一种机器人沿墙行进的控制方法及装置与流程

1.本发明涉及机器人控制技术领域，尤其涉及一种机器人沿墙行进的控制方法及装置。


背景技术：

2.随着机器人控制技术的发展，在吸尘、清扫、擦拭等应用中，机器人能否紧贴墙壁运行是一个关键性要求。
3.目前，机器人沿墙行进过程中，需要对机器人停下来进行方向的调整，但该调整会导致机器人运行不平滑，同时机器人实现沿墙行进所花费的时间较长，导致难以进行实际的应用。
4.因此，目前亟需一种能够使机器人进行平滑调整至沿墙行进的控制方法。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种机器人沿墙行进的控制方法及装置，以解决现有技术中机器人无法平滑的过度到沿墙行进的技术问题。
6.为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种机器人沿墙行进的控制方法，包括：
7.通过线扫雷达向墙壁发射第一射线和第二射线，并对反射后的第一射线和第二射线进行采样，构建墙面与机身模型；
8.根据所述墙面与机身模型，计算出机器人与墙面之间的夹角与距离；
9.根据所述机器人与墙面之间的夹角与距离，计算出机器人的方向修正角度；
10.根据所述方向修正角度，对所述机器人的轮速进行修正，进而通过修正后的轮速控制机器人行进。
11.作为优选方案，所述通过线扫雷达向墙壁发射第一射线和第二射线，并对反射后的第一射线和第二射线进行采样，构建墙面与机身模型，具体为：
12.通过线扫雷达向墙壁发射预设固定夹角的第一射线和第二射线；
13.对反射后的第一射线和第二射线进行采样，得到第一射线的长度和第二射线的长度；
14.根据所述预设固定夹角，以及第一射线的长度和第二射线的长度，构建墙面与机身模型。
15.作为优选方案，所述根据所述墙面与机身模型，计算出机器人与墙面之间的夹角与距离，具体为：
16.根据所述墙面与机身模型，通过所述预设固定夹角，以及第一射线的长度和第二射线的长度，计算出机器人与墙面之间的夹角与距离：
17.18.l＝b
×
cosα
19.β＝γ-α
20.其中，a为第一射线的长度，b为第二射线的长度，α为第二射线与机器人距离墙面直线之间的夹角，β为机器人行进方向与墙面的夹角，γ为第二射线与机器人水平行进方向的夹角，θ为第一射线和第二射线之间的夹角，l为机器人与墙面之间的距离。
21.作为优选方案，还包括：
22.通过线扫雷达向墙壁发射预设次数的第一射线和第二射线，并对每次发射后的第一射线和第二射线进行采样，从而构建对应每次的墙面与机身模型；
23.根据所构建的全部墙面与机身模型，分别计算出各墙面与机身模型所对应的机器人与墙面之间的夹角与距离；
24.将所有的机器人与墙面之间的夹角与距离进行排序，选取排序中间值的一组机器人与墙面之间的夹角与距离，作为最终机器人与墙面之间的夹角与距离的结果。
25.作为优选方案，所述根据所述机器人与墙面之间的夹角与距离，计算出机器人的方向修正角度，具体为：
26.根据最终机器人与墙面之间的夹角与距离的结果，以及预设目标离墙距离和预设前进距离，计算出机器人的方向修正角度：
27.δ＝β+ε
28.ε＝tan-1
[(d
c-l)/m]
[0029]
其中，δ为机器人的方向修正角度，ε为机器人目标行进方向与墙面的夹角，d
t
为预设目标离墙距离，m为预设前进距离。
[0030]
作为优选方案，所述根据所述方向修正角度，对所述机器人的轮速进行修正，进而通过修正后的轮速控制机器人行进，具体为：
[0031]
根据所述方向修正角度和预设期望速度，对所述机器人的轮速进行修正计算；其中，所述机器人包括第一轮子和第二轮子；
[0032]
v1＝v
t
×
(1+p
×
δ)
[0033]
v2＝v
t
×
(1-p
×
δ)
[0034]
其中，v1为第一轮子的轮速，v2为第二轮子的轮速，v
t
为预设期望速度，p为预设调整参数，δ为方向修正角度；
[0035]
根据修正计算所得到的第一轮子的转速和第二轮子的转速，对机器人的第一轮子和第二轮子分别进行轮速控制，进而实现对机器人进行行进控制。
[0036]
