自平衡机器人控制系统、方法、自平衡机器人及介质技术方案

公开了一种自平衡机器人控制系统、方法、自平衡机器人及介质，该自平衡机器人包括多个电机，该控制方法包括：获取自平衡机器人的自平衡状态，得到自平衡状态信息；接收包括运动校正信息的输入控制信息，其中，所述运动校正信息为自平衡机器人的目标运动信息，且所述目标运动信息包括自平衡机器人的目标运动方向数据、目标运动速度数据、目标运动加速度数据中的至少一部分；根据所述自平衡状态信息和所述运动校正信息生成电机控制数据；基于所述电机控制数据来驱动该自平衡机器人的多个电机中至少一部分电机。

Control system, method, self balancing robot and medium of self balancing robot

【技术实现步骤摘要】
自平衡机器人控制系统、方法、自平衡机器人及介质
本专利技术涉及人工智能及机器人领域，更具体地涉及一种自平衡机器人控制系统、方法、自平衡机器人及介质。
技术介绍
随着人工智能及机器人技术在民用和商用领域的广泛应用，基于人工智能及机器人技术的自平衡机器人在智能交通、智能家居等领域起到日益重要的作用，也面临着更高的要求。目前的自平衡机器人通常采用控制器-驱动器-电机的控制方法来实现其运动控制以保持其在运动过程中具有良好自平衡状态，通过设置传感器实时检测自平衡机器人的自平衡状态信息，并通过控制器基于该自平衡数据进行计算以生成电机控制数据，控制电机运动。然而，这样的控制方法下，传感器所检测的数据类型单一、检测精度低；控制器处需要高实时性地解算以实现对自平衡车的及时调控，无法运行复杂算法；且该方法软硬件结构简单，可扩展性和可移植性较低，仅能够满足单一功能自平衡机器人的运动控制需求，对于具有复合功能的自平衡机器人，采用上述方法会使系统软硬件架构混乱，维护效率低，且不利于机器人功能集成。因此，需要一种在实现自平衡机器人的良好自平衡状态的前提下，能够使得自平衡机器人实现多种功能，且具有较高的实时性和可扩展性的自平衡机器人控制方法及系统。
技术实现思路
针对以上问题，本公开提供了一种自平衡机器人控制系统、方法、自平衡机器人及介质。利用本公开提供的自平衡机器人控制系统可以在实现自平衡机器人的良好自平衡状态的前提下，能够使得自平衡机器人实现多种功能，且具有较高的实时性和可扩展性，且该方法具有良好的鲁棒性。根据本公开的一方面，提出了一种自平衡机器人控制方法，包括：获取自平衡机器人的自平衡状态，得到自平衡状态信息；接收包括运动校正信息的输入控制信息，其中，所述运动校正信息为自平衡机器人的目标运动信息，且所述目标运动信息包括自平衡机器人的目标运动方向数据、目标运动速度数据、目标运动加速度数据中的至少一部分；根据所述自平衡状态信息和所述运动校正信息生成电机控制数据；基于所述电机控制数据来驱动该自平衡机器人的多个电机中至少一部分电机。在一些实施例中，所述方法还包括：在算法库中设置第一自平衡控制算法和第二自平衡控制算法；其中，根据所述自平衡状态信息和所述运动校正信息生成电机控制数据包括：调用第一自平衡控制算法，并且利用第一自平衡控制算法对该目标运动信息与该自平衡状态信息进行处理，生成电机控制数据；且其中，所述方法还包括：在未接收到输入控制信息或该输入控制信息的运动校正信息为缺省的情况下，通过第二自平衡控制算法对该自平衡状态信息进行处理，得到电机控制数据。在一些实施例中，所述自平衡机器人包括至少两个自平衡模式，且所述输入控制信息还包括指示所述自平衡机器人的目标自平衡模式的目标模式信息，所述目标自平衡模式为所述至少两个自平衡模式之一，其中，根据所述自平衡状态信息生成所述电机控制数据包括：基于该目标模式信息及自平衡机器人的当前模式信息，确定目标自平衡算法，基于该目标自平衡算法对该自平衡状态信息进行处理，得到电机控制数据。在一些实施例中，基于该目标模式信息及自平衡机器人的当前模式信息确定目标自平衡算法包括：根据所述当前模式信息与所述目标模式信息生成过渡模式信息，并在算法库中获取与该过渡模式信息相对应的第一自平衡算法；根据目标自平衡模式，在算法库中获取与该目标自平衡模式相对应的第二自平衡算法；将该第一自平衡算法和该第二自平衡算法共同作为目标自平衡算法。