一种机器人集成测试系统以及相关方法、装置和电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种机器人集成测试系统以及相关方法、装置和电子设备，可以根据多模态平台的运动耦合特点形成完整功能状态划分的新型测试机器人的状态跳转测试方案，并定义各状态间跳转逻辑；而且，为了安全、高效测试机器人的跳转条件，对状态跳转指令中的多个状态跳转条件进行冗余处理，根据跳转需求对所述状态跳转指令进行优化，尽可能避免测试过程中状态跳转指令中的状态跳转条件出现的逻辑错误、冗余、矛盾等问题。矛盾等问题。矛盾等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种机器人集成测试系统以及相关方法、装置和电子设备


[0001]本专利技术涉及计算机
，具体而言，涉及一种机器人集成测试系统以及相关方法、装置和电子设备。

技术介绍

[0002]目前，为了提高智能平台中的机器人的机动性、灵活性与环境适应性，多模态平台近年来得到广泛的关注与研究。与现有单一运动形式平台相比，多模态平台可以根据行驶环境完成行驶模态的调整，因而具有广域机动能力。然而，多模态平台模态切换、模态耦合使其行驶模式变得复杂多样，单一运动形式平台的状态机方案已不能满足多模态平台广域环境行驶需求。

技术实现思路

[0003]为解决上述问题，本专利技术实施例的目的在于提供一种机器人集成测试系统以及相关方法、装置和电子设备。
[0004]第一方面，本专利技术实施例提供了一种机器人集成测试系统，包括：计算设备、控制器、台架以及电机；
[0005]所述计算设备与所述控制器连接，所述电机安装在所述台架上，所述控制器与所述电机连接；
[0006]所述计算设备，用于对获取到的机器人的状态跳转指令的可行性进行仿真验证，并将通过可行性仿真验证的状态跳转指令发送到所述控制器；所述状态跳转指令，包括：多个状态跳转条件；
[0007]所述控制器，用于对接收到的所述计算设备发送的状态跳转指令中的多个状态跳转条件进行冗余处理，根据跳转需求对所述状态跳转指令进行优化，并将优化后的状态跳转指令转换为驱动指令，将所述驱动指令发送到电机上执行，完成所述机器人的状态跳转指令的测试。
[0008]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种机器人集成测试方法，用于实现上述的第一方面所述的一种机器人集成测试系统中计算设备的功能，所述方法包括：
[0009]获取机器人的当前状态信息和所述机器人的状态跳转指令，并当所述当前状态信息中指示的机器人的当前状态与所述状态跳转指令中携带的机器人当前状态一致时，执行所述状态跳转条件中的所述使能跳转子条件；
[0010]当执行完所述状态跳转条件中的使能跳转子条件后，根据所述状态跳转条件中的机器人执行所述状态跳转指令后的状态，确定所述机器人在状态跳转后的期望姿态和站立高度；
[0011]基于机器人正逆运动学关系，将所述机器人在状态跳转后的期望姿态和站立高度转化为电机控制指令，将所述电机控制指令发送到计算设备内运行的电机模型中，使得所述电机模型执行所述电机控制指令；
[0012]采集所述电机模型执行所述电机控制指令的过程中的电机速度信息和电机位置信息，当采集到的电机速度信息符合所述电机速度跳转子条件且所述电机位置信息符合所述电机位置跳转子条件时，得到所述机器人已处于所述状态跳转指令中指示的机器人跳转后状态的仿真结果，且确定所述状态跳转指令已经通过可行性测试。
[0013]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种机器人集成测试装置，包括：
[0014]获取模块，用于获取机器人的当前状态信息和所述机器人的状态跳转指令，并当所述当前状态信息中指示的机器人的当前状态与所述状态跳转指令中携带的机器人当前状态一致时，执行所述状态跳转条件中的所述使能跳转子条件；
[0015]第一处理模块，用于当执行完所述状态跳转条件中的使能跳转子条件后，根据所述状态跳转条件中的机器人执行所述状态跳转指令后的状态，确定所述机器人在状态跳转后的期望姿态和站立高度；