相应地，本发明还提供一种机器人沿墙行进的控制装置，包括：模型构建模块、夹角距离计算模块、方向修正计算模块和轮速控制模块；
[0037]
所述模型构建模块，用于通过线扫雷达向墙壁发射第一射线和第二射线，并对反射后的第一射线和第二射线进行采样，构建墙面与机身模型；
[0038]
所述夹角距离计算模块，用于根据所述墙面与机身模型，计算出机器人与墙面之间的夹角与距离；
[0039]
所述方向修正计算模块，用于根据所述机器人与墙面之间的夹角与距离，计算出机器人的方向修正角度；
[0040]
所述轮速控制模块，用于根据所述方向修正角度，对所述机器人的轮速进行修正，
进而通过修正后的轮速控制机器人行进。
[0041]
相应地，本发明还提供一种机器人，包括：机身以及设置于所述机身底部的第一轮子和第二轮子；
[0042]
所述机身中设置有控制主机，所述控制主机用于执行如上任意一项所述的机器人沿墙行进的控制方法；
[0043]
所述第一轮子和第二轮子，用于接收所述控制主机的控制来实现轮速的调节。
[0044]
相应地，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上任意一项所述的机器人沿墙行进的控制方法。
[0045]
相应地，本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任一项所述的机器人沿墙行进的控制方法。
[0046]
相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：
[0047]
本发明的技术方案通过线扫雷达向墙壁发射第一射线和第二射线，进而对第一射线和第二射线进行采样，从而构建墙面与机身模型，并通过墙面与机身模型来对机器人和墙面之间的夹角与距离进行计算，最终得到机器人的方向修正角度来实现对机器人的轮速进行修正，实现轮速控制机器人的沿墙行进，避免了在实现沿墙行进的过程中，需要停下机器人进行方向调整，本发明通过直接控制与对轮速的修正，来实现机器人双轮差分控制，准确且高效地实现沿墙行进控制。
附图说明
[0048]
图1：为本发明实施例所提供的一种机器人沿墙行进的控制方法的步骤流程图；
[0049]
图2：为本发明实施例所提供的墙面与机身模型的示意图；
[0050]
图3：为本发明实施例所提供的机器人上的线扫雷达发射第一射线和第二射线的原理示意图；
[0051]
图4：为本发明实施例所提供的另一示例性方案中机器人上的线扫雷达发射第一射线和第二射线的原理示意图；
[0052]
图5：为本发明实施例所提供的机器人轮速调整的原理示意图；
[0053]
图6：为本发明实施例所提供的一种机器人沿墙行进的控制装置的结构示意图。
具体实施方式
[0054]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0055]
实施例一
[0056]
请参照图1，为本发明实施例提供的一种机器人沿墙行进的控制方法，包括以下步骤s101-s104：
[0057]
步骤s101：通过线扫雷达向墙壁发射第一射线和第二射线，并对反射后的第一射
线和第二射线进行采样，构建墙面与机身模型。
[0058]
需要说明的是，为了使得线扫雷达能够稳定且准确地发射第一射线和第二射线，并为了确保所发射射线采样的准确性和精度，第一射线和第二射线之间的夹角为锐角。从而利用两个夹角为锐角的雷达射线采样，建立用于墙面与机身夹角计算的模型，请参阅图2，其为墙面与机身模型的示意图。
[0059]
作为本实施例的优选方案，所述通过线扫雷达向墙壁发射第一射线和第二射线，并对反射后的第一射线和第二射线进行采样，构建墙面与机身模型，具体为：
[0060]
通过线扫雷达向墙壁发射预设固定夹角的第一射线和第二射线；对反射后的第一射线和第二射线进行采样，得到第一射线的长度和第二射线的长度；根据所述预设固定夹角，以及第一射线的长度和第二射线的长度，构建墙面与机身模型。
[0061]
