本申請要求于2014年8月25日提交的美國臨時(shí)專利申請序列No.62/041,281；于2014年12月30日提交的美國專利申請No.14/586,519和于2015年3月16日提交的美國專利申請No.14/659,012的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容通過引用全部并入本文。

背景技術(shù)：

隨著技術(shù)的進(jìn)步，正在創(chuàng)造各種類型的機(jī)器人裝置用于執(zhí)行可以輔助用戶的各種功能。機(jī)器人裝置可以用于包括材料處理，運(yùn)輸，焊接，組裝和分配等的應(yīng)用。隨著時(shí)間的推移，這些機(jī)器人系統(tǒng)操作的方式變得更加智能，高效和直觀。隨著機(jī)器人系統(tǒng)在現(xiàn)代生活的許多方面變得越來越普遍，期望機(jī)器人系統(tǒng)是有效的。因此，對有效的機(jī)器人系統(tǒng)的需求已經(jīng)幫助開創(chuàng)了致動(dòng)器，運(yùn)動(dòng)，感測技術(shù)以及部件設(shè)計(jì)和組裝的創(chuàng)新領(lǐng)域。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請公開了涉及控制機(jī)器人裝置的腿的位置以平衡機(jī)器人裝置的實(shí)施方式。示例性實(shí)施方式可以包括由機(jī)器人接收指示與連接到機(jī)器人的多個(gè)傳感器相對應(yīng)的各個(gè)關(guān)節(jié)角度的多個(gè)第一測量值。機(jī)器人可以包括身體和連接到身體的多個(gè)關(guān)節(jié)肢體。關(guān)節(jié)肢體可以與相應(yīng)的屬性相關(guān)聯(lián)。實(shí)施方式還可以包括接收指示機(jī)器人的身體的取向的身體取向測量值。實(shí)施方式可以進(jìn)一步包括基于與機(jī)器人的關(guān)節(jié)肢體相關(guān)聯(lián)的屬性確定所述多個(gè)第一測量值和身體取向測量值之間的關(guān)系。另外，實(shí)施方式可以包括基于多個(gè)第一測量值，身體取向測量值和確定的關(guān)系來估計(jì)機(jī)器人的總體取向。此外，實(shí)施方式可以包括基于機(jī)器人的估計(jì)的總體取向來提供指令以控制機(jī)器人的至少一個(gè)關(guān)節(jié)肢體。

在另一示例性實(shí)施方式中，本申請描述了一種機(jī)器人，其可以包括身體，連接到身體的多個(gè)關(guān)節(jié)肢體，多個(gè)第一傳感器，第二傳感器，處理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。關(guān)節(jié)肢體可以與相應(yīng)的屬性相關(guān)聯(lián)。多個(gè)第一傳感器可以配置為提供指示關(guān)節(jié)肢體的相應(yīng)關(guān)節(jié)角度的多個(gè)第一測量值。第二傳感器可以配置為提供指示機(jī)器人的身體的取向的身體取向測量值。第二傳感器可以聯(lián)接到身體。處理系統(tǒng)可以配置為基于與關(guān)節(jié)肢體相關(guān)聯(lián)的屬性來確定所述多個(gè)第一測量值和所述身體取向測量值之間的關(guān)系。處理系統(tǒng)還可以配置為基于所述多個(gè)第一測量值，身體取向測量值和確定的關(guān)系來估計(jì)機(jī)器人的總體取向?？刂葡到y(tǒng)可以配置為基于機(jī)器人的估計(jì)的總體取向來提供指令以控制機(jī)器人的至少一個(gè)關(guān)節(jié)肢體。

在另一示例性實(shí)施方式中，本申請描述了一種非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其具有在其上存儲(chǔ)的指令，該指令在由至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)使機(jī)器人執(zhí)行一組操作。操作可以包括接收指示與連接到機(jī)器人的多個(gè)傳感器相對應(yīng)的各個(gè)關(guān)節(jié)角度的多個(gè)第一測量值。機(jī)器人可以包括身體和連接到身體的多個(gè)關(guān)節(jié)肢體。關(guān)節(jié)肢體可以與相應(yīng)的屬性相關(guān)聯(lián)。操作還可以包括接收指示機(jī)器人的一部分的取向的身體取向測量值，其中機(jī)器人的該部分對應(yīng)于特定的參照系。操作還可以包括基于與機(jī)器人的關(guān)節(jié)肢體相關(guān)聯(lián)的屬性確定多個(gè)第一測量值和身體取向測量值之間的關(guān)系。另外，操作可以包括基于多個(gè)第一測量值，身體取向測量值和確定的關(guān)系來估計(jì)機(jī)器人的總體取向。此外，操作可以包括基于機(jī)器人的估計(jì)的總體取向來提供指令以控制機(jī)器人的至少一個(gè)關(guān)節(jié)肢體。

在又一實(shí)施方式中，本申請描述了一種系統(tǒng)。系統(tǒng)可以包括用于由機(jī)器人接收指示與連接到機(jī)器人的多個(gè)傳感器相對應(yīng)的各個(gè)關(guān)節(jié)角度的多個(gè)第一測量值的器件。機(jī)器人可以包括身體和連接到身體的多個(gè)關(guān)節(jié)肢體。關(guān)節(jié)肢體可以與相應(yīng)的屬性相關(guān)聯(lián)。系統(tǒng)還可以包括用于接收指示機(jī)器人的身體的取向的身體取向測量值的器件。系統(tǒng)還可以包括用于基于與機(jī)器人的關(guān)節(jié)肢體相關(guān)聯(lián)的屬性確定多個(gè)第一測量值和身體取向測量值之間的關(guān)系的器件。另外，系統(tǒng)可以包括用于基于多個(gè)第一測量值，身體取向測量值和確定的關(guān)系來估計(jì)機(jī)器人的總體取向的器件。此外，系統(tǒng)可以包括用于基于機(jī)器人的估計(jì)的總體取向來提供指令以控制機(jī)器人的至少一個(gè)關(guān)節(jié)肢體的器件。

通過適當(dāng)?shù)貐⒖几綀D閱讀下面的詳細(xì)描述，這些以及其它方面，優(yōu)點(diǎn)和替代對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將變得顯而易見。

附圖說明

圖1示出了根據(jù)示例性實(shí)施方式的機(jī)器人系統(tǒng)的配置。

圖2示出了根據(jù)示例性實(shí)施方式的四足機(jī)器人的透視圖。

圖3示出了根據(jù)示例性實(shí)施方式的四足機(jī)器人的透視圖。

圖4示出了根據(jù)示例性實(shí)施方式的雙足機(jī)器人的透視圖。

圖5A示出了根據(jù)示例性實(shí)施方式的雙足機(jī)器人的姿態(tài)。

圖5B示出了根據(jù)示例性實(shí)施方式的雙足機(jī)器人的簡化表示。

圖5C示出了根據(jù)示例性實(shí)施方式的雙足機(jī)器人的姿態(tài)。

圖5D示出了根據(jù)示例性實(shí)施方式的雙足機(jī)器人的簡化表示。

圖6是根據(jù)示例性實(shí)施方式的流程圖。

圖7是根據(jù)示例性實(shí)施方式配置的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。

具體實(shí)施方式

以下詳細(xì)描述參考附圖描述了所公開的系統(tǒng)和方法的各種特征和功能。本文描述的說明性系統(tǒng)和方法實(shí)施方式不意味著限制。可以容易地理解，公開的系統(tǒng)和方法的某些方面可以以各種各樣的不同配置來布置和組合，所有這些都在本文中考慮。

I.概述

示例性實(shí)施方式包括配置有至少一個(gè)機(jī)器人肢體，傳感器和處理系統(tǒng)的機(jī)器人裝置。機(jī)器人肢體可以是鉸接的機(jī)器人附件，包括通過關(guān)節(jié)連接的多個(gè)構(gòu)件。機(jī)器人肢體還可以包括聯(lián)接到肢體的構(gòu)件的多個(gè)致動(dòng)器(例如2-5個(gè)致動(dòng)器)，其促使機(jī)器人肢體在由連接構(gòu)件的關(guān)節(jié)限制的運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。傳感器可以配置為測量機(jī)器人裝置的屬性，如關(guān)節(jié)的角度，致動(dòng)器內(nèi)的壓力，和/或在給定時(shí)間點(diǎn)的機(jī)器人肢體的位置，速度和加速度。傳感器還可以配置為測量機(jī)器人裝置的身體(在本文中也可以稱為機(jī)器人裝置的“基部”)的取向(即身體取向測量值)。其它示例性屬性包括機(jī)器人裝置的各種部件的質(zhì)量，機(jī)器人裝置或機(jī)器人裝置的各種部件的質(zhì)心的位置，機(jī)器人裝置或機(jī)器人裝置的部件的慣性矩等。機(jī)器人裝置的處理系統(tǒng)可以直接地從角度傳感器信息或間接地從可以計(jì)算關(guān)節(jié)角度的其它傳感器信息來確定機(jī)器人肢體的關(guān)節(jié)的角度。然后，處理系統(tǒng)可以基于感測到的機(jī)器人裝置的基部的取向和關(guān)節(jié)角度來估計(jì)機(jī)器人裝置的取向。

