[发明专利]用于自移动平台的控制系统

说明书

本发明的优选应用领域涉及适合于在不一定已知的环境中移动的自移动平台的走动的控制。具体地说，公开了使得可以同时手动控制这样的自移动平台的移动(以良好的控制精度)和管理可能的意外碰撞的技术解决方案。该解决方案提供自移动机器人化平台至少部分地在其侧表面中被覆盖同时充当压力传感器和减震层的特定覆盖物。它们因此被指示使得可以限定适合于控制这样的平台的走动的手动直观命令集的一些基本特性。以这种方式构想的系统除了确保碰撞情况下的损坏的限制之外，还使得无论平台的重量如何，操作者都可以仅通过在期望方向上施加轻微的推力来移动平台；将还可以给予用于沿着弯曲轨迹移动的命令或者对同一平台给予旋转。

技术领域

本发明的优选应用领域涉及自移动平台的走动(ambulation)的控制，特别提到适合于在不一定知道的环境中走动的机器人化系统的开发。

背景技术

机器人化平台(或简称为“机器人”)的走动的控制中的最重要的方面之一包括当该机器人移动时可以影响它的可能的撞击或接触的管理(尤其是在机器人本身的存储器中没有完全建模的环境中)。就像在移动机器人化平台被启动并且在还可以存在随时间可变的障碍物的环境内自由地移动、因此不在预定路径(比如轨道或路标)上移动的情况下那样，环境可以是住宅或办公室的房间。

使得能够管理这样的情形的第一技术方法提供以下自移动机器人化平台：该自移动机器人化平台配备有能够以某种方式“感知”(或“察看”)它正在其中移动的环境的传感器。在这种情况下，通过对由这些传感器接收的信息的处理，可以防止与环境中存在的物体碰撞。

与该技术相关联的最重要的禁忌与处理的复杂度有关，因为它们需要大量地执行一定复杂度的场景的图像识别，并且环境越是事先未知，这样的复杂度越大。

该方法的一些操作限制和一些复杂度因素这二者依赖于传感器的技术。例如，红外传感器不会适当地感知黑色障碍物、透明障碍物或反射障碍物的存在，而超声传感器错误地感知非常薄的或者具有不垂直于超声波的表面的障碍物。在改为使用视觉传感器的情况下，复杂度在距离估计中，距离估计用单视场(monoscopic)信号基本上是不可能的，而用立体感信号又过于复杂。

然后，感知场景所需要的传感器通常涉及显著的成本和能量消耗，而且还需要相当大的设计复杂度。

在不由机器人的运动确定的任何接触的管理的情况下(例如，机器人被也在移动的另一实体故意地或意外地撞击或被推动的情况)，所需要的处理的复杂度进一步提高。

一般来说，可以得出结论，为了适当地处理所有的可能情况，传感器的感知应该确保全向覆盖并提供大量信息；并且合成事件的正确的且可靠的解释所需要的处理最终将因此越来越复杂。

第二技术方法基于如下接触(或压力)传感器：考虑到这些传感器的简单性，这些传感器可以被现实地设置在机器人化平台的整个表面上或机器人化平台的大部分上。

很清楚，接触传感器只有在碰撞发生之后才可以管理它们。因此，重要的是指出，所述两种技术方法从某种意义上来说可以被认为是互补的，并且自移动机器人化平台原则上并且在需要时可以借助于上述两种技术来控制，这两种技术不一定是替代选择，而是可以共存于同一平台中。

通过使用接触传感器而使得变为可能的、超出碰撞管理之外的更有趣的应用是手动管理自移动机器人化平台的移动的能力。事实上，借助于接触传感器，可以检测平台何时被推动(例如，被用一只手推动)，因此可以在与接收到的推力(thrust)一致的方向上启动机器人化平台的机动移动。