自然的俯仰和滚动制造技术

控制系统可以接收指示与连接到机器人的多个传感器相对应的各个关节角度的多个第一测量值(602)。机器人可以包括身体和连接到身体的与相应的属性相关联的多个关节肢体。控制系统还可以接收指示机器人的身体的取向的身体取向测量值(604)。控制系统还可以基于与机器人的关节肢体相关联的属性确定多个第一测量值和身体取向测量值之间的关系(606)。另外，控制系统可以基于多个第一测量值，身体取向测量值和确定的关系来估计机器人的总体取向(608)。此外，控制系统可以基于机器人的估计的总体取向来提供指令以控制机器人的至少一个关节肢体(610)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自然的俯仰和滚动相关申请的交叉引用本申请要求于2014年8月25日提交的美国临时专利申请序列No.62/041,281；于2014年12月30日提交的美国专利申请No.14/586,519和于2015年3月16日提交的美国专利申请No.14/659,012的优先权，其内容通过引用全部并入本文。
技术介绍
随着技术的进步，正在创造各种类型的机器人装置用于执行可以辅助用户的各种功能。机器人装置可以用于包括材料处理，运输，焊接，组装和分配等的应用。随着时间的推移，这些机器人系统操作的方式变得更加智能，高效和直观。随着机器人系统在现代生活的许多方面变得越来越普遍，期望机器人系统是有效的。因此，对有效的机器人系统的需求已经帮助开创了致动器，运动，感测技术以及部件设计和组装的创新领域。
技术实现思路
本申请公开了涉及控制机器人装置的腿的位置以平衡机器人装置的实施方式。示例性实施方式可以包括由机器人接收指示与连接到机器人的多个传感器相对应的各个关节角度的多个第一测量值。机器人可以包括身体和连接到身体的多个关节肢体。关节肢体可以与相应的属性相关联。实施方式还可以包括接收指示机器人的身体的取向的身体取向测量值。实施方式可以进一步包括基于与机器人的关节肢体相关联的属性确定所述多个第一测量值和身体取向测量值之间的关系。另外，实施方式可以包括基于多个第一测量值，身体取向测量值和确定的关系来估计机器人的总体取向。此外，实施方式可以包括基于机器人的估计的总体取向来提供指令以控制机器人的至少一个关节肢体。在另一示例性实施方式中，本申请描述了一种机器人，其可以包括身体，连接到身体的多个关节肢体，多个第一传感器，第二传感器，处理系统和控制系统。关节肢体可以与相应的属性相关联。多个第一传感器可以配置为提供指示关节肢体的相应关节角度的多个第一测量值。第二传感器可以配置为提供指示机器人的身体的取向的身体取向测量值。第二传感器可以联接到身体。处理系统可以配置为基于与关节肢体相关联的属性来确定所述多个第一测量值和所述身体取向测量值之间的关系。处理系统还可以配置为基于所述多个第一测量值，身体取向测量值和确定的关系来估计机器人的总体取向。控制系统可以配置为基于机器人的估计的总体取向来提供指令以控制机器人的至少一个关节肢体。在另一示例性实施方式中，本申请描述了一种非暂时性计算机可读介质，其具有在其上存储的指令，该指令在由至少一个处理器执行时使机器人执行一组操作。操作可以包括接收指示与连接到机器人的多个传感器相对应的各个关节角度的多个第一测量值。机器人可以包括身体和连接到身体的多个关节肢体。关节肢体可以与相应的属性相关联。操作还可以包括接收指示机器人的一部分的取向的身体取向测量值，其中机器人的该部分对应于特定的参照系。操作还可以包括基于与机器人的关节肢体相关联的属性确定多个第一测量值和身体取向测量值之间的关系。另外，操作可以包括基于多个第一测量值，身体取向测量值和确定的关系来估计机器人的总体取向。此外，操作可以包括基于机器人的估计的总体取向来提供指令以控制机器人的至少一个关节肢体。在又一实施方式中，本申请描述了一种系统。系统可以包括用于由机器人接收指示与连接到机器人的多个传感器相对应的各个关节角度的多个第一测量值的器件。机器人可以包括身体和连接到身体的多个关节肢体。关节肢体可以与相应的属性相关联。系统还可以包括用于接收指示机器人的身体的取向的身体取向测量值的器件。系统还可以包括用于基于与机器人的关节肢体相关联的属性确定多个第一测量值和身体取向测量值之间的关系的器件。