基于机器人的倾斜控制方法及控制系统与流程

1.本发明涉及的机器人技术领域，尤其涉及一种基于机器人的倾斜控制方法及控制系统。


背景技术：

2.随着科技的发展，机器人相对于地面移动，并且驱动轮相对于地面的滚动，机器人通过控制驱动轮的速度进行速度调节，在现有技术中，机器人在碰撞障碍物时对驱动轮的速度进行降速，以便于降低机器人在碰撞后的悬空程度，可是，机器人在碰撞后的悬空阶段并没有进行相关的悬空措施，导致现有的机器人在碰撞后无法平稳地着地。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于机器人的倾斜控制方法及控制系统，移动模块基于环形区域的不同位置对机器人在碰撞后的悬浮进行调整，降低机器人在碰撞后的悬浮高度，并且结合悬浮距离和预设悬浮学习模型对第一驱动速度进行速度调控，第一驱动速度和其他驱动速度基于根据速度平稳体系对机器人形成向前下方下落的辅助力，并基于辅助力助力机器人平稳着地，从而进一步地保证机器人在碰撞后的着地平稳性，以便于基于多个阶段进行不同的平稳调节。
4.为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于机器人的倾斜控制方法，包括：获取机器人的驱动轮的碰撞信号，并监控所述碰撞信号的碰撞方向；基于所述碰撞方向调控所述机器人的移动模块的移动方向；根据所述碰撞信号中所述驱动轮的偏移角度调整所述移动模块相对于环形区域的移动位置；在所述移动模块相对于所述环形区域定位时，由所述机器人底部的感应器探测所述机器人的中心与地面之间的悬浮距离；将所述悬浮距离输出至预设悬浮学习模型，并调控所述机器人中与地面接触的驱动轮的第一驱动速度，并基于所述第一驱动速度与其他驱动轮的驱动速度形成速度平稳体系；根据所述速度平稳体系对所述机器人形成向前下方下落的辅助力，并基于所述辅助力助力所述机器人平稳着地。
5.另外，本发明实施例还提供了一种基于机器人的倾斜控制系统，所述基于机器人的倾斜控制系统包括：获取模块：用于获取机器人的驱动轮的碰撞信号，并监控所述碰撞信号的碰撞方向；调控模块：用于基于所述碰撞方向调控所述机器人的移动模块的移动方向；调整模块：用于根据所述碰撞信号中所述驱动轮的偏移角度调整所述移动模块相对于环形区域的移动位置；探测模块：用于在所述移动模块相对于所述环形区域定位时，由所述机器人底部的感应器探测所述机器人的中心与地面之间的悬浮距离；平稳模块：用于将所述悬浮距离输出至预设悬浮学习模型，并调控所述机器人中与地面接触的驱动轮的第一驱动速度，并基于所述第一驱动速度与其他驱动轮的驱动速度形成速度平稳体系；辅助力模块：用于根据所述速度平稳体系对所述机器人形成向前下方下落的辅助力，并基于所述辅助力助力所述机器人平稳着地。
6.在本发明实施例中，通过本发明实施例中的方法，移动模块根据碰撞信号的碰撞方向调整移动模块相对于环形区域的移动方向，并且根据驱动轮的偏移角度调整移动模块相对于环形区域的移动位置，以便于移动模块在驱动轮的碰撞时迅速做出重心调整的措施，以便于移动模块基于环形区域的不同位置对机器人在碰撞后的悬浮进行调整，降低机器人在碰撞后的悬浮高度，并且结合悬浮距离和预设悬浮学习模型对第一驱动速度进行速度调控，第一驱动速度和其他驱动速度基于根据速度平稳体系对机器人形成向前下方下落的辅助力，并基于辅助力助力机器人平稳着地，从而进一步地保证机器人在碰撞后的着地平稳性，以便于基于多个阶段进行不同的平稳调节。
附图说明
7.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它的附图。
8.图1是本发明实施例中的基于机器人的倾斜控制方法的流程示意图；
9.图2是本发明实施例中的基于机器人的倾斜控制方法的碰撞信号的流程示意图；
10.图3是本发明实施例中的基于机器人的倾斜控制方法的移动方向的流程示意图；
11.图4是本发明实施例中的基于机器人的倾斜控制方法的移动位置的流程示意图；
12.图5是本发明实施例中的基于机器人的倾斜控制系统的结构组成示意图；
13.图6是根据一示例性实施例示出的一种电子装置的硬件图。
具体实施方式
14.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它实施例，都属于本发明保护的范围。
15.实施例
16.请参阅图1至图4，一种基于机器人的倾斜控制方法，方法包括：
17.s11：获取机器人的驱动轮的碰撞信号，并监控所述碰撞信号的碰撞方向；
