[发明专利]机器人状态感知系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人状态感知系统。

背景技术

随着机械制造技术和自动控制技术的飞速发展，各种各样的机器人已经进入人类生活和生产的相关领域，以代替或模仿人类执行各种任务。在控制机器人活动的各项技术中，最为关键的技术之一便是机器人的状态感知技术。

现有机器人的状态感知主要是通过全球定位系统(Global Positioning System，GPS)、红外线导航系统或惯性导航系统对机器人的相关运动参量进行测量和计算来获取机器人运动状态信息。但GPS系统在室内或有强电磁干扰的环境下会无法锁定目标从而出现信号中断的情况，且使用成本较高，而红外线导航系统对障碍物敏感，只能在较小范围内满足感测精度的要求。由加速度计和陀螺仪等运动感测器件所构成的惯性导航系统具有短时间内较高的精度且价格便宜但因其需要采用积分运算来推测被感测物的位置信息，所产生的误差会随时间增加而累积，无法长时间使用。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种可长时间准确感知机器人状态的机器人状态感知系统。

一种机器人状态感知系统，其包括：

感测装置，用于测量机器人运动的加速度信号和角速度信号。

数据接收装置，与所述感测装置连接，用于对所述感测装置测得的加速度信号和角速度信号进行滤波和数字化处理。

数据处理器，与所述数据接收装置连接，用于根据所述数据接收装置滤波和数字化处理后的加速度信号和角速度信号计算机器人运动的加速度、角速度和位移。

状态判断装置，与所述数据接收装置和数据处理器连接，用于根据所述数据接收装置滤波和数字化处理后的加速度信号和所述数据处理器计算出的加速度判断机器人所处的运动状态。

执行装置，与所述状态判断装置连接，用于根据机器人所处的运动状态发出相对应的警报声。

定位装置，其沿机器人运动路径按均等间距分布。所述定位装置上设置有数码标签，所述数码标签上的内容为与所述定位装置所处位置相关的校正信息。

误差校正装置，其与所述数据处理器相连接，用于读取所述数码标签上的校正信息并根据所述校正信息对所述数据处理器所计算出来的机器人运动的位移进行校正。

相对于现有技术，本发明所提供的机器人状态感知系统利用感测装置测量机器人运动过程中的各种运动参量，并通过计算和分析来判断机器人所处的运动状态，以简单的结构和较低的成本实现了机器人的状态感知。其次，在机器人运动路径上设置间距相等的定位装置以提供与所述定位装置所处位置相关的校正信息，并通过误差校正装置来感测所述定位装置上的校正信息从而对由数据处理器计算出来的机器人运动位移进行校正以克服机器人状态感知系统在长时间使用过程中所产生的累积误差。

附图说明

图1是本发明提供的机器人状态感知系统的硬件架构图。

图2是图1的机器人状态感知系统的感测装置结构示意图。

图3是感测活动直角坐标系XYZ与起始参考直角坐标系X_oY_oZ_o之间的转动关系示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供的机器人状态感知系统2包括一感测装置22、一与所述感测装置22相连接的数据接收装置24、一与所述数据接收装置24相连接的数据处理器25、一与所述数据接收装置24和所述数据处理器25相连接的状态判断装置26、一与所述状态判断装置26相连接的执行装置28、一沿机器人运动路径按均等间距分布的定位装置210以及一与所述数据处理器25相连接的误差校正装置212。