需要说明的是，由于先扫雷达需要通过预先设定好射线所发射的方向，因此第一射线和第二射线之间的预设固定夹角为已知的，无需进行采样或测量得到。同时，通过对反射后的第一射线和第二射线进行采样，即可得到第一射线和第二射线的长度，进而通过第一射线和第二射线之间的预设固定夹角，即可构建出墙面与机身模型。
[0062]
步骤s102：根据所述墙面与机身模型，计算出机器人与墙面之间的夹角与距离。
[0063]
作为本实施例的优选方案，所述根据所述墙面与机身模型，计算出机器人与墙面之间的夹角与距离，具体为：
[0064]
根据所述墙面与机身模型，通过所述预设固定夹角，以及第一射线的长度和第二射线的长度，计算出机器人与墙面之间的夹角与距离：
[0065][0066]
l＝b
×
cosα
[0067]
β＝γ-α
[0068]
其中，a为第一射线的长度，b为第二射线的长度，α为第二射线与机器人距离墙面直线之间的夹角，β为机器人行进方向与墙面的夹角，γ为第二射线与机器人水平行进方向的夹角，θ为第一射线和第二射线之间的夹角，l为机器人与墙面之间的距离。
[0069]
在本实施例中，为了进一步说明机器人与墙面之间的夹角与距离的计算原理，给出了示例性方案，请参阅图3，其为机器人上的线扫雷达发射第一射线和第二射线的原理示意图。第一射线a和第二射线b之间的夹角为角θ，通过延长第二射线b与第一射线a之间构成一个直角三角形，从而可以计算出角α，即计算出第二射线与机器人距离墙面直线l之间的夹角α，即此时夹角α为正，进而通过夹角α来计算出机器人距离墙面直线l，也能通过夹角α，以及第二射线b与机器人行进方向的水平向右方向(即辅助线c)的夹角γ，来计算出机器人行进方向与墙面方向之间的夹角β；其中，由于雷达的每条射线相对于与雷达起始点的夹角是已知的，雷达起始点与扫地机机身的偏转角可以通过标定来得到，因此在选择第二射线b时，可以根据第二射线b的序号计算的夹角γ，即γ＝射线b在雷达坐标系中的角度-雷达坐标系机身坐标系的偏转角-90
°
；假设机身坐标系0
°
指向正后方。
[0070]
进一步地，当第二射线与机器人距离墙面直线l之间的夹角α为负时，请参阅图4，通过第一射线a与第二射线b之间构建辅助线，从而建立一个直角三角形后计算出角α，进而通过角α何第二射线b的长度计算出机器人距离墙面直线l，同理通过夹角α，以及第二射线b
与机器人行进方向的水平向右方向(即辅助线c)的夹角γ，来计算出机器人行进方向与墙面方向之间的夹角β。
[0071]
本实施例中机器人的原本的行进方向还可以是往左，即机器人行进方向与墙面方向之间的夹角β的计算过程依然可按照上述公式与原理进行计算。
[0072]
作为本实施例的优选方案，还包括：
[0073]
通过线扫雷达向墙壁发射预设次数的第一射线和第二射线，并对每次发射后的第一射线和第二射线进行采样，从而构建对应每次的墙面与机身模型；根据所构建的全部墙面与机身模型，分别计算出各墙面与机身模型所对应的机器人与墙面之间的夹角与距离；将所有的机器人与墙面之间的夹角与距离进行排序，选取排序中间值的一组机器人与墙面之间的夹角与距离，作为最终机器人与墙面之间的夹角与距离的结果。
[0074]
需要说明的是，由于雷达会收到环境干扰，因此单对采样的计算结果不够稳定，需要多次采样建立样本集，采用中值发消除噪声，获取稳定的夹角与距离的结果。可示例性地，在机器人右方选择n对雷达采样作为样本集，通过计算得到一组机器人与墙面的夹角和距离(l，β)，对夹角计算结果集进行排序，选取中间值为机器人与墙面的夹角计算结果，对应的距离l为机器人线扫雷达中心部位与墙面的垂直距离。
[0075]
步骤s103：根据所述机器人与墙面之间的夹角与距离，计算出机器人的方向修正角度。
[0076]
作为本实施例的优选方案，所述根据所述机器人与墙面之间的夹角与距离，计算出机器人的方向修正角度，具体为：
[0077]
根据最终机器人与墙面之间的夹角与距离的结果，以及预设目标离墙距离和预设前进距离，计算出机器人的方向修正角度：
[0078]
δ＝β+ε
[0079]
ε＝tan-1
[(d
c-l)/m]
[0080]
其中，δ为机器人的方向修正角度，ε为机器人目标行进方向与墙面的夹角，d
t
为预设目标离墙距离，m为预设前进距离。
[0081]
