一种具有减轻碰撞伤害及防倾倒功能的控制系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及机器人技术领域，尤其涉及一种具有减轻碰撞伤害及防倾倒功能的控制系统及方法；所述控制系统包括陀螺仪、加速度传感器、中央处理器以及驱动控制器，所述陀螺仪、所述加速度传感器和所述驱动控制器分别与所述中央处理器电连接。本发明专利技术所公开的具有减轻碰撞伤害及防倾倒功能的控制系统及方法，通过设置加速度过滤处理模块、防碰撞控制处理模块以及姿态过滤处理模块，防碰撞算法、防倾倒算法可靠高效，有效地减小了突发碰撞后移动平台受到的碰撞伤害，提高了移动平台防倾倒能力。

Control system and method for reducing collision damage and anti dumping function

The present invention relates to the technical field of the robot, in particular to a device capable of reducing collision damage and anti dumping control system function and method; the control system comprises a gyroscope, accelerometer, central processor and drive controller, the gyroscope, the acceleration sensor and the controller are respectively connected with the central processor. The invention discloses can reduce collision damage and anti dumping control system function and method, by setting the acceleration filter module, anti-collision control module and attitude filtering module, anti-collision algorithm, anti dumping algorithm is reliable and efficient, effectively reduces the sudden collision after the collision damage by the mobile platform, to enhance the mobile the ability of anti dumping platform.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人
，尤其涉及一种具有减轻碰撞伤害及防倾倒功能的控制系统及方法。
技术介绍
移动机器人、无人车等自主移动平台可依靠自身传感器识别周边环境，躲避障碍，自主运动至给定目标，但遇到突发情况，传感器无法正确识别路况或周边障碍时，容易发生碰撞或倾倒等事故。为进一步提高自主移动平台的运动可靠性，减轻移动平台遇到突发事件时受到的碰撞伤害或防止发生倾倒事故，急需专利技术一种具有减轻碰撞伤害及防倾倒功能的控制系统及方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：提供一种具有减轻碰撞伤害及防倾倒功能的控制系统及方法，以进一步提高自主移动平台的运动可靠性，减轻移动平台遇到突发事件时受到的碰撞伤害或防止发生倾倒事故。本专利技术提供了下述方案：一种具有减轻碰撞伤害及防倾倒功能的控制系统，包括：陀螺仪，用于识别移动平台相对于水平面的姿态；加速度传感器，用于获得移动平台的三轴加速度；中央处理器，用于对接收到的姿态信息和加速度信息通过过滤机制进行处理，以免系统产生误报；然后通过相应的算法生成运动控制信号发送给驱动控制器，并驱动所述运动控制器控制移动平台执行相应的动作响应；以及驱动控制器，用于控制所述移动平台执行相应的动作相应；所述陀螺仪、所述加速度传感器和所述驱动控制器分别与所述中央处理器电连接。优选地，所述中央处理器包括：加速度过滤处理模块，用于对所述加速度传感器获得的三轴加速度进行过滤机制处理；防碰撞控制处理模块，用于对移动平台发生碰撞时进行控制和处理；以及姿态过滤处理模块，用于对所述陀螺仪获得的姿态信息进行过滤机制处理。优选地，所述加速度过滤处理模块和所述姿态过滤处理模块分别与所述防碰撞控制处理模块电连接，所述防碰撞控制处理模块与所述驱动控制器电连接。优选地，所述姿态过滤处理模块包括水平校验单元和零校验单元，所述水平校验单元和零校验单元分别与所述陀螺仪电连接。优选地，所述陀螺仪包括姿态传感器，所述姿态传感器分别与所述水平校验单元和零校验单元电连接。优选地，所述加速度过滤处理模块包括加速度过滤处理单元和阈值检测单元，所述加速度过滤处理单元和所述阈值检测单元分别与所述加速度传感器电连接。优选地，所述中央处理器还包括DMP解算模块，用于精确计算四元数和欧拉角，减少所述驱动控制器的计算负担，使其能够更好的完成姿态的控制；所述DMP解算模块分别与所述陀螺仪、所述加速度传感器电连接。进一步地，本专利技术还提供了一种所述具有减轻碰撞伤害及防倾倒功能的控制系统实现的控制方法,包括：利用所述陀螺仪识别移动平台相对于水平面的姿态；利用所述加速度传感器获得移动平台的三轴加速度；利用所述中央处理器对接收到的姿态信息和加速度信息通过过滤机制进行处理，以免系统产生误报；然后通过相应的算法生成运动控制信号发送给驱动控制器，并驱动所述运动控制器控制移动平台执行相应的动作响应；利用所述驱动控制器控制所述移动平台执行相应的动作相应。优选地，所述控制方法还包括：利用所述加速度过滤处理模块对所述加速度传感器获得的三轴加速度进行过滤机制处理；利用所述防碰撞控制处理模块对移动平台发生碰撞时进行控制和处理；利用所述姿态过滤处理模块对所述陀螺仪获得的姿态信息进行过滤机制处理。优选地，所述控制方法还包括：利用所述DMP解算模块精确计算四元数和欧拉角，减少所述驱动控制器的计算负担，使其能够更好的完成姿态的控制。本专利技术产生的有益效果：本专利技术所公开的具有减轻碰撞伤害及防倾倒功能的控制系统及方法，通过设置加速度过滤处理模块、防碰撞控制处理模块以及姿态过滤处理模块，防碰撞算法、防倾倒算法可靠高效，有效地减小了突发碰撞后移动平台受到的碰撞伤害，提高了移动平台防倾倒能力。附图说明图1为本专利技术的具有减轻碰撞伤害及防倾倒功能的控制系统的框图；图2为本专利技术的具有减轻碰撞伤害及防倾倒功能的控制方法的流程图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。参见图1所示，一种具有减轻碰撞伤害及防倾倒功能的控制系统，包括：陀螺仪，用于识别移动平台相对于水平面的姿态；加速度传感器，用于获得移动平台的三轴加速度；中央处理器，用于对接收到的姿态信息和加速度信息通过过滤机制进行处理，以免系统产生误报；然后通过相应的算法生成运动控制信号发送给驱动控制器，并驱动所述运动控制器控制移动平台执行相应的动作响应；以及驱动控制器，用于控制所述移动平台执行相应的动作相应；所述陀螺仪、所述加速度传感器和所述驱动控制器分别与所述中央处理器电连接。所述中央处理器包括：加速度过滤处理模块，用于对所述加速度传感器获得的三轴加速度进行过滤机制处理；防碰撞控制处理模块，用于对移动平台发生碰撞时进行控制和处理；以及姿态过滤处理模块，用于对所述陀螺仪获得的姿态信息进行过滤机制处理。所述加速度过滤处理模块和所述姿态过滤处理模块分别与所述防碰撞控制处理模块电连接，所述防碰撞控制处理模块与所述驱动控制器电连接。所述姿态过滤处理模块包括水平校验单元和零校验单元，所述水平校验单元和零校验单元分别与所述陀螺仪电连接。所述陀螺仪包括姿态传感器，所述姿态传感器分别与所述水平校验单元和零校验单元电连接。所述加速度过滤处理模块包括加速度过滤处理单元和阈值检测单元，所述加速度过滤处理单元和所述阈值检测单元分别与所述加速度传感器电连接。所述中央处理器还包括DMP解算模块，用于精确计算四元数和欧拉角，减少所述驱动控制器的计算负担，使其能够更好的完成姿态的控制；所述DMP解算模块分别与所述陀螺仪、所述加速度传感器电连接。参见图2所示，一种所述具有减轻碰撞伤害及防倾倒功能的控制系统实现的控制方法,包括：利用所述陀螺仪识别移动平台相对于水平面的姿态；利用所述加速度传感器获得移动平台的三轴加速度；利用所述中央处理器对接收到的姿态信息和加速度信息通过过滤机制进行处理，以免系统产生误报；然后通过相应的算法生成运动控制信号发送给驱动控制器，并驱动所述运动控制器控制移动平台执行相应的动作响应；利用所述驱动控制器控制所述移动平台执行相应的动作相应。所述控制方法还包括：利用所述加速度过滤处理模块对所述加速度传感器获得的三轴加速度进行过滤机制处理；利用所述防碰撞控制处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有减轻碰撞伤害及防倾倒功能的控制系统，其特征在于：包括：陀螺仪，用于识别移动平台相对于水平面的姿态；加速度传感器，用于获得移动平台的三轴加速度；中央处理器，用于对接收到的姿态信息和加速度信息通过过滤机制进行处理，以免系统产生误报；然后通过相应的算法生成运动控制信号发送给驱动控制器，并驱动所述运动控制器控制移动平台执行相应的动作响应；以及驱动控制器，用于控制所述移动平台执行相应的动作相应；所述陀螺仪、所述加速度传感器和所述驱动控制器分别与所述中央处理器电连接。

