[发明专利]步行机器人的控制装置及步行机器人

说明书

本发明提供了一种步行机器人的控制装置和步行机器人。步行机器人的控制装置包括：接收器，从上位机接收关于目标人的体态信息的人体动作信息，其中，通过Kinect体感传感器感测目标人的体态信息；舵机控制器，基于人体动作信息计算步行机器人的期望动作以提供步行机器人的控制信号；以及驱动器，用于接收控制信号，生成PWM控制信号，并将PWM控制信号提供给步行机器人的舵机以控制步行机器人的动作。本发明所提供的控制装置使得步行机器人具有以下优点：空间定位稳定，步态规划准确，信号刷新速度快，能快速跟踪人体动作，系统整体上完成预定目的，实现人作为控制器对机器人的基本控制。

技术领域

本发明一般地涉及控制技术领域，更具体地，步行机器人的控制装置及步行机器人。

背景技术

现有技术中公开了一种装备有主设备装置的有腿式移动机器人的远程控制系统，该主设备装置用于以主从方式控制有腿式移动机器人。主设备装置包括：脚支撑机构，可移动地支撑操作者的脚；脚支撑机构驱动单元，驱动脚支撑机构；主设备侧脚作用力检测装置，检测操作者的脚上的作用力。此外，有腿式移动机器人包括机器人侧脚作用力检测装置，其从地面检测出有腿式移动机器人的脚上的作用力。

远程控制系统确定相对于操作者的上体的脚的目标位置和姿势，使得操作者的脚上的作用力与机器人的脚上的作用力彼此对应；并且远程控制系统使用脚支撑机构驱动单元根据所确定的目标位置和姿势控制脚支撑机构。此外，远程控制系统确定相对于机器人的上体的脚的目标位置和姿势，并且根据所确定的目标位置和姿势控制机器人中的腿致动单元。技术具有下述问题：为了将躯体感觉反馈给操作者，该装置需要为大型的。

基于RealSense的体感机器人的控制系统，克服了上述缺陷，但是深度图的质量较差，噪声非常大，机器人对人体识别灵敏度不高，步态规划存在缺陷。

发明内容

本发明针对现有技术中所存在的深度图的质量较差，噪声非常大，机器人对人体识别灵敏度不高，步态规划存在缺陷的问题，提供了能够解决上述问题的步行机器人的控制装置以及步行机器人。

根据本发明的一方面，提供了一种步行机器人的控制装置，包括：接收器，从上位机接收关于目标人的体态信息的人体动作信息，其中，通过Kinect体感传感器感测所述目标人的体态信息；舵机控制器，基于所述人体动作信息计算所述步行机器人的期望动作以提供所述步行机器人的控制信号；以及驱动器，用于接收所述控制信号，生成PWM控制信号，并将所述PWM控制信号提供给所述步行机器人的舵机以控制所述步行机器人的动作。

优选地，所述舵机控制器包括I2C总线，其中，所述舵机控制器经由所述I2C总线与所述驱动器连接。

优选地，所述PWM控制信号为16路12位精度的PWM。

优选地，所述I2C总线包括SDA总线和SCL总线，其中，上拉电阻设置在所述SDA总线和所述SCL总线上。

优选地，控制装置还包括监控装置，通过I2C总线采集所述步行机器人的动作信息，所述动作信息反馈给所述上位机以使所述步行机器人稳定运行。

优选地，所述步行机器人的期望动作包括：所述步行机器人的姿势、所述步行机器人的腿和脚的主要关节点矢量以及所述步行机器人的角速度和加速度。

优选地，所述人体动作信息包括所述目标人的姿势和所述目标人的腿和脚的主要关节点矢量。

优选地，所述控制装置包括：用于为控制部分提供电源的控制电源和用于为舵机提供电源的动力电源。

优选地，所述控制电源包括为所述舵机控制器供电的第一控制电源，其中，所述第一控制电源经由第一电容器连接至控制接地点以对所述第一控制电源进行滤波。

优选地，所述控制电源包括为所述接收器供电的第二控制电源，所述第二控制电源经由第二电容器连接至控制接地点以对所述第二控制电源进行滤波。