本文取向可以指物體的角位置。在一些情況下，取向可以指圍繞三個(gè)軸線的旋轉(zhuǎn)量(以度或弧度表示)。在一些情況下，機(jī)器人裝置的取向可以指機(jī)器人裝置相對于特定參考系(如地面或其站立的表面)的取向。取向可以使用Euler角或Tait-Bryan角(也稱為橫擺，俯仰和滾動(dòng)角)來描述角位置。在一些情況下，如在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上，取向可以由取向矩陣或取向四元數(shù)等來表示。

在一些情況下，來自機(jī)器人裝置的基部上的傳感器的測量值可以指示機(jī)器人裝置以這樣的方式取向和/或具有需要控制一個(gè)或多個(gè)鉸接附件的角速度，以保持機(jī)器人裝置的平衡。然而，在這些情況下，可能的情況是機(jī)器人裝置的肢體被取向和/或移動(dòng)，使得不需要平衡控制。例如，機(jī)器人裝置的身體可以向左傾斜，并且測量身體取向的傳感器可以指示移動(dòng)肢體以平衡機(jī)器人裝置的需要；然而，機(jī)器人裝置的一個(gè)或多個(gè)肢體可以向右延伸，使得機(jī)器人裝置被平衡，盡管機(jī)器人裝置的基部上的傳感器指示不同。機(jī)器人裝置的肢體可以在機(jī)器人裝置的身體上施加扭矩，并且還可以影響機(jī)器人裝置的質(zhì)心。因此，機(jī)器人裝置的一部分的取向和角速度測量值可以是機(jī)器人裝置的身體和肢體的組合的取向和角速度的不準(zhǔn)確表示(在本文中可以稱為“總體”取向和角速度)。

在一些實(shí)施方式中，處理系統(tǒng)可以配置為基于感測到的機(jī)器人裝置的基部的取向和測量的關(guān)節(jié)角度來估計(jì)整個(gè)機(jī)器人裝置的總體取向和/或角速度。處理系統(tǒng)已經(jīng)在其上存儲(chǔ)了機(jī)器人裝置的關(guān)節(jié)角度與機(jī)器人裝置的關(guān)節(jié)角度影響機(jī)器人裝置的基部的取向和/或角速度的程度之間的關(guān)系。機(jī)器人裝置的關(guān)節(jié)角度和機(jī)器人裝置的基部的運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系可以基于機(jī)器人裝置的肢體的質(zhì)量屬性和運(yùn)動(dòng)學(xué)來確定。換句話說，該關(guān)系可以指定關(guān)節(jié)角度對機(jī)器人裝置的總體取向和/或角速度的影響。另外，處理系統(tǒng)可以配置為確定由內(nèi)部運(yùn)動(dòng)引起的機(jī)器人裝置的取向和/或角速度的分量以及由外部運(yùn)動(dòng)引起的機(jī)器人裝置的取向和/或角速度的分量。此外，處理系統(tǒng)可以區(qū)分總體取向的分量，以便確定機(jī)器人裝置的總體橫擺速率，俯仰速率和滾動(dòng)速率(其可以統(tǒng)稱為“總體角速度”)。

在一些實(shí)施方式中，機(jī)器人裝置還可以包括控制系統(tǒng)，其配置為基于機(jī)器人裝置的簡化模型來控制機(jī)器人裝置?？刂葡到y(tǒng)可以配置為接收機(jī)器人裝置的估計(jì)的總體取向和/或角速度，并且隨后控制機(jī)器人裝置的一個(gè)或多個(gè)關(guān)節(jié)肢體以便以特定方式(例如保持機(jī)器人裝置的平衡)行動(dòng)。例如，控制系統(tǒng)可以基于總體取向來確定放置機(jī)器人裝置的腳的位置和/或機(jī)器人裝置的腳在表面上施加的力。

在一些實(shí)施方式中，機(jī)器人裝置可以包括力傳感器，其測量或估計(jì)外力(例如由機(jī)器人裝置的腿抵靠地面施加的力)，以及運(yùn)動(dòng)傳感器，以測量機(jī)器人裝置的肢體的取向。處理系統(tǒng)可以配置為基于由傳感器測量的信息來確定機(jī)器人裝置的角動(dòng)量?？刂葡到y(tǒng)可以配置有基于反饋的狀態(tài)觀測器，其接收測量的角動(dòng)量和總體角速度，并且提供機(jī)器人裝置的角動(dòng)量的降噪估計(jì)。狀態(tài)觀測器還可以接收作用在機(jī)器人裝置上的力矩或力的測量值和/或估計(jì)，并且在其它信息中，使用它們作為確定機(jī)器人裝置的角動(dòng)量的降噪估計(jì)的基礎(chǔ)。在一些情況下，測量的角動(dòng)量包括具有第一平均振幅(例如-80分貝到-20分貝)的噪聲，并且角動(dòng)量的降噪估計(jì)包括具有第二平均振幅(例如-70分貝到-10分貝)的噪聲。在一些情況下，噪聲的第二平均振幅小于噪聲的第一平均振幅，使得狀態(tài)觀測器作用于減小噪聲的平均振幅。

控制系統(tǒng)可以配置為致動(dòng)跨越機(jī)器人腿的部件連接的一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器。振動(dòng)器可以控制為升高或降低機(jī)器人腿。在一些情況下，機(jī)器人腿可以包括致動(dòng)器以在三維中控制機(jī)器人腿的運(yùn)動(dòng)。根據(jù)具體實(shí)施方式，控制系統(tǒng)可以配置為使用總體取向以及其它傳感器測量值作為以特定方式(例如靜態(tài)平衡，行走，跑步，飛奔等)控制機(jī)器人的基礎(chǔ)。

在一些實(shí)施方式中，關(guān)節(jié)角度和它們對機(jī)器人裝置的基部的取向和/或角速度的影響之間的多個(gè)關(guān)系可以存儲(chǔ)在處理系統(tǒng)上。處理系統(tǒng)可以基于關(guān)節(jié)角度選擇特定關(guān)系，利用其來確定總體取向和/或角速度。例如，一個(gè)關(guān)系可以與在0到90度之間的特定關(guān)節(jié)相關(guān)聯(lián)，并且另一個(gè)關(guān)系可以與在91到180度之間的特定關(guān)節(jié)相關(guān)聯(lián)。選擇的關(guān)系可以比其它關(guān)系更精確地估計(jì)機(jī)器人裝置的總體取向。

在一些實(shí)施方式中，處理系統(tǒng)可以已經(jīng)在其上存儲(chǔ)了機(jī)器人裝置的關(guān)節(jié)角度與機(jī)器人裝置的關(guān)節(jié)角度影響機(jī)器人裝置的基部的取向和/或角速度的程度之間的多于一個(gè)關(guān)系。每個(gè)關(guān)系可以對應(yīng)于關(guān)節(jié)角度值的一個(gè)或多個(gè)范圍(即操作范圍)。

在一些實(shí)施方式中，機(jī)器人裝置可以在一個(gè)或多個(gè)模式下操作。操作模式可以對應(yīng)于在對應(yīng)的一組操作范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)關(guān)節(jié)角度。在這些實(shí)施方式中，每種操作模式可以對應(yīng)于特定關(guān)系。

機(jī)器人裝置的角速度可以具有描述機(jī)器人裝置沿多個(gè)平面的取向(即旋轉(zhuǎn)角度)的多個(gè)分量。從機(jī)器人裝置的角度來看，機(jī)器人裝置向左或向右轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)角度在本文中可以被稱為“橫擺”。機(jī)器人裝置向上或向下的旋轉(zhuǎn)角度在本文中可以被稱為“俯仰”。機(jī)器人裝置向左或向右傾斜的旋轉(zhuǎn)角度在本文中可以被稱為“滾動(dòng)”。另外，橫擺，俯仰，滾動(dòng)的變化的速率在本文中可以分別稱為“橫擺速率”，“俯仰速率”和“滾動(dòng)速率”。

II.示例性機(jī)器人系統(tǒng)

現(xiàn)在參考附圖，圖1示出了根據(jù)示例性實(shí)施方式的機(jī)器人裝置的示例性配置。機(jī)器人系統(tǒng)100表示配置為執(zhí)行本文描述的操作的示例性機(jī)器人裝置。另外，機(jī)器人裝置100可以配置為自主地，半自主地和/或使用由用戶提供的方向操作，并且可以以各種形式存在，如人形機(jī)器人或四足機(jī)器人等。此外，機(jī)器人裝置100還可以被稱為機(jī)器人裝置，移動(dòng)機(jī)器人或機(jī)器人等。

