机器人姿态控制方法及机器人技术

本发明专利技术提供一种机器人姿态控制方法，用于对机器人的展示主体进行姿态控制，其包括：生成主体放置指令，并根据主体放置指令从姿态位置传感器上接收展示主体当前姿态位置；接收主体姿态控制指令，并从主体姿态控制指令中获取展示主体目标姿态位置；根据展示主体当前姿态位置以及展示主体目标姿态位置计算全向轮阵列中每个全向轮的运动分量；根据每个全向轮的运动分量，控制全向轮阵列工作，使得展示主体达到目标姿态位置。本发明专利技术还提供一种机器人，本发明专利技术通过设置在驱动底座上的全向轮阵列对展示主体进行姿态位置控制，使得展示主体可在各个方向进行360度的旋转操作，且控制方式简单、展示主体上不需设置任何驱动结构。

Robot attitude control method and robot

The invention provides a robot attitude control method for controlling the display body of a robot, which includes: generating a main body placement instruction, receiving the display body's current position from the attitude position sensor according to the main body placement instruction, receiving the main body's attitude control instruction and controlling the main body's attitude instruction. In order to obtain the position of the display subject, the motion components of each omni-directional wheel in the omni-directional wheel array are calculated according to the current position of the display subject and the position of the display subject. According to the motion components of each omni-directional wheel, the omni-directional wheel array is controlled to achieve the position of the display subject. The invention also provides a robot, which controls the attitude and position of the display body by an omnidirectional wheel array arranged on the driving base, so that the display body can rotate 360 degrees in all directions, and the control method is simple, and the display body does not need to set any driving structure.