18.在本发明具体实施过程中，具体的步骤可以为：
19.s111：所述机器人的驱动轮相对于所述机器人的底座万向连接，在所述机器人的驱动轮碰到障碍物时，所述驱动轮相对于所述底座向外翻转，并且所述驱动轮的行驶方向由第一行驶方向转化为第二行驶方向；
20.s112：基于所述第二行驶方向触发所述碰撞信号，并且记录所述第二行驶方向和碰撞力度，根据所述第二行驶方向分解所述碰撞力度，以输出所述机器人的翻转力度；
21.s113：根据所述翻转力度预测所述机器人的翻转轨迹，并且记录所述翻转轨迹和所述碰撞方向。
22.其中，驱动轮相对于所述机器人的底座万向连接，以便于驱动轮的偏转方向进行驱动轮和障碍物之间的碰撞感应，此时，在所述机器人的驱动轮碰到障碍物时，所述驱动轮
相对于所述底座向外翻转，并且所述驱动轮的行驶方向由第一行驶方向转化为第二行驶方向，从而能够更好地检测机器人与障碍物之间的碰撞情况，另外，根据所述第二行驶方向分解所述碰撞力度，以输出所述机器人的翻转力度，根据所述翻转力度预测所述机器人的翻转轨迹，并且记录所述翻转轨迹和所述碰撞方向，从而便于推测机器人的悬空情况，以便于机器人及时做出悬空措施。
23.s12：基于所述碰撞方向调控所述机器人的移动模块的移动方向；
24.在本发明具体实施过程中，具体的步骤可以为：
25.s121：标记所述驱动轮的碰撞位置，并且以所述驱动轮的碰撞位置作为所述机器人的悬空起点；
26.s122：沿着所述悬空起点监控所述碰撞方向的变化，并且结合所述机器人的翻转轨迹创建所述机器人的悬空模型；
27.s123：将所述碰撞方向输入至所述悬空模型，并参照所述机器人所处的环境的风力方向输出所述机器人的悬空趋势方向；
28.s124：基于所述悬空趋势方向确定所述机器人的动作趋势，并且根据所述机器人的动作趋势触发所述移动模块，所述移动模块沿着所述悬空趋势方向的反向方向进行移动，并且移动至所述环形区域中相对于所述悬空趋势方向的反向方向的最高点。
29.其中，基于所述碰撞方向输入至所述悬空模型，并在所述悬空模型输出所述机器人的翻转轨迹，此时，所述机器人的翻转轨迹作为理论的轨迹，可以在引入所述机器人所处的环境的风力方向，并且在充足的外界条件下进行实际趋势的推测，以便于提高机器人的悬空推测的准确性，并且参照所述机器人所处的环境的风力方向输出所述机器人的悬空趋势方向。
30.另外，基于所述悬空趋势方向确定所述机器人的动作趋势，并且根据所述机器人的动作趋势触发所述移动模块，所述移动模块沿着所述悬空趋势方向的反向方向进行移动，并且移动至所述环形区域中相对于所述悬空趋势方向的反向方向的最高点，此时，移动模块占据于所述环形区域中相对于所述悬空趋势方向的反向方向的最高点，并且能够基于环形区域的各个位置进行调整，以便于能够在多个方向下进行移动，保证了移动模块的调整可以克服机器人中多种悬空情况。
31.s13：根据所述碰撞信号中所述驱动轮的偏移角度调整所述移动模块相对于环形区域的移动位置；
32.在本发明具体实施过程中，具体的步骤可以为：
33.s131：基于所述第二行驶方向和所述第一行驶方向测算所述驱动轮的偏移角度；
34.s132：动态监控所述驱动轮在所述机器人的悬空过程中的朝向，并且基于所述朝向进一步地调整所述驱动轮的偏移角度，以输出实际偏移角度；
35.s133：将所述实际偏移角度进行三角运算，并且对所述实际偏移角度进行水平方向和竖直方向的分解，以测算所述机器人在水平方向的水平距离和竖直方向的竖直距离；
36.s134：根据所述水平距离和所述竖直距离调整所述移动模块相对于环形区域的移动位置，此时，所述移动模块在环形区域中能够多个角度的移动，并且沿着预设水平距离-竖直距离曲线确定定位点，并将该定位点映射至所述环形区域；
37.s135：随着所述机器人的悬空，所述定位点相对于所述环形区域的映射不在同一
位置。
38.其中，基于所述朝向进一步地调整所述驱动轮的偏移角度，并且在偏移角度的基础上进行校准，以便于输出实际偏移角度，此时，机器人可以根据实际偏移角度进行三角运算，以计算出所述机器人的相对于地面的实际距离，此时，对所述实际偏移角度进行水平方向和竖直方向的分解，以测算所述机器人在水平方向的水平距离和竖直方向的竖直距离。
39.另外，根据所述水平距离和所述竖直距离调整所述移动模块相对于环形区域的移动位置，此时，所述移动模块在环形区域中能够多个角度的移动，并且沿着预设水平距离-竖直距离曲线确定定位点，并将该定位点映射至所述环形区域，移动模块基于定位点进行定向移动，并且停留至定位点，以便于移动模块在定位点处持续下压机器人，另外，随着所述机器人的悬空，所述定位点相对于所述环形区域的映射不在同一位置，以便于根据不同的悬空状态调整移动模块的移动位置，并且实时有效地作用机器人。
