多模态移动机器人控制方法、系统、机器人及介质技术方案

本申请公开一种多模态移动机器人控制方法、系统、机器人及介质，可应用于人工智能、机器人技术、机电一体化等场景。该方法应用于包括主动轮模块、直线腿模块、被动轮模块、踝关节模块和主体的多模态移动机器人，方法包括：获取该机器人的当前模态信息；当检测到机器人进入新环境时，获取其周围环境对应的环境信息；根据当前模态信息和环境信息，及预设的环境信息与机器人模态的对应关系，确定模态切换指令；根据模态切换指令，控制主体沿直线腿模块的轴线方向移动，和/或控制直线腿模块进行翻转，以完成机器人模态切换，及基于切换后的机器人模态在新环境中运行，使机器人可在不同环境中实现快速的模态切换，以提高机器人移动效率，降低能耗。降低能耗。降低能耗。

【技术实现步骤摘要】
多模态移动机器人控制方法、系统、机器人及介质


[0001]本申请涉及机器人
，具体涉及一种多模态移动机器人控制方法、系统、机器人及介质。

技术介绍

[0002]目前，双足式移动机器人可以适应各种复杂地形的行进，但是其行进速度低及稳定性较差，限制了其应用于实际人居环境中。因此，研发具有多模态的移动机器人，成为亟需解决的问题之一。
[0003]目前的多模态移动机器人集中于研究结合两种模态包括双轮和足式的移动机器人，但均不可避免存在有结构复杂、负载能力差等问题；同时，多模态机器人往往涉及到模态切换过程的控制方法设计，当前的模态切换方法无法使机器人实现快速的切换，使得机器人的移动效率较低。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种多模态移动机器人控制方法、系统、机器人及介质，使得机器人可以在不同环境中实现快速的模态切换，以提高机器人移动效率，降低机器人的能量消耗。
[0005]第一方面，提供一种多模态移动机器人控制方法，应用于多模态移动机器人，所述多模态移动机器人包括主动轮模块、直线腿模块、被动轮模块、踝关节模块和主体，所述方法包括：获取多模态移动机器人的当前模态信息；当检测到所述多模态移动机器人进入新环境时，获取所述多模态移动机器人的周围环境对应的环境信息；根据所述当前模态信息和所述环境信息，以及预设的环境信息与机器人模态的对应关系，确定模态切换指令；根据所述模态切换指令，控制所述主体沿所述直线腿模块的轴线方向移动，和/或控制所述直线腿模块进行翻转，以完成机器人模态的切换，以及控制所述多模态移动机器人基于切换后的机器人模态在所述新环境中运行。
[0006]第二方面，提供一种多模态移动机器人控制系统，应用于多模态移动机器人，所述多模态移动机器人包括主动轮模块、直线腿模块、被动轮模块、踝关节模块和主体，所述控制系统包括：状态获取模块，用于获取多模态移动机器人的当前模态信息；环境感知模块，用于当检测到所述多模态移动机器人进入新环境时，获取所述多模态移动机器人的周围环境对应的环境信息；分析模块，用于根据所述当前模态信息和所述环境信息，以及预设的环境信息与机器人模态的对应关系，确定模态切换指令；控制模块，用于根据所述模态切换指令，控制所述主体沿所述直线腿模块的轴线方向移动，和/或控制所述直线腿模块进行翻转，以完成机器人模态的切换，以及控制所述多模态移动机器人基于切换后的机器人模态在所述新环境中运行。
[0007]第三方面，提供一种多模态移动机器人，包括主动轮模块、直线腿模块、被动轮模块、踝关节模块和主体，所述踝关节模块包括俯仰转动模块、偏转转动模块和足底，所述主
体包括如第二方面所述的多模态移动机器人控制系统、髋偏转转动模块、髋俯仰转动模块、中间被动轮和中间被动轮收拢模块，且通过如第一方面所述的多模态移动机器人控制方法来实现对所述主动轮模块、直线腿模块、被动轮模块、踝关节模块和主体中的至少一个的控制。
[0008]第四方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序适于处理器进行加载，以执行如上任一实施例所述的多模态移动机器人控制方法中的步骤。
