一种陆空多模态四足仿生机器人及控制方法技术

本发明专利技术涉及一种陆空多模态四足仿生机器人及控制方法，所述机器人包括：支架；二舵机关节，设置在支架的边缘处；数据采集机构，设置在支架上，用于采集图像数据和运动数据；控制机构，设置在支架上且与数据采集机构通信连接，用于根据图像数据和运动数据控制陆空多模态四足仿生机器人进行陆地移动和飞行移动；机械足，设置在二舵机关节上，机械足用于当处于陆地模式时，在控制机构的控制下进行陆地移动；旋翼，设置在二舵机关节上，旋翼用于当处于飞行模式时，在控制机构的控制下进行飞行移动。本发明专利技术通过二舵机关节连接旋翼和机械足，机械足和旋翼提升了机器人适应崎岖地形地面的能力，并通过控制机构使机器人有自主决策和感知能力。能力。能力。

【技术实现步骤摘要】
一种陆空多模态四足仿生机器人及控制方法


[0001]本申请涉及机器人
，尤其涉及的是一种陆空多模态四足仿生机器人及控制方法。

技术介绍

[0002]目前特种机器人被广泛应用于灾难救援、洞穴勘测等任务中，但是面对涉及崎岖地形、狭小空间、大型障碍等多种复合环境，单一运动模态的特种机器人不能在如此复杂的环境中进行作业。目前的多模态机器人兼具空中飞行与陆地行驶能力，但目前的多模态机器人以轮式多模态机器人为主，存在在崎岖地形地面行走能力不足的缺点。
[0003]因此，现有技术存在缺陷，有待改进和发展。