40.s14：在所述移动模块相对于所述环形区域定位时，由所述机器人底部的感应器探测所述机器人的中心与地面之间的悬浮距离；
41.在本发明具体实施过程中，具体的步骤可以为：所述移动模块移动至所述环形区域中的所述定位点，并相对于所述定位点停留；所述移动模块基于所述定位点对所述机器人持续下压，并调节所述机器人的倾斜状态；基于所述移动模块的停留时间触发所述机器人底部的感应器，此时，所述感应器由待机状态调整为探测状态；处于探测状态的所述感应器检测所述机器人的中心与地面之间的悬浮距离；获取所述机器人相对于地面的倾斜角度，并且基于所述倾斜角度调控所述悬浮距离，以输出实际的所述悬浮距离；若所述悬浮距离的变化量大于预设的变化量阈值，则在倾斜状态下重新测算所述机器人的中心。
42.其中，移动模块基于所述定位点对所述机器人持续下压，并且调节所述机器人的倾斜状态，此时，机器人在移动模块的定位位置和下压作用下持续减缓倾斜程度，并且基于所述移动模块的停留时间触发所述机器人底部的感应器，以便于感应器在预设条件下检测，并且检测所述机器人的中心与地面之间的悬浮距离，基于所述倾斜角度调控所述悬浮距离，以输出实际的所述悬浮距离。
43.另外，若所述悬浮距离的变化量大于预设的变化量阈值，则在倾斜状态下重新测算所述机器人的中心，以便于对中心进行重新测算，从而便于调控机器人的倾斜程度的重新计算。
44.s15：将所述悬浮距离输出至预设悬浮学习模型，并调控所述机器人中与地面接触的驱动轮的第一驱动速度，并基于所述第一驱动速度与其他驱动轮的驱动速度形成速度平稳体系；
45.在本发明具体实施过程中，具体的步骤包括：基于以往悬浮距离和以往第一驱动速度作为数据包，并且所述数据包中所述悬浮距离和所述第一驱动速度一一对应；基于多个所述数据包进行训练，并输出所述预设悬浮学习模型；将所述悬浮距离输出至预设悬浮学习模型，并且基于所述预设悬浮学习模型进行第一驱动速度的运算；基于所述第一驱动速度调控所述机器人中与地面接触的驱动轮的的速度，并且将所述第一驱动速度作为所述驱动轮的实际速度；以所述第一驱动速度作为中心，调控其他驱动轮的驱动速度，并且在所述速度平稳体系维系者所述第一驱动速度与其他驱动速度之间的关系；将所述机器人的中心作为参考数据，并且调控所述速度平稳体系，以实现所述速度平稳体系的自我学习。
46.s16：根据所述速度平稳体系对所述机器人形成向前下方下落的辅助力，并基于所述辅助力助力所述机器人平稳着地。
47.在本发明具体实施过程中，具体的步骤包括：根据所述速度平稳体系调控着其他驱动轮的驱动速度；基于其他驱动轮的驱动速度与所述第一驱动速度的速度差作为速度变化量；将所述速度变化量作为所述辅助力的加速度，并且基于所述速度变化量的变化方向调整所述辅助力的作用力方向；基于所述辅助力的加速度和所述辅助力的作用力方向形成向前下方下落的辅助力，并基于所述辅助力助力所述机器人平稳着地。
48.所述基于机器人的倾斜控制方法，还包括：检测所述机器人的下落速度；将所述下落速度作为平衡参数，基于所述平衡参数嵌入于所述辅助力，以优化所述辅助力；将优化后的所述辅助力作为所述机器人的实际下落力，并且所述辅助力的方向垂直于地面；所述机器人的驱动轮接触地面，则调整所述移动模块的移动位置；基于所述移动模块的位置变化调整所述机器人的下落力。
49.在本发明实施例中，通过本发明实施例中的方法，移动模块基于环形区域的不同位置对机器人在碰撞后的悬浮进行调整，降低机器人在碰撞后的悬浮高度，并且结合悬浮距离和预设悬浮学习模型对第一驱动速度进行速度调控，第一驱动速度和其他驱动速度基于根据速度平稳体系对机器人形成向前下方下落的辅助力，并基于辅助力助力机器人平稳着地，从而进一步地保证机器人在碰撞后的着地平稳性，以便于基于多个阶段进行不同的平稳调节。
50.实施例
51.请参阅图5，图5是本发明实施例中的基于机器人的倾斜控制系统的结构组成示意图。
52.如图5所示，一种基于机器人的倾斜控制系统，所述基于机器人的倾斜控制系统包括：
53.获取模块21：用于获取机器人的驱动轮的碰撞信号，并监控所述碰撞信号的碰撞方向；
54.调控模块22：用于基于所述碰撞方向调控所述机器人的移动模块的移动方向；
55.调整模块23：用于根据所述碰撞信号中所述驱动轮的偏移角度调整所述移动模块相对于环形区域的移动位置；
