一种自平衡机器人控制方法、系统、机器人及存储介质技术方案

本申请提供了一种自平衡机器人控制方法、系统、机器人及存储介质。所述方法包括：接收自平衡机器人上目标位置安装的第一传感器采集的第一目标姿态数据；基于预设算法对第一目标姿态数据以及平衡电机的工作参数进行运算，生成电机控制数据；基于电机控制数据控制平衡电机工作，以使搭建于平衡电机上的电机配重块转动而产生对应于角动量的反向角动量。通过本申请方案的实施，实时接收机器人上目标位置的目标姿态数据，根据目标姿态数据以及平衡电机的工作参数生成电机控制数据以控制平衡电机上电机配重块转动，从而产生反向角动量以抵消机器人的摆动，有效提高平衡控制的可靠性且无需依赖于繁杂的移动机构，适用性强。适用性强。适用性强。

【技术实现步骤摘要】
一种自平衡机器人控制方法、系统、机器人及存储介质


[0001]本申请涉及人工智能领域，尤其涉及一种自平衡机器人控制方法、系统、机器人及存储介质。

技术介绍

[0002]随着人力成本大幅提高，同时用人单位对安全生产意识的进一步提升，近年来有越来越多的特种机器人替代人们在各种场所中工作，尤其是在危险场所和危害环境的场景中。在特种机器人细分品类中，智能巡检机器人无疑是市场关注的焦点，发展速度名列前茅，其主要用于替代人工巡检，对生产设备进行实时监测，在应对巡检、矿难、火灾、安防等公共安全事件中有着突出的性能表现，如今在包括电力、石化、煤矿等需要定期、频繁巡查的领域，智能巡检机器人正在加速渗透，使用量也同步高速增长。其中挂轨(线)式智能巡检机器，以其自身优势，在智能巡检机器人方案中有着无可替代的作用。
[0003]现阶段常见的是挂轨式智能巡检机器人，采用挂轨方式可使机器人行进在硬质轨道上从而保持运行平稳，但通过挂轨式实现机器人的平衡的方式会存在机器人设计难度大、需要设置合适的运行轨道，施工难度大、环境适用性低以及可靠性低的问题。

