机器人速度的控制方法、系统、机器人及计算机存储介质与流程

【技术领域】

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人速度的控制方法、系统、机器人及计算机存储介质。

背景技术：

随着机器人技术的发展，机器人的功能越来越丰富，使用场景也越来越复杂，对机器人运动过程的平稳性要求也越来越高。目前，现有的技术多只强调机器人的移动能力而忽略掉机器人的平稳能力，机器人移动的稳定性及安全性较低。

鉴于此，实有必要提供一种新型的机器人速度的控制方法、系统、机器人及计算机存储介质以克服上述缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种机器人速度的控制方法、系统、机器人及计算机存储介质，能够及时调整速度阈值以适应机器人所处的不同状态，保证了机器人移动过程的平稳性，提高了机器人移动的稳定性及安全性。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供一种机器人速度的控制方法，包括如下步骤：检测机器人的移动信息，并根据所述移动信息获取多个限速值；控制所述机器人以所述多个限速值中的最小速度值作为速度阈值进行移动。

在一个优选实施方式中，所述检测机器人的移动信息，并根据所述移动信息获取多个限速值的步骤，包括如下步骤：检测所述机器人的空间信息，并根据所述空间信息获取空间限速值；检测所述机器人的姿态信息，并根据所述姿态信息获取姿态限速值；检测所述机器人的加速度信息，并根据所述加速度信息获取加速度限速值；检测所述机器人的速度信息，并根据所述速度信息获取响应限速值。

在一个优选实施方式中，所述控制所述机器人以所述多个限速值中的最小速度值作为速度阈值进行移动的步骤中，所述多个限速值包括所述空间限速值、所述姿态限速值、所述加速度限速值及所述响应限速值。

在一个优选实施方式中，所述检测所述机器人的姿态信息，并根据所述姿态信息获取姿态限速值的步骤，包括如下步骤：检测所述机器人的俯仰角及翻转角；获取所述俯仰角及所述翻转角的较大绝对值；根据所述较大绝对值计算所述姿态限速值。

在一个优选实施方式中，所述检测所述机器人的加速度信息，并根据所述加速度信息获取加速度限速值的步骤，包括如下步骤：检测所述机器人预设时间间隔的第一加速度及第二加速度；获取所述第一加速度与所述第二加速度的加速度差值；根据所述加速度差值计算所述加速度限速值。

在一个优选实施方式中，所述检测所述机器人的速度信息，并根据所述速度信息获取响应限速值的步骤，包括如下步骤：检测所述机器人当前的实际速度及控制速度；获取所述实际速度与所述控制速度的速度差值；根据所述速度差值计算所述响应限速值。

第二方面，本发明还提供一种机器人速度的控制系统，包括获取模块，用于检测机器人的移动信息，并根据所述移动信息获取多个限速值；以及控制模块，用于控制所述机器人以所述多个限速值中的最小速度值作为速度阈值进行移动。

在一个优选实施方式中，所述获取模块包括：空间获取模块，用于检测所述机器人的空间信息，并根据所述空间信息获取空间限速值；姿态获取模块，用于检测所述机器人的姿态信息，并根据所述姿态信息获取姿态限速值；加速度获取模块，用于检测所述机器人的加速度信息，并根据所述加速度信息获取加速度限速值；以及速度获取模块，用于检测所述机器人的速度信息，并根据所述速度信息获取响应限速值。

第三方面，本发明还提供一种机器人，包括：存储器、一个或多个处理器以及一个或多个执行器；所述存储器，用于存储一个或多个计算机程序；当所述一个或多个计算机程序被所述一个或多个处理器运行时，所述一个或多个处理器控制所述一个或多个执行器实现上述任意一项所述的机器人速度的控制方法。

第四方面，本发明还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时控制执行器实现上述任意一项所述的机器人速度的控制方法

相比于现有技术，本发明提供的机器人速度的控制方法、系统、机器人及计算机存储介质，能够根据机器人实时的移动信息获取多个限速值，并将多个限速值中的最小速度值作为机器人移动的速度阈值，实现了能够根据实时的移动信息的不同，具体包括空间信息、姿态信息、加速度信息及速度信息，及时调整机器人的速度阈值，即及时调整速度阈值以适应机器人所处的不同状态，获取的移动信息全面、可靠，保证了机器人移动过程的平稳性，并且，能够防止机器人的速度过快，提高了机器人移动的稳定性及安全性。

