用于机器人自我回正的系统和方法技术方案

提供用于使机器人装置自我回正的示例系统和方法。示例方法可以包括确定腿式机器人装置的底表面相对于地面的取向。该方法也可以包括基于确定出的取向来确定机器人装置处于不稳定位置。该方法也可以包括执行被配置成使机器人装置返回到稳定位置的第一动作。该方法也可以包括执行被配置成使腿式机器人装置返回到稳定位置的第一动作。该方法也可以包括如果腿式机器人装置在第一动作之后处于不稳定位置，则执行第二动作，所述第二动作被配置成使腿式机器人装置返回到稳定位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】政府权益在由DARPA签署的第HR00011-10-C-0025号合同下，在美国政府的支持下做出本专利技术。关于本专利技术，政府可具有一定权益。
技术介绍
除非在文中指出，否则在本章节中描述的材料不构成本申请的权利要求的现有技术，并且不因被包括在本章节中而被承认是现有技术。机器人装置可以被用于许多应用，并且可以在各种环境中操作。不幸的是，在操作中，机器人装置滑倒或翻倒，防止机器人正常移动。控制机器人装置成功地回正自我对于操作者可能是困难且耗时的任务。例如，如果可能的话，控制机器人装置的那些人通常需要确定如何使机器人装置重新取向到期望位置。
技术实现思路
本申请公开涉及用于腿式机器人装置的自我回正程序的实施例。在一个示例中，本申请描述一种可由计算机装置操作的方法。该方法可以包括确定腿式机器人装置的底表面相对于地面的取向。腿式机器人装置可以进一步包括从腿式机器人装置的本体延伸的两条或更多条腿。该方法也可以包括基于确定出的取向来确定腿式机器人装置处于不稳定位置，其中腿式机器人装置不能够在不稳定位置中维持体位。该方法也可以包括执行第一动作，所述第一动作被配置成使腿式机器人装置返回到稳定位置，使得腿式机器人装置能够在稳定位置中维持体位，其中第一动作包括将腿式机器人装置的第一腿从第一位置移动到第二位置，使得第一腿的远端在第二位置比在第一位置更远离地面。第一腿的近端可以被联接到腿式机器人装置的第一侧。该方法也可以包括如果第一动作使腿式机器人装置返回到稳定位置，则使腿式机器人装置的所述两条或更多条腿中的至少两条腿延伸。该方法也可以包括如果腿式机器人装置在第一动作之后处于不稳定位置，则执行第二动作，所述第二动作被配置成使腿式机器人装置返回到稳定位置。所述第二动作包括使腿式机器人装置的第一腿的远端远离腿式机器人装置的本体延伸，使得腿式机器人装置的重力势能被增大。在另一方面，本申请公开一种机器人装置。该机器人装置包括本体、从本体延伸的两条或更多条腿、至少一个处理器和数据存储器，所述数据存储器包含可由所述至少一个处理器执行以使机器人装置执行功能的程序逻辑。所述功能可以包括确定机器人装置的底表面相对于地面的取向。所述功能也可以包括基于确定出的取向来确定机器人装置处于不稳定位置，其中机器人装置不能够在不稳定位置中维持位置。所述功能也可以包括执行第一动作，所述第一动作被配置成使机器人装置返回到稳定位置，使得机器人装置能够在稳定位置中维持体位，其中第一动作包括将机器人装置的第一腿从第一位置移动到第二位置，使得第一腿的远端在第二位置比在第一位置更远离地面。第一腿的近端可以被联接到机器人装置的第一侧。所述功能也可以包括如果第一动作使机器人装置返回到稳定位置，则使机器人装置的所述两条或更多条腿中的至少两条腿延伸。所述功能也可以包括如果机器人装置在第一动作之后处于不稳定位置，则执行第二动作，所述第二动作被配置成使机器人装置返回到稳定位置。所述第二动作包括使机器人装置的第一腿的远端远离机器人装置的本体延伸，使得机器人装置的重力势能被增大。在又另一方面，本申请公开一种存储有指令的非暂时性计算机可读存储介质，当由计算机装置执行所述指令时，使计算机装置执行功能。所述功能可以包括确定腿式机器人装置的底表面相对于地面的取向。腿式机器人装置可以进一步包括从腿式机器人装置的本体延伸的两条或更多条腿。所述功能也可以包括基于确定出的取向来确定腿式机器人装置处于不稳定位置，其中腿式机器人装置不能够在不稳定位置中维持体位。所述功能也可以包括执行第一动作，所述第一动作被配置成使腿式机器人装置返回到稳定位置，使得腿式机器人装置能够在稳定位置中维持体位，其中第一动作包括将腿式机器人装置的第一腿从第一位置移动到第二位置，使得第一腿的远端在第二位置比在第一位置更远离地面。第一腿的近端可以被联接到腿式机器人装置的第一侧。所述功能也可以包括如果第一动作使腿式机器人装置返回到稳定位置，则使腿式机器人装置的所述两条或更多条腿中的至少两条腿延伸。所述功能也可以包括如果腿式机器人装置在第一动作之后处于不稳定位置，则执行第二动作，所述第二动作被配置成使腿式机器人装置返回到稳定位置。