需要说明的是，轮速调整目标是机器人能够平滑的过度到与墙面距离等于预设目标离墙距离d
t
，同时机器人行进方向与墙面夹角为0的状态，从而以当前机器人位置为起点，拟定与墙面平行方向上的位移达到预设前进距离m时，机器人与墙面的距离为0，从而请参阅图5，其为示例性实施例中机器人轮速调整的原理示意图，通过预设目标离墙距离d
t
、步骤s102中所计算得到的机器人与墙面之间的距离和预设预设前进距离m，从而可以计算出机器人目标行进方向与墙面的夹角ε，进而计算得到机器人的方向修正角度δ，其中预设前进距离的具体含义为：前进m的距离后机器人进入沿墙行进的状态。
[0082]
步骤s104：根据所述方向修正角度，对所述机器人的轮速进行修正，进而通过修正后的轮速控制机器人行进。
[0083]
作为本实施例的优选方案，所述根据所述方向修正角度，对所述机器人的轮速进行修正，进而通过修正后的轮速控制机器人行进，具体为：
[0084]
根据所述方向修正角度和预设期望速度，对所述机器人的轮速进行修正计算：
[0085]
v1＝v
t
×
(1+p
×
δ)
[0086]
v2＝v
t
×
(1-p
×
δ)
[0087]
其中，所述机器人包括第一轮子和第二轮子；v1为第一轮子的轮速，v2为第二轮子的轮速，v
t
为预设期望速度，p为预设调整参数，δ为方向修正角度；根据修正计算所得到的第一轮子的转速和第二轮子的转速，对机器人的第一轮子和第二轮子分别进行轮速控制，进而实现对机器人进行行进控制。
[0088]
在本实施例中，为了使得差分机器人运行平滑，需要对机器人方向进行实时调整，即墙面与机身模型是实时动态变化与构建的，使得所计算出机器人与墙面之间的夹角与距离、以及机器人的方向修正角度，均是随机器人行进方向的修正而实时动态变化的，因此通过上述参量的计算，即可得到机器人的方向修正角度，作为机器人双轮速度修正的指导参数，进行轮速修正；其中，v
t
为预设期望速度，即机器人整体行进方向的目标速度；预设调整参数p为预先设定的参数，用于缩放调整幅度，是机器人行进状态达到预期目标，预设调整参数p越大机器人调整越迅速，p越小调整的越缓慢，但更加平滑，可根据实际的需求进行设定。
[0089]
实施以上实施例，具有如下效果：
[0090]
本发明的技术方案通过线扫雷达向墙壁发射第一射线和第二射线，进而对第一射线和第二射线进行采样，从而构建墙面与机身模型，并通过墙面与机身模型来对机器人和墙面之间的夹角与距离进行计算，最终得到机器人的方向修正角度来实现对机器人的轮速进行修正，实现轮速控制机器人的沿墙行进，避免了在实现沿墙行进的过程中，需要停下机器人进行方向调整，本发明通过直接控制与对轮速的修正，来实现机器人双轮差分控制，准确且高效地实现沿墙行进控制。
[0091]
实施例二
[0092]
请参阅图6，其为本发明还提供一种机器人沿墙行进的控制装置，包括：模型构建模块201、夹角距离计算模块202、方向修正计算模块203和轮速控制模块204。
[0093]
所述模型构建模块201，用于通过线扫雷达向墙壁发射第一射线和第二射线，并对反射后的第一射线和第二射线进行采样，构建墙面与机身模型。
[0094]
所述夹角距离计算模块202，用于根据所述墙面与机身模型，计算出机器人与墙面之间的夹角与距离。
[0095]
所述方向修正计算模块203，用于根据所述机器人与墙面之间的夹角与距离，计算出机器人的方向修正角度。
[0096]
所述轮速控制模块204，用于根据所述方向修正角度，对所述机器人的轮速进行修正，进而通过修正后的轮速控制机器人行进。
[0097]
作为优选方案，所述通过线扫雷达向墙壁发射第一射线和第二射线，并对反射后的第一射线和第二射线进行采样，构建墙面与机身模型，具体为：
[0098]
通过线扫雷达向墙壁发射预设固定夹角的第一射线和第二射线；
[0099]
对反射后的第一射线和第二射线进行采样，得到第一射线的长度和第二射线的长度；
[0100]
根据所述预设固定夹角，以及第一射线的长度和第二射线的长度，构建墙面与机身模型。
[0101]
作为优选方案，所述根据所述墙面与机身模型，计算出机器人与墙面之间的夹角与距离，具体为：
