移动机器人及其运行状态的检测方法、存储介质与流程

1.本技术涉及机器人控制领域，尤其涉及一种移动机器人、运行状态的检测方法以及存储介质。


背景技术：

2.移动机器人通过可移动底盘在应用场景内移动，实现对既定任务地处理。对于上述移动机器人，通常需要采集其运行状态，如运行位移、运行方向等。进而可基于移动机器人的运行状态实现对其进行控制。
3.现有技术中，对移动机器人的运行状态的检测较为有限，无法实现对运行方向以及运行位移的检测。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种移动机器人、运行状态的检测方法以及存储介质，旨在通过编码信号实现对移动机器人的运行状态进行检测。
5.为实现上述目的，本技术提供一种移动机器人，所述移动机器人包括：
6.移动轮；
7.多个标识件，设于所述移动轮上或与所述移动轮连接，且多个所述标识件绕所述移动轮的旋转轴间隔排列，能够随所述移动轮转动；
8.至少两个感应件，所述感应件设置于所述移动机器人的机身上，且与所述标识件相对；
9.其中，当所述移动机器人移动时，所述移动轮带动所述标识件相对所述感应件转动，所述感应件感应到所述标识件产生感应信号，所述感应件的感应信号组成编码信号，所述编码信号用于确定所述移动机器人的运行状态。
10.为实现上述目的，本技术还提供一种运行状态的检测方法，应用于如上述实施例任一项所述的移动机器人，所述检测方法包括：
11.控制所述移动机器人的移动轮处于初始状态，所述初始状态下至少两个所述感应件的感应信号构成初始编码信号；
12.在所述移动轮从所述初始状态下移动过程中，连续获取至少两个所述感应件的感应信号，构成多组编码信号；
13.根据所述多组编码信号的变化，确定所述移动机器人的运行方向。
14.此外，为实现上述目的，本技术还提供一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时使所述处理器实现本技术实施例提供的任一项所述的运行状态的检测方法的步骤。
15.本技术实施例公开的一种移动机器人、运行状态的检测方法以及存储介质。移动机器人包括移动轮、多个标识件以及至少两个感应件。其中，多个标识件，设于移动轮上或与移动轮连接，且多个标识件绕移动轮的旋转轴间隔排列，能够随移动轮转动；感应件设置
与移动机器人的机身上，且与标识件相对。进一步的，当移动机器人移动时，移动轮带动标识件相对感应件转动，感应件感应到标识件产生感应信号，感应件的感应信号组成编码信号，编码信号用于确定移动机器人的运行状态。如此，能够实现通过编码信号实现对移动机器人的运行状态进行检测。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是本技术的实施例提供的移动机器人的一实施方式的结构示意图；
18.图2是本技术的实施例提供的移动机器人的另一实施方式的结构示意图；
19.图3是本技术的实施例提供的移动机器人的一实施方式的剖视图；
20.图4是本技术的实施例提供的一种运行状态的检测方法的步骤示意图；
21.图5是如图4所示的运行状态的检测方法的一实施方式的结构示意图；
22.图6是如图4所示的运行状态的检测方法的另一实施方式的结构示意图；
23.图7是本技术的实施例提供的另一种运行状态的检测方法的步骤示意图；
24.图8是本技术一实施例提供的一种存储介质的示意性框图。
具体实施方式
25.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
26.还应当理解，在此本技术说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本技术。如在本技术说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
27.还应当进一步理解，在本技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
28.附图中所示的流程图仅是示例说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
29.下面结合附图，对本技术的一些实施方式作详细说明，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
30.请参阅图1以及图2，图1是本技术的实施例提供的移动机器人的一实施方式的结构示意图；图2是本技术的实施例提供的移动机器人的另一实施方式的结构示意图。如图1以及图2所示，本技术提供的移动机器人100包括移动轮10、多个标识件20以及至少两个感应件30。其中，多个标识件20设于移动轮10上或与移动轮10连接，且多个标识件20绕移动轮10的旋转轴间隔排列，能够随移动轮10转动。
