[發明專利]多樣化運動控制方法和系統及具有該系統的機器人

在審

• 申請號: 201610291089.0
• 申請日: 2016-05-04
• 公開（公告）號: CN107346107A
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 深圳光啟合眾科技有限公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 徐偉

技術領域

本發明涉及機器人仿生技術，尤其涉及一種多樣化運動控制方法和系統及具有該系統的機器人。

背景技術

機器人最重要的娛樂功能在于能夠與人類交互。現有的智能機器人其智能性和娛樂性往往是有限的，不能給用戶帶來很好的體驗，例如寵物機器人的動作單一，在特定的時間賣萌時只能做單一動作，并不能隨機選擇動作。隨著和用戶長期接觸，用戶會感覺其趣味性和娛樂性會大大下降。

因此，本領域需要一種能夠改善機器人運動的多樣性以提高娛樂性的技術。

發明內容

以下給出一個或多個方面的簡要概述以提供對這些方面的基本理解。此概述不是所有構想到的方面的詳盡綜覽，并且既非旨在指認出所有方面的關鍵性或決定性要素亦非試圖界定任何或所有方面的范圍。其唯一的目的是要以簡化形式給出一個或多個方面的一些概念以為稍后給出的更加詳細的描述之序。

本發明的目的之一在于改變現有機器人互動形式的單調或機械化，為此根據本發明的一方面，提供了一種用于機器人的多樣化運動控制方法，包括以下步驟：

調用步驟：調用基本動作集合中的基本運動單元；

隨機誤差生成步驟：生成適用于該基本運動單元的隨機誤差；

運動隨機化步驟：在該基本運動單元上疊加該隨機誤差以生成隨機化的對應該基本運動單元的實際運動單元；以及

運動執行步驟：控制該機器人按照實際運動單元來執行運動。

在一實例中，該基本運動單元為M₀(t|θ₁,…,θ_N)，其中θ_i為與該基本運 動單元相關聯的N個運動關節中的運動關節F_i隨時間t的運動函數，該隨機誤差為M_e(t|η₁*θ₁,…，η_N*θ_N)，其中，|η_i|＜α_imax，η_i和α_imax分別為運動關節F_i的運動函數的隨機誤差系數和最大允許誤差系數，i＝1,...N。

在一實例中，該運動關節F_i的運動函數的隨機誤差系數η_i為隨機因子r_i與最大允許誤差系數α_imax的乘積，該隨機因子r_i是范圍為-1～1的隨機數。

在一實例中，該α_imax是基于整個機器人系統計算出的，并且對應不同的運動關節F_i設置為不同的數值。

在一實例中，該η_i可隨時間而隨機變化。

在一實例中，所調用的基本運動單元的數量為一個或多個。

在一實例中，該方法還包括：運動感測步驟：感測該機器人的運動狀態；以及調整步驟：根據感測到的運動狀態調整實際運動單元以確保該機器人的穩定性；其中，該運動執行步驟執行的是經調整的實際運動單元。

在一實例中，在運動執行步驟之后還包括：調用該基本動作集合中的后續基本運動單元，然后將該后續基本運動單元返回至隨機誤差生成步驟進行多樣化運動控制，直至滿足停止條件。

在一實例中，該后續基本運動單元是從該基本運動單元所能跳轉至的至少一個基本運動單元中隨機選出的。

在一實例中，根據運動單元映射集合中的映射關系來確定該基本運動單元所能跳轉至的該至少一個基本運動單元。

在一實例中，該感測該機器人的運動狀態為：利用重力加速度傳感器、陀螺儀和/或安裝在機器人軀干上的傾角傳感器感測該機器人的運動狀態。

根據本發明的另一方面，提供了一種用于機器人的多樣化運動控制系統，包括：

調用模塊，用于調用基本動作集合中的基本運動單元；

隨機誤差生成模塊，用于生成適用于該基本運動單元的隨機誤差；

運動隨機化模塊，用于在該基本運動單元上疊加該隨機誤差以生成隨機化的對應該基本運動單元的實際運動單元；以及

運動執行模塊，用于控制該機器人按照實際運動單元來執行運動。

在一實例中，該系統還包括：運動感測模塊，用于感測該機器人的運動狀態；以及調整模塊，用于根據感測到的運動狀態調整實際運動單元以確保該機器人的穩定性；其中，該運動執行模塊執行的是經調整的實際運動單元。