[0102]
根据所述墙面与机身模型，通过所述预设固定夹角，以及第一射线的长度和第二射线的长度，计算出机器人与墙面之间的夹角与距离：
[0103][0104]
l＝b
×
cosα
[0105]
β＝γ-α
[0106]
其中，a为第一射线的长度，b为第二射线的长度，α为第二射线与机器人距离墙面直线之间的夹角，β为机器人行进方向与墙面的夹角，γ为第二射线与机器人水平行进方向的夹角，θ为第一射线和第二射线之间的夹角，l为机器人与墙面之间的距离。
[0107]
作为优选方案，还包括：
[0108]
通过线扫雷达向墙壁发射预设次数的第一射线和第二射线，并对每次发射后的第一射线和第二射线进行采样，从而构建对应每次的墙面与机身模型；
[0109]
根据所构建的全部墙面与机身模型，分别计算出各墙面与机身模型所对应的机器人与墙面之间的夹角与距离；
[0110]
将所有的机器人与墙面之间的夹角与距离进行排序，选取排序中间值的一组机器人与墙面之间的夹角与距离，作为最终机器人与墙面之间的夹角与距离的结果。
[0111]
作为优选方案，所述根据所述机器人与墙面之间的夹角与距离，计算出机器人的方向修正角度，具体为：
[0112]
根据最终机器人与墙面之间的夹角与距离的结果，以及预设目标离墙距离和预设前进距离，计算出机器人的方向修正角度：
[0113]
δ＝β+ε
[0114]
ε＝tan-1
[(d
c-l)/m]
[0115]
其中，δ为机器人的方向修正角度，ε为机器人目标行进方向与墙面的夹角，d
t
为预设目标离墙距离，m为预设前进距离。
[0116]
作为优选方案，所述根据所述方向修正角度，对所述机器人的轮速进行修正，进而通过修正后的轮速控制机器人行进，具体为：
[0117]
根据所述方向修正角度和预设期望速度，对所述机器人的轮速进行修正计算；其中，所述机器人包括第一轮子和第二轮子；
[0118]
v1＝v
t
×
(1+p
×
δ)
[0119]
v2＝v
t
×
(1-p
×
δ)
[0120]
其中，v1为第一轮子的轮速，v2为第二轮子的轮速，v
t
为预设期望速度，p为预设调整参数，δ为方向修正角度；
[0121]
根据修正计算所得到的第一轮子的转速和第二轮子的转速，对机器人的第一轮子和第二轮子分别进行轮速控制，进而实现对机器人进行行进控制
[0122]
所属领域的技术人员可以清楚的了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0123]
实施以上实施例，具有如下效果：
[0124]
本发明的技术方案通过线扫雷达向墙壁发射第一射线和第二射线，进而对第一射线和第二射线进行采样，从而构建墙面与机身模型，并通过墙面与机身模型来对机器人和
墙面之间的夹角与距离进行计算，最终得到机器人的方向修正角度来实现对机器人的轮速进行修正，实现轮速控制机器人的沿墙行进，避免了在实现沿墙行进的过程中，需要停下机器人进行方向调整，本发明通过直接控制与对轮速的修正，来实现机器人双轮差分控制，准确且高效地实现沿墙行进控制。
[0125]
实施例三
[0126]
相应地，本发明还提供一种机器人，包括机身以及设置于所述机身底部的第一轮子和第二轮子。
[0127]
在本实施例中，所述机器人为双轮差分机器人，机器人机身内部中设置有控制主机，所述控制主机用于执行如实施例一所述的机器人沿墙行进的控制方法。
[0128]
所述第一轮子和第二轮子，用于接收所述控制主机的控制来实现轮速的调节，实现双轮速度修正。
[0129]
实施例四
[0130]
相应地，本发明还提供一种终端设备，包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任意一项实施例所述的机器人沿墙行进的控制方法。
[0131]
该实施例的终端设备包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序、计算机指令。所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例一中的各个步骤，例如图1所示的步骤s101至s104。或者，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述装置实施例中各模块/单元的功能，例如轮速控制模块204。