31.进一步的，当移动机器人100移动时，移动轮10能够带动标识件20相对感应件30转
动，感应件30感应到标识件20产生感应信号，感应件30的感应信号组成编码信号，编码信号能够用于确定移动机器人100的运行状态。
32.需要说明的是，本技术对于标识件20的数量不加以限定，例如标识件20的数量为2个或2个以上等。进一步的，感应件30的数量可以为2、3、4等，本技术对此不加以限定。此外，标识件20可以设置在移动轮10上，或者与移动轮10连接。可以理解的，在移动轮10转动时，标识件20能够随移动轮10转动。优选地，标识件20的角速度与移动轮10的角速度相同。
33.可以理解的，由于移动轮10能够带动标识件20相对感应件30转动，因此，感应件30能够感应到标识件20产生感应信号，进而基于感应信号生成编码信号。由此，可基于编码信号确定移动机器人100的运行状态。
34.在一些实施例中，所述移动轮10的轮胎选用不会触发感应件30的材料，如橡胶等。
35.需要说明的是本技术对于上述运行状态不加以限定，例如运行状态包括运行方向、运行位移、运行速度等，本技术以此为例进行说明。
36.具体的，由于移动轮10顺时针或逆时针运行时各自对应不同的编码信号变化，因此可基于编码信号变化确定移动机器人100的运行方向。进一步的，还可以获取相邻标识件20的间距，进而基于编码信号变化的数量与相连标识件20的间距确定移动机器人100的位移，并根据单位时间的位移获得运行速度。
37.示例性的，由于移动轮10在初始位置向顺时针、逆时针转动时触发标识件识别的时间不同，会产生编码信号的区别，从而区分移动轮10的移动方向。例如，当编码信号的变化为00 01 11 10 00，可以确定移动机器人100的运行方向为按照顺时针运行；当编码信号的变化为00 10 11 01 00，可以确定移动机器人100的运行方向为按照逆时针运行。因此，可基于多组编码信号的变化，确定移动机器人100的运行方向，确定移动机器人100的位移，在考虑移动机器人100的移动距离，也可以采用同样的原理，即可以确定。
38.可选地，标识件20沿垂直于移动轮10的旋转轴的方向上的厚度为预设值，预设值与感应件30的感应范围相关。
39.需要说明的是，本技术对于预设值不加以限定，例如当感应件30的感应范围为2mm时，预设值可以为不小于2mm的数值，如3mm。
40.可以理解的，由于移动机器人100的运行环境中可能存在金属碎屑，因此若金属碎屑附着在移动轮10远离标识件20的一侧，可能会导致感应件30接触到金属碎屑，进而无法感应到标识件20，影响感应信号的产生。因此，设置上述预设值不小于所述感应件30的感应范围，可以防止感应件30的误识别。
41.可选地，多个标识件20等间距排列。
42.可以理解的，设置多个标识件20等间距排列，使得可直接基于编码信号变化的数量、标识件20的间距以及标识件20的宽度确定移动机器人100的位移。而无需确定每一标识件20与相邻的标识件20的间距，进而与其对应的编码信号确定移动机器人100的位移，实现了更高效率的确定移动机器人100的位移。
43.具体的，可计算相邻标识件20的间距以及标识件20的宽度之和，得到每一标识件20在转动时产生的位移。进一步的，可以基于编码信号变化确定移动轮100运行时标识件20的转动数量。基于此，可以将转动数量乘以一标识件20在转动时产生的位移，得到移动机器人100运行时产生的位移。
44.可选地，设置标识件20的宽度与相邻标识件20的间距相同，因此，可以直接确定相邻标识件20的间距与移动轮100运行时标识件20的转动数量确定移动机器人100的位移，实现了更高效率的确定移动机器人100的位移。
45.请继续参阅图3，图3是本技术的实施例提供的移动机器人的一实施方式的剖视图。如图3所示，至少两个感应件30在机身上设置的间隔距离，与标识件20相对旋转轴的弧心角相关。
46.可选地，上述间隔距离满足以下表达式：nx+x/2
47.其中，x为标识件20对应的弧心角，n表示相邻感应件30中标识件20的数量与其对应的间距之和。
48.通过上述公式设置相邻感应件30的间距，能够使得移动轮10在带动标识件20相对感应件30转动时，感应件30能够感应到标识件20，进而产生强度较佳的感应信号，从而实现较为精准的对移动机器人100的运行状态进行检测。
49.需要说明的是，本技术对于标识件20对应的弧心角以及相邻感应件30中的标识件20的数量不加以限定。例如可以为标识件20对应的弧心角6
°
，相邻感应件30中的标识件20的数量为3，因此标识件20对应的间距为3。进一步的，通过上述公式可以得到，相邻感应件30的间距为33
