本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，具體涉及一種機(jī)器人殼體碰撞檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
隨著當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。安防機(jī)器人作為一種特殊的巡檢機(jī)器人，在小區(qū)或廠區(qū)工業(yè)園內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)固定路線的完全自主巡邏，尤其在大型區(qū)域，顯著提高了巡檢效率，優(yōu)先降低了人力成本。
目前，通常的安防巡檢機(jī)器人為了滿足低成本及靈活性，體積設(shè)計(jì)大都比較矮小，而且自身攜帶的外部環(huán)境感知傳感器無法對(duì)自身近距離范圍內(nèi)的狀況進(jìn)行全方位的監(jiān)測(cè)，比較容易受到外界直接接觸式的碰撞破壞，如故意打擊攻擊等傷害。
現(xiàn)有已知的安防機(jī)器人在對(duì)外接碰撞打擊進(jìn)行檢測(cè)時(shí)大多采取在機(jī)器人殼體上安裝加速度計(jì)來對(duì)碰撞進(jìn)行檢測(cè)，其原理為通過測(cè)量機(jī)器人客體上的加速度信號(hào)，當(dāng)加速度達(dá)到預(yù)定的閾值時(shí)觸發(fā)警報(bào)裝置，以達(dá)到對(duì)外接異常碰撞情況的檢測(cè)。但由于碰撞加速度信號(hào)變化非?？?，而且與機(jī)器人本身結(jié)構(gòu)的震動(dòng)有關(guān)，所以容易受到外界的干擾。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種機(jī)器人殼體碰撞檢測(cè)方法，在現(xiàn)有硬件的基礎(chǔ)上，通過對(duì)加速度傳感器采集數(shù)據(jù)的優(yōu)化，有效降低了外界對(duì)殼體異常碰撞檢測(cè)的干擾。
一種機(jī)器人殼體碰撞檢測(cè)方法，對(duì)運(yùn)動(dòng)中的機(jī)器人殼體上的加速度傳感器進(jìn)行加速度信號(hào)采集，將采集到的加速度信號(hào)轉(zhuǎn)化為速度變化量，根據(jù)速度變化量與預(yù)先設(shè)置的閾值比較來判斷是否為機(jī)器人殼體碰撞。
進(jìn)一步地，具體檢測(cè)方法如下：
步驟一：在機(jī)器人的實(shí)際工作環(huán)境中，預(yù)先設(shè)定殼體碰撞和路面顛簸這兩種工況，分別對(duì)機(jī)器人殼體上的加速度傳感器進(jìn)行加速度信號(hào)采集；
步驟二：剔除異常的加速度信號(hào)，將剩余的加速度信號(hào)以時(shí)間為單位進(jìn)行積分運(yùn)算，分別得到機(jī)器人殼體碰撞速度變化量和路面顛簸速度變化量，以殼體碰撞速度變化量的最小值與路面顛簸速度變化量的最大值的平均值作為閾值；
步驟三：機(jī)器人在工作環(huán)境中實(shí)際運(yùn)行時(shí)，對(duì)機(jī)器人殼體上的加速度傳感器進(jìn)行信號(hào)采集；
步驟四：將采集到的加速度信號(hào)以時(shí)間為單位進(jìn)行積分運(yùn)算，得到機(jī)器人運(yùn)行過程中的實(shí)際速度變化量；
步驟五：將實(shí)際速度變化量與預(yù)先設(shè)定的閾值作比較，當(dāng)實(shí)際速度變化量大于預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)就發(fā)出碰撞的報(bào)警信息。
有益效果：
1、本發(fā)明在現(xiàn)有硬件的基礎(chǔ)上，不增加成本，通過對(duì)采集到的加速度信息進(jìn)一步積分處理得到速度變化量，綜合考慮加速度變化量及速度變化量，在機(jī)器人殼體被碰撞的過程中，由于速度變化量曲線要比加速度曲線平滑的多，所以該方法具有較強(qiáng)的抗干擾能力，檢測(cè)碰撞的準(zhǔn)確性更高。
2、本發(fā)明的方法對(duì)于一些持續(xù)時(shí)間短，變化快的信號(hào)，對(duì)加速度信號(hào)的優(yōu)化同樣能夠起到平滑濾波的作用。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
本發(fā)明提供了一種機(jī)器人殼體碰撞檢測(cè)方法，該方法先對(duì)安裝于機(jī)器人殼體上的加速度傳感器進(jìn)行信號(hào)采集，然后對(duì)加速度信號(hào)以時(shí)間為單位進(jìn)行積分運(yùn)算，得到機(jī)器人碰撞過程中的速度變化量。采用該方法對(duì)機(jī)器人殼體碰撞進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集，并對(duì)速度變化量進(jìn)行分析，選取合適的閾值，當(dāng)速度變化量大于預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)就發(fā)出碰撞的報(bào)警信息。
該方法實(shí)施首先要在實(shí)際使用場(chǎng)景及路況下，預(yù)先對(duì)殼體碰撞加速度傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然后對(duì)采集的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，分析殼體被碰撞時(shí)傳感器數(shù)據(jù)，選取適當(dāng)?shù)呐鲎才袛嚅撝怠?/p>
流程如圖1所示，當(dāng)機(jī)器人在小區(qū)或廠區(qū)工業(yè)園內(nèi)對(duì)固定路線自主巡邏時(shí)，具體碰撞檢測(cè)方法為：
步驟一：在機(jī)器人的實(shí)際工作環(huán)境中，沿自主巡邏的固定路線，模擬會(huì)遇到的殼體碰撞和路面顛簸這兩種工況，分別對(duì)此時(shí)的機(jī)器人殼體上的加速度傳感器進(jìn)行加速度信號(hào)采集；
步驟二：剔除異常的加速度信號(hào)，將剩余的加速度信號(hào)以時(shí)間為單位進(jìn)行積分運(yùn)算，分別得到機(jī)器人殼體碰撞速度變化量和路面顛簸速度變化量，以殼體碰撞速度變化量的最小值與路面顛簸速度變化量的最大值的平均值作為閾值；
步驟三：機(jī)器人在工作環(huán)境中實(shí)際運(yùn)行時(shí)，對(duì)機(jī)器人殼體上的加速度傳感器進(jìn)行信號(hào)采集；
步驟四：將采集到的加速度信號(hào)以時(shí)間為單位進(jìn)行積分運(yùn)算，得到機(jī)器人運(yùn)行過程中的實(shí)際速度變化量；
步驟五：將實(shí)際速度變化量與預(yù)先設(shè)定的閾值作比較，當(dāng)實(shí)際速度變化量大于預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)就發(fā)出碰撞的報(bào)警信息；如果小于設(shè)定閾值，則繼續(xù)運(yùn)行。
綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。