在一些实施例中，所述目标自平衡算法包括多个自平衡算法，则基于该目标自平衡算法对该自平衡状态信息进行处理得到电机控制数据包括：按照预设顺序，依次执行所述目标自平衡算法中的多个自平衡算法，以对该自平衡状态信息进行处理，得到电机控制数据。在一些实施例中，所述方法还包括：生成输入控制信息；所述生成输入控制信息包括：接收用户和外部传感器的输入信息；对该输入信息进行编码化，生成具有第一特定编码类型的控制数据，并通过第一节点将该控制数据发布至第一话题；通过订阅该第一话题的第二节点接收该控制数据，对该控制数据进行处理以生成输入控制信息，其中，所述输入控制信息具有与第一特定编码类型不同的第二特定编码类型。在一些实施例中，根据所述自平衡状态信息和所述运动校正信息生成电机控制数据包括：接收该输入控制信息，并对该输入控制信息进行解码，生成输入数据；对该输入数据进行处理，生成目标控制数据；根据该目标控制数据对相应的控制变量进行赋值，得到目标控制变量；根据该目标控制变量，生成电机控制信息。根据本公开的另一方面，提出了一种自平衡机器人控制系统，其中，该自平衡机器人包括多个电机，其特征在于，该控制系统包括：输入控制模块，其被配置为接收输入信息，并基于所述输入信息生成输入控制信息，所述输入控制信息包括运动校正信息，其中，所述运动校正信息为自平衡机器人的目标运动信息，且所述目标运动信息包括自平衡机器人的目标运动方向数据、目标运动速度数据、目标运动加速度数据中的至少一部分；自平衡控制模块，其被配置为获取自平衡机器人的自平衡状态并得到自平衡状态信息，以及从所述输入控制模块接收所述输入控制信息，并且还被配置为：根据所述自平衡状态信息和所述运动校正信息生成电机控制数据；电机驱动器模块，其被配置为接收所述电机控制数据，并基于所述电机控制数据来驱动该自平衡机器人的多个电机中至少一部分电机。在一些实施例中，该自平衡控制模块基于该运动校正信息和自平衡状态信息生成电机控制数据包括：该自平衡控制模块调用第一自平衡控制算法，并且利用第一自平衡控制算法对该目标运动信息与该自平衡状态信息进行处理，生成电机控制数据；且其中，在未接收到输入控制信息或该输入控制信息的运动校正信息为缺省的情况下，所述自平衡控制模块被配置为通过第二自平衡控制算法对该自平衡状态信息进行处理，得到电机控制数据。在一些实施例中，自平衡机器人具有至少两个自平衡模式，且所述输入控制信息还包括指示所述自平衡机器人的目标自平衡模式的目标模式信息，所述目标自平衡模式为所述至少两个自平衡模式之一，其中，该自平衡控制模块基于该命令信息和自平衡状态信息生成电机控制数据包括：所述自平衡控制模块基于该目标模式信息及自平衡机器人的当前模式信息，确定目标自平衡算法，所述自平衡控制模块基于该目标自平衡算法对该自平衡状态信息进行处理，得到电机控制数据。在一些实施例中，所述电机驱动器模块包括与所述多个电机一一对应的多个电机驱动子模块，且其中，所述多个电机驱动子模块和所述自平衡控制模块通过以太网控制自动化技术总线相连接，以实现对多个电机的联动控制。根据本公开的另一方面，提出了一种自平衡机器人，其包括多个电机，其包括如前所述的自平衡机器人控制系统，且其通过如前所述的自平衡机器人控制方法来实现对所述多个电机中的至少一部分电机的控制。在一些实施例中，所述自平衡机器人包括至少两个工作模式，且所述至少两个工作模式中的每一个工作模式具有与之相对应的自平衡模式。根据本公开的另一方面，提出了一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自平衡机器人控制方法，包括：/n获取自平衡机器人的自平衡状态，得到自平衡状态信息；/n接收包括运动校正信息的输入控制信息，其中，所述运动校正信息为自平衡机器人的目标运动信息，且所述目标运动信息包括自平衡机器人的目标运动方向数据、目标运动速度数据、目标运动加速度数据中的至少一部分；/n根据所述自平衡状态信息和所述运动校正信息生成电机控制数据；/n基于所述电机控制数据来驱动该自平衡机器人的多个电机中至少一部分电机。/n