°
。
50.可选地，如图3所示，移动机器人100还包括呈环形的栅格板40，栅格板40设置于移动轮10上或与移动轮10连接，且栅格板40中每一栅格作为一个标识件20。
51.需要说明的是，本技术对于栅格板40的材质不加以限定，例如栅格板40的材质为金属钢。可以理解的，感应件30能够被该材质触发进而产生感应信号。
52.可选地，如图2所示，移动机器人100还包括安装板50，安装板50设置于移动机器人100的机身上，且与移动机器人100的机身同步移动。至少两个感应件30可以固定在安装板50上，且不随移动轮10转动。在感应件30开启时，感应件30感应到标识件20产生感应信号。
53.可选地，安装板50具有第一腔体以及第二腔体，第一腔体的一端与第二腔体的一端连接，第二腔体的另一端与外界连通，感应件30通过第一腔体穿设于安装板50上。
54.可选地，移动机器人100还包括张紧调节件60，张紧调节件60活动设于第二腔体内，张紧调节件60的一端具有调节部，并位于第二腔体的另一端，调节部用于调节张紧调节件60在第二腔体内的位置。可以理解的，通过调节张紧调节件60在第二腔体内的位置，可以间接调节安装板50与感应件30的位置，从而使得感应件30能够感应到标识件20并产生较强的感应信号。
55.可选地，移动机器人100还包括减速机70，安装板50还具有横向安装部以及与横向安装部连接的纵向延伸部，横向安装部固定设置于移动机器人100的机身或减速机上70，第一腔体和/或所述第二腔体设置在纵向延伸部内。可以理解的，减速机70能够降低移动轮10的移动速度，减少移动轮10的磨损，进而延长移动轮10的使用寿命。
56.本技术实施例公开了一种移动机器人100，包括移动轮10、多个标识件20以及至少两个感应件30。其中，多个标识件20，设于移动轮10上或与移动轮10连接，且多个标识件20绕移动轮10的旋转轴间隔排列，能够随移动轮10转动；感应件30设置与移动机器人100的机身上，且与标识件20相对。进一步的，当移动机器人100移动时，移动轮10带动标识件20相对感应件30转动，感应件30感应到标识件20产生感应信号，感应件30的感应信号组成编码信
号，编码信号用于确定移动机器人100的运行状态。如此，能够实现通过编码信号实现对移动机器人100的运行状态进行检测。
57.请参阅图4，图4是本技术的实施例提供的一种运行状态的检测方法的步骤示意图。如图4所示，运行状态包括运行方向，可通过步骤s11至步骤s13实现对移动机器人100的运行方向进行检测。
58.步骤s11：控制移动机器人的移动轮处于初始状态。
59.其中，初始状态也即移动机器人未运行的状态，进一步的，初始状态下至少两个感应件的感应信号构成初始编码信号。
60.需要说明的是，本技术对于初始编码信号不加以限定，例如在感应件的数量为2时，设置第一感应件的初始编码信号为0、第二感应件的初始编码信号为0，此时可以将移动机器人当前的感应信号标记为第一感应件初始编码信号与第二感应件初始编码信号的组合，即00。
61.可选地，上述控制移动机器人的移动轮处于初始状态，包括：控制移动轮处于初始位置；若至少两个感应件的感应信号在预设时间没有变化，确定移动机器人的移动轮处于初始状态。
62.需要说明的是，本技术对于初始位置以及预设时间不加以限定，例如初始位置可以为移动轮在运行状态检测前的任意位置；预设时间可以为2s、5s等。
63.可以理解的，当移动轮处于运行状态检测前的任意位置时，若至少两个感应件的感应信号在预设时间没有变化，则可确定机器人未运行，因此，可确定移动机器人的移动轮处于初始状态。
64.步骤s12：在移动轮从初始状态下移动过程中，连续获取至少两个感应件的感应信号，构成多组编码信号。
65.可以理解的，移动轮从初始状态下移动时，感应件能够感应到的标识件进而产生感应信号，进而感应件的感应信号组成多组编码信号。示例性地，可以将识别到标识件而产生的感应信号标记为1。
66.需要说明的是，根据实际标识件与感应件的设置方式，移动轮转动一定角度后，编码信号重新归位为00，此时可以记为一个编码周期。本技术对于每个编码周期的信号数量不加以限定，例如每个编码周期的编码信号数量为2、3、4、5，本技术以每个编码周期的编码信号数量为5为例进行说明。
67.步骤s13：根据多组编码信号的变化，确定移动机器人的运行方向。
68.请参阅图5以及图6，图5是如图4所示的运行状态的检测方法的一实施方式的结构示意图；图6是如图4所示的运行状态的检测方法的另一实施方式的结构示意图。移动机器人在顺时针或逆时针运行时，其对应有不同的编码信号的变化。如图5所示，当移动机器人在顺时针运行时，其自初始状态至完成一个编码周期的信号编码后，编码信号的变化为00 01 11 10 00；如图6所示，当移动机器人在逆时针运行时，其自初始状态至完成一个编码周期的信号编码后，编码信号的变化为00 10 11 01 00。因此，可基于多组编码信号的变化，确定移动机器人的运行方向。