技术实现思路

[0004]本申请的主要目的在于提供一种自平衡机器人控制方法、系统、机器人及存储介质，至少能够解决相关技术中机器人平衡方法可靠性低以及适用性差的问题。
[0005]为实现上述目的，本申请第一方面提供了一种自平衡机器人控制方法，该方法包括：
[0006]接收自平衡机器人上目标位置安装的传感器采集的第一目标姿态数据；其中，所述第一目标姿态数据包括：所述自平衡机器人运动所产生的角动量；
[0007]基于预设算法对所述第一目标姿态数据以及平衡电机的工作参数进行运算，生成电机控制数据；其中，所述平衡电机的工作参数包括：电机三相定子电流值、电机角度以及电机转速；
[0008]基于所述电机控制数据驱动所述平衡电机工作，以使搭建于所述平衡电机上的电机配重块转动而产生对应于所述角动量的反向角动量。
[0009]本申请第二方面提供了一种自平衡机器人控制系统，包括：传感器、处理器、平衡电机以及电机配重块；传感器用于采集目标姿态数据；其中，目标姿态数据包括：自平衡机器人运动所产生的角动量；处理器用于执行本申请第一方面提供的自平衡机器人控制方法中的各步骤；平衡电机用于根据电机控制数据工作，以使电机配重块转动。
[0010]本申请第三方面提供了一种自平衡机器人，包括上述本申请第二方面提供的自平衡机器人控制系统。
[0011]本申请第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现上述本申请第一方面提供的自平衡机器人控制方法中的各步
骤。
[0012]由上可见，根据本申请方案所提供的自平衡机器人控制方法、系统、机器人及存储介质，接收自平衡机器人上目标位置安装的第一传感器采集的第一目标姿态数据；其中，第一目标姿态数据包括：自平衡机器人运动所产生的角动量；基于预设算法对第一目标姿态数据以及平衡电机的工作参数进行运算，生成电机控制数据；其中，平衡电机的工作参数包括：第一电机电流、电机角度以及电机转速；基于电机控制数据控制平衡电机工作，以使搭建于平衡电机上的电机配重块转动而产生对应于角动量的反向角动量。通过本申请方案的实施，实时接收机器人上目标位置的目标姿态数据，根据目标姿态数据以及平衡电机的工作参数生成电机控制数据以控制平衡电机上电机配重块转动，从而产生反向角动量以抵消机器人的摆动，有效提高平衡控制的可靠性且无需依赖于繁杂的移动机构，适用性强。
附图说明
[0013]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。
[0014]图1为本申请第一实施例提供的自平衡机器人控制方法的基本流程示意图；
[0015]图2为本申请第二实施例提供的自平衡机器人控制方法的细化流程示意图；
[0016]图3为本申请第二实施例提供的一种自平衡机器人控制方法的逻辑框图；
[0017]图4为本申请第三实施例提供的一种自平衡机器人控制系统的结构示意图。
具体实施方式
[0018]为使得本申请的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做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。
[0019]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该特征。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0020]为了解决相关技术中机器人平衡方法可靠性低以及适用性差的问题，本申请第一实施例提供了一种自平衡机器人控制方法，如图1为本实施例提供的自平衡机器人控制方法的基本流程示意图，该自平衡机器人控制方法包括以下的步骤：
[0021]步骤101、接收自平衡机器人上目标位置安装的第一传感器采集的第一目标姿态数据。
[0022]具体的，在本实施例中，可根据实际需求在自平衡机器人上适当的位置安装传感器，该位置可以是机器人本体底部中线的前端、中端、尾端，机器人伸缩部件中线的前、中、尾端；机器人平衡杆内或端头；传感器可以是IMU传感器，例如陀螺仪，三轴、六轴、九轴传感器；采集到的第一目标姿态数据可以是自平衡机器人转动产生的角速度、转动惯量、角动
量。
[0023]在本实施例一些实施方式中，接收自平衡机器人上目标位置安装的第一传感器采集的第一目标姿态数据的步骤之前，还包括：接收自平衡机器人上预设位置安装的第二传感器采集的初始姿态数据；当初始姿态数据与预设姿态数据不一致时，获取初始姿态与预设姿态数据间的偏差值；生成对应于偏差值的补偿值，得到无偏差值的初始姿态数据；当检测到第二初始姿态数据时，执行接收自平衡机器人上目标位置安装的第一传感器采集的第一目标姿态数据的步骤。
[0024]具体的，在本实施例中，在接收目标位置的姿态数据之前，还可以对机器人进行水平位置校验，可以在机器人首次使用时或者使用环境变化或者机器人水平状态发生变化时进行，以保证接收到的数据的准确性。在本实施例中，第二传感器也可以是IMU传感器，例如陀螺仪，三轴、六轴、九轴传感器，或者直接由第一传感器进行采集；第二传感器的安装位置也可以是机器人本体底部中线的前端、中端、尾端，机器人伸缩部件中线的前、中、尾端；机器人平衡杆内或端头，或者是第一传感器的安装位置。当采集到的初始姿态数据与预设的数据不一致时，例如设定的数据值为1，但采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自平衡机器人控制方法，其特征在于，包括：接收自平衡机器人上目标位置安装的第一传感器采集的第一目标姿态数据；其中，所述第一目标姿态数据包括：所述自平衡机器人运动所产生的角动量；基于预设算法对所述第一目标姿态数据以及平衡电机的工作参数进行运算，生成电机控制数据；其中，所述平衡电机的工作参数包括：第一电机电流、电机角度以及电机转速；基于所述电机控制数据控制所述平衡电机工作，以使搭建于所述平衡电机上的电机配重块转动而产生对应于所述角动量的反向角动量。2.根据权利要求1所述的自平衡机器人控制方法，其特征在于，所述接收自平衡机器人上目标位置安装的第一传感器采集的第一目标姿态数据的步骤之前，还包括：接收自平衡机器人上预设位置安装的第二传感器采集的初始姿态数据；当所述初始姿态数据与预设姿态数据不一致时，获取所述初始姿态数据与所述预设姿态数据间的偏差值；生成对应于所述偏差值的补偿值，得到无偏差值的初始姿态数据；当检测到所述无偏差值的初始姿态数据时，执行所述接收自平衡机器人上目标位置安装的第一传感器采集的第一目标姿态数据的步骤。3.根据权利要求1所述的自平衡机器人控制方法，其特征在于，所述基于预设算法对所述第一目标姿态数据以及平衡电机的工作参数信息进行运算的步骤之前，还包括：获取对应于所述第一传感器安装方向的轴向信号；其中，所述轴向信号包括：纵向信号、横向信号；所述基于预设算法对所述第一目标姿态数据以及平衡电机的工作参数信息进行运算的步骤，包括：在所述第一目标姿态数据中获取对应于所述轴向信号的第二目标姿态数据；基于预设算法对所述第二目标姿态数据以及平衡电机的工作参数信息进行运算，生成电机控制数据。4.根据权利要求3所述的自平衡机器人控制方法，其特征在于，所述基于预设算法对所述第二目标姿态数据以及平衡电机的工作参数信息进行运算，生成电机控制数据的步骤，包括：基于第一预设算法对所述第二目标姿态数据以及平衡电机的工作参数信息进行运算，得到第一电机电压矢量值；基于第二预设算法获取所述第一电机电压矢量值所处的扇区，并计算所述平衡电机的三相各桥臂开关管的导通时间；其中，所述扇区用于表示平衡电机转子的位置信息；基于所述第一电机电压矢量值、所述扇区以及所述导通时间生...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹明江，吴国华，罗登，徐勇，
申请(专利权)人：深圳壹智云科技有限公司，
类型：发明
国别省市：