度,以及在垂直方向上的瞬时垂直速度; 将所述瞬时偏转角度、所述瞬时水平速度和所述瞬时垂直速度分别进行积分,得到所述机器人的偏转角度,所述水平位移距离,以及所述垂直位移距离。
[权利要求 6]
根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据所述位姿判断所述机器人是否 在运行轨迹上,包括: 根据所述机器人的位置判断所述机器人是否在运行轨道,所述运行轨道为预设的运行线路; 若所述机器人不在所述运行轨道,则确定所述机器人不在所述运行轨迹上; 若所述机器人在所述运行轨道上,则计算所述机器人在所述运行轨道上的位置的切线的偏转角度; 判断所述机器人的偏转角度是否与所述切线的偏转角度一致; 若所述机器人的偏转角度与所述切线的偏转角度不一致,则确定所述机器人不在所述运行轨迹上。
[权利要求 7]
根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述若所述第一运动参数和所述第二运动参数中,存在任意一个运动参数不在对应的阈值范围内,则提示第一警示信息,包括: 确定所述第一运动参数中的线速度小于等于所述机器人的质心的最小线速度,或所述第一运动参数中的线速度大于等于所述机器人的质心的最大线速度;和/或 确定所述第一运动参数中的角速度小于等于所述机器人的最小角速度,或所述第一运动参数中的角速度大于等于所述机器人的最大角速度;和/或 确定所述第二运动参数中的左前轮的线速度小于等于所述机器人的左前轮的最小线速度,或所述第二运动参数中的左前轮的线速度大于等于所述机器人的左前轮的最大线速度;和/或 确定所述第二运动参数中的右前轮的线速度小于等于所述机器人的右前轮的最小线速度,或所述第二运动参数中的右前轮的线速度大于等于所述机器人的右前轮的最大线速度; 提示第一警示信息。
[权利要求 8]
一种运动检测装置,其特征在于,包括: 测量单元,用于测量机器人的第一运动参数,所述第一运动参数包括线速度和角速度,所述线速度为所述机器人的质心的线速度; 计算单元,用于利用所述第一运动参数计算所述机器人的第二运动参数,所述第二运动参数包括所述机器人的左前轮线速度和右前轮线速度; 比较单元,用于将所述第一运动参数和所述第二运动参数分别与对应的阈值进行比较; 提示单元,用于若所述第一运动参数和所述第二运动参数中,存在任意一个运动参数不在对应的阈值范围内,则提示第一警示信息,所述第一警示信息用于表示所述机器人运动不稳定。
[权利要求 9]
根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述计算单元,具体用于: 利用所述第一运动参数计算所述左前轮和所述右前轮分别到瞬心的距离; 利用所述第一运动参数的角速度,以及所述左前轮和所述右前轮分别与瞬心的距离,计算得到所述左前轮的线速度与所述右前轮的线速度。
[权利要求 10]
根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述计算单元,具体用于: 根据所述第一运动参数计算所述质心到所述瞬心的转动半径; 获取预设的所述质心分别到所述左前轮和所述右前轮的距离; 根据所述质心到所述瞬心的转动半径,以及所述质心分别到所述左前轮和所述右前轮的距离,计算所述左前轮和所述右前轮分别到所述瞬心的第一距离和第二距离,所述左前轮和所述右前轮位于所述质心与所述瞬心相连的直线上。
[权利要求 11]
根据权利要求8所述的装置,其特征在于,包括: 所述计算单元,还用于根据所述第一运动参数计算所述机器人的位姿,所述位姿包括所述机器人的位置和偏转角度,所述位置包括水平位移距离和垂直位移距离; 所述运动检测装置还包括判断单元,所述判断单元用于根据所述位姿判断所述机器人是否在运行轨迹上; 所述提示单元,还用于若确定所述机器人不在运行轨迹上,则提示第二警示信息,所述第二警示信息用于表示所述机器人不在运行轨迹上。
[权利要求 12]
根据权利要求11所述的装置,其特征在于,所述计算单元,具体用于: 利用所述第一运动参数计算所述机器人的瞬时偏转角度,在水平方向上的瞬时水平速度,以及在垂直方向上的瞬时垂直速度; 将所述瞬时偏转角度、所述瞬时水平速度和所述瞬时垂直速度分别进行积分,得到所述机器人的偏转角度,所述水平位移距离,以及所述垂直位移距离。