所述第二动作包括使腿式机器人装置的第一腿的远端远离腿式机器人装置的本体延伸，使得腿式机器人装置的重力势能被增大。通过阅读以下详细说明，并适当地参考附图，这些以及其它方面、优点和替代形式对于本领域的一般技术人员而言将是显而易见的。附图说明图1是图示根据示例实施例的机器人装置的功能框图。图2是图示示例方法的流程图。图3A-3G图示根据在此描述的至少一些实施例的被配置成执行示例方法的功能的示例机器人装置。图4图示根据在此描述的至少一些实施例的被配置成执行示例方法的功能的另一个示例机器人装置。图5描绘根据示例实施例配置的计算机可读介质。具体实施方式在此描述示例方法和系统。应理解的是，词语“示例”、“示例性”和“说明性”在此用于表示“用作一个示例、例子或说明”。在此描述为“示例”、“示例性”或“说明性”的实施例或特征并非必须被解释为比其它实施例或特征优选或优越。在此描述的示例实施例不意味着是限制性的。应易于理解的是，如在此一般描述的和在图中示出的，本公开的各方面能被布置、代替、组合、分开和设计在广泛的各种不同构造中，在此明显地预期所有这些构造。在一些示例操作中，腿式机器人装置可能需要能够从广泛的各种起动位置自动地自我恢复。例如，机器人装置可能遇到障碍物、陷阱，且随后倒向一边。机器人装置可以被构造成具有自我回正程序，所述自我回正程序被设计成在站立之前将机器人装置放置在直立、稳定位置。自我回正程序可以初始地包含确定机器人处于不稳定位置，诸如例如在其一侧上。在一个示例中，可以通过机器人装置上的一个或多个传感器来做出这样的确定。在另一个示例中，机器人装置可以确定质心的位置，并将确定出的位置与机器人装置的脚的位置做比较。如果质心在由脚的位置限定的多边形的外侧，则机器人装置可以确定机器人装置处于不期望的位置且不能站立。如果机器人装置的质心在由它的脚限定的多边形内，则机器人装置可以确定它处在直立且稳定的位置且可以进入站立。如果机器人装置确定它处于不稳定位置，则机器人装置然后可以开始一个或多个动作，所述一个或多个动作被设计来使机器人装置返回到稳定位置。在每个动作后，机器人装置可以对机器人装置是否仍处于不稳定位置做出确定。如果机器人装置确定它不再处于不稳定位置，则机器人装置可以延伸它的腿以站立，并返回到操作的完全功能模式。如果机器人装置确定它仍处于不稳定位置，则机器人装置可以继续到新动作，该新动作被设计来使机器人装置返回到稳定位置。机器人装置可以持续执行自我回正动作直到做出它不再处于不稳定位置的确定为止。应理解的是，出于说明性目的而提供以上示例，并且以上示例不应被理解成是限制性的。同样的，该方法可以另外地或替代地包括其它特征或包括较少的特征，而未背离本专利技术的范围。现在参照图1，图1示出图示根据示例实施例的机器人装置100的功能框图。机器人装置100可以包括各种系统，诸如机械系统120、感测系统130、控制系统140以及电源150。机器人装置100可以包括更多个或更少个系统，并且每个系统可以包括多个元件。此外，机器人装置100的子系统和元件中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可由计算装置操作的方法，所述方法包括：确定腿式机器人装置的底表面相对于地面的取向，其中所述腿式机器人装置包括从所述腿式机器人装置的本体延伸的两条或更多条腿；基于确定出的取向，确定所述腿式机器人装置处于不稳定位置，其中所述腿式机器人装置在所述不稳定位置中不能够维持体位；通过所述计算装置提供指令来执行被配置成使所述腿式机器人装置返回到稳定位置的第一动作，使得所述腿式机器人装置能够在所述稳定位置中维持体位，其中所述第一动作包括将所述腿式机器人装置的第一腿从第一位置移动到第二位置，使得所述第一腿的远端在所述第二位置比在所述第一位置更远离所述地面，并且其中所述第一腿的近端被联接到所述腿式机器人装置的第一侧；如果所述第一动作使所述腿式机器人装置返回到所述稳定位置，则提供指令来延伸所述腿式机器人装置的所述两条或更多条腿中的至少两条腿；并且如果所述腿式机器人装置在所述第一动作之后处于所述不稳定位置，则通过所述计算装置提供指令来执行被配置成使所述腿式机器人装置返回到所述稳定位置的第二动作，其中所述第二动作包括延伸所述腿式机器人装置的所述第一腿的远端远离所述腿式机器人装置的本体，使得所述腿式机器人装置的重力势能被增大。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.24 US 14/339,8411.