如圖1所示，機(jī)器人裝置100包括處理器102，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器104，程序指令106，控制器108，傳感器110，電源112，機(jī)械部件114和電氣部件116。注意，機(jī)器人裝置100示出為用于說明的目的，并且可以包括更多或更少的部件，而不脫離本文公開的范圍。機(jī)器人裝置100的各種部件可以以任何方式連接，包括有線或無線連接等。此外，在一些示例中，機(jī)器人裝置100的部件可以位于多個(gè)不同的物理實(shí)體上，而不是位于單個(gè)物理實(shí)體上。機(jī)器人裝置100的其它示例性說明也可以存在。

處理器102可以作為一個(gè)或多個(gè)通用處理器或?qū)Ｓ锰幚砥?例如數(shù)字信號(hào)處理器，專用集成電路等)來操作。處理器102可以配置為執(zhí)行存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器104中并且可執(zhí)行以提供本文所述的機(jī)器人裝置100的操作的計(jì)算機(jī)可讀程序指令106。例如，程序指令106可以是可執(zhí)行的以提供控制器108的操作，其中控制器108可以配置為引起機(jī)械部件114和電氣部件116的激活和停用。處理器102可以操作和使機(jī)器人裝置100能夠執(zhí)行各種功能，包括本文所述的功能。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器104可以作為各種類型的存儲(chǔ)介質(zhì)如存儲(chǔ)器存在。例如，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器104可以包括或采取可以由處理器102讀取或訪問的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的形式。一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可以包括易失性和/或非易失性存儲(chǔ)部件，如光學(xué)的，磁性的，有機(jī)的或其它存儲(chǔ)器或盤存儲(chǔ)器，其可以與處理器102整體或部分地集成。在一些實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器104可以使用單個(gè)物理裝置(例如一個(gè)光學(xué)的，磁性的，有機(jī)的或其它存儲(chǔ)器或盤存儲(chǔ)單元)來實(shí)現(xiàn)，而在其它實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器104可以使用兩個(gè)或更多個(gè)物理裝置來實(shí)現(xiàn)，其可以經(jīng)由有線或無線通信進(jìn)行通信。此外，除了計(jì)算機(jī)可讀程序指令106之外，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器104可以尤其包括附加數(shù)據(jù)，如診斷數(shù)據(jù)等。

機(jī)器人裝置100可以包括至少一個(gè)控制器108，其可以與機(jī)器人裝置100接口?？刂破?08可以用作機(jī)器人裝置100的各部分之間的鏈接，如機(jī)械部件114和/或電氣部件116之間的鏈接。在一些情況下，控制器108可以用作機(jī)器人裝置100和另一計(jì)算裝置之間的接口。此外，控制器108可以用作機(jī)器人系統(tǒng)100和用戶之間的接口。控制器108可以包括用于與機(jī)器人裝置100通信的各種部件，包括操縱桿，按鈕等?？刂破?08還可以為機(jī)器人裝置100執(zhí)行其它操作?？刂破鞯钠渌纠部梢源嬖凇?/p>

另外，機(jī)器人裝置100包括一個(gè)或多個(gè)傳感器110，如力傳感器，接近傳感器，運(yùn)動(dòng)傳感器，負(fù)載傳感器，位置傳感器，觸摸傳感器，深度傳感器，超聲波范圍傳感器和紅外傳感器等。傳感器110可以向處理器102提供傳感器數(shù)據(jù)，以允許機(jī)器人系統(tǒng)100與環(huán)境的適當(dāng)交互以及機(jī)器人裝置100的系統(tǒng)的操作的監(jiān)控。傳感器數(shù)據(jù)可以用于評(píng)估由控制器108和/或機(jī)器人裝置100的計(jì)算系統(tǒng)激活和停用機(jī)械部件114和電氣部件116的各種因素。

傳感器110可以提供指示機(jī)器人裝置的環(huán)境的信息，用于控制器108和/或計(jì)算系統(tǒng)以確定機(jī)器人裝置100的操作。例如，傳感器110可以捕獲對應(yīng)于環(huán)境的地形或附近的物體位置的數(shù)據(jù)，其可以輔助環(huán)境識(shí)別和導(dǎo)航等。在示例性配置中，機(jī)器人裝置100可以包括傳感器系統(tǒng)，該傳感器系統(tǒng)可以包括相機(jī)，雷達(dá)，激光雷達(dá)，全球定位系統(tǒng)(GPS)收發(fā)器和/或用于捕獲機(jī)器人裝置100的環(huán)境的信息的其它傳感器。傳感器110可以實(shí)時(shí)地監(jiān)測環(huán)境并且檢測障礙物，地形的元素，天氣條件，溫度和/或機(jī)器人裝置100的環(huán)境的其它參數(shù)。

此外，機(jī)器人裝置100可以包括配置為接收指示機(jī)器人裝置100的狀態(tài)的信息的其它傳感器110，包括可以監(jiān)測機(jī)器人裝置100的各種部件的狀態(tài)的傳感器110。傳感器110可以測量機(jī)器人裝置100的系統(tǒng)的活動(dòng)并且接收基于機(jī)器人裝置100的各種特征的操作的信息，如可延伸的腿，臂或機(jī)器人裝置100的其它機(jī)械和/或電氣特征的操作。由傳感器提供的傳感器數(shù)據(jù)可以使機(jī)器人裝置100的計(jì)算系統(tǒng)能夠確定操作中的錯(cuò)誤以及監(jiān)測機(jī)器人裝置100的部件的整體功能。

例如，計(jì)算系統(tǒng)可以使用傳感器數(shù)據(jù)來確定在操作期間機(jī)器人裝置100的穩(wěn)定性以及與功率水平，通信活動(dòng)，需要修復(fù)的部件以及其它信息相關(guān)的測量值。作為示例性配置，機(jī)器人裝置100可以包括陀螺儀，加速度計(jì)和/或其它可能的傳感器，以提供與機(jī)器人裝置的操作狀態(tài)相關(guān)的傳感器數(shù)據(jù)。此外，傳感器110還可監(jiān)測機(jī)器人系統(tǒng)100當(dāng)前可以操作的功能的當(dāng)前狀態(tài)(如步法)。另外，傳感器110可以測量機(jī)器人裝置的給定機(jī)器人腿和機(jī)器人裝置的質(zhì)心之間的距離。傳感器110的其它示例性使用也可以存在。

另外，機(jī)器人裝置100還可以包括配置為向機(jī)器人裝置100的各種部件供應(yīng)電力的一個(gè)或多個(gè)電源112。在可能的動(dòng)力系統(tǒng)中，機(jī)器人裝置100可以包括液壓系統(tǒng)，電氣系統(tǒng)，電池和/或其它類型的動(dòng)力系統(tǒng)。作為示例性說明，機(jī)器人裝置100可以包括配置為經(jīng)由有線和/或無線連接向部件提供電力的一個(gè)或多個(gè)電池。在示例內(nèi)，機(jī)械部件114和電氣部件116的部件可以各自連接到不同的電源或可以由相同的電源供電。機(jī)器人系統(tǒng)100的部件也可以連接到多個(gè)電源。

在示例性配置內(nèi)，任何類型的電源可以用于給機(jī)器人裝置100供電，如汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。此外，電源112可以使用各種類型的充電來充電，如與外部電源的有線連接，無線充電，燃燒或其他示例。其它配置也是可能的。另外，機(jī)器人裝置100可以包括配置為使用流體動(dòng)力向機(jī)械部件114提供動(dòng)力的液壓系統(tǒng)。機(jī)器人裝置100的部件可以基于例如通過液壓系統(tǒng)傳遞到各個(gè)液壓馬達(dá)和液壓缸的液壓流體來操作。機(jī)器人裝置100的液壓系統(tǒng)可以通過機(jī)器人裝置100的部件之間的小管，柔性軟管或其它連接傳遞大量的動(dòng)力。其它動(dòng)力源可以包括在機(jī)器人裝置100內(nèi)。

機(jī)械部件114表示機(jī)器人系統(tǒng)100的硬件，其可以使機(jī)器人裝置100能夠操作和執(zhí)行物理功能。作為一些示例，機(jī)器人裝置100可以包括致動(dòng)器，可延伸的腿(“腿”)，臂，輪，用于容納計(jì)算系統(tǒng)或其它部件的一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)化主體，和/或其它機(jī)械部件。機(jī)械部件114可以取決于機(jī)器人裝置100的設(shè)計(jì)，并且還可以基于機(jī)器人裝置100可以配置為執(zhí)行的功能和/或任務(wù)。因此，根據(jù)機(jī)器人裝置100的操作和功能，不同的機(jī)械部件114可以為機(jī)器人裝置100利用。在一些示例中，機(jī)器人裝置100可以配置為添加和/或移除機(jī)械部件114，其可以包括來自用戶和/或其它機(jī)器人裝置的輔助。例如，機(jī)器人裝置100可以初始地配置有四個(gè)腿，但是可以由用戶或機(jī)器人裝置100改變以移除四個(gè)腿中的兩個(gè)，以作為雙足機(jī)器人進(jìn)行操作。可以包括機(jī)械部件114的其它示例。