【技术实现步骤摘要】
机器人姿态控制方法及机器人
本专利技术涉及机械控制领域，特别是涉及一种机器人姿态控制方法及机器人。
技术介绍
随着科技的发展，人们对于交互的要求越来越高，因此机器人开发商集成自然语言理解、智能交互以及语音视觉等多种人工智能技术，开发出能与用户进行信息、服务以及情感交流的云台式机器人，该云台式机器人可进行技能的自动学习，因而可较好的满足不同用户的交互需求。为了提高机器人与用户的交互效果，该云台式机器人一般设置为模拟人类头部的球形机器人，因此该球形机器人一般能够进行上下转动、前后转动以及左右转动的操作。但是现有的球形机器人一般是通过旋转轴对球形机器人的球形主体进行驱动，这种控制方式简单，但是该球形主体只能沿着旋转轴进行旋转，且旋转角度也非常受限。如增加球形机器人的旋转轴数量或控制关节数，则球形机器人的控制难度以及制作成本均会大大提高。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种具有较大运动范围、控制方式简单、相应的结构制作成本较低的机器人姿态控制方法及机器人；以解决现有的机器人的运动范围受限或控制方式复杂、制作成本较高的技术问题。本专利技术实施例提供一种机器人姿态控制方法，用于对机器人的展示主体进行姿态控制，其中所述机器人包括具有姿态位置传感器的展示主体以及驱动底座，所述展示主体包括用于展示信息的展示部以及具有球形轮廓底面的驱动部；所述驱动底座包括用于放置所述展示主体的主体设置孔、设置在所述主体设置孔边缘的全向轮阵列以及姿态控制器；其中所述机器人姿态控制方法包括：姿态控制器生成主体放置指令，并根据所述主体放置指令从姿态位置传感器上接收展示主体当前姿态位置；姿态控制器接收主体姿态控制指令，并从所述主体姿态控制指令中获取展示主体目标姿态位置；姿态控制器根据所述展示主体当前姿态位置以及所述展示主体目标姿态位置计算所述全向轮阵列中每个全向轮的运动分量；以及姿态控制器根据每个全向轮的运动分量，控制所述全向轮阵列工作，使得所述展示主体达到目标姿态位置。本专利技术实施例还提供一种机器人，其包括:展示主体，内设有用于反馈所述展示主体的姿态位置的姿态位置传感器，其包括用于展示信息的展示部以及具有球形轮廓底面的驱动部；以及驱动底座，设置有用于放置所述展示主体的主体设置孔，包括：全向轮阵列，设置在所述主体设置孔的边缘，用于改变所述展示主体的姿态位置；以及姿态控制器，用于控制所述全向轮阵列；其中所述姿态控制器包括：当前姿态位置接收模块，用于生成主体放置指令，并根据所述主体放置指令，从所述姿态位置传感器上接收展示主体当前姿态位置；目标姿态位置获取模块，用于接收主体姿态控制指令，并从所述主体姿态控制指令中获取展示主体目标姿态位置；运动分量计算模块，用于根据所述展示主体当前姿态位置以及所述展示主体目标姿态位置计算所述全向轮阵列中每个全向轮的运动分量；以及全向轮阵列控制模块，用于根据每个全向轮的运动分量，控制所述全向轮阵列工作，使得所述展示主体达到目标姿态位置。相较于现有技术，本专利技术的机器人姿态控制方法及机器人通过设置在驱动底座上的全向轮阵列对展示主体进行姿态位置控制，使得展示主体可在各个方向进行360度的旋转操作，且控制方式简单、展示主体上不需设置任何驱动结构；解决了现有的机器人的运动范围受限或控制方式复杂、制作成本较高的技术问题。附图说明图1为本专利技术的机器人的第一优选实施例的结构示意图；图2为本专利技术的机器人的第一优选实施例的驱动底座的姿态控制器的结构示意图；图3为本专利技术的机器人的优选实施例的外部结构图；图4为本专利技术的机器人的第二优选实施例的结构示意图；图5为本专利技术的机器人的第二优选实施例的驱动底座的姿态控制器的结构示意图；图6为本专利技术的机器人的第二优选实施例的当前姿态位置接收模块的结构示意图；图7为本专利技术的机器人的第二优选实施例的目标姿态位置获取模块的结构示意图；图8和图9为本专利技术的机器人的优选实施例的全向轮阵列的工作原理示意图；图10为本专利技术的机器人姿态控制方法的第一优选实施例的流程图；图11为本专利技术的机器人姿态控制方法的第二优选实施例的流程图。具体实施方式请参照图式，其中相同的组件符号代表相同的组件，本专利技术的原理是以实施在一适当的运算环境中来举例说明。以下的说明是基于所例示的本专利技术具体实施例，其不应被视为限制本专利技术未在此详述的其它具体实施例。请参照图1、图2以及图3，图1为本专利技术的机器人的优选实施例的结构示意图，图2为本专利技术的机器人的优选实施例的驱动底座的姿态控制器的结构示意图，图3为本专利技术的机器人的优选实施例的外部结构图。本优选实施例的机器人10用于模拟人类与用户进行交互。如接收到用户语音信息时，会将模拟人类面部转向用户，同时向用户提供相应的交互信息。因此这里希望该机器人10可方便的进行各个方向的姿态控制操作，如前后仰俯操作、左右摇摆操作以及左右旋转操作等。如图3所示，本优选实施例的机器人10包括展示主体11以及驱动底座12。该展示主体11上可包括用于模拟人类面部的显示装置111，如显示屏或显示灯等；以及用于反馈展示主体11的姿态位置的姿态位置传感器112。展示主体包括用于展示信息的展示部以及具有球形轮廓底面的驱动部。该显示装置111和姿态位置传感器112可设置在展示主体的展示部上。该姿态位置传感器112设置在展示主体11的内部。当然该展示主体11上还应设置喇叭113、麦克风114以及无线传输模块115，如蓝牙模块或WiFi模块等便于信息传输以及用户交互。该驱动底座12包括主体设置孔121、全向轮阵列122、姿态控制器123以及无线传输模块124。该主体设置孔121用于放置展示主体11；全向轮阵列122设置在主体设置孔121的边缘，用于与展示主体11的球形轮廓底面接触，并改变展示主体11的姿态位置。姿态控制器123用于控制全向轮阵列122。其中该姿态控制器123包括当前姿态位置接收模块21、目标姿态位置获取模块22、运动分量计算模块23以及全向轮阵列控制模块24。当前姿态位置接收模块21用于生成主体放置指令，并根据主体放置指令，从姿态位置传感器112上接收展示主体当前姿态位置；目标姿态位置获取模块22用于接收主体姿态控制指令，并从主体姿态控制指令中获取展示主体目标姿态位置；运动分量计算模块23用于根据展示主体当前姿态位置以及展示主体目标姿态位置计算全向轮阵列中每个全向轮的运动分量；全向轮阵列控制模块24用于根据每个全向轮的运动分量，控制全向轮阵列122工作，使得展示主体11达到目标姿态位置。请参照图3，本优选实施例的机器人10与用户进行交互时，可方便的对展示主体11进行大范围的姿态控制。以图3中的展示主体为球形主体，具体的如用户要使用该机器人10时，首先用户可将展示主体11设置在驱动底座12的主体设置孔121中，这样展示主体11的驱动部会与主体设置孔121边缘的全向轮阵列122接触。随后当前姿态位置接收模块21会检测到展示主体11已设置在主体设置孔121中，则会生成对应的用于获取展示主体当前姿态位置的主体放置指令；然后当前姿态位置接收模块21通过无线传输模块124将该主体放置指令发送至姿态位置传感器112上，以便姿态位置传感器112检测并返回展示主体11的展示主体当前姿态位置。然后目标姿态位置获取模块22会获取外部的主体姿态控制指令，该本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人姿态控制方法，用于对机器人的展示主体进行姿态控制，其中所述机器人包括具有姿态位置传感器的展示主体以及驱动底座，所述展示主体包括用于展示信息的展示部以及具有球形轮廓底面的驱动部；所述驱动底座包括用于放置所述展示主体的主体设置孔、设置在所述主体设置孔边缘的全向轮阵列以及姿态控制器；其特征在于，所述机器人姿态控制方法包括：所述姿态控制器生成主体放置指令，并根据所述主体放置指令从姿态位置传感器上接收展示主体当前姿态位置；所述姿态控制器接收主体姿态控制指令，并从所述主体姿态控制指令中获取展示主体目标姿态位置；所述姿态控制器根据所述展示主体当前姿态位置以及所述展示主体目标姿态位置计算所述全向轮阵列中每个全向轮的运动分量；以及所述姿态控制器根据每个全向轮的运动分量，控制所述全向轮阵列工作，使得所述展示主体达到目标姿态位置。