[0009]本申请实施例应用于多模态移动机器人，所述多模态移动机器人包括主动轮模块、直线腿模块、被动轮模块、踝关节模块和主体，通过获取多模态移动机器人的当前模态信息；当检测到多模态移动机器人进入新环境时，获取多模态移动机器人的周围环境对应的环境信息；根据当前模态信息和环境信息，以及预设的环境信息与机器人模态的对应关系，确定模态切换指令；根据模态切换指令，控制主体沿直线腿模块的轴线方向移动，和/或控制直线腿模块进行翻转，以完成机器人模态的切换，以及控制多模态移动机器人基于切换后的机器人模态在新环境中运行。本申请实施例通过对环境信息的判断和基于环境信息对应的模态切换，使得机器人可以在不同环境中实现快速的模态切换，以提高机器人移动效率，降低机器人的能量消耗。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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。
[0011]图1为本申请实施例提供的多模态移动机器人的足式状态结构示意图。
[0012]图2为本申请实施例提供的多模态移动机器人的多种模态切换示意图。
[0013]图3为本申请实施例提供的多模态移动机器人的双轮状态结构示意图。
[0014]图4为本申请实施例提供的多模态移动机器人的三轮状态结构示意图。
[0015]图5为本申请实施例提供的多模态移动机器人的四轮状态结构示意图。
[0016]图6为本申请实施例提供的多模态移动机器人控制方法的流程示意图。
[0017]图7为本申请实施例提供的多模态移动机器人的足式状态和四轮状态的切换过程示意图。
[0018]图8为本申请实施例提供的多模态移动机器人的三轮状态和四轮状态的切换过程示意图。
[0019]图9为本申请实施例提供的多模态移动机器人的双轮状态和四轮状态的切换过程示意图。
[0020]图10为本申请实施例提供的多模态移动机器人控制方法的另一流程示意图。
[0021]图11为本申请实施例提供的多模态移动机器人控制系统的结构示意图。
[0022]图12为本申请实施例提供的多模态移动机器人控制系统的另一结构示意图。
具体实施方式
[0023]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0024]在本申请的描述中，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申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0025]在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多模态移动机器人控制方法，应用于多模态移动机器人，其特征在于，所述多模态移动机器人包括主动轮模块、直线腿模块、被动轮模块、踝关节模块和主体，所述方法包括：获取多模态移动机器人的当前模态信息；当检测到所述多模态移动机器人进入新环境时，获取所述多模态移动机器人的周围环境对应的环境信息；根据所述当前模态信息和所述环境信息，以及预设的环境信息与机器人模态的对应关系，确定模态切换指令；根据所述模态切换指令，控制所述主体沿所述直线腿模块的轴线方向移动，和/或控制所述直线腿模块进行翻转，以完成机器人模态的切换，以及控制所述多模态移动机器人基于切换后的机器人模态在所述新环境中运行。2.如权利要求1所述的多模态移动机器人控制方法，其特征在于，所述预设的环境信息与机器人模态的对应关系包括：若环境信息为平坦地形的宽道且存在中间障碍物，则对应的机器人模态为双轮状态；若环境信息为平坦地形的宽道且无中间障碍物，则对应的机器人模态为四轮状态或三轮状态；若环境信息为平坦地形的窄道，则对应的机器人模态为双轮状态或足式状态；若环境信息为平坦地形下的拐弯或掉头，则对应的机器人模态为双轮状态、三轮状态、四轮状态中的其中一个状态；若环境信息为平坦地形下的平地静止，则对应的机器人模态为足式状态、四轮状态、三轮状态中的其中一个状态；若环境信息为崎岖地形，则对应的机器人模态为足式状态。