69.在本技术实施例中，可控制移动机器人的移动轮处于初始状态，其中，初始状态下至少两个感应件的感应信号构成初始编码信号。进一步的，在移动轮从初始状态下移动过
程中，连续获取至少两个感应件的感应信号，构成多组编码信号。由此，可基于多组编码信号的变化，对移动机器人的运行方向进行检测。
70.可选地，上述检测方法还包括：基于感应件的感应信号确定移动机器人的运行状态，其中，运行状态包括正常移动状态以非正常移动状态。
71.在上述实施例的基础上，基于感应件的感应信号确定移动机器人的运行状态，包括：在感应件的感应信号发生变化时，确定移动机器人的运行状态为正常移动状态；在感应件的感应信号无变化时，确定移动机器人的运行状态为非正常移动状态。
72.可以理解的，当感应件的感应信号发生变化时，则可确定移动机器人的移动轮处于持续转动过程，也即移动机器人的运行状态为正常移动状态。当感应件的感应信号无变化时，则说明移动机器人的移动轮处于非正常移动状态。其中，非正常移动状态包括打滑状态，本技术此不加以限定。
73.此外，若感应件未产生感应信号，则可确定移动机器人的运行状态为静止状态。
74.在本技术实施例中，可以基于感应件的感应信号确定移动机器人的运行状态，其中，运行状态包括静止状态、正常移动状态以及非正常移动状态。具体的，可以通过判断感应件是否产生感应信号，以及感应件在产生感应信号时，感应信号是否发生变化，从而确定移动机器人处于静止状态、正常移动状态以及非正常移动状态中的一种。
75.请参阅图7，如图7是本技术的实施例提供的另一种运行状态的检测方法的步骤示意图。如图7所示，运行状态包括运行位移，可通过步骤s21至步骤s22实现对移动机器人100的运行位移进行检测。
76.步骤s21：获取移动机器人的标识件的间距。
77.步骤s22：基于标识件的间距以及多组编码信号的变化，确定移动机器人的运行位移。
78.可以理解的，当移动机器人运行时，其能够带动标识件相对感应件转动，感应件能够基于每一标识件产生感应信号，进而基于感应信号生成编码信号。因此，可以基于移动机器人在运行过程中的多组编码信号的变化，得到产生感应信号的标识件的数量以及相邻标识件的间距数量。如此，便可基于产生感应信号的标识件的数量、相邻标识件的间距数量、移动机器人的标识件的间距以及标识件的宽度确定移动机器人的运行位移。
79.为了便于理解，本技术以在移动机器人的移动轮直径为50cm、标识件的弧心角为6
°
为例进行说明。
80.可以理解的，当感应件感应到产生感应信号的标识件的数量为10时，移动机器人的运行位移l为：l＝50π
×
(10
°×6÷
360
°
)＝(50π/6)cm≈26.2cm。
81.在本技术实施例中，可获取移动机器人的标识件的间距，并基于标识件的间距以及多组编码信号的变化，确定移动机器人的运行位移。
82.请参阅图8，图8是本技术提供的存储介质的结构示意图。如图8所示，本技术的存储介质存储有能够实现上述所有一种运行状态的检测方法的计算机程序51，其中，该计算机程序51可以以软件产品的形式存储在上述存储介质中，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，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本技术各个实施方式方法的全部或部分步骤。而前述的存储装置包括：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，或者是计算机、服务器、手机、平板等终端装置。
83.以上仅为本技术的实施方式，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种移动机器人，其特征在于，所述移动机器人包括：移动轮；多个标识件，设于所述移动轮上或与所述移动轮连接，且多个所述标识件绕所述移动轮的旋转轴间隔排列，能够随所述移动轮转动；至少两个感应件，所述感应件设置于所述移动机器人的机身上，且与所述标识件相对；其中，当所述移动机器人移动时，所述移动轮带动所述标识件相对所述感应件转动，所述感应件感应到所述标识件产生感应信号，所述感应件的感应信号组成编码信号，所述编码信号用于确定所述移动机器人的运行状态。2.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于，所述标识件沿垂直于所述移动轮的旋转轴的方向上的厚度为预设值，所述预设值不小于所述感应件的感应范围。3.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于，多个所述标识件呈等间距排列。4.根据权利要求3所述的移动机器人，其特征在于，至少两个所述感应件在所述机身上设置的间隔距离，与所述标识件相对所述旋转轴的弧心角相关。5.根据权利要求4所述的移动机器人，其特征在于，所述间隔距离满足以下表达式：nx+x/2，x为所述标识件对应的弧心角，n表示相邻所述感应件中所述标识件的数量与其对应的间距之和。6.根据权利要求5所述的移动机器人，其特征在于，所述弧心角为6