另外，系统可以包括用于基于多个第一测量值，身体取向测量值和确定的关系来估计机器人的总体取向的器件。此外，系统可以包括用于基于机器人的估计的总体取向来提供指令以控制机器人的至少一个关节肢体的器件。通过适当地参考附图阅读下面的详细描述，这些以及其它方面，优点和替代对于本领域的普通技术人员将变得显而易见。附图说明图1示出了根据示例性实施方式的机器人系统的配置。图2示出了根据示例性实施方式的四足机器人的透视图。图3示出了根据示例性实施方式的四足机器人的透视图。图4示出了根据示例性实施方式的双足机器人的透视图。图5A示出了根据示例性实施方式的双足机器人的姿态。图5B示出了根据示例性实施方式的双足机器人的简化表示。图5C示出了根据示例性实施方式的双足机器人的姿态。图5D示出了根据示例性实施方式的双足机器人的简化表示。图6是根据示例性实施方式的流程图。图7是根据示例性实施方式配置的计算机可读介质。具体实施方式以下详细描述参考附图描述了所公开的系统和方法的各种特征和功能。本文描述的说明性系统和方法实施方式不意味着限制。可以容易地理解，公开的系统和方法的某些方面可以以各种各样的不同配置来布置和组合，所有这些都在本文中考虑。I.概述示例性实施方式包括配置有至少一个机器人肢体，传感器和处理系统的机器人装置。机器人肢体可以是铰接的机器人附件，包括通过关节连接的多个构件。机器人肢体还可以包括联接到肢体的构件的多个致动器(例如2-5个致动器)，其促使机器人肢体在由连接构件的关节限制的运动范围内的运动。传感器可以配置为测量机器人装置的属性，如关节的角度，致动器内的压力，和/或在给定时间点的机器人肢体的位置，速度和加速度。传感器还可以配置为测量机器人装置的身体(在本文中也可以称为机器人装置的“基部”)的取向(即身体取向测量值)。其它示例性属性包括机器人装置的各种部件的质量，机器人装置或机器人装置的各种部件的质心的位置，机器人装置或机器人装置的部件的惯性矩等。机器人装置的处理系统可以直接地从角度传感器信息或间接地从可以计算关节角度的其它传感器信息来确定机器人肢体的关节的角度。然后，处理系统可以基于感测到的机器人装置的基部的取向和关节角度来估计机器人装置的取向。本文取向可以指物体的角位置。在一些情况下，取向可以指围绕三个轴线的旋转量(以度或弧度表示)。在一些情况下，机器人装置的取向可以指机器人装置相对于特定参考系(如地面或其站立的表面)的取向。取向可以使用Euler角或Tait-Bryan角(也称为横摆，俯仰和滚动角)来描述角位置。在一些情况下，如在计算机可读介质上，取向可以由取向矩阵或取向四元数等来表示。在一些情况下，来自机器人装置的基部上的传感器的测量值可以指示机器人装置以这样的方式取向和/或具有需要控制一个或多个铰接附件的角速度，以保持机器人装置的平衡。然而，在这些情况下，可能的情况是机器人装置的肢体被取向和/或移动，使得不需要平衡控制。例如，机器人装置的身体可以向左倾斜，并且测量身体取向的传感器可以指示移动肢体以平衡机器人装置的需要；然而，机器人装置的一个或多个肢体可以向右延伸，使得机器人装置被平衡，尽管机器人装置的基部上的传感器指示不同。机器人装置的肢体可以在机器人装置的身体上施加扭矩，并且还可以影响机器人装置的质心。因此，机器人装置的一部分的取向和角速度测量值可以是机器人装置的身体和肢体的组合的取向和角速度的不准确表示(在本文中可以称为“总体”取向和角速度)。在一些实施方式中，处理系统可以配置为基于感测到的机器人装置的基部的取向和测量的关节角度来估计整个机器人装置的总体取向和/或角速度。处理系统已经在其上存储了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：由机器人接收指示与连接到所述机器人的多个传感器相对应的各个关节角度的多个第一测量值，其中，所述机器人包括身体和连接到所述身体的多个关节肢体，并且其中，所述关节肢体与相应的属性相关联；接收指示所述机器人的身体的取向的身体取向测量值；基于与所述机器人的关节肢体相关联的属性来确定所述多个第一测量值和所述身体取向测量值之间的关系；基于所述多个第一测量值，所述身体取向测量值和所确定的关系来估计所述机器人的总体取向；基于所述机器人的估计的总体取向，提供指令以控制所述机器人的至少一个关节肢体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.25 US 62/041,281;2014.12.30 US 14/586,519;1.