技术实现思路

[0004]鉴于上述现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种陆空多模态四足仿生机器人及控制方法，旨在解决现技术中多模态机器人在崎岖地形地面行走能力不足的问题。
[0005]本申请解决技术问题所采用的一技术方案如下：一种陆空多模态四足仿生机器人，其包括：
[0006]支架；
[0007]二舵机关节，设置在所述支架的边缘处；
[0008]数据采集机构，设置在所述支架上，所述数据采集机构用于采集图像数据和运动数据；
[0009]控制机构，设置在所述支架上且与所述数据采集机构通信连接，所述控制机构用于根据所述图像数据和所述运动数据控制所述陆空多模态四足仿生机器人进行陆地移动和飞行移动；
[0010]机械足，设置在所述二舵机关节上，所述机械足用于当处于陆地模式时，在所述控制机构的控制下进行陆地移动；
[0011]以及旋翼，设置在所述二舵机关节上，所述旋翼用于当处于飞行模式时，在所述控制机构的控制下进行飞行移动。
[0012]可选的，所述支架包括平行设置的上板和下板；
[0013]所述陆空多模态四足仿生机器人还包括：
[0014]第一数字舵机，设置于所述上板上，所述第一数字舵机用于带动所述二舵机关节水平转动；
[0015]第二数字舵机，设置于所述二舵机关节上，所述机械足与所述第二数字舵机相连接，所述第二数字舵机用于带动所述机械足竖直运动；
[0016]旋翼电机，设置于所述二舵机关节上，所述旋翼与所述旋翼电机的输出轴相连接。
[0017]可选的，所述二舵机关节包括：
[0018]舵机关节本体；
[0019]舵盘，与所述第一数字舵机的输出轴相连接；
[0020]第一连接部，由所述舵机关节本体向所述上板延伸而成，所述第一连接部与所述舵盘相连接；
[0021]第二连接部，由所述舵机关节本体向所述下板延伸而成，所述第二连接部与所述下板转动连接；
[0022]以及旋翼安装部，由所述舵机关节本体向背离所述上板的一侧延伸而成，所述旋翼电机设置在所述旋翼安装部上。
[0023]可选的，所述舵机关节本体上开设有电机容纳腔，所述第二数字舵机设置在所述电机容纳槽中；
[0024]所述陆空多模态四足仿生机器人还包括：
[0025]第一连杆，所述第一连杆的一端与所述第二数字舵机的输出轴相连接，所述第一连杆的另一端与所述机械足转动连接；
[0026]第二连杆，所述第二连杆的一端与所述舵机关节本体转动连接，所述第二连杆的另一端与所述机械足转动连接。
[0027]可选的，所述数据采集机构包括：
[0028]深度相机，设置于所述上板，所述深度相机用于采集图像数据，并根据所述图像数据提取图像特征；
[0029]IMU传感器，设置于所述支架上，所述IMU传感器用于采集运动数据。
[0030]可选的，所述控制机构包括：
[0031]板载计算机，设置于所述上板，所述板载计算机用于根据所述图像特征和所述运动数据，利用VINS
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FUSION算法得到定位信息，以及，当接收到输入的目标位置时，利用EGO
‑
PLANNER算法得到路径规划信息；
[0032]飞行控制板，与所述板载计算机通信连接，所述飞行控制板用于根据所述定位信息和所述路径规划信息控制所述陆空多模态四足仿生机器人进行陆地移动和飞行移动。
[0033]可选的，所述二舵机关节、机械足、旋翼、第一数字舵机、第二数字舵机及旋翼电机均设置有四个。
[0034]本专利技术实施例还提供一种陆空多模态四足仿生机器人实现的控制方法，所述方法包括：
[0035]数据采集机构采集图像数据和运动数据，并将所述图像数据和所述运动数据发送至控制机构中的板载计算机；
[0036]板载计算机根据所述图像数据和所述运动数据计算定位信息；
[0037]当接收到输入的目标位置时，所述板载计算机根据所述目标位置、所述定位信息和所述图像数据得到路径规划信息，并将所述路径规划信息发送至所述控制机构中的飞行控制板；
[0038]所述飞行控制板根据所述定位信息和所述路径规划信息控制所述陆空多模态四足仿生机器人进行陆地移动和飞行移动。
[0039]在一种实施方式中，所述方法还包括：
[0040]预先在所述板载计算机中存储场景指令与姿态动作的对应关系；
[0041]当所述板载计算机检测到目标场景指令时，查询所述对应关系，得到与所述目标
场景指令相对应的目标姿态动作；
[0042]所述飞行控制板按照所述目标姿态动作控制二舵机关节、机械足及旋翼的当前姿态。
[0043]在一种实施方式中，所述控制方法还包括：
[0044]若板载计算机根据所述图像数据判定当前场景为狭窄场景，则生成目标狭窄场景指令；
[0045]根据所述目标狭窄场景指令查找所述对应关系，得到与所述目标场景指令相对应的目标姿态动作；
[0046]所述飞行控制板按照所述目标姿态动作将二舵机关节、机械足及旋翼的当前姿态调整为O形或H形。
[0047]本专利技术涉及一种陆空多模态四足仿生机器人及控制方法，所述机器人包括：支架；二舵机关节，设置在支架的边缘处；数据采集机构，设置在支架上，数据采集机构用于采集图像数据和运动数据；控制机构，设置在支架上且与数据采集机构通信连接，控制机构用于根据图像数据和运动数据控制陆空多模态四足仿生机器人进行陆地移动和飞行移动；机械足，设置在二舵机关节上，机械足用于当处于陆地模式时，在控制机构的控制下进行陆地移动；以及旋翼，设置在二舵机关节上，旋翼用于当处于飞行模式时，在控制机构的控制下进行飞行移动。本专利技术通过二舵机关节连接旋翼和机械足，机械足和旋翼提升了机器人适应崎岖地形地面的能力，并通过控制机构使机器人有自主决策和感知能力，使其体积和负载减小，在复杂环境中鲁棒性更强。
附图说明
[0048]图1是本申请中提供的陆空多模态四足仿生机器人的立体结构示意图；
[0049]图2是本申请中提供的陆空多模态四足仿生机器人的二舵机关节示意图；
[0050]图3是本申请中提供的传统的基于ESDF的规划器示意图；
[0051]图4是本申请中提供的基于VINS
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种陆空多模态四足仿生机器人，其特征在于，包括：支架；二舵机关节，设置在所述支架的边缘处；数据采集机构，设置在所述支架上，所述数据采集机构用于采集图像数据和运动数据；控制机构，设置在所述支架上且与所述数据采集机构通信连接，所述控制机构用于根据所述图像数据和所述运动数据控制所述陆空多模态四足仿生机器人进行陆地移动和飞行移动；机械足，设置在所述二舵机关节上，所述机械足用于当处于陆地模式时，在所述控制机构的控制下进行陆地移动；以及旋翼，设置在所述二舵机关节上，所述旋翼用于当处于飞行模式时，在所述控制机构的控制下进行飞行移动。2.根据权利要求1所述的陆空多模态四足仿生机器人，其特征在于，所述支架包括平行设置的上板和下板；所述陆空多模态四足仿生机器人还包括：第一数字舵机，设置于所述上板上，所述第一数字舵机用于带动所述二舵机关节水平转动；第二数字舵机，设置于所述二舵机关节上，所述机械足与所述第二数字舵机相连接，所述第二数字舵机用于带动所述机械足竖直运动；旋翼电机，设置于所述二舵机关节上，所述旋翼与所述旋翼电机的输出轴相连接。3.根据权利要求2所述的陆空多模态四足仿生机器人，其特征在于，所述二舵机关节包括：舵机关节本体；舵盘，与所述第一数字舵机的输出轴相连接；第一连接部，由所述舵机关节本体向所述上板延伸而成，所述第一连接部与所述舵盘相连接；第二连接部，由所述舵机关节本体向所述下板延伸而成，所述第二连接部与所述下板转动连接；以及旋翼安装部，由所述舵机关节本体向背离所述上板的一侧延伸而成，所述旋翼电机设置在所述旋翼安装部上。4.根据权利要求3所述的陆空多模态四足仿生机器人，其特征在于，所述舵机关节本体上开设有电机容纳腔，所述第二数字舵机设置在所述电机容纳槽中；所述陆空多模态四足仿生机器人还包括：第一连杆，所述第一连杆的一端与所述第二数字舵机的输出轴相连接，所述第一连杆的另一端与所述机械足转动连接；第二连杆，所述第二连杆的一端与所述舵机关节本体转动连接，所述第二连杆的另一端与所述机械足转动连接。5.根据权利要求2所述的陆空多模态四足仿生机器人，其特征在于，所述数据采集机构包括：深度相机，设置于所述上板，所述深度相机用于采集图像数据，并根据所述图像数据提

【专利技术属性】
技术研发人员：马淦，曾镕翔，吴炫，卓鹏，伍津颉，
申请(专利权)人：深圳技术大学，
类型：发明
国别省市：