電氣部件116可以包括例如能夠處理，傳送，提供電荷或電信號(hào)的各種部件。在可能的示例中，電氣部件116可以包括電線，電路和/或無線通信發(fā)射器和接收器，以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人裝置100的操作。電氣部件116可以與機(jī)械部件114互相配合，以使機(jī)器人裝置100能夠執(zhí)行各種操作。例如，電氣部件116可以配置為從電源112向各種機(jī)械部件114提供電力。此外，機(jī)器人裝置100可以包括電動(dòng)機(jī)。電氣部件116的其它示例也可以存在。

在一些實(shí)施方式中，機(jī)器人裝置100還可以包括配置為發(fā)送和/或接收信息的通信鏈路118。通信鏈路118可以傳送指示機(jī)器人裝置100的各種部件的狀態(tài)的數(shù)據(jù)。例如，由傳感器110讀入的信息可以經(jīng)由通信鏈路118傳送到單獨(dú)的裝置。指示電源112，機(jī)械部件114，電氣部件118，處理器102，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器104和/或控制器108的完整性或健康狀況的其它診斷信息可以經(jīng)由通信鏈路118傳送到外部通信裝置。

在一些實(shí)施方式中，機(jī)器人裝置100可以在通信鏈路118處接收由處理器102處理的信息。接收的信息可以指示例如在程序指令106的執(zhí)行期間可由處理器102訪問的數(shù)據(jù)。此外，接收的信息可以改變控制器108的可以影響機(jī)械部件114或電氣部件116的行為的方面。在一些情況下，接收的信息指示請求特定信息片段(例如機(jī)器人裝置100的一個(gè)或多個(gè)部件的操作狀態(tài))的查詢，并且處理器102可以隨后將該特定信息片段傳送回通信鏈路118。

在一些情況下，通信鏈路118包括有線連接。機(jī)器人裝置100可以包括一個(gè)或多個(gè)端口以將通信鏈路118連接到外部裝置。作為有線連接的另外或替代，通信鏈路118可以包括無線連接。一些示例性無線連接可以利用蜂窩連接，如CDMA，EVDO，GSM/GPRS，或4G電信，如WiMAX或LTE?？商娲鼗蛄硗獾?，無線連接可以利用Wi-Fi連接來向無線局域網(wǎng)(WLAN)傳送數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施方式中，無線連接還可以通過紅外鏈路，藍(lán)牙或近場通信(NFC)裝置進(jìn)行通信。

圖2示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的示例性四足機(jī)器人的透視圖。在其它可能的功能中，機(jī)器人裝置200可以配置為在操作期間執(zhí)行本文所述的過程。機(jī)器人裝置200包括連接到機(jī)器人裝置200的身體208的腿204A，204B，204C和204D，并且還可以包括配置為向機(jī)器人裝置200的計(jì)算系統(tǒng)提供傳感器數(shù)據(jù)的傳感器。每個(gè)腿204A，204B，204C和204D可以分別包括腳206A，206B，206C和206D。傳感器可以結(jié)合在腿204A，204B，204C和204D的部分內(nèi)，以檢測壓力，位置，速度，加速度和取向等。此外，機(jī)器人裝置200示出為在身體208上承載物體212。在其它示例性實(shí)施方式中，機(jī)器人裝置200可以包括更多或更少的部件，并且可以附加地包括圖2中未示出的部件。

機(jī)器人裝置200可以是圖1所示的機(jī)器人系統(tǒng)100的物理表示，或者可以基于其它配置。為了操作，機(jī)器人裝置200包括由配置為輔助機(jī)器人裝置200的各種操作的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算裝置組成的計(jì)算系統(tǒng)。這些操作可以包括處理數(shù)據(jù)并且基于數(shù)據(jù)提供輸出以引起到機(jī)器人裝置200的物理狀態(tài)的各種變化。計(jì)算系統(tǒng)可以處理由機(jī)器人裝置200的各種系統(tǒng)(例如傳感器系統(tǒng))或從其它源(例如用戶，另一機(jī)器人裝置，服務(wù)器)提供的信息，并且作為響應(yīng)可以向這些系統(tǒng)提供指令。

另外，計(jì)算系統(tǒng)可以在操作期間監(jiān)測機(jī)器人裝置200的系統(tǒng)，其可以包括例如監(jiān)測錯(cuò)誤和/或監(jiān)測常規(guī)操作。在一些示例性配置中，計(jì)算系統(tǒng)可以用作機(jī)器人裝置200的各種系統(tǒng)之間的連接，并且可以將系統(tǒng)的操作協(xié)調(diào)在一起以使機(jī)器人裝置200能夠執(zhí)行操作。此外，計(jì)算系統(tǒng)可以包括配置為控制或輔助機(jī)器人裝置的操作的多個(gè)裝置，處理器，控制器和/或其它實(shí)體。另外，計(jì)算系統(tǒng)可以使用各種類型的存儲(chǔ)器和/或其他部件來操作。

機(jī)器人裝置200作為具有四個(gè)可延伸的腿204A，204B，204C和204D的四足機(jī)器人裝置存在。盡管機(jī)器人裝置200在圖2所示的圖示中包括四個(gè)腿204A，204B，204C和204D，但是在其它示例中，機(jī)器人裝置200可以包括更多或更少的腿。此外，腿204A，204B，204C和204D的配置，位置和/或結(jié)構(gòu)可以在示例性實(shí)施方式中變化。腿204A，204B，204C和204D使得機(jī)器人裝置200能夠移動(dòng)并且可以配置為在多個(gè)自由度中操作，以使得能夠執(zhí)行不同的行進(jìn)技術(shù)。特別地，腿204A，204B，204C和204D可以使機(jī)器人裝置200能夠通過機(jī)械地控制腿204A，204B，204C和204D來以各種速度行進(jìn)。

每個(gè)機(jī)器人腿204A，204B，204C和204D可以包括如關(guān)節(jié)214的關(guān)節(jié)和致動(dòng)器。關(guān)節(jié)允許機(jī)器人腿的構(gòu)件以多個(gè)自由度移動(dòng)通過一定角度范圍。在操作期間，致動(dòng)器可以被延伸或壓縮，以促使移動(dòng)機(jī)器人腿到各個(gè)位置。某些關(guān)節(jié)可以具有有限的運(yùn)動(dòng)范圍(例如-120度至120度)。關(guān)節(jié)和構(gòu)件的一些組合可以允許機(jī)器人腿移動(dòng)其橫向位置，縱向位置和/或垂直位置。

步法是動(dòng)物，機(jī)器人裝置或其它機(jī)械結(jié)構(gòu)的肢體的運(yùn)動(dòng)的模式。因此，機(jī)器人裝置200可以通過操作腿204A，204B，204C和204D來進(jìn)行導(dǎo)航以執(zhí)行各種步法。機(jī)器人裝置200可以使用多種步法在環(huán)境內(nèi)行進(jìn)，其可以包括基于速度，地形，操縱需要和/或能量效率來選擇步法。機(jī)器人裝置200可以配置為在步法之間動(dòng)態(tài)切換，這可以使機(jī)器人裝置能夠改變操作腿204A，204B，204C和204D的速度或力學(xué)。

此外，由于可能阻止某些步法的使用的設(shè)計(jì)(例如機(jī)器人裝置的腿的數(shù)目)的差異，不同類型的機(jī)器人裝置可以使用不同的步法。雖然一些步法可以具有特定名稱(例如步行，小跑，跑步，飛奔和跳躍)，但是這些步法之間的區(qū)別可以是輕微的。步法可以基于腳步樣式分類，該樣式包括用于放置可伸展腿的遠(yuǎn)端(例如腳)的表面上的位置。類似地，步法也可以基于力學(xué)進(jìn)行分類。

另外，機(jī)器人裝置200可以包括其它機(jī)械孔或附件，其可以在各種位置附接到機(jī)器人裝置200。機(jī)器人裝置200可以包括機(jī)械臂，夾具，輪或其它特征。腿204A，204B，204C和204D可以具有腳或其它類型的機(jī)械特征(例如橡膠腳以增加機(jī)器人裝置和表面之間的摩擦)，使得能夠控制機(jī)器人裝置可能遇到的各種類型的表面。

作為示例性機(jī)器人裝置200的設(shè)計(jì)的一部分，機(jī)器人裝置200的身體208連接到腿204A，204B，204C和204D，并且可容納機(jī)器人裝置200的各種部件。因此，身體208可以在示例內(nèi)變化，并且還可以取決于給定機(jī)器人裝置可能已經(jīng)設(shè)計(jì)為執(zhí)行的特定操作。例如，開發(fā)以承載重負(fù)載的機(jī)器人裝置可以具有能夠放置負(fù)載的寬身體。類似地，設(shè)計(jì)為達(dá)到高速的機(jī)器人裝置可以具有不具有實(shí)質(zhì)重量的窄的小身體。此外，身體208以及腿204A，204B，204C和204D可以使用各種類型的材料(如各種金屬或塑料)來開發(fā)。在其它示例中，機(jī)器人裝置可以具有帶有不同結(jié)構(gòu)的或由其它類型的材料制成的身體。