一种方法，包括：由机器人接收指示与连接到所述机器人的多个传感器相对应的各个关节角度的多个第一测量值，其中，所述机器人包括身体和连接到所述身体的多个关节肢体，并且其中，所述关节肢体与相应的属性相关联；接收指示所述机器人的身体的取向的身体取向测量值；基于与所述机器人的关节肢体相关联的属性来确定所述多个第一测量值和所述身体取向测量值之间的关系；基于所述多个第一测量值，所述身体取向测量值和所确定的关系来估计所述机器人的总体取向；基于所述机器人的估计的总体取向，提供指令以控制所述机器人的至少一个关节肢体。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所确定的关系是第一关系，并且其中，所述方法还包括：确定对应于在一个或多个相应操作范围内的所述多个第一测量值中的一个或多个的所述机器人的特定操作模式；以及基于(i)与所述机器人的关节肢体相关联的相应属性和(ii)所述机器人的确定的特定操作模式，确定与所述特定操作模式相关联的所述多个第一测量值和所述身体取向测量值之间的第二关系。3.根据权利要求2所述的方法，其中，估计所述机器人的取向包括：基于确定所述机器人正在特定操作模式中操作，基于所述多个第一测量值，所述身体取向测量值和所述第二关系来估计所述机器人的取向。4.根据权利要求1所述的方法，其中，提供指令以控制所述机器人的至少一个关节肢体包括：基于估计的总体取向，确定将所述机器人的特定关节肢体放置在表面上的力的程度，以便保持所述机器人的平衡；以及提供指令以使用所述确定的力的程度将所述机器人的特定关节肢体放置在所述表面上。5.根据权利要求1所述的方法，其中，提供指令以控制所述机器人的至少一个关节肢体包括：基于所述估计的总体取向，确定将所述机器人的特定关节肢体移动的位置，以便保持所述机器人的平衡；以及提供指令以将所述机器人的特定关节肢体移动到所述确定的位置。6.根据权利要求1所述的方法，还包括：提供所述机器人的估计的总体取向到控制系统，其中，所述控制系统配置为保持所述机器人的平衡。7.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于所述估计的总体取向，确定指示所述机器人的期望轨迹的路径；确定物体存在于所述确定的路径内；以及基于确定所述物体存在于所述确定的路径内，提供指令以控制所述机器人的至少一个肢体以避免与所述物体碰撞。8.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于所述机器人的估计的总体取向，估计所述机器人的角速度，其中，控制所述机器人的至少一个关节肢体的指令还基于所述确定的估计的角度。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所提供的指令是第一指令，并且其中，所述方法还包括：接收指示施加到所述机器人上的外力的多个第二测量值；基于所接收的多个第二测量值和所述机器人的估计的角速度，确定由施加到所述机器人的所述外力引起的估计的角速度的分量；以及基于由施加到所述机器人的所述外力引起的估计的角速度的所确定的分量，提供第二指令以控制所述机器人的至少一个关节肢体。10.根据权利要求1所述的方法，其中，所提供的指令是第一指令，并且其中，所述方法还包括：提供指示所述机器人的期望轨迹的路径；以及基于所提供的路径和所述机器人的估计的总体取向，提供第二指令以控制所述机器人的至少一个关节肢体以操控所述机器人沿着所提供的路径行进。11.根据权利要求1所述的方法，其中，所提供的指令是第一指令，并且其中，所述方法还包括：基于所述估计的总体取向，确定所述机器人的姿态是否稳定；以及基于确定所述机器人的状...

【专利技术属性】
技术研发人员：A克里平，AA里兹，
申请(专利权)人：谷歌公司，
类型：发明
国别省市：美国,US