[0016]第二处理模块，用于基于机器人正逆运动学关系，将所述机器人在状态跳转后的期望姿态和站立高度转化为电机控制指令，将所述电机控制指令发送到计算设备内运行的电机模型中，使得所述电机模型执行所述电机控制指令；
[0017]第三处理模块，用于采集所述电机模型执行所述电机控制指令的过程中的电机速度信息和电机位置信息，当采集到的电机速度信息符合所述电机速度跳转子条件且所述电机位置信息符合所述电机位置跳转子条件时，得到所述机器人已处于所述状态跳转指令中指示的机器人跳转后状态的仿真结果，且确定所述状态跳转指令已经通过可行性测试。
[0018]第四方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行上述第二方面所述的方法的步骤。
[0019]第五方面，本专利技术实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括有存储器，处理器以及一个或者一个以上的程序，其中所述一个或者一个以上程序存储于所述存储器中，且经配置以由所述处理器执行权上述第二方面所述的方法的步骤。
[0020]本专利技术实施例上述第一方面至第五方面提供的方案中，通过包括计算设备、控制器、台架以及电机的机器人集成测试系统，其中，所述计算设备与所述控制器连接，所述电机安装在所述台架上，所述控制器与所述电机连接；所述计算设备，用于对获取到的机器人的状态跳转指令的可行性进行仿真验证，并将通过可行性仿真验证的状态跳转指令发送到所述控制器；所述状态跳转指令，包括：多个状态跳转条件；所述控制器，用于对接收到的所述计算设备发送的状态跳转指令中的多个状态跳转条件进行冗余处理，根据跳转需求对所述状态跳转指令进行优化，并将优化后的状态跳转指令转换为驱动指令，将所述驱动指令发送到电机上执行，完成所述机器人的状态跳转指令的测试，与相关技术中单一运动形式平台的状态机方案已不能满足多模态平台广域环境行驶需求的方式相比，可以根据多模态平台的运动耦合特点形成完整功能状态划分的新型测试机器人的状态跳转测试方案，并定义各状态间跳转逻辑；而且，为了安全、高效测试机器人的跳转条件，对状态跳转指令中的多个状态跳转条件进行冗余处理，根据跳转需求对所述状态跳转指令进行优化，尽可能避免测试过程中状态跳转指令中的状态跳转条件出现的逻辑错误、冗余、矛盾等问题。
[0021]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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专利技术的一些实施例，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。
[0023]图1示出了应用在本专利技术各实施例中的计算设备的结构示意图；
[0024]图2示出了本专利技术实施例1所提供的一种机器人集成测试方法的流程图；
[0025]图3示出了本专利技术实施例2所提供的一种机器人集成测试装置的结构示意图；
[0026]图4示出了本专利技术实施例3所提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0027]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人集成测试系统，其特征在于，包括：计算设备、控制器、台架以及电机；所述计算设备与所述控制器连接，所述电机安装在所述台架上，所述控制器与所述电机连接；所述计算设备，用于对获取到的机器人的状态跳转指令的可行性进行仿真验证，并将通过可行性仿真验证的状态跳转指令发送到所述控制器；所述状态跳转指令，包括：多个状态跳转条件；所述控制器，用于对接收到的所述计算设备发送的状态跳转指令中的多个状态跳转条件进行冗余处理，根据跳转需求对所述状态跳转指令进行优化，并将优化后的状态跳转指令转换为驱动指令，将所述驱动指令发送到电机上执行，完成所述机器人的状态跳转指令的测试。2.