3.如权利要求2所述的多模态移动机器人控制方法，其特征在于，所述根据所述当前模态信息和所述环境信息，以及预设的环境信息与机器人模态的对应关系，确定模态切换指令，包括：若所述当前模态信息为足式状态，所述环境信息为平坦地形的宽道且存在中间障碍物，则根据所述当前模态信息、所述环境信息与所述预设的环境信息与机器人模态的对应关系，生成的所述模态切换指令为足式状态向双轮状态切换；或者若所述当前模态信息为足式状态，所述环境信息为平坦地形的宽道且无中间障碍物，则根据所述当前模态信息、所述环境信息与所述预设的环境信息与机器人模态的对应关系，生成的所述模态切换指令为足式状态向四轮状态切换，或者生成的所述模态切换指令为足式状态向四轮状态切换后、再从四轮状态向三轮状态切换；或者若所述当前模态信息为足式状态，所述环境信息为平坦地形的窄道，则根据所述当前模态信息、所述环境信息与所述预设的环境信息与机器人模态的对应关系，生成的所述模态切换指令为足式状态向四轮状态切换后、再从四轮状态向双轮状态切换，或者生成的所述模态切换指令为保持足式状态；或者若所述当前模态信息为足式状态，所述环境信息为平坦地形下的拐弯或掉头，则根据所述当前模态信息、所述环境信息与所述预设的环境信息与机器人模态的对应关系，生成的所述模态切换指令为足式状态向四轮状态切换后、再从四轮状态向双轮状态切换，或者
生成的所述模态切换指令为足式状态向四轮状态切换后、再从四轮状态向三轮状态切换，或者生成的所述模态切换指令为足式状态向四轮状态切换；或者若所述当前模态信息为足式状态，所述环境信息为平坦地形下的平地静止，则根据所述当前模态信息、所述环境信息与所述预设的环境信息与机器人模态的对应关系，生成的所述模态切换指令为保持足式状态，或者生成的所述模态切换指令为足式状态向四轮状态切换后、再从四轮状态向三轮状态切换，或者生成的所述模态切换指令为足式状态向四轮状态切换；或者若所述当前模态信息为足式状态，所述环境信息为崎岖地形，则根据所述当前模态信息、所述环境信息与所述预设的环境信息与机器人模态的对应关系，生成的所述模态切换指令为保持足式状态。4.如权利要求2所述的多模态移动机器人控制方法，其特征在于，所述根据所述当前模态信息和所述环境信息，以及预设的环境信息与机器人模态的对应关系，确定模态切换指令，包括：若所述当前模态信息为四轮状态，所述环境信息为平坦地形的宽道且存在中间障碍物，则根据所述当前模态信息、所述环境信息与所述预设的环境信息与机器人模态的对应关系，生成的所述模态切换指令为四轮状态向双轮状态切换；或者若所述当前模态信息为四轮状态，所述环境信息为平坦地形的宽道且无中间障碍物，则根据所述当前模态信息、所述环境信息与所述预设的环境信息与机器人模态的对应关系，生成的所述模态切换指令为保持四轮状态，或者生成的所述模态切换指令为四轮状态向三轮状态切换；或者若所述当前模态信息为四轮状态，所述环境信息为平坦地形的窄道，则根据所述当前模态信息、所述环境信息与所述预设的环境信息与机器人模态的对应关系，生成的所述模态切换指令为四轮状态向双轮状态切换，或者生成的所述模态切换指令为四轮状态向足式状态切换；或者若所述当前模态信息为四轮状态，所述环境信息为平坦地形下的拐弯或掉头，则根据所述当前模态信息、所述环境信息与所述预设的环境信息与机器人模态的对应关系，生成的所述模态切换指令为四轮状态向双轮状态切换，或者生成的所述模态切换指令为四轮状态向三轮状态切换，或者生成的所述模态切换指令保持四轮状态；或者若所述当前模态信息为四轮状态，所述环境信息为平坦地形下的平地静止，则根据所述当前模态信息、所述环境信息与所述预设的环境信息与机器人模态的对应关系，生成的所述模态切换指令为四轮状态向足式状态切换，或者生成的所述模态切换指令为四轮状态向三轮状态切换，或者生成的所述模态切换指令为保持四轮状态；或者若所述当前模态信息为四轮状态，所述环境信息为崎岖地形，则根据所述当前模态信息、所述环境信息与所述预设的环境信息与机器人模态的对应关系，生成的所述模态切换指令为四轮状态向足式状态切换。5.如权利要求2所述的多模态移动机器人控制方法，其特征在于，所述根据所述当前模态信息和所述环境信息，以及预设的环境信息与机器人模态的对应关系，确定模态切换指令，包括：若所述当前模态信息为三轮状态，所述环境信息为平坦地形的宽道且存在中间障碍