【技术特征摘要】
1.一种自平衡机器人控制方法，包括：
获取自平衡机器人的自平衡状态，得到自平衡状态信息；
接收包括运动校正信息的输入控制信息，其中，所述运动校正信息为自平衡机器人的目标运动信息，且所述目标运动信息包括自平衡机器人的目标运动方向数据、目标运动速度数据、目标运动加速度数据中的至少一部分；
根据所述自平衡状态信息和所述运动校正信息生成电机控制数据；
基于所述电机控制数据来驱动该自平衡机器人的多个电机中至少一部分电机。


2.如权利要求1所述的自平衡机器人控制方法，还包括：
在算法库中设置第一自平衡控制算法和第二自平衡控制算法；
其中，根据所述自平衡状态信息和所述运动校正信息生成电机控制数据包括：调用第一自平衡控制算法，并且利用第一自平衡控制算法对该目标运动信息与该自平衡状态信息进行处理，生成电机控制数据；
且其中，所述方法还包括：在未接收到输入控制信息或该输入控制信息的运动校正信息为缺省的情况下，通过第二自平衡控制算法对该自平衡状态信息进行处理，得到电机控制数据。


3.如权利要求1所述的自平衡机器人控制方法，其中，所述自平衡机器人包括至少两个自平衡模式，且所述输入控制信息还包括指示所述自平衡机器人的目标自平衡模式的目标模式信息，所述目标自平衡模式为所述至少两个自平衡模式之一，
其中，根据所述自平衡状态信息生成所述电机控制数据包括：
基于该目标模式信息及自平衡机器人的当前模式信息，确定目标自平衡算法，
基于该目标自平衡算法对该自平衡状态信息进行处理，得到电机控制数据。


4.如权利要求3所述的自平衡机器人控制方法，其中，基于该目标模式信息及自平衡机器人的当前模式信息确定目标自平衡算法包括：
根据所述当前模式信息与所述目标模式信息生成过渡模式信息，并在算法库中获取与该过渡模式信息相对应的第一自平衡算法；
根据目标自平衡模式，在算法库中获取与该目标自平衡模式相对应的第二自平衡算法；
将该第一自平衡算法和该第二自平衡算法共同作为目标自平衡算法。


5.如权利要求3所述的自平衡机器人控制方法，其中，所述目标自平衡算法包括多个自平衡算法，则基于该目标自平衡算法对该自平衡状态信息进行处理得到电机控制数据包括：
按照预设顺序，依次执行所述目标自平衡算法中的多个自平衡算法，以对该自平衡状态信息进行处理，得到电机控制数据。


6.如权利要求1所述的自平衡机器人控制方法，其中还包括：生成输入控制信息；所述生成输入控制信息包括：
接收用户和外部传感器的输入信息；
对该输入信息进行编码化，生成具有第一特定编码类型的控制数据，并通过第一节点将该控制数据发布至第一话题；
通过订阅该第一话题的第二节点接收该控制数据，对该控制数据进行处理以生成输入控制信息，其中，所述输入控制信息具有与第一特定编码类型不同的第二特定编码类型。


7.如权利要求6所述的自平衡机器人控制方法，其中，根据所述自平衡状态信息和所述运动校正信息生成电机控制数据包括：
接收该输入控制信息，并对该...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎雄，周诚，熊坤，张东胜，张正友，
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