機(jī)器人裝置200的傳感器210可以包括各種類型的傳感器。傳感器210可以放置在機(jī)器人裝置上的各個(gè)位置。如對于機(jī)器人系統(tǒng)100所描述的，機(jī)器人裝置200可以包括傳感系統(tǒng)，其包括相機(jī)，雷達(dá)，激光雷達(dá)，GPS收發(fā)器，加速度計(jì)，陀螺儀和/或其它類型的傳感器。傳感器可以配置為測量機(jī)器人裝置200的環(huán)境的參數(shù)以及監(jiān)測機(jī)器人裝置200的系統(tǒng)的內(nèi)部操作。在一些示例中，機(jī)器人裝置200可以包括傳感器以測量每個(gè)腿204A，204B，204C和204D的取向，位置，速度或加速度。

在一些實(shí)施方式中，傳感器210可以聯(lián)接到機(jī)器人腿204A，204B，204C和204D的部分。例如，傳感器可以配置為測量機(jī)器人腿204A，204B，204C和204D的關(guān)節(jié)的角度。在一些實(shí)施方式中，由傳感器輸出的信息或數(shù)據(jù)可以提供給控制系統(tǒng)202。在一些情況下，慣性測量單元(IMU)可以安裝到機(jī)器人腿204A，204B，204C和204D的部分以確定機(jī)器人腿204A，204B，204C和204D的每個(gè)構(gòu)件的取向。另外，如壓力換能器的傳感器可以聯(lián)接到機(jī)器人腿204A，204B，204C和204D的致動(dòng)器，以測量致動(dòng)器內(nèi)部的壓力和/或測量致動(dòng)器延伸或壓縮的長度。除了前述的傳感器之外，還可以包括其它傳感器，以便測量機(jī)器人裝置200的可以從其計(jì)算機(jī)器人腿204A，204B，204C和204D的關(guān)節(jié)角度的方面。

在一些實(shí)施方式中，機(jī)器人腿204A，204B，204C和204D的致動(dòng)器可以被控制為施加不同量的力。在一些情況下，控制系統(tǒng)可以控制特定的機(jī)器人腿以施加更大或更小程度的力。另外，由給定的機(jī)器人腿施加的力的量可以使用聯(lián)接到機(jī)器人腿的傳感器(如力傳感器或負(fù)載單元)來測量。

由機(jī)器人裝置200承載的負(fù)載212可以表示機(jī)器人裝置200可以運(yùn)輸?shù)母鞣N類型的貨物。負(fù)載212還可以表示機(jī)器人裝置200可以利用的外部電池或其它類型的電源(例如太陽能電池板)。負(fù)載212表示機(jī)器人裝置200可以配置的示例性使用。因此，機(jī)器人裝置200也可以配置為執(zhí)行其它操作。

另外，如機(jī)器人系統(tǒng)100所示，機(jī)器人裝置200還可以包括各種電氣部件，其可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人裝置200的機(jī)械特征之間的操作和通信。如前所述，機(jī)器人裝置200可以包括一個(gè)或多個(gè)計(jì)算系統(tǒng)，其包括配置為執(zhí)行各種功能(包括處理輸入)以提供輸出的一個(gè)或多個(gè)處理器。計(jì)算系統(tǒng)可以包括附加部件，如各種類型的存儲(chǔ)器和電源等。

機(jī)器人裝置200的控制系統(tǒng)202可以使機(jī)器人裝置200基于來自感測系統(tǒng)的傳感器數(shù)據(jù)來導(dǎo)航環(huán)境。感測系統(tǒng)可以包括聯(lián)接到機(jī)器人裝置200的部分的感測系統(tǒng)的傳感器。機(jī)器人裝置200可以通過通信系統(tǒng)接收導(dǎo)航命令。例如，機(jī)器人裝置可以接收以每小時(shí)5公里向前移動(dòng)的命令。該命令可以指定向前走特定距離，如100米。在示例中，命令可以指定放置特定腿的一個(gè)或多個(gè)位置。

在一些示例中，導(dǎo)航命令可以包括GPS坐標(biāo)。在一些情況下，命令可以指示機(jī)器人裝置導(dǎo)航到可以由特定GPS坐標(biāo)定義的特定位置。機(jī)器人裝置然后可以使移動(dòng)系統(tǒng)移動(dòng)到該位置，同時(shí)導(dǎo)航由控制系統(tǒng)識(shí)別的地形的物理特征(可能基于來自感知傳感器的數(shù)據(jù))。另一個(gè)命令可以指示機(jī)器人裝置跟隨特定的人，該特定的人可以具有產(chǎn)生指示該人的位置的數(shù)據(jù)的GPS使能裝置(GPS enabled device)。數(shù)據(jù)可以被傳送到機(jī)器人裝置，然后使得移動(dòng)系統(tǒng)跟隨該人，同時(shí)導(dǎo)航由控制系統(tǒng)識(shí)別的地形的物理特征。

在一些示例性實(shí)施方式中，在操作期間，計(jì)算系統(tǒng)可以經(jīng)由有線或無線連接與機(jī)器人裝置200的其它系統(tǒng)通信，并且還可以配置為與機(jī)器人裝置的一個(gè)或多個(gè)用戶通信。作為一個(gè)可能的例子，計(jì)算系統(tǒng)可以從用戶接收指示用戶希望機(jī)器人裝置在給定方向上執(zhí)行特定步法的輸入。計(jì)算系統(tǒng)可以處理輸入，并且可以使機(jī)器人裝置的系統(tǒng)執(zhí)行所請求的步法。另外，機(jī)器人裝置的電氣部件可以包括其它類型的電氣部件，包括但不限于接口，電線，總線和/或配置為使得機(jī)器人裝置的系統(tǒng)能夠通信的其它通信鏈路。

此外，機(jī)器人裝置200可以經(jīng)由各種類型的接口與一個(gè)或多個(gè)用戶和/或其它機(jī)器人裝置通信。在示例性實(shí)施方式中，機(jī)器人裝置200可以經(jīng)由操縱桿或類似類型的接口從用戶接收輸入。計(jì)算系統(tǒng)可以配置為從操縱桿接口接收指示力的量，施加到操縱桿的力的持續(xù)時(shí)間以及其它可能的信息的數(shù)據(jù)。類似地，機(jī)器人裝置200可以經(jīng)由其它類型的接口(例如移動(dòng)裝置或麥克風(fēng))接收輸入并且與用戶通信。無論如何，機(jī)器人裝置200的計(jì)算系統(tǒng)可以配置為處理機(jī)器人裝置200可以接收的各種類型的輸入。

圖3示出了根據(jù)示例性實(shí)施方式的另一示例性四足機(jī)器人。類似于圖2中所示的機(jī)器人裝置200，機(jī)器人裝置300可以對應(yīng)于圖1中所示的機(jī)器人系統(tǒng)100。機(jī)器人裝置300用作機(jī)器人裝置的另一可能實(shí)施方式，其可以配置為估計(jì)機(jī)器人裝置的取向，橫擺，俯仰和/或滾動(dòng)?？梢源嬖跈C(jī)器人裝置的其它示例性實(shí)施方式。

圖4示出了根據(jù)另一示例性實(shí)施方式的雙足機(jī)器人的示例。類似于圖2中所示的機(jī)器人裝置400，機(jī)器人裝置400可以對應(yīng)于圖1中所示的機(jī)器人系統(tǒng)100。機(jī)器人裝置400用作機(jī)器人裝置的可能實(shí)施方式，其可以配置為估計(jì)機(jī)器人裝置的取向，橫擺，俯仰和/或滾動(dòng)?？梢源嬖跈C(jī)器人裝置的其它示例性實(shí)施方式。

機(jī)器人裝置400可以包括多個(gè)鉸接附件，如機(jī)器人腿和/或機(jī)器人臂。每個(gè)鉸接附件可以包括通過關(guān)節(jié)連接的多個(gè)構(gòu)件，其允許鉸接附件通過某些自由度移動(dòng)。鉸接附件的每個(gè)構(gòu)件可以具有描述構(gòu)件的方面的屬性，如其重量，重量分布，長度和/或形狀等。類似地，連接鉸接附件的構(gòu)件的每個(gè)關(guān)節(jié)可以具有已知屬性，如關(guān)節(jié)允許的運(yùn)動(dòng)范圍的角度，關(guān)節(jié)的尺寸以及由關(guān)節(jié)連接的構(gòu)件之間的距離等。給定的關(guān)節(jié)可以是允許一個(gè)自由度的關(guān)節(jié)(例如轉(zhuǎn)向關(guān)節(jié)或鉸鏈關(guān)節(jié))，允許兩個(gè)自由度的關(guān)節(jié)(例如圓柱形關(guān)節(jié))，允許三個(gè)自由度的關(guān)節(jié)(例如球窩關(guān)節(jié))，或允許四個(gè)或更多個(gè)自由度的關(guān)節(jié)。自由度可以指連接到關(guān)節(jié)的構(gòu)件圍繞特定平移或旋轉(zhuǎn)軸線移動(dòng)的能力。