[0132]
示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述终端设备中的执行过程。例如，所述轮速控制模块204，用于根据所述方向修正角度，对所述机器人的轮速进行修正，进而通过修正后的轮速控制机器人行进。
[0133]
所述终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，示意图仅仅是终端设备的示例，并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
[0134]
所称处理器可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，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，所述处理器是所述终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个终端设备的各个部分。
[0135]
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现终端设备的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存
储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据移动终端的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、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)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
[0136]
其中，所述终端设备集成的模块/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，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-on ly memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
[0137]
实施例五
[0138]
相应地，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上任意一项实施例所述的机器人沿墙行进的控制方法。
[0139]
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种机器人沿墙行进的控制方法，其特征在于，包括：通过线扫雷达向墙壁发射第一射线和第二射线，并对反射后的第一射线和第二射线进行采样，构建墙面与机身模型；根据所述墙面与机身模型，计算出机器人与墙面之间的夹角与距离；根据所述机器人与墙面之间的夹角与距离，计算出机器人的方向修正角度；根据所述方向修正角度，对所述机器人的轮速进行修正，进而通过修正后的轮速控制机器人行进。2.如权利要求1所述的一种机器人沿墙行进的控制方法，其特征在于，所述通过线扫雷达向墙壁发射第一射线和第二射线，并对反射后的第一射线和第二射线进行采样，构建墙面与机身模型，具体为：通过线扫雷达向墙壁发射预设固定夹角的第一射线和第二射线；对反射后的第一射线和第二射线进行采样，得到第一射线的长度和第二射线的长度；根据所述预设固定夹角，以及第一射线的长度和第二射线的长度，构建墙面与机身模型。3.如权利要求2所述的一种机器人沿墙行进的控制方法，其特征在于，所述根据所述墙面与机身模型，计算出机器人与墙面之间的夹角与距离，具体为：根据所述墙面与机身模型，通过所述预设固定夹角，以及第一射线的长度和第二射线的长度，计算出机器人与墙面之间的夹角与距离：l＝b