为使发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明提供的机器人速度的控制系统的原理框图；

图2为本发明提供的机器人速度的控制方法的流程图；

图3为本发明提供的机器人速度的控制方法的步骤s10的流程图；

图4为本发明提供的机器人的原理框图；

图5为本发明提供的机器人的结构示意图。

【具体实施方式】

下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

请参阅图1，其为本发明提供的机器人速度的控制系统100的原理模块图。本发明提供的机器人速度的控制系统100，包括获取模块10及控制模块20。

具体的，获取模块10，用于检测机器人的移动信息，并根据所述移动信息获取多个限速值；控制模块20用于控制所述机器人以所述多个限速值中的最小速度值作为速度阈值进行移动。

进一步地，获取模块10包括空间获取模块11、姿态获取模块12、加速度获取模块13及速度获取模块14。

具体的，空间获取模块11用于检测所述机器人的空间信息，并根据所述空间信息获取空间限速值。姿态获取模块12用于检测所述机器人的姿态信息，并根据所述姿态信息获取姿态限速值。加速度获取模块13用于检测所述机器人的加速度信息，并根据所述加速度信息获取加速度限速值。速度获取模块14用于检测所述机器人的速度信息，并根据所述速度信息获取响应限速值。

可以理解地，上述各功能模块可以软件程序的形式存储于存储器中，并由处理器执行。替代实施例中，上述各功能模块及单元也可为具有特定功能的硬件，例如，烧录有特定软件程序的芯片。

下面结合图2对上述各功能模块进行详细的介绍。

如图2所示，其为本发明提供的机器人速度的控制方法的流程图。所应说明的是，本发明的方法并不受限于下述步骤的顺序，且其他实施例中，本发明的方法可以只包括以下所述步骤的其中一部分，或者其中的部分步骤可以被删除。

本发明提供的机器人速度的控制方法100，包括如下步骤：

步骤s10：检测机器人的移动信息，并根据所述移动信息获取多个限速值。可以理解，机器人结构上设置有多种类型的传感器，传感器能够感测机器人实时的移动信息，移动信息包括例如机器人所处的空间、所处的姿态等多项移动信息。对实时的移动信息进行检测，并根据移动信息获取多个限速值，具体的，每项移动信息对应一个限速值，多项不同的移动信息则对应多个限速值。

步骤s20：控制所述机器人以所述多个限速值中的最小速度值作为速度阈值进行移动。具体的，将多个所述限速值进行比较，并取其中的最小速度值作为机器人的速度阈值，即机器人以该速度阈值进行限速移动。

因此，本发明提供的机器人速度的控制方法及系统100，能够根据机器人实时的移动信息获取多个限速值，并将多个限速值中的最小速度值作为机器人移动的速度阈值，实现了能够根据实时的移动信息的不同，及时调整机器人的速度阈值，即及时调整速度阈值以适应机器人所处的不同状态，保证了机器人移动过程的平稳性，并且，能够防止机器人的速度过快，提高了机器人移动的稳定性及安全性。

需要说明的是，本发明适用任何移动动机器人，为了方便描述，以机器人中心为坐标原点，坐标单位为米，机器人正前方向为x轴正向，机器人正右侧为y轴正向，机器人中心垂直地面向上为z轴正向，建立机器人中心坐标系。

进一步地，请参阅图3，步骤s10还包括如下步骤：

步骤s11：检测所述机器人的空间信息，并根据所述空间信息获取空间限速值。本实施方式中，将超声传感器、红外传感器和激光传感器检测的距离数据作为机器人运行的空间信息的判断，将各个传感器的数据转换到机器人中心座标系下进行表达，传感器检测的距离值越小，则表示机器人运行空间越小，反之则表示机器人运行空间越大。

具体的，根据机器人轮廓模型设置机器人周边区域不同位置的空间距离大小对速度影响的权重模型。需要说明的是，权重模型可以根据机器人形状、工作场景及任务来确定检测区域和权重值，并不仅仅局限于本例中的方案。本实施方式中，使用机器人正前方长2米，宽0.5米的区域进行检测，区域中越靠近机器人中心检测到障碍物则权重越小，即机器人限速值越小，反之则越大。贴近机器人轮廓对应的限速值为0，则机器人的速度也为0。

可以理解，本发明适用各种检测物体距离或位置或空间的传感器融合，也适用于通过无线通信或标定来获取位置或距离或空间的融合，也适用于通过计算机图像识别获取的障碍物距离或位置信息等，不仅仅局限与本例中提到的传感器及其种类。

