[发明专利]一种四足机器人及其控制系统

权利要求书

1.一种四足机器人，其特征在于，包括躯体结构设置在躯体结构上的头部结构和腿部结构。

2.根据权利要求1所述的四足机器人，其特征在于，腿部结构为足部键，采用了半球形结构，半球形结构的两个通孔的圆柱体与长方体的结合用于安装舵机的螺丝，足部连接键作为桥梁支起足部键，并通过腿部键与躯体结构连接。

3.根据权利要求1所述的四足机器人，其特征在于，躯体结构图包括胸腔盖板、胸腔上板、胸腔下板和尾部连接键，胸腔盖板两侧镂空用于装填传感器，此外前侧空出为了方便附加装置的装入，与附加装置形成卡扣；胸腔上板使用螺丝连接通孔与盖板连接，中间凸出的长方形卡槽为电池槽，用存放机器人的供电电池，四周的空白长方形为方便走线的辅助设计，最外侧上4个小长方形的通孔用于与腿部结构的舵机相连接，外圈通孔为尾部连接键与胸腔盖板连接所用，其余通孔用于机器人内部传感器以及控制板的固定。

4.根据权利要求1所述的四足机器人，其特征在于，头部结构中间镂空，方便与舵机结合。

5.一种权利要求1所述的四足机器人的操控系统，其特征在于，包括：

移动机器人控制模块：为串行16路舵机控制板，用于使用COM口进行连接，对于机器人全体舵机进行调零以及控制舵机的转动；

ROS-RVIZ模块：用于在机器人控制过程中需要显示机器人的各种状态，例如机械臂的运动状态、受力状态等，以实现各种数据的显示，方便操作人员进行调试以及控制；

传感器单元模块：包括激光传感器、陀螺仪、摄像头；激光传感器用于对于位置的确定，对于机器人整体两侧的距离进行测量，实现机器人对于周围突发物体的距离测量，避免机器人与其他物体直接相撞；陀螺仪用于机器人自平衡调整，对于机器人平衡状态实时检测，在追踪过程中保持稳定速度前进；摄像头采用USB连接在主控板上，对于实时环境进行监测，以及对于人体进行识别，对于人体进行追踪；

数据处理模块：用于对获取的声音以及人体图像进行处理，获取的声音采用语音识别传感器对于声音进行转译成十六进制编码，然后使用条件控制语句让其进入进程；对于人体图像进行转化为二进制矩阵，对于矩阵进行处理以及运算获取相应的图形；

实时显示模块：用于显示机器人当前的状态信息；

数据采集模块：用于获取当前机器人的位置坐标信息，运动信息，以及语音的接受；

通讯模块：用于机器人与使用者进行交互，识别人体传来的特定化语音进行，并且给予答复以及相应的指示性动作。

6.根据权利要求1所述的操控系统，其特征在于，所述数据处理模块中，基于SLAM与UWB定位融合进行定位修正，包括：

采集坐标并对其进行预处理，所述数据包括LiDAR数据以及UWB定位数据；

对于LiDAR数据，将其定义为粒子群中粒子并对其进行初始化；

通过里程计进行位置更新后计算局部极值并对其判断，通过判断结果选择是否直接进行位置更新或利用UWB定位数据进行位置更新。

7.根据权利要求1所述的操控系统，其特征在于，通过里程计进行位置更新后计算位置局部极值时，通过极大似然估计求取，并且：

若计算的当前局部极值为当前位置的局部极值，则保留当前位置的局部均值作为局部极值；

若计算的当前局部极值并非当前位置的局部极值，则与当前局部极值进行比对，如果在5％的相对误差之内，认为是设备不精导致的结果，仍取当前位置的局部极值；若误差超过5％，采用计算的当前局部极值。