多足机器人控制系统及多足机器人技术方案

本申请涉及一种多足机器人控制系统及多足机器人。所述多足机器人控制系统包括：环境检测装置，用于检测路面数据；控制装置，被配置为包括多个有限状态机：任务状态机，用于获取任务指令，并根据任务指令发送任务信息；任务指令包括运动速度指令和/或目标点指令；环境状态机，用于根据环境检测装置实时检测的路面数据分析路面环境信息；规划状态机，用于在接收到任务信息后，根据任务信息生成规划信息，规划信息包括根据任务指令规划的运动路线，以及根据路面环境信息规划的运动步态。该多足机器人控制系统能够使多足机器人在不同环境或是多种环境叠加的复杂环境下实现自主稳定地运动，提高多足机器人的自主程度。

【技术实现步骤摘要】
多足机器人控制系统及多足机器人
本申请涉及机器人
，特别是涉及一种多足机器人控制系统及多足机器人。
技术介绍
随着机器人技术的发展，由于传统轮式机器人、履带式机器人使用场景局限性大，传统的轮式机器人越障能力差、地形适应能力差、转弯效率低，或转外半径大，容易打滑，不够不平稳，因此出现了足式机器人技术，足式机器人的使用场景更加复杂，应用领域更加广泛。传统的履带式机器人对地形的要求也很高，对高地落差较大的地形无能为力，不及足式机器人灵活方便。足式机器人几乎可以适应各种复杂地形，能够跨越障碍，有着良好的自由度、动作灵活、自如、稳定。足式机器人包括类人式的双足机器人和模仿昆虫或者其他动物的多足式机器人。其中，多足机器人具有较强的非结构化环境的穿行能力，能在平地、斜坡、砂石地、草地、山地等地面环境运行。为了使多足机器人能够在复杂环境中运行，对于多足机器人的智能感知、自主运动能力以及保护机制均有很高的要求。目前的多足机器人在整机运行过程中绝大多数动作需要人为进行控制和干预，以保证运行的稳定性和安全性，自主程度较低。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高自主程度的多足机器人控制系统及多足机器人。一种多足机器人控制系统，包括：环境检测装置，用于检测路面数据；控制装置，被配置为包括多个有限状态机：任务状态机，用于获取任务指令，并根据所述任务指令发送任务信息；所述任务指令包括运动速度指令和/或目标点指令；环境状态机，用于根据所述环境检测装置实时检测的路面数据分析路面环境信息；规划状态机，用于在接收到所述任务信息后，根据所述任务信息生成规划信息，所述规划信息包括根据所述任务指令规划的运动路线，以及根据所述路面环境信息规划的运动步态。上述多足机器人控制系统及多足机器人，通过环境检测装置检测多足机器人所处环境的路面数据并反馈至控制装置，控制装置被配置为包括任务状态机、环境状态机及规划状态机，使得控制装置能够获取任务指令、分析路面环境信息，并根据获取的任务指令及路面数据自动规划运动路线和运动步态，从而能使多足机器人在不同环境或是多种环境叠加的复杂环境下实现自主稳定地运动，提高多足机器人的自主程度。在其中一个实施例中，所述控制装置包括通信模块，所述通信模块用于与遥控装置建立通信以传输数据；所述遥控装置用于发送所述任务指令。利用通信模块能够与遥控装置进行双向的数据传输，能够接收遥控装置发送的任务指令。在其中一个实施例中，所述规划状态机可选择的运动步态包括：站立、慢速静态行走、对角慢走、对角行走及对角小跑。在其中一个实施例中，所述路面环境信息的类型包括平地环境、斜坡环境、砂地环境、石头路环境、草地环境、楼梯环境及人群环境。在其中一个实施例中，所述控制装置还被配置为包括：控制器状态机，用于根据所述规划信息选择控制策略。控制器状态机能够根据规划状态机生成的规划信息选择不同的控制策略，计算出多足机器人各条腿上的电机驱动控制参数，进而控制多足机器人按照规划信息运动。在其中一个实施例中，所述控制器状态机可选择的控制策略包括：阻抗控制器、平衡控制器、动态控制器及模型预测控制器。在其中一个实施例中，所述多足机器人控制系统还包括：状态检测装置，用于检测多足机器人的自身状态信息；所述控制装置还被配置为包括：硬件状态机，用于获取所述自身状态信息，并在根据所述自身状态信息切换硬件工作模式。利用硬件状态机能够根据自身状态信息切换对应的硬件工作模式，控制多足机器人的电机等相关硬件以选择的硬件工作模式工作，以保证多足机器人的稳定性和安全性。在其中一个实施例中，所述硬件状态机可选择的工作模式包括：阻尼模式、指令等待模式及运行模式。在其中一个实施例中，所述硬件状态机用于在根据自身状态信息判断状态发生异常时，切换至阻尼模式并发送异常信号至所述控制器状态机；所述控制器状态机还用于在接收到所述异常信号时切换至阻抗控制器，以使多足机器人保持难以动作的状态。一种多足机器人，包括如上述任一个实施例的多足机器人控制系统。上述多足机器人，通过利用多足机器人控制系统，能够在不同环境或是多种环境叠加的复杂环境下实现自主稳定地运动，提高多足机器人的自主程度。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为其中一个实施例中，多足机器人的结构示意图；图2为其中一个实施例中，多足机器人的部分结构框图；图3为其中一个实施例中，多足机器人控制系统的结构框图之一；图4为其中一个实施例中，多足机器人控制系统的结构框图之二；图5为其中一个实施例中，多足机器人控制系统的结构框图之三；图6为其中一个实施例中，多足机器人控制系统的结构框图之四；图7为其中一个实施例中，多足机器人的应用示意图。附图标记说明：100、机身；200、腿；210、电机驱动；300、多足机器人控制系统；310、环境检测装置；320、控制装置；321、任务状态机；322、规划状态机；323、环境状态机；324、通信模块；325、控制器状态机；326、硬件状态机；330、状态检测装置。具体实施方式为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。如图1所示，在其中一个实施例中，多足机器人包括机身100及多条腿200，机身100上安装有电源、控制系统等，每条腿200上具有多个电机驱动210，各条腿200上设置的电机驱动210在控制系统的控制下工作，以驱动多足机器人运动。在其中一个实施例中，如图2和图3所示，提供了一种多足机器人控制系统300，包括：环境检测装置310，用于检测路面数据；控制装置320，被配置为包括多个有限状态机：<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多足机器人控制系统，其特征在于，包括：/n环境检测装置，用于检测路面数据；/n控制装置，被配置为包括多个有限状态机：/n任务状态机，用于获取任务指令，并根据所述任务指令发送任务信息；所述任务指令包括运动速度指令和/或目标点指令；/n环境状态机，用于根据所述环境检测装置实时检测的路面数据分析路面环境信息；/n规划状态机，用于在接收到所述任务信息后，根据所述任务信息生成规划信息，所述规划信息包括根据所述任务指令规划的运动路线，以及根据所述路面环境信息规划的运动步态。/n