×
cosαβ＝γ-α其中，a为第一射线的长度，b为第二射线的长度，α为第二射线与机器人距离墙面直线之间的夹角，β为机器人行进方向与墙面的夹角，γ为第二射线与机器人水平行进方向的夹角，θ为第一射线和第二射线之间的夹角，l为机器人与墙面之间的距离。4.如权利要求3所述的一种机器人沿墙行进的控制方法，其特征在于，还包括：通过线扫雷达向墙壁发射预设次数的第一射线和第二射线，并对每次发射后的第一射线和第二射线进行采样，从而构建对应每次的墙面与机身模型；根据所构建的全部墙面与机身模型，分别计算出各墙面与机身模型所对应的机器人与墙面之间的夹角与距离；将所有的机器人与墙面之间的夹角与距离进行排序，选取排序中间值的一组机器人与墙面之间的夹角与距离，作为最终机器人与墙面之间的夹角与距离的结果。5.如权利要求4所述的一种机器人沿墙行进的控制方法，其特征在于，所述根据所述机器人与墙面之间的夹角与距离，计算出机器人的方向修正角度，具体为：根据最终机器人与墙面之间的夹角与距离的结果，以及预设目标离墙距离和预设前进距离，计算出机器人的方向修正角度：δ＝β+εε＝tan-1
[(d
c-l)m]
其中，δ为机器人的方向修正角度，ε为机器人目标行进方向与墙面的夹角，d
t
为预设目标离墙距离，m为预设前进距离。6.如权利要求5所述的一种机器人沿墙行进的控制方法，其特征在于，所述根据所述方向修正角度，对所述机器人的轮速进行修正，进而通过修正后的轮速控制机器人行进，具体为：根据所述方向修正角度和预设期望速度，对所述机器人的轮速进行修正计算；其中，所述机器人包括第一轮子和第二轮子；v1＝v
t
×
(1+p
×
δ)v2＝v
t
×
(1-p
×
δ)其中，v1为第一轮子的轮速，v2为第二轮子的轮速，v
t
为预设期望速度，p为预设调整参数，δ为方向修正角度；根据修正计算所得到的第一轮子的转速和第二轮子的转速，对机器人的第一轮子和第二轮子分别进行轮速控制，进而实现对机器人进行行进控制。7.一种机器人沿墙行进的控制装置，其特征在于，包括：模型构建模块、夹角距离计算模块、方向修正计算模块和轮速控制模块；所述模型构建模块，用于通过线扫雷达向墙壁发射第一射线和第二射线，并对反射后的第一射线和第二射线进行采样，构建墙面与机身模型；所述夹角距离计算模块，用于根据所述墙面与机身模型，计算出机器人与墙面之间的夹角与距离；所述方向修正计算模块，用于根据所述机器人与墙面之间的夹角与距离，计算出机器人的方向修正角度；所述轮速控制模块，用于根据所述方向修正角度，对所述机器人的轮速进行修正，进而通过修正后的轮速控制机器人行进。8.一种机器人，其特征在于，包括：机身以及设置于所述机身底部的第一轮子和第二轮子；所述机身中设置有控制主机，所述控制主机用于执行如权利要求1-6任意一项所述的机器人沿墙行进的控制方法；所述第一轮子和第二轮子，用于接收所述控制主机的控制来实现轮速的调节。9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至6中任意一项所述的机器人沿墙行进的控制方法。10.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述的机器人沿墙行进的控制方法。

技术总结
本发明公开了一种机器人沿墙行进的控制方法及装置，方法包括：通过线扫雷达向墙壁发射第一射线和第二射线，并对反射后的第一射线和第二射线进行采样，构建墙面与机身模型；根据所述墙面与机身模型，计算出机器人与墙面之间的夹角与距离；根据所述机器人与墙面之间的夹角与距离，计算出机器人的方向修正角度；根据所述方向修正角度，对所述机器人的轮速进行修正，进而通过修正后的轮速控制机器人行进。本发明解决现有技术中机器人无法平滑的过度到沿墙行进的技术问题，通过直接控制与对轮速的修正，来实现机器人双轮差分控制，准确且高效地实现沿墙行进控制。效地实现沿墙行进控制。效地实现沿墙行进控制。


技术研发人员：汪彦明 颜专
受保护的技术使用者：广州朗国电子科技股份有限公司
技术研发日：2023.04.21
技术公布日：2023/8/22