【技术特征摘要】
1.一种具有减轻碰撞伤害及防倾倒功能的控制系统，其特征在于：包括：陀螺仪，用于识别移动平台相对于水平面的姿态；加速度传感器，用于获得移动平台的三轴加速度；中央处理器，用于对接收到的姿态信息和加速度信息通过过滤机制进行处理，以免系统产生误报；然后通过相应的算法生成运动控制信号发送给驱动控制器，并驱动所述运动控制器控制移动平台执行相应的动作响应；以及驱动控制器，用于控制所述移动平台执行相应的动作相应；所述陀螺仪、所述加速度传感器和所述驱动控制器分别与所述中央处理器电连接。2.根据权利要求1所述的具有减轻碰撞伤害及防倾倒功能的控制系统，其特征在于：所述中央处理器包括：加速度过滤处理模块，用于对所述加速度传感器获得的三轴加速度进行过滤机制处理；防碰撞控制处理模块，用于对移动平台发生碰撞时进行控制和处理；以及姿态过滤处理模块，用于对所述陀螺仪获得的姿态信息进行过滤机制处理。3.根据权利要求2所述的具有减轻碰撞伤害及防倾倒功能的控制系统，其特征在于：所述加速度过滤处理模块和所述姿态过滤处理模块分别与所述防碰撞控制处理模块电连接，所述防碰撞控制处理模块与所述驱动控制器电连接。4.根据权利要求3所述的具有减轻碰撞伤害及防倾倒功能的控制系统，其特征在于：所述姿态过滤处理模块包括水平校验单元和零校验单元，所述水平校验单元和零校验单元分别与所述陀螺仪电连接。5.根据权利要求4所述的具有减轻碰撞伤害及防倾倒功能的控制系统，其特征在于：所述陀螺仪包括姿态传感器，所述姿态传感器分别与所述水平校验单元和零校验单元电连接。6.根据权利要求5所述的具有减轻碰撞伤害及...

【专利技术属性】
技术研发人员：王治彪，毕树生，杨春卫，牛传猛，魏志宇，
申请(专利权)人：北京九星智元科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11