[权利要求 13]
根据权利要求11所述的装置,其特征在于,所述判断单元,具体用于: 根据所述机器人的位置判断所述机器人是否在运行轨道,所述运行轨道为预设的运行线路; 若所述机器人不在所述运行轨道,则确定所述机器人不在所述运行轨迹上; 若所述机器人在所述运行轨道上,则计算所述机器人在所述运行轨道上的位置的切线的偏转角度; 判断所述机器人的偏转角度是否与所述切线的偏转角度一致; 若所述机器人的偏转角度与所述切线的偏转角度不一致,则确定所述机器人不在所述运行轨迹上。
[权利要求 14]
根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述提示单元,具体用于: 确定所述第一运动参数中的线速度小于等于所述机器人的质心的最小线速度,或所述第一运动参数中的线速度大于等于所述机器人的质心的最大线速度;和/或 确定所述第一运动参数中的角速度小于等于所述机器人的最小角速度,或所述第一运动参数中的角速度大于等于所述机器人的最大角速度;和/或 确定所述第二运动参数中的左前轮的线速度小于等于所述机器人的左前轮的最小线速度,或所述第二运动参数中的左前轮的线速度大于等于所述机器人的左前轮的最大线速度;和/或 确定所述第二运动参数中的右前轮的线速度小于等于所述机器人的右前轮的最小线速度,或所述第二运动参数中的右前轮的线速度大于等于所述机器人的右前轮的最大线速度; 提示第一警示信息。
[权利要求 15]
一种运动检测装置,其特征在于,包括: 编码器,用于测量机器人的第一运动参数,所述第一运动参数包括线速度和角速度,所述线速度为所述机器人的质心的线速度; 处理器,用于利用所述第一运动参数计算所述机器人的第二运动参数,所述第二运动参数包括所述机器人的左前轮线速度和右前轮线速度;还用于将所述第一运动参数和所述第二运动参数分别与对应的阈值范围进行比较; 显示器,用于若所述第一运动参数和所述第二运动参数中,存在任意一个运动参数不在对应的阈值范围内,则提示第一警示信息,所述第一警示信息用于表示所述机器人运动不稳定。
[权利要求 16]
根据权利要求15所述的装置,其特征在于,所述处理器,具体用于: 利用所述第一运动参数计算所述左前轮和所述右前轮分别到瞬心的距离; 利用所述第一运动参数的角速度,以及所述左前轮和所述右前轮分别与瞬心的距离,计算得到所述左前轮的线速度与所述右前轮的线速度。
[权利要求 17]
根据权利要求16所述的装置,其特征在于,所述处理器,具体用于: 根据所述第一运动参数计算所述质心到所述瞬心的转动半径; 获取预设的所述质心分别到所述左前轮和所述右前轮的距离; 根据所述质心到所述瞬心的转动半径,以及所述质心分别到所述左前轮和所述右前轮的距离,计算所述左前轮和所述右前轮分别到所述瞬心的第一距离和第二距离,所述左前轮和所述右前轮位于所述质心与所述瞬心相连的直线上。
[权利要求 18]
根据权利要求15所述的装置,其特征在于,包括: 所述处理器,还用于根据所述第一运动参数计算所述机器人的位姿,所述位姿包括所述机器人的位置和偏转角度,所述位置包括水平位移距离和垂直位移距离;还用于根据所述位姿判断所述机器人是否在运行轨迹上; 显示器430,还用于若确定所述机器人不在运行轨迹上,则提示第二警示信息,所述第二警示信息用于表示所述机器人不在运行轨迹上。
[权利要求 19]
根据权利要求18所述的装置,其特征在于,所述处理器,具体用于: 利用所述第一运动参数计算所述机器人的瞬时偏转角度,在水平方向上的瞬时水平速度,以及在垂直方向上的瞬时垂直速度; 将所述瞬时偏转角度、所述瞬时水平速度和所述瞬时垂直速度分别进行积分,得到所述机器人的偏转角度,所述水平位移距离,以及所述垂直位移距离。
[权利要求 20]
一种计算机非易失性可读存储介质,其特征在于,所述计算机存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,所述程序指令被处理器执行,用以执行如权利要求1-7任一项所述的方法。

附图

[ 图 1]  
[ 图 2]  
[ 图 3]  
[ 图 4]  
[ 图 5]  
[ 图 6]  
[ 图 7]