機(jī)器人裝置400還可以包括傳感器以測量其鉸接附件的關(guān)節(jié)的角度。此外，鉸接附件可以包括多個(gè)致動(dòng)器，其可以被控制以伸出和縮回鉸接附件的構(gòu)件。在一些情況下，關(guān)節(jié)的角度可以基于給定致動(dòng)器的伸出或縮回的程度來確定。在一些情況下，關(guān)節(jié)角度可從安裝在鉸接附件的構(gòu)件上的慣性測量單元(IMU)的位置數(shù)據(jù)推斷。在一些實(shí)施方式中，關(guān)節(jié)角度可以使用旋轉(zhuǎn)位置傳感器(如旋轉(zhuǎn)編碼器)來測量。在其它實(shí)施方式中，關(guān)節(jié)角度可以使用光學(xué)反射技術(shù)來測量。也可以使用其它關(guān)節(jié)角度測量技術(shù)。

機(jī)器人裝置400可以配置為發(fā)送來自鉸接附件的傳感器數(shù)據(jù)到聯(lián)接到機(jī)器人裝置400的裝置，如處理系統(tǒng)，計(jì)算系統(tǒng)或控制系統(tǒng)。機(jī)器人裝置400可以包括存儲(chǔ)器，其包括在機(jī)器人裝置400上的裝置中或作為存儲(chǔ)傳感器數(shù)據(jù)的獨(dú)立部件。在一些實(shí)施方式中，傳感器數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中保持一定量的時(shí)間。在一些情況下，存儲(chǔ)的傳感器數(shù)據(jù)可以被處理或以其它方式變換以供機(jī)器人裝置400上的控制系統(tǒng)使用。在一些情況下，機(jī)器人裝置400還可以通過有線或無線連接將傳感器數(shù)據(jù)傳送到外部裝置。

III.示例性情景

圖5A和5C示出了示例性雙足機(jī)器人的狀態(tài)。圖5A和5C所示的雙足機(jī)器人可以與圖4所示的機(jī)器人裝置400，圖3所示的機(jī)器人裝置300或圖2所示的機(jī)器人裝置200相同或相似。圖5B和5D分別描繪了圖5A和5C中的雙足機(jī)器人的簡化的表示。圖5B和5D中所示的簡化表示分別是來自圖5A和5C的雙足機(jī)器人的總體取向的剛體估計(jì)。圖5A和5C中描繪的雙足機(jī)器人和圖5B和5D中描繪的雙足機(jī)器人的簡化表示是為了說明的目的而示出的，并且不一定按比例繪制。類似地，圖5B和5D中描繪的特定角度和位置未按比例繪制，并且不一定表示雙足機(jī)器人的總體取向的精確表示。

圖5A和5C示出了表示x軸，y軸和z軸的方向的軸線。為了說明的目的而指定的軸線可以在各種實(shí)施方式中不同地表示。其中心帶有圓點(diǎn)的圓圈表示指向圖前面的x軸。圖5B和5D示出了也具有用于x，y和z軸的特定指定的軸線的三維表示。在各種實(shí)施方式中，可以以其它方式指定圖5B和5D中的軸線。

圖5A，5B，5C和5D包括描繪橫擺旋轉(zhuǎn)，俯仰旋轉(zhuǎn)和滾動(dòng)旋轉(zhuǎn)的量的箭頭。旋轉(zhuǎn)量可以表示為度或弧度。在圖5A和5C中，這些箭頭表示從聯(lián)接到雙足機(jī)器人的基部(即主體)的傳感器測量的橫擺旋轉(zhuǎn)，俯仰旋轉(zhuǎn)和滾動(dòng)旋轉(zhuǎn)量(即雙足機(jī)器人的基部的取向)。在圖5B和5D中，橫擺，俯仰和滾動(dòng)箭頭表示由雙足機(jī)器人的處理系統(tǒng)基于雙足機(jī)器人的基部的取向和雙足機(jī)器人的關(guān)節(jié)的角度估計(jì)的橫擺旋轉(zhuǎn)，俯仰旋轉(zhuǎn)和滾動(dòng)旋轉(zhuǎn)的總體量。

圖5A和5C中描繪的箭頭不一定意味著存在橫擺旋轉(zhuǎn)，俯仰旋轉(zhuǎn)或滾動(dòng)旋轉(zhuǎn)的量。例如，圖5A中的雙足機(jī)器人的滾動(dòng)旋轉(zhuǎn)量可以是零度。為了說明的目的描繪了箭頭，并且可以在本申請的特定部分內(nèi)指定橫擺，俯仰和滾動(dòng)旋轉(zhuǎn)量。

盡管圖5A和5C中的雙足機(jī)器人被描繪為具有四個(gè)機(jī)器人肢體(兩個(gè)鉸接腿和兩個(gè)鉸接臂)，但是可以根據(jù)本申請的操作來估計(jì)具有任何數(shù)目的肢體的任何其它機(jī)器人裝置的總體取向和/或角速度。例如，可以針對圖2所示的機(jī)器人裝置200和圖3所示的機(jī)器人裝置300以及其它機(jī)器人裝置確定總體取向和/或角速度。

圖5A示出了根據(jù)示例性實(shí)施方式的雙足機(jī)器人502的姿態(tài)500。雙足機(jī)器人502利用一個(gè)腿站立在表面504上。雙足機(jī)器人502可以類似于圖4所示的機(jī)器人裝置400，并且還可以包括圖1中的機(jī)器人裝置100的一個(gè)或多個(gè)部件。雙足機(jī)器人502的身體被描繪為與表面504平行，使得聯(lián)接到雙足機(jī)器人502的身體的傳感器可以將身體的滾動(dòng)角指示為零。

雙足機(jī)器人502的肢體延伸使得扭矩施加到雙足機(jī)器人502。盡管雙足機(jī)器人502被描繪為直立的，但是如果沒有應(yīng)用平衡控制來移動(dòng)肢體，則圖5A中描繪的雙足機(jī)器人502將向右跌倒。盡管雙足機(jī)器人502處于不穩(wěn)定的姿勢，但是從聯(lián)接到雙足機(jī)器人502的身體的傳感器接收信息的控制系統(tǒng)可以確定不需要控制來保持雙足機(jī)器人的平衡。在一些情況下，控制系統(tǒng)可以對在雙足機(jī)器人開始跌倒之后感測的角速度做出反應(yīng)；然而，對角速度的變化做出反應(yīng)可以導(dǎo)致控制系統(tǒng)提供激烈的控制措施以保持雙足機(jī)器人的平衡。因此，基于角速度的變化控制雙足機(jī)器人是反應(yīng)性的，并且可以使控制系統(tǒng)提供原本的不必要的量的控制努力。

雙足機(jī)器人502可以包括在其上的處理系統(tǒng)，配置為估計(jì)雙足機(jī)器人502的總體取向。處理系統(tǒng)還可以計(jì)算雙足機(jī)器人502的總體取向的變化率，以確定雙足機(jī)器人502的角速度和/或角動(dòng)量。在一些實(shí)施方式中，處理系統(tǒng)基于雙足機(jī)器人的肢體的關(guān)節(jié)的角度和測量的雙足機(jī)器人502的身體的取向來估計(jì)雙足機(jī)器人502的總體取向。雙足機(jī)器人502的總體取向，角速度和/或角動(dòng)量可以提供作為聯(lián)接到雙足機(jī)器人的控制系統(tǒng)的輸入?？刂葡到y(tǒng)可以配置為以特定行為(即靜止平衡，行走，跑步等)來操作雙足機(jī)器人。

處理系統(tǒng)可以包括存儲(chǔ)器，其存儲(chǔ)機(jī)器人裝置的關(guān)節(jié)角度和機(jī)器人裝置的關(guān)節(jié)角度影響機(jī)器人裝置的基部的取向和/或角速度的程度之間的關(guān)系。雙足機(jī)器人502的每個(gè)肢體包括構(gòu)件和關(guān)節(jié)，允許肢體以各種方式定位。如前所述，肢體的定位可以通過致動(dòng)聯(lián)接到雙足機(jī)器人502的肢體的構(gòu)件的致動(dòng)器來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)給定肢體移動(dòng)通過其運(yùn)動(dòng)范圍時(shí)，肢體的質(zhì)心可以定位在具有變化的與雙足機(jī)器人502的身體的質(zhì)心的距離的多種位置。遠(yuǎn)離雙足機(jī)器人的身體延伸的雙足機(jī)器人502的肢體的質(zhì)量可以在雙足機(jī)器人502的身體上引入扭矩，作為延伸肢體上的重力的結(jié)果。因此，基于雙足機(jī)器人502的各個(gè)部分的運(yùn)動(dòng)學(xué)和質(zhì)量屬性，可以確定雙足機(jī)器人502的身體的運(yùn)動(dòng)和關(guān)節(jié)角度之間的關(guān)系。然后，處理系統(tǒng)可以將關(guān)節(jié)角度的效果應(yīng)用于雙足機(jī)器人502的身體的測量的取向，以確定雙足機(jī)器人的總體取向。