根据权利要求1所述的机器人集成测试系统，其特征在于，所述状态跳转指令，还包括：机器人当前状态和机器人跳转后状态；所述状态跳转条件，包括：使能跳转子条件、电机速度跳转子条件和电机位置跳转子条件；所述计算设备，用于对获取到的机器人的状态跳转指令的可行性进行验证，并将通过可行性验证的状态跳转指令发送到所述控制器，包括：获取机器人的当前状态信息和所述机器人的状态跳转指令，并当所述当前状态信息中指示的机器人的当前状态与所述状态跳转指令中携带的机器人当前状态一致时，执行所述状态跳转条件中的所述使能跳转子条件；当执行完所述状态跳转条件中的使能跳转子条件后，根据所述状态跳转条件中的机器人执行所述状态跳转指令后的状态，确定所述机器人在状态跳转后的期望姿态和站立高度；基于机器人正逆运动学关系，将所述机器人在状态跳转后的期望姿态和站立高度转化为电机控制指令，将所述电机控制指令发送到计算设备内运行的电机模型中，使得所述电机模型执行所述电机控制指令；采集所述电机模型执行所述电机控制指令的过程中的电机速度信息和电机位置信息，当采集到的电机速度信息符合所述电机速度跳转子条件且所述电机位置信息符合所述电机位置跳转子条件时，得到所述机器人已处于所述状态跳转指令中指示的机器人跳转后状态的仿真结果，且确定所述状态跳转指令已经通过可行性测试。3.根据权利要求2所述的机器人集成测试系统，其特征在于，所述状态跳转指令，包括：腿式行驶模式
‑
轮腿复合行驶模式；其中，所述腿式行驶模式为所述机器人当前状态；所述轮腿复合行驶模式为机器人执行所述状态跳转指令后的状态；所述状态跳转指令的使能跳转子条件，包括：轮式行驶模式未使能子条件、轮腿复合行驶模式使能子条件和制动电机未使能子条件；所述电机速度跳转子条件，包括：关节电机速度|q
di
|≤ε
hdq
，执行次数n、以及轮毂电机速度|q
wi
|≤ε
hw
，执行次数n；所述电机位置跳转子条件，包括：关节电机位置|q
i
‑
q
h0i
|≤ε
hq
、执行次数n；q
di
表示机器人第i个关节电机的当前速度；ε
hdq
表示机器人的关节电机在轮腿默认状态下的速度阈值；q
wi
表示机器人第i个轮毂电机的当前速度；ε
hw
表示机器人的轮毂电机在轮腿默认状态下的速度阈值；q
i
表示机器人第i个关节电机的当前位置；q
h0i
表示机器人第i个关节电机在轮腿默认状态下的期望关节位置；ε
hq
表示关节电机在轮腿默认状态下的关节位置偏差阈值；所述执行次数n，表示分别满足所述电机速度跳转子条件和所
述电机位置跳转子条件的执行次数；当所述状态跳转指令包括腿式行驶模式
‑
轮腿复合行驶模式时，所述计算设备，用于对获取到的机器人的状态跳转指令的可行性进行验证，并将通过可行性验证的状态跳转指令发送到所述控制器，包括：获取机器人的当前状态信息和所述机器人的状态跳转指令，并当所述当前状态信息中指示的机器人的当前状态为腿式行驶模式，与所述状态跳转指令中携带的机器人当前状态一致时，获取所述状态跳转指令中包括轮式行驶模式未使能子条件、轮腿复合行驶模式使能子条件和制动电机未使能子条件的使能跳转子条件，并执行所述轮式行驶模式未使能子条件、所述轮腿复合行驶模式使能子条件和所述制动电机未使能子条件；当执行完所述状态跳转条件中的使能跳转子条件后，根据所述状态跳转条件中的机器人执行所述状态跳转指令后的状态，确定所述机器人在状态跳转后的期望姿态和站立高度；基于机器人正逆运动学关系，将所述机器人在状态跳转后的期望姿态和站立高度转化为电机控制指令，将所述电机控制指令发送到计算设备内运行的电机模型中，使得所述电机模型执行所述电机控制指令；采集所述电机模型执行所述电机控制指令的过程中的电机速度信息和电机位置信息，其中，所述电机速度信息，包括：机器人第i个关节电机的当前速度q
di
和机器人第i个轮毂电机的当前速度q
wi
；所述电机位置信息，包括：机器人第i个关节电机的当前位置q
i
；当获取到的q
di
满足所述电机速度跳转子条件中的关节电机速度|q
di
|≤ε
hdq
，执行次数n的条件，且获取到的q
wi
满足所述电机速度跳转子条件中的轮毂电机速度|q
wi
|≤ε
hw
，执行次数n的条件时，确定采集到的电机速度信息符合所述电机速度跳转子条件；获取所述机器人第i个关节电机在轮腿默认状态下的期望关节位置q
h0i
，当机器人第i个关节电机的当前位置q
i
满足所述电机位置跳转子条件|q
i
‑
q
h0i
|≤ε
hq
，执行次数n时，确定采集到的所述电机位置信息符合所述电机位置跳转子条件，得到所述机器人已处于所述状态跳转指令中指示的轮腿复合行驶模式的仿真结果，且确定包括腿式行驶模式
‑
