一种机器人的控制方法、芯片和机器人与流程

本发明涉及智能机器人，具体涉及一种机器人的控制方法、芯片和机器人。

背景技术：

1、现有的移动的机器人在获取机器人的移动轨迹时，通常是分别在移动机器人的两个驱动轮上设置码盘，然后根据两个码盘的数值来推算移动机器人的移动轨迹。当移动机器人无法在两个驱动轮上设置码盘时，则无法通过现有方法来获取移动机器人的移动轨迹。所以现在需要一种可以获取驱动轮上不设置码盘的移动机器人的移动轨迹的方法。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供了一种机器人的控制方法、芯片和机器人。本发明的具体技术方案如下：

2、一种机器人的控制方法，所述移动机器人包括设置在前端的转向轮和设置在后端的两个驱动轮，该方法包括以下步骤：s1：移动机器人初始化自身和传感器，然后分别通过码盘和角度传感器采集转向轮的运动速度和转向角度；s2：移动机器人接收码盘和角度传感器在一个单位采集时间内采集转向轮的运动速度和转向角度；s3：移动机器人基于采集的转向轮的运动速度和转向角度来确定该单位采集时间内驱动轮的运动速度；s4：移动机器人基于两个驱动轮的运动速度来确定单位采集时间内移动机器人的移动轨迹。

3、进一步地，移动机器人接收码盘和角度传感器在一个单位采集时间内采集转向轮的运动速度和转向角度，包括以下步骤：移动机器人先对计时器进行清零，然后开始计时，并在计时过程中通过角度传感器检测转向轮的转向角度；当移动机器人通过角度传感器检测到转向轮的转向角度发生改变时，计时器停止计时，并将该计时器的计时时间作为一个单位采集时间。

4、进一步地，移动机器人接收码盘和角度传感器在一个单位采集时间内采集转向轮的运动速度和转向角度，包括以下步骤：移动机器人先对计时器进行清零，然后开始计时，并在计时过程中通过角度传感器检测转向轮的转向角度；当移动机器人在设定时间内通过角度传感器没有检测到转向轮的转向角度发生改变，则移动机器人将计时器在设定时间内的计时时间作为一个的单位采集时间。

5、进一步地，移动机器人基于采集的转向轮的运动速度和转向角度来确定该单位采集时间内驱动轮的运动速度，包括以下步骤：移动机器人接收角度传感器采集的转向轮的转向角度，并对采集的转向轮的转向角度进行判断；若移动机器人的转向轮的转向角度为零，则将移动机器人转向轮的线速度作为移动机器人驱动轮的运动速度；若移动机器人的转向轮的转向角度不为零，则移动机器人构建自行车运动学模型来计算驱动轮的运动速度。

6、进一步地，移动机器人构建自行车运动学模型来计算驱动轮的运动速度，包括以下步骤：移动机器人在进行驱动轮的运动速度计算时，在两个驱动轮之间设置计算轮，使转向轮和计算轮构成自行车结构；移动机器人根据转向轮和计算轮构成自行车结构，得到自行车运动学模型：v1=v2*cosθ；v1=ω*r；r=l/tanθ；其中，v2为转向轮的运动速度，通过码盘检测得到，θ为转向轮的转向角度，通过角度传感器检测得到，v1为计算轮的运动速度，r为计算轮的转弯半径，l为转向轮中心和计算轮中心之间的水平距离，ω为计算轮的角速度；移动机器人根据计算轮的运动速度、角速度和计算轮与驱动轮之间的距离构建驱动轮的运动学模型来获取驱动轮的运动速度。

7、进一步地，移动机器人在两个驱动轮之间设置计算轮时，将计算轮设置在两个驱动轮中间位置，且与两个驱动轮共轴设置。

8、进一步地，移动机器人根据计算轮的运动速度、角速度和计算轮与驱动轮之间的距离构建驱动轮的运动学模型来获取驱动轮的运动速度，包括以下步骤：移动机器人根据陀螺仪来确定自身的转向；若移动机器人向左转动，则驱动轮的运动学模型为：vr=v1+ωd=v2*cosθ+（v2*sinθ*d）/l；vl=v1-ωd=v2*cosθ-（v2*sinθ*d）/l；若移动机器人向右转动，则驱动轮的运动学模型为：vr=v1-ωd=v2*cosθ-（v2*sinθ*d）/l；vl=v1+ωd=v2*cosθ+（v2*sinθ*d）/l；其中，vr为移动机器人的右驱动轮的运动速度，vl为移动机器人的左驱动轮的运动速度，d为计算轮与驱动轮之间的距离。