在一些實(shí)施方式中，處理系統(tǒng)對總體取向執(zhí)行時(shí)間微分，以便估計(jì)雙足機(jī)器人的角速度。處理系統(tǒng)還可以基于估計(jì)的角速度確定雙足機(jī)器人502的估計(jì)角動(dòng)量。

在一些實(shí)施方式中，角速度和/或角動(dòng)量可以用于預(yù)測未來時(shí)間的雙足機(jī)器人502的總體取向。因此，控制系統(tǒng)可以在雙足機(jī)器人502的身體以顯著的角速度移動(dòng)之前主動(dòng)地提供平衡控制。通過在雙足機(jī)器人502旋轉(zhuǎn)到該取向之前預(yù)測雙足機(jī)器人502的總體取向，可以搶先識(shí)別不穩(wěn)定的取向，與反應(yīng)式控制系統(tǒng)相比大大減少了平衡雙足機(jī)器人502所需的控制努力的程度。

作為示例，如圖2中的機(jī)器人裝置200或圖3中的機(jī)器人裝置300的四足機(jī)器人可以以足夠高的速度行進(jìn)，使得在某些時(shí)間沒有腿與地面接觸。在這些情況下，在四足機(jī)器人處于半空中時(shí)預(yù)測四足機(jī)器人的總體取向可以用于在與地面接觸之前確定如何使四足機(jī)器人的前腿取向。

在一些情況下，機(jī)器人裝置可以包括聯(lián)接到機(jī)器人裝置的身體的柔性構(gòu)件，其允許身體彎曲和/或旋轉(zhuǎn)。傳感器可以測量柔性構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)部分的角度，并且提供角度測量值作為到處理系統(tǒng)的輸入。處理系統(tǒng)可以在確定機(jī)器人裝置的總體取向時(shí)考慮那些角度測量值以及其它角度測量值和身體的一部分的取向測量值。

圖5A所示的雙足機(jī)器人502的身體具有零度的橫擺角，零度的俯仰角和零度的滾動(dòng)角。然而，雙足機(jī)器人502的肢體取向?yàn)槭沟秒p足機(jī)器人不穩(wěn)定。因此，隨著時(shí)間的推移，如果沒有對肢體提供平衡控制，則雙足機(jī)器人502將翻倒。

圖5B示出了圖5A所示的雙足機(jī)器人502的簡化表示510。雙足機(jī)器人502的處理系統(tǒng)可以接收橫擺，俯仰和滾動(dòng)角的零度測量值以及雙足機(jī)器人的關(guān)節(jié)的角度。處理系統(tǒng)然后可以確定雙足機(jī)器人502的總體取向。盡管雙足機(jī)器人502的身體的橫擺，俯仰和滾轉(zhuǎn)角為零度，但是雙足機(jī)器人502的總體取向可以具有非零值。

在圖5B中，雙足機(jī)器人502的簡化表示512具有非零橫擺，俯仰和滾動(dòng)角。雙足機(jī)器人502的簡化表示512相對于參考系510取向，參考系510可以是表面或地面。在一些實(shí)施方式中，非零橫擺，俯仰和滾動(dòng)角中的至少一個(gè)可以指示雙足機(jī)器人502的平衡中的不穩(wěn)定性。例如，在一些情況下，非零滾動(dòng)角可以指示施加到雙足機(jī)器人502的身體的扭矩，這是由一個(gè)或多個(gè)肢體延伸到雙足機(jī)器人502的一側(cè)所致。因此，盡管雙足機(jī)器人502的身體與表面504平行，但是總體取向指示不穩(wěn)定性，即隨著時(shí)間推移雙足機(jī)器人502的角速度將增加。

估計(jì)的總體取向可以提供給雙足機(jī)器人502的控制系統(tǒng)，其隨后可以控制雙足機(jī)器人502的肢體中的至少一個(gè)，以平衡雙足機(jī)器人502。例如，圖5A中的雙足機(jī)器人502的提升的腿可以放置在地面上，從而改變提升的腿的一個(gè)或多個(gè)關(guān)節(jié)的角度。當(dāng)腿中的關(guān)節(jié)角度改變以指示腿延伸以與表面504接觸時(shí)，由處理系統(tǒng)估計(jì)的總體取向可以指示雙足機(jī)器人502變得更穩(wěn)定。例如，通過使腿延伸以接觸表面504而引起的變化的關(guān)節(jié)角度可以減小總體滾動(dòng)角。

在一些情況下，雙足機(jī)器人502的控制系統(tǒng)配置為將雙足機(jī)器人502的平移速度保持在特定的步幅(例如步行步幅或跑步步幅)。

在示例性實(shí)施方式中，機(jī)器人裝置可以具有將其關(guān)節(jié)角度的位置與機(jī)器人裝置的總體方向相關(guān)聯(lián)的關(guān)系。機(jī)器人裝置可以具有兩個(gè)腿和一個(gè)臂，其中一個(gè)臂具有將附接到機(jī)器人裝置的身體的構(gòu)件連接到另一個(gè)構(gòu)件的一個(gè)關(guān)節(jié)。該關(guān)系可以規(guī)定，當(dāng)關(guān)節(jié)具有在0到90度之間的角度時(shí)，臂不會(huì)引入足夠的扭矩以使機(jī)器人翻倒。該關(guān)系還可以規(guī)定，當(dāng)關(guān)節(jié)具有在90到180度之間的角度時(shí)，臂在機(jī)器人裝置的身體上產(chǎn)生足夠的扭矩，導(dǎo)致機(jī)器人裝置角度地加速并且最終翻倒。關(guān)節(jié)角度范圍的任何組合可以與在各種實(shí)施方式中在機(jī)器人裝置的身體上產(chǎn)生的扭矩相關(guān)。

在一些情況下，機(jī)器人裝置可以跑步，并且因此在某些時(shí)間點(diǎn)沒有與地面的任何接觸。機(jī)器人裝置的身體可以在跑步時(shí)振蕩，使得僅考慮機(jī)器人裝置的身體的取向測量值的控制裝置可以在某些時(shí)間點(diǎn)確定機(jī)器人裝置不穩(wěn)定，并且因此需要控制努力以保持平衡。然而，機(jī)器人裝置的腿的關(guān)節(jié)角度和機(jī)器人裝置的身體的取向之間的關(guān)系可以指示與機(jī)器人裝置的身體取向相比，機(jī)器人裝置的總體取向具有不那么嚴(yán)重的振蕩。在這些情況下，本公開的控制系統(tǒng)減少了原本可能被施加的不必要的控制努力。

圖5C示出了根據(jù)示例性實(shí)施方式的雙足機(jī)器人522的姿態(tài)520。類似于雙足機(jī)器人502，雙足機(jī)器人522用一個(gè)腿站立在表面524上。然而，雙足機(jī)器人522的身體被描繪為傾斜的，使得聯(lián)接到雙足機(jī)器人522的身體的傳感器可以將身體的滾動(dòng)角指示為非零。雙足機(jī)器人522可以相同于或類似于圖4所示的機(jī)器人裝置400，并且還可以包括圖1中的機(jī)器人裝置100的一個(gè)或多個(gè)部件。

雙足機(jī)器人522的肢體延伸使得雙足機(jī)器人平衡。不同于圖5A中的雙足機(jī)器人502，雙足機(jī)器人522是穩(wěn)定的，并且不需要肢體的控制以保持平衡。雙足機(jī)器人522的肢體延伸使得沒有扭矩施加在雙足機(jī)器人522的身體上。

類似于雙足機(jī)器人502，雙足機(jī)器人522可以包括在其上的處理系統(tǒng)，配置為估計(jì)雙足機(jī)器人522的總體取向。處理系統(tǒng)可以接收兩足機(jī)器人522的關(guān)節(jié)的角度和身體的測量的取向，以確定雙足機(jī)器人的總體取向。在圖5C所示的示例性姿態(tài)520中，盡管身體取向指示需要控制以保持兩足機(jī)器人522的平衡的不穩(wěn)定姿態(tài)，但是處理系統(tǒng)從總體取向確定雙足機(jī)器人522是穩(wěn)定的。處理系統(tǒng)還可以執(zhí)行總體取向的時(shí)間微分，并且確定雙足機(jī)器人522的角速度不在變化。

圖5C所示的雙足機(jī)器人522的身體具有零度的橫擺角，零度的俯仰角和非零度的滾動(dòng)角。然而，雙足機(jī)器人的總體取向(圖5D中雙足機(jī)器人522的簡化表示中描繪的)可以確定為具有零度的滾動(dòng)角。