【技术特征摘要】
1.一种机器人姿态控制方法，用于对机器人的展示主体进行姿态控制，其中所述机器人包括具有姿态位置传感器的展示主体以及驱动底座，所述展示主体包括用于展示信息的展示部以及具有球形轮廓底面的驱动部；所述驱动底座包括用于放置所述展示主体的主体设置孔、设置在所述主体设置孔边缘的全向轮阵列以及姿态控制器；其特征在于，所述机器人姿态控制方法包括：所述姿态控制器生成主体放置指令，并根据所述主体放置指令从姿态位置传感器上接收展示主体当前姿态位置；所述姿态控制器接收主体姿态控制指令，并从所述主体姿态控制指令中获取展示主体目标姿态位置；所述姿态控制器根据所述展示主体当前姿态位置以及所述展示主体目标姿态位置计算所述全向轮阵列中每个全向轮的运动分量；以及所述姿态控制器根据每个全向轮的运动分量，控制所述全向轮阵列工作，使得所述展示主体达到目标姿态位置。2.根据权利要求1所述的机器人姿态控制方法，其特征在于，所述展示主体为球形主体，所述全向轮阵列托住所述球形主体，并且所述球形主体的中心在所述全向轮阵列所在平面上的投影，与所述主体设置孔的中心在所述全向轮阵列所在平面上的投影重合。3.根据权利要求1所述的机器人姿态控制方法，其特征在于，所述全向轮均匀的设置在所述主体设置孔边缘，所述根据所述展示主体当前姿态位置以及所述展示主体目标姿态位置确定所述全向轮阵列中每个全向轮的运动分量的步骤包括：根据所述展示主体当前姿态位置、所述展示主体目标姿态位置以及所述全向轮阵列中每个全向轮的旋转轴设置方向，确定所述全向轮阵列中每个全向轮的运动分量。4.根据权利要求1所述的机器人姿态控制方法，其特征在于，所述机器人姿态控制方法的步骤包括：当所述驱动底座的工作模式处于空载状态时，检测所述全向轮阵列中的所有全向轮是否接触到所述展示主体的驱动部；如所述全向轮阵列中的所有全向轮接触到所述展示主体的驱动部，则发出所述主体放置指令，并将所述驱动底座的工作模式切换为驱动状态。5.根据权利要求1所述的机器人姿态控制方法，其特征在于，所述姿态位置传感器包括用于通过惯性测量获取所述展示主体当前姿态位置的加速度传感器以及磁场传感器。6.根据权利要求1所述的机器人姿态控制方法，其特征在于，所述机器人姿态控制方法包括：所述姿态控制器生成主体放置指令，并根据所述主体放置指令对所述展示主体进行预设姿态变换；以及所述姿态控制器根据所述预设姿态变换时，所述姿态位置传感器的参数变化量，确定所述展示主体当前姿态位置。7.根据权利要求1所述的机器人姿态控制方法，其特征在于，所述姿态控制器接收主体姿态控制指令，并从所述主体姿态控制指令中获取展示主体目标姿态位置的步骤包括：判断所述主体姿态控制指令中是否包括所述展示主体目标姿态位置；如所述主体姿态控制指令中未包括所述展示主体目标姿态位置，则将默认展示主体姿态位置设置为所述展示主体...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁柯军，
申请(专利权)人：腾讯科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44