56.探测模块24：用于在所述移动模块相对于所述环形区域定位时，由所述机器人底部的感应器探测所述机器人的中心与地面之间的悬浮距离；
57.平稳模块25：用于将所述悬浮距离输出至预设悬浮学习模型，并调控所述机器人中与地面接触的驱动轮的第一驱动速度，并基于所述第一驱动速度与其他驱动轮的驱动速度形成速度平稳体系；
58.辅助力模块26：用于根据所述速度平稳体系对所述机器人形成向前下方下落的辅助力，并基于所述辅助力助力所述机器人平稳着地。
59.本发明提供了一种基于机器人的倾斜控制方法及控制系统，移动模块基于环形区域的不同位置对机器人在碰撞后的悬浮进行调整，降低机器人在碰撞后的悬浮高度，并且结合悬浮距离和预设悬浮学习模型对第一驱动速度进行速度调控，第一驱动速度和其他驱动速度基于根据速度平稳体系对机器人形成向前下方下落的辅助力，并基于辅助力助力机
器人平稳着地，从而进一步地保证机器人在碰撞后的着地平稳性，以便于基于多个阶段进行不同的平稳调节。
60.实施例
61.请参阅图6，下面参照图6来描述根据本发明的这种实施方式的电子设备40。图6显示的电子设备40仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
62.如图6所示，电子设备40以通用计算设备的形式表现。电子设备40的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理单元41、上述至少一个存储单元42、连接不同系统组件(包括存储单元42和处理单元41)的总线43。
63.其中，所述存储单元存储有程序代码，所述程序代码可以被所述处理单元41执行，使得所述处理单元41执行本说明书上述“实施例方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。
64.存储单元42可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(ram)421和/或高速缓存存储单元422，还可以进一步包括只读存储单元(rom)423。
65.存储单元42还可以包括具有一组(至少一个)程序模块425的程序/实用工具424，这样的程序模块425包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
66.总线43可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
67.电子设备40也可以与一个或多个外部设备(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备40交互的设备通信，和/或与使得该电子设备40能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口45进行。并且，电子设备40还可以通过网络适配器46与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图6所示，网络适配器46通过总线43与电子设备40的其它模块通信。应当明白，尽管图6中未示出，可以结合电子设备40使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
68.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是cd-rom，u盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、终端装置、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的方法。
69.本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(rom，readonly memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁盘或光盘等。并且，其存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被计算机执行时，使计算机执行根据上述的方法。
70.另外，以上对本发明实施例所提供的基于机器人的倾斜控制方法及控制系统进行了详细介绍，本文中应采用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。