【技术特征摘要】
1.一种多足机器人控制系统，其特征在于，包括：
环境检测装置，用于检测路面数据；
控制装置，被配置为包括多个有限状态机：
任务状态机，用于获取任务指令，并根据所述任务指令发送任务信息；所述任务指令包括运动速度指令和/或目标点指令；
环境状态机，用于根据所述环境检测装置实时检测的路面数据分析路面环境信息；
规划状态机，用于在接收到所述任务信息后，根据所述任务信息生成规划信息，所述规划信息包括根据所述任务指令规划的运动路线，以及根据所述路面环境信息规划的运动步态。


2.根据权利要求1所述的多足机器人控制系统，其特征在于，所述控制装置包括通信模块，所述通信模块用于与遥控装置建立通信以传输数据；所述遥控装置用于发送所述任务指令。


3.根据权利要求1所述的多足机器人控制系统，其特征在于，所述规划状态机可选择的运动步态包括：站立、慢速静态行走、对角慢走、对角行走及对角小跑。


4.根据权利要求3所述的多足机器人控制系统，其特征在于，所述路面环境信息的类型包括平地环境、斜坡环境、砂地环境、石头路环境、草地环境、楼梯环境及人群环境。


5.根据权利要求1所述的多足机器人控制系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴长征，
申请(专利权)人：广州视源电子科技股份有限公司，广州视睿电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44