步骤s12：检测所述机器人的姿态信息，并根据所述姿态信息获取姿态限速值。具体的，步骤s12包括如下步骤：

检测所述机器人的俯仰角及翻转角；

获取所述俯仰角及所述翻转角的较大绝对值；

根据所述较大绝对值计算所述姿态限速值。

本实施方式中，将机器人沿y轴正向为中心的旋转角度表述为俯仰角，将机器人沿x轴正向为中心的旋转角度表述为翻转角，将机器人z轴正向位置记为0度。可以理解，机器人在水平面上静止不动时俯仰角和翻转角都为0度，当机器人以前后左右变化姿态移动时，则俯仰角和翻转角随之增大或减小。选择俯仰角和翻转角中绝对值较大的一个作为移动信息来获取限速值，绝对值越大则获取的限速值越小，绝对值越小则获取限速值越大。

步骤s13：检测所述机器人的加速度信息，并根据所述加速度信息获取加速度限速值。具体的，步骤s13包括如下步骤：

检测所述机器人预设时间间隔的第一加速度及第二加速度；

获取所述第一加速度与所述第二加速度的加速度差值；

根据所述加速度差值计算所述加速度限速值。

本实施方式中，使用加速度计来检测机器人z轴的加速度在预设时间间隔的起点及终点两次的变化量，即加速度差值的绝对值，可以理解地，变化量越大则获取的限速值越小，变化量越小则获取的限速值越大。

步骤s14：检测所述机器人的速度信息，并根据所述速度信息获取响应限速值。具体的，步骤s14包括如下步骤：

检测所述机器人当前的实际速度及控制速度；

获取所述实际速度与所述控制速度的速度差值；

根据所述速度差值计算所述响应限速值。

本实施方式中，比较机器人当前下发的控制速度和响应的实际速度的差值，差值越大则获取的限速值越小，差值越小则获取的限速值越大。

进一步地，步骤s20：控制所述机器人以所述多个限速值中的最小速度值作为速度阈值进行移动的步骤中，所述多个限速值包括所述空间限速值、所述姿态限速值、所述加速度限速值及所述响应限速值。

可以理解，通过比较以上获得的空间限速值、姿态限速值、加速度限速值及响应限速值，以最小的速度值作为机器人的速度阈值，也即能够根据机器人当前的移动信息，具体包括空间信息、姿态信息、加速度信息及速度信息，及时调整机器人的速度阈值，即及时调整速度阈值以适应机器人所处的不同状态，获取的移动信息全面、可靠，保证了机器人移动过程的平稳性，并且，能够防止机器人的速度过快，提高了机器人移动的稳定性及安全性。

需要说明的是，本发明提供的机器人速度的控制方法的所有实施例均适用于本发明提供的机器人速度的控制系统100，且均能够达到相同或相似的有益效果。

请参阅图4，本发明还提供一种机器人200，包括：存储器210、一个或多个处理器220以及一个或多个执行器230。

具体的，存储器210用于存储一个或多个计算机程序；当所述一个或多个计算机程序被一个或多个处理器220运行时，一个或多个处理器220控制一个或多个执行器230实现上述任意一项所述的机器人速度的控制方法。

其中，所述存储器210可以是，但不限于，随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)，只读存储器(readonlymemory，rom)，可编程只读存储器(programmableread-onlymemory，prom)，可擦除只读存储器(erasableprogrammableread-onlymemory，eprom)，电可擦除只读存储器(electricerasableprogrammableread-onlymemory，eeprom)等。其中，存储器210用于存储程序，所述处理器220在接收到执行指令后运行所述程序，并控制执行器230实现上述任意一项所述的机器人速度的控制方法。可以理解，所述处理器220以及其他可能的组件对所述存储器210的访问可在存储控制器的控制下进行。

所述处理器220可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器220可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，cpu)、网络处理器(networkprocessor，np)等，还可以是数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(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，能够实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。

图5为本发明提供的机器人的结构示意图，机器人上设置有多个传感器，本实施方式中，红外在位于机器人最底部，超声在红外之上，激光在超声之上，机器人的顶部还设置有加速度计或陀螺仪，用于感测机器人的位置、距离信息等。

本发明还提供一种计算机存储介质，计算机存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如前述实施例中任意一项所述的机器人速度的控制方法。

综上，本发明提供的机器人速度的控制方法、系统、机器人及计算机存储介质，能够根据机器人实时的移动信息获取多个限速值，并将多个限速值中的最小速度值作为机器人移动的速度阈值，实现了能够根据实时的移动信息的不同，具体包括空间信息、姿态信息、加速度信息及速度信息，及时调整机器人的速度阈值，即及时调整速度阈值以适应机器人所处的不同状态，获取的移动信息全面、可靠，保证了机器人移动过程的平稳性，并且，能够防止机器人的速度过快，提高了机器人移动的稳定性及安全性。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明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，均同理包括在本发明的专利保护范围内。