轮腿复合行驶模式的所述状态跳转指令已经通过可行性测试。4.根据权利要求2所述的机器人集成测试系统，其特征在于，所述状态跳转指令，还包括：机器人行驶速度子条件；所述状态跳转指令，包括：单步行走模式
‑
腿默认模式；其中，所述单步行走模式为所述机器人当前状态；所述腿默认模式为机器人执行所述状态跳转指令后的状态；所述状态跳转指令的使能跳转子条件，包括：单步行走释放使能子条件；所述机器人行驶速度子条件，包括：行驶速度|v
rt
|≤ε
v
；所述电机速度跳转子条件，包括：关节电机速度|q
di
|≤ε
ldq
，执行次数n；所述电机位置跳转子条件，包括：关节电机位置|q
i
‑
q
l0i
|≤ε
lq
、执行次数n；其中，v
rt
表示机器人质心的当前速度；ε
v
表示机器人质心的速度阈值；ε
ldq
表示关节电机在腿默认状态下的容许关节速度偏差阈值；q
di
表示机器人第i个关节电机的当前速度；q
i
表示机器人第i个关节电机的当前位置；q
l0i
表示机器人第i个关节电机在腿默认状态下的期望关节位置；ε
lq
表示关节电机在腿默认状态下的关节位置偏差阈值；所述执行次数n，表示所述电机速度跳转子条件和所述电机位置跳转子条件的执行次数；当所述状态跳转指令包括单步行走模式
‑
腿默认模式时，所述计算设备，用于对获取到
的机器人的状态跳转指令的可行性进行验证，并将通过可行性验证的状态跳转指令发送到所述控制器，包括：获取机器人的当前状态信息和所述机器人的状态跳转指令，并当所述当前状态信息中指示的机器人的当前状态为单步行走模式，与所述状态跳转指令中携带的机器人当前状态一致时，获取所述状态跳转指令中包括单步行走释放使能子条件的使能跳转子条件，并执行所述单步行走释放使能子条件；当执行完所述状态跳转条件中的使能跳转子条件后，根据所述状态跳转条件中的机器人执行所述状态跳转指令后的状态，确定所述机器人在状态跳转后的期望姿态和站立高度；基于机器人正逆运动学关系，将所述机器人在状态跳转后的期望姿态和站立高度转化为电机控制指令，将所述电机控制指令发送到计算设备内运行的电机模型中，使得所述电机模型执行所述电机控制指令；采集所述电机模型执行所述电机控制指令的过程中的机器人质心的当前速度、电机速度信息和电机位置信息，其中，所述电机速度信息，包括：机器人第i个关节电机的当前速度q
di
；所述电机位置信息，包括：机器人第i个关节电机的当前位置q
i
；当获取到的q
di
满足所述电机速度跳转子条件中的关节电机速度|q
di
|≤ε
hdq
，执行次数n的条件时，确定采集到的电机速度信息符合所述电机速度跳转子条件；当获取到的机器人质心的当前速度满足所述机器人行驶速度子条件中的行驶速度|v
rt
|≤ε
v
时，确定采集到的机器人质心的当前速度符合所述机器人行驶速度子条件；获取所述机器人第i个关节电机在腿默认状态下的期望关节位置q
l0i
，当机器人第i个关节电机的当前位置q
i
符合所述电机位置跳转子条件|q
i
‑
q
l0i
|≤ε
lq
、执行次数n时，确定采集到的所述电机位置信息符合所述电机位置跳转子条件，得到所述机器人已处于所述状态跳转指令中指示的腿默认模式的仿真结果，且确定包括单步行走模式
‑
腿默认模式的所述状态跳转指令已经通过可行性测试。5.根据权利要求2所述的机器人集成测试系统，其特征在于，所述状态跳转指令，包括：腿默认模式
‑
对角小跑模式；其中，所述腿默认模式为所述机器人当前状态；所述对角小跑模式为机器人执行所述状态跳转指令后的状态；所述状态跳转指令的使能跳转子条件，包括：对角小跑模式使能子条件、爬垂直墙模式未使能子条件、单步行走模式未使能子条件和爬楼梯模式未使能子条件；所述电机速度跳转子条件，包括：关节电机速度|q
di
|≤ε
ldq
，执行次数n；所述电机位置跳转子条件，包括：关节电机位置|q
i
‑
q
l0i
|≤ε
lq
、执行次数n；其中，ε
ldq
表示关节电机在腿默认状态下的容许关节位置偏差阈值；q
di
表示机器人第i个关节电机的当前速度；q
i
表示机器人第i个关节电机的当前位置；q
l0i
表示机器人第i个关节电机在腿默认状态下的期望关节位置；ε
...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨海洋，韩子勇，刘辉，魏冬，刘春桃，
申请(专利权)人：北京理工大学前沿技术研究院，
类型：发明
国别省市：