物，则根据所述当前模态信息、所述环境信息与所述预设的环境信息与机器人模态的对应关系，生成的所述模态切换指令为三轮状态向双轮状态切换；或者若所述当前模态信息为三轮状态，所述环境信息为平坦地形的宽道且无中间障碍物，则根据所述当前模态信息、所述环境信息与所述预设的环境信息与机器人模态的对应关系，生成的所述模态切换指令为保持三轮状态，或者生成的所述模态切换指令为三轮状态向四轮状态切换；或者若所述当前模态信息为三轮状态，所述环境信息为平坦地形的窄道，则根据所述当前模态信息、所述环境信息与所述预设的环境信息与机器人模态的对应关系，生成的所述模态切换指令为三轮状态向双轮状态切换，或者生成的所述模态切换指令为三轮状态向四轮状态切换后、再从四轮状态向足式状态切换；或者若所述当前模态信息为三轮状态，所述环境信息为平坦地形下的拐弯或掉头，则根据所述当前模态信息、所述环境信息与所述预设的环境信息与机器人模态的对应关系，生成的所述模态切换指令为三轮状态向双轮状态切换，或者生成的所述模态切换指令为保持三轮状态，或者生成的所述模态切换指令三轮状态向四轮状态切换；或者若所述当前模态信息为三轮状态，所述环境信息为平坦地形下的平地静止，则根据所述当前模态信息、所述环境信息与所述预设的环境信息与机器人模态的对应关系，生成的所述模态切换指令为三轮状态向四轮状态切换后、再从四轮状态向足式状态切换，或者生成的所述模态切换指令为保持三轮状态，或者生成的所述模态切换指令为三轮状态向四轮状态切换；或者若所述当前模态信息为三轮状态，所述环境信息为崎岖地形，则根据所述当前模态信息、所述环境信息与所述预设的环境信息与机器人模态的对应关系，生成的所述模态切换指令为三轮状态向四轮状态切换后、再从四轮状态向足式状态切换。6.如权利要求2所述的多模态移动机器人控制方法，其特征在于，所述根据所述当前模态信息和所述环境信息，以及预设的环境信息与机器人模态的对应关系，确定模态切换指令，包括：若所述当前模态信息为双轮状态，所述环境信息为平坦地形的宽道且存在中间障碍物，则根据所述当前模态信息、所述环境信息与所述预设的环境信息与机器人模态的对应关系，生成的所述模态切换指令为保持双轮状态；或者若所述当前模态信息为双轮状态，所述环境信息为平坦地形的宽道且无中间障碍物，则根据所述当前模态信息、所述环境信息与所述预设的环境信息与机器人模态的对应关系，生成的所述模态切换指令为双轮状态向三轮状态切换，或者生成的所述模态切换指令为双轮状态向四轮状态切换；或者若所述当前模态信息为双轮状态，所述环境信息为平坦地形的窄道，则根据所述当前模态信息、所述环境信息与所述预设的环境信息与机器人模态的对应关系，生成的所述模态切换指令为保持双轮状态，或者生成的所述模态切换指令为双轮状态向四轮状态切换后、再从四轮状态向足式状态切换；或者若所述当前模态信息为双轮状态，所述环境信息为平坦地形下的拐弯或掉头，则根据所述当前模态信息、所述环境信息与所述预设的环境信息与机器人模态的对应关系，生成的所述模态切换指令为保持双轮状态，或者生成的所述模态切换指令为保持双轮状态向三
轮状态切换，或者生成的所述模态切换指令双轮状态向四轮状态切换；或者若所述当前模态信息为双轮状态，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张东胜，钱泽宇，徐淇玮，黎雄，梁聪慧，郑宇，王帅，迟万超，
申请(专利权)人：腾讯科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：