9、进一步地，移动机器人基于两个驱动轮的运动速度来确定单位采集时间内移动机器人的移动轨迹，包括以下步骤：移动机器人将初始位置作为坐标原点构建坐标系，然后根据移动机器人的驱动轮的移动速度和转向轮的转向角度确定在单位采样时间内移动机器人在坐标系上的移动轨迹模型：∆x = ∆f * cos(θ)= ∆t * v * cos(θ)；∆y = ∆f *sin(θ)= ∆t * v * sin(θ)；v=（vr+vl）/2；其中，∆t为单位采样时间，∆f为移动机器人在单位采样时间内行走的距离，θ为转向轮的转向角度，∆x和∆y为单位采样时间后移动机器人在坐标系的坐标；移动机器人将单位采样时间内任一时间点、该时间点的驱动轮的运动速度和转向轮的转向角度得到移动机器人在该时间点内在坐标系中的坐标。

10、一种芯片，该芯片用于存储程序，该程序被配置为执行上述的机器人的控制方法。

11、一种移动机器人，所述移动机器人包括主控芯片、一个转向轮和两个驱动轮，所述主控芯片为上述的芯片，所述转向轮设置在移动机器人底部前端的中部，所述两个驱动轮设置在移动机器人底部后端的两侧，所述移动机器人的左驱动轮和右驱动轮与转向轮之间的距离相等，所述转向轮中设有码盘和角度传感器。

12、与现有的技术相比，本发明的有益效果在于：本申请所述的移动机器人不需要在两个驱动轮上分别设置码盘，只需在移动机器人的转向轮上设置码盘就可以通过转向轮的运动速度和转向角度来获取驱动轮的运动速度，进而获取到移动机器人的移动轨迹，灵活性较高，结构简单，降低移动机器人的整机成本。

技术特征：

1.一种机器人的控制方法，其特征在于，所述移动机器人包括设置在前端的转向轮和设置在后端的两个驱动轮，该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的机器人的控制方法，其特征在于，移动机器人接收码盘和角度传感器在一个单位采集时间内采集转向轮的运动速度和转向角度，包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的机器人的控制方法，其特征在于，移动机器人接收码盘和角度传感器在一个单位采集时间内采集转向轮的运动速度和转向角度，包括以下步骤：

4.根据权利要求1所述的机器人的控制方法，其特征在于，移动机器人基于采集的转向轮的运动速度和转向角度来确定该单位采集时间内驱动轮的运动速度，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的机器人的控制方法，其特征在于，移动机器人构建自行车运动学模型来计算驱动轮的运动速度，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的机器人的控制方法，其特征在于，移动机器人在两个驱动轮之间设置计算轮时，将计算轮设置在两个驱动轮中间位置，且与两个驱动轮共轴设置。

7.根据权利要求5所述的机器人的控制方法，其特征在于，移动机器人根据计算轮的运动速度、角速度和计算轮与驱动轮之间的距离构建驱动轮的运动学模型来获取驱动轮的运动速度，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的机器人的控制方法，其特征在于，移动机器人基于两个驱动轮的运动速度来确定单位采集时间内移动机器人的移动轨迹，包括以下步骤：

9.一种芯片，该芯片用于存储程序，其特征在于，该程序被配置为执行权利要求1至8任一项所述的机器人的控制方法。

10.一种移动机器人，其特征在于，所述移动机器人包括主控芯片、陀螺仪、一个转向轮和两个驱动轮，所述主控芯片为权利要求9所述的芯片，所述转向轮设置在移动机器人底部前端的中部，所述两个驱动轮设置在移动机器人底部后端的两侧，所述移动机器人的左驱动轮和右驱动轮与转向轮之间的距离相等，所述转向轮中设有码盘和角度传感器。

技术总结本发明公开了一种机器人的控制方法、芯片和机器人，包括：S1：移动机器人初始化自身和传感器，然后分别通过码盘和角度传感器采集转向轮的运动速度和转向角度；S2：移动机器人接收码盘和角度传感器在一个单位采集时间内采集转向轮的运动速度和转向角度；S3：移动机器人基于采集的转向轮的运动速度和转向角度来确定该单位采集时间内驱动轮的运动速度；S4：移动机器人基于两个驱动轮的运动速度来确定单位采集时间内移动机器人的移动轨迹。只需在移动机器人的转向轮上设置码盘就可以通过转向轮的运动速度和转向角度来获取驱动轮的运动速度，进而获取到移动机器人的移动轨迹，灵活性较高，结构简单。技术研发人员：梁毅恒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：技术公布日：2024/6/30