°
，所述间隔距离为33
°
。7.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于，所述移动机器人还包括呈环形的栅格板，所述栅格板设置于所述移动轮上或与所述移动轮连接，且所述栅格板中每一栅格作为一个所述标识件。8.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于，所述移动机器人还包括安装板以及张紧调节件，所述安装板设置于所述移动机器人的机身上，且与所述移动机器人的机身同步移动，所述安装板具有第一腔体以及第二腔体，所述第一腔体的一端与所述第二腔体的一端连接，所述第二腔体的另一端与外界连通，所述感应件通过所述第一腔体穿设于所述安装板上，所述张紧调节件活动设于所述第二腔体内，所述张紧调节件的一端具有调节部，并位于所述第二腔体的另一端，所述调节部用于调节所述张紧调节件在所述第二腔体内的位置。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述移动机器人还包括减速机，所述安装板还具有横向安装部以及与所述横向安装部连接的纵向延伸部，所述横向安装部固定设置于所述移动机器人的机身或所述减速机上，所述第一腔体和/或所述第二腔体设置在所述纵向延伸部内。10.一种运行状态的检测方法，其特征在于，应用于如权利要求1-7的任一项所述的移动机器人，所述运行状态包括运行方向，所述检测方法包括：控制所述移动机器人的移动轮处于初始状态，所述初始状态下至少两个所述感应件的感应信号构成初始编码信号；在所述移动轮从所述初始状态下移动过程中，连续获取至少两个所述感应件的感应信号，构成多组编码信号；根据所述多组编码信号的变化，确定所述移动机器人的运行方向。
11.根据权利要求10所述的检测方法，其特征在于，所述控制所述移动机器人的移动轮处于初始状态，包括：控制所述移动轮处于初始位置；若至少两个所述感应件的感应信号在预设时间没有变化，确定所述移动机器人的移动轮处于初始状态。12.根据权利要求10所述的检测方法，其特征在于，所述运行状态包括运行位移，所述检测方法还包括：获取所述移动机器人的相邻标识件的间距；基于所述相邻标识件的间距以及所述多组编码信号的变化，确定所述移动机器人的运行位移。13.根据权利要求10所述的检测方法，其特征在于，所述方法还包括：基于所述感应件的感应信号确定所述移动机器人的运行状态，其中，所述运行状态包括正常移动状态以非正常移动状态。14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述基于所述感应件的感应信号确定所述移动机器人的运行状态，包括：在所述感应件的感应信号发生变化时，确定所述移动机器人的运行状态为正常移动状态；在所述感应件的感应信号无变化时，确定所述移动机器人的运行状态为非正常移动状态，其中，所述非正常移动状态包括打滑状态。15.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时使所述处理器实现如权利要求10-14中任一项所述的运行状态的检测方法的步骤。

技术总结
本发明实施例提供一种移动机器人、运行状态的检测方法以及存储介质。所述移动机器人包括：移动轮；多个标识件，设于所述移动轮上或与所述移动轮连接，且多个所述标识件绕所述移动轮的旋转轴间隔排列，能够随所述移动轮转动；至少两个感应件，所述感应件设置于所述移动机器人的机身上，且与所述标识件相对；其中，当所述移动机器人移动时，所述移动轮带动所述标识件相对所述感应件转动，所述感应件感应到所述标识件产生感应信号，所述感应件的感应信号组成编码信号，所述编码信号用于确定所述移动机器人的运行方向。本申请实施例旨在通过编码信号实现对移动机器人的运行状态进行检测。号实现对移动机器人的运行状态进行检测。号实现对移动机器人的运行状态进行检测。


技术研发人员：赵万秋 边旭 黄柏燊 张弢 薛锦 潘彬 黄宗勇 麦耀林
受保护的技术使用者：深圳优艾智合机器人科技有限公司
技术研发日：2023.04.10
技术公布日：2023/6/28