自移动设备驱动轮的运动速度获取方法、芯片和设备与流程

本发明涉及智能机器人，具体涉及一种自移动设备驱动轮的运动速度获取方法、芯片和设备。

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，主要通过两轮差速模型来获取机器人的移动轨迹，而采用两轮差速模型来获取机器人的移动轨迹就需要自移动设备在两个驱动轮上分别设置码盘来检测两个驱动轮的运动速度，不仅会使自移动设备的生产成本较高，而且还需要在驱动轮上设置码盘，限制自移动设备的驱动轮安装结构。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供了一种自移动设备驱动轮的运动速度获取方法、芯片和设备。本发明的具体技术方案如下：

2、一种自移动设备驱动轮的运动速度获取方法，所述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：自移动设备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：自移动设备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：自移动设备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。

3、进一步地，自移动设备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：自移动设备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；当自移动设备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，自移动设备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：自移动设备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；当自移动设备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，则自移动设备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，自移动设备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：自移动设备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；若自移动设备的转向轮的转向角度为零，则将自移动设备转向轮的线速度作为自移动设备驱动轮的运动速度；若自移动设备的转向轮的转向角度不为零，则自移动设备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，自移动设备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：自移动设备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；自移动设备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；自移动设备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，自移动设备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，自移动设备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：自移动设备根据陀螺仪来确定自身的转向；若自移动设备向左转动，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；若自移动设备向右转动，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为自移动设备的右驱动轮的运动速度，vl为自移动设备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、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自移动设备驱动轮的速度获取方法。

10、一种自移动设备，所述自移动设备包括主控芯片、一个转向轮和两个驱动轮，所述主控芯片为上述的芯片，所述转向轮设置在自移动设备底部前端的中部，所述两个驱动轮设置在自移动设备底部后端的两侧，所述自移动设备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。

11、与现有的技术相比，本发明的有益效果在于：本申请所述的自移动设备不需要在两个驱动轮上分别设置码盘，只需在自移动设备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，结构简单，简化驱动轮的安装结构，提高自移动设备获取驱动轮的运动速度。

技术特征：

1.一种自移动设备驱动轮的运动速度获取方法，其特征在于，所述自移动设备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所述的自移动设备驱动轮的运动速度获取方法，其特征在于，自移动设备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所述的自移动设备驱动轮的运动速度获取方法，其特征在于，自移动设备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所述的自移动设备驱动轮的运动速度获取方法，其特征在于，自移动设备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所述的自移动设备驱动轮的运动速度获取方法，其特征在于，自移动设备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所述的自移动设备驱动轮的运动速度获取方法，其特征在于，自移动设备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所述的自移动设备驱动轮的运动速度获取方法，其特征在于，自移动设备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：

8.一种芯片，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7任一项所述的自移动设备驱动轮的运动速度获取方法。

9.一种自移动设备，其特征在于，所述自移动设备包括主控芯片、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8所述的芯片，所述转向轮设置在自移动设备底部前端的中部，所述两个驱动轮设置在自移动设备底部后端的两侧，所述自移动设备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自移动设备驱动轮的运动速度获取方法、芯片和设备，包括：S1：自移动设备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：自移动设备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：自移动设备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。简化驱动轮的安装结构，提高自移动设备获取驱动轮的运动速度。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