一种可由计算装置操作的方法，所述方法包括：确定腿式机器人装置的底表面相对于地面的取向，其中所述腿式机器人装置包括从所述腿式机器人装置的本体延伸的两条或更多条腿；基于确定出的取向，确定所述腿式机器人装置处于不稳定位置，其中所述腿式机器人装置在所述不稳定位置中不能够维持体位；通过所述计算装置提供指令来执行被配置成使所述腿式机器人装置返回到稳定位置的第一动作，使得所述腿式机器人装置能够在所述稳定位置中维持体位，其中所述第一动作包括将所述腿式机器人装置的第一腿从第一位置移动到第二位置，使得所述第一腿的远端在所述第二位置比在所述第一位置更远离所述地面，并且其中所述第一腿的近端被联接到所述腿式机器人装置的第一侧；如果所述第一动作使所述腿式机器人装置返回到所述稳定位置，则提供指令来延伸所述腿式机器人装置的所述两条或更多条腿中的至少两条腿；并且如果所述腿式机器人装置在所述第一动作之后处于所述不稳定位置，则通过所述计算装置提供指令来执行被配置成使所述腿式机器人装置返回到所述稳定位置的第二动作，其中所述第二动作包括延伸所述腿式机器人装置的所述第一腿的远端远离所述腿式机器人装置的本体，使得所述腿式机器人装置的重力势能被增大。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述腿式机器人装置包括惯性测量单元(IMU)，所述IMU包括加速计和陀螺仪，并且其中所述腿式机器人装置进一步包括被配置成基于来自所述IMU的测量值来确定所述腿式机器人装置的所述底表面相对于所述地面的取向的处理器。3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：如果所述第二动作使所述腿式机器人装置返回到所述稳定位置，则提供指令来延伸所述腿式机器人装置的所述两条或更多条腿中的至少两条腿；并且如果所述腿式机器人装置在所述第二动作之后处于所述不稳定位置，则执行被配置成使所述腿式机器人装置返回到所述稳定位置的第三动作。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第三动作包括延伸所述腿式机器人装置的第二腿的远端远离所述腿式机器人装置的本体，并且其中所述第二腿的近端被联接到所述腿式机器人装置的第二侧。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述第三动作进一步包括大体上在延伸所述第二腿的远端的同时延伸所述腿式机器人装置的所述第一腿的远端远离所述腿式机器人装置的本体。6.根据权利要求3所述的方法，其中所述第三动作包括移动所述第二腿远离所述地面，以便提供角动量到所述腿式机器人装置。7.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：如果所述第三动作使所述腿式机器人装置返回到所述稳定位置，则提供指令来延伸所述腿式机器人装置的所述两条或更多条腿中的至少两条腿；并且如果所述腿式机器人装置在所述第三动作之后处于所述不稳定位置，则执行被配置成使所述腿式机器人装置返回到所述稳定位置的第一动作。8.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述腿式机器人装置处于不稳定位置包括：确定所述腿式机器人在装置的质心的位置；确定所述腿式机器人装置的两个或更多个脚的位置，其中所述两个或更多个脚被联接到所述腿式机器人装置的所述两条或更多条腿；以及确定所述腿式机器人装置的质心的位置在由确定出的所述腿式机器人装置的所述两个或更多个脚的位置限定的多边形的外侧。9.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述腿式机器人装置处于所述稳定位置包括：确定所述腿式机器人在装置的质心的位置；确定所述腿式机器人装置的两个或更多个脚的位置，其中所述两个或更多个脚被联接到所述腿式机器人装置的所述两条或更多条腿；以及确定所述腿式机器人装置的质心的位置在由确定出的所述腿式机器人装置的所述两个或更多个脚的位置限定的多边形内。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述腿式机器人装置的所述底表面被形成为使得所述腿式机器人装置的重力势能基于所述腿式机器人装置的本体处于所述稳定位置而被减小。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述不稳定位置包括所述腿式机器人装置在躺卧位置中被定位在所述腿式机器人装置的所述第一侧上。12.一种机器人装置，包括：本体；从所述本体延伸的两条或更多条腿；至少一个处理器；和数据存储器，所述数据存储器包括可由所述至少一个处理器执行以使所述机器人装置执行以下功能的程序逻辑，所述以下功能包括：确定机器人装置的底表面相对于地面的取向；基于确定出的取向，确定所述机器人装置处于不稳定位置，其中所述机器人装置在所述不稳定位置中不能够维持体位；执行被配置...

【专利技术属性】
技术研发人员：AD珀金斯，M马尔查诺，S塔勒比内贾德，
申请(专利权)人：谷歌公司，
类型：发明
国别省市：美国;US