圖5D示出了根據(jù)示例性實(shí)施方式的雙足機(jī)器人522的簡化表示532。雙足機(jī)器人502的簡化表示532相對于參考系530取向，參考系530可以是表面或地面。雙足機(jī)器人522的處理系統(tǒng)可以接收指示零度橫擺和俯仰角以及非零滾動(dòng)角的雙足機(jī)器人522的身體的取向的測量。雙足機(jī)器人522的處理系統(tǒng)還可以接收對雙足機(jī)器人522的關(guān)節(jié)的角度的測量。然后，處理系統(tǒng)可以以與前述相同或相似的方式估計(jì)雙足機(jī)器人522的總體取向。盡管接收的雙足機(jī)器人的身體的滾動(dòng)角不為零，但是雙足機(jī)器人522的總體取向表示雙足機(jī)器人522具有零度滾動(dòng)角。

估計(jì)的總體取向可以提供給雙足機(jī)器人522的控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)可以確定雙足機(jī)器人522是穩(wěn)定的，并且不需要控制以保持雙足機(jī)器人522的平衡。

在一些情況下，狀態(tài)取向可以指示雙足機(jī)器人522的狀態(tài)滾動(dòng)角是非常小的非零量。因此，處理系統(tǒng)可以預(yù)測雙足機(jī)器人522的總體取向圍繞滾動(dòng)軸線加速。在這些情況下，控制系統(tǒng)可以控制雙足機(jī)器人522的肢體以保持雙足機(jī)器人522的平衡。在一些實(shí)施方式中，控制系統(tǒng)可以改變由雙足機(jī)器人522的腿施加到地面的力以保持平衡。

在一些情況下，處理系統(tǒng)基于估計(jì)的總體取向以及其它測量(例如機(jī)器人裝置的速度和速度的方向)來確定指示機(jī)器人的預(yù)期軌跡的路徑。這可以包括基于其估計(jì)的總體取向來計(jì)算對于閾值時(shí)間量的機(jī)器人裝置的預(yù)期位置。例如，確定的路徑可以指示未來一分鐘時(shí)間段的預(yù)期軌跡。

處理系統(tǒng)還可以確定物體是否存在于確定的路徑內(nèi)。這可以包括處理系統(tǒng)從聯(lián)接到機(jī)器人裝置的圖像捕獲系統(tǒng)接收圖像并且執(zhí)行物體檢測技術(shù)以識(shí)別任何可能的物體。在一些情況下，如果物體高于特定閾值尺寸，則可以檢測到該物體。

當(dāng)沿著預(yù)期路徑檢測到物體時(shí)，處理系統(tǒng)可以修改或以其它方式改變機(jī)器人的路徑，使得其軌跡避免與物體的碰撞。處理系統(tǒng)可以通過提供改變機(jī)器人裝置的取向和/或(在x方向，y方向和/或z方向上的)速度的指令來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。在一些情況下，處理系統(tǒng)可以計(jì)算機(jī)器人裝置的預(yù)期軌跡，以確保機(jī)器人裝置避免與檢測到的物體碰撞。

在一些情況下，當(dāng)沿著預(yù)期路徑檢測到物體時(shí)，處理系統(tǒng)可以向機(jī)器人裝置提供指令以停止機(jī)器人裝置撞擊物體。

在一些實(shí)施方式中，處理系統(tǒng)可以接收用于機(jī)器人裝置行進(jìn)所沿的期望軌跡。然后，處理系統(tǒng)可以基于期望的軌跡和機(jī)器人裝置的估計(jì)的總體取向來確定操作機(jī)器人裝置的方式，該方式使得機(jī)器人裝置沿著該期望的軌跡行進(jìn)。這可以包括提供指令以修改機(jī)器人裝置的取向和/或(在x方向，y方向和/或z方向上的)速度。

IV.示例性方法

圖6是根據(jù)示例性實(shí)施方式的流程圖600。流程圖中的操作例如可以由圖1中的機(jī)器人裝置100，圖2中的機(jī)器人裝置200，圖3中的機(jī)器人裝置300，圖4中的機(jī)器人裝置400或者來自機(jī)器人裝置100，機(jī)器人裝置200，機(jī)器人裝置300和/或機(jī)器人裝置400的部件的任何組合來執(zhí)行。圖6可以包括如框602,604,606,608和610中的一個(gè)或多個(gè)所示的一個(gè)或多個(gè)操作或過程。盡管以順序的次序示出了這些框，但是在一些情況下，這些框可以并行地和/或以與本文所描述的順序不同的順序來執(zhí)行。此外，各種框可以基于期望的實(shí)施方式組合成更少的框，分為附加的框，和/或被移除。

此外，對于圖6和本文描述的其它過程和操作，流程圖示出了本實(shí)施方式的一個(gè)可能實(shí)現(xiàn)的功能和操作。在這點(diǎn)上，每個(gè)框可以表示程序代碼的模塊，段或部分，其包括可由處理器執(zhí)行以用于在該過程中實(shí)現(xiàn)特定邏輯操作或步驟的一個(gè)或多個(gè)指令。另外，每個(gè)框可以表示執(zhí)行和/或修改機(jī)器人裝置的操作的程序代碼的一部分。程序代碼可以存儲(chǔ)在任何類型的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上，例如包括盤或硬盤驅(qū)動(dòng)器的存儲(chǔ)裝置。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，例如存儲(chǔ)如寄存器存儲(chǔ)器，處理器高速緩存和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)的短時(shí)間段的數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)還可以包括其它非暫時(shí)性介質(zhì)，如次級(jí)或永久長期存儲(chǔ)器，例如只讀存儲(chǔ)器(ROM)，光盤或磁盤，光盤只讀存儲(chǔ)器(CD-ROM)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)還可以是任何其它易失性或非易失性存儲(chǔ)系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以被認(rèn)為是例如計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，有形存儲(chǔ)設(shè)備或其它制造品。程序代碼(或代碼的數(shù)據(jù))還可以存儲(chǔ)或提供在包括通信介質(zhì)的其它介質(zhì)上。例如，可以在無線通信介質(zhì)上接收命令。

此外，對于圖6和本文中所描述的其它過程和操作，每個(gè)框可以表示布置為執(zhí)行特定邏輯操作的電路。

圖6的操作可以由控制裝置或由處理器完全執(zhí)行，或者可以分布在多個(gè)控制裝置上。在一些示例中，控制裝置可以從機(jī)器人裝置的傳感器接收信息，或者控制裝置可以從收集信息的處理器接收信息。控制系統(tǒng)還可以與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)(例如另一機(jī)器人裝置上的控制裝置)通信以從例如其它裝置的傳感器接收信息。為了說明的目的，框602,604,606,608和610的操作被描述為由控制裝置執(zhí)行；然而，如上所述的其它裝置可以執(zhí)行操作。

在框602，處理系統(tǒng)接收指示與連接到機(jī)器人的多個(gè)傳感器相對應(yīng)的各個(gè)關(guān)節(jié)角度的多個(gè)第一測量值。在一些情況下，接收的關(guān)節(jié)角度測量值可以是表示關(guān)節(jié)角度的模擬電信號(hào)。在一些實(shí)施方式中，傳感器包括將模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換成表示關(guān)節(jié)角度的數(shù)字電信號(hào)的電路。在一些情況下，給定的傳感器可以檢測關(guān)節(jié)角度的相對變化，并且處理系統(tǒng)可以通過測量關(guān)節(jié)角度隨時(shí)間的變化來跟蹤關(guān)節(jié)的位置。根據(jù)具體實(shí)施方式，關(guān)節(jié)角度可以用度或弧度表示。傳感器可以經(jīng)由有線連接或無線連接將關(guān)節(jié)角度傳送到處理系統(tǒng)。

在框604，處理系統(tǒng)接收指示機(jī)器人的身體的取向的取向測量值。機(jī)器人裝置的身體的取向可以通過一個(gè)或多個(gè)傳感器(例如加速度計(jì)，陀螺儀，磁力計(jì)和/或慣性測量單元(IMU)以及其它傳感器)來測量。傳感器可以測量機(jī)器人裝置的身體的加速度和/或旋轉(zhuǎn)角度，如機(jī)器人身體的俯仰，滾動(dòng)和橫擺。傳感器可以向處理系統(tǒng)提供加速度和/或旋轉(zhuǎn)角度，并且處理系統(tǒng)可以確定機(jī)器人的身體的速度，位置，取向和角速度中的至少一個(gè)。在一些實(shí)施方式中，傳感器可以包括在其上的電路以確定機(jī)器人身體的速度，位置，取向和/或角速度中的至少一個(gè)，并且然后可以將那些測量提供給處理系統(tǒng)。

機(jī)器人裝置的身體可以是機(jī)器人肢體連接到的機(jī)器人裝置的任何部分。在一些實(shí)施方式中，機(jī)器人肢體通過可旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)連接到機(jī)器人裝置的身體。

在框606，處理系統(tǒng)基于與機(jī)器人的關(guān)節(jié)肢體相關(guān)聯(lián)的屬性確定多個(gè)第一測量值和取向測量值之間的關(guān)系。該關(guān)系可以與先前描述的關(guān)系相同或相似。該關(guān)系可以存儲(chǔ)在聯(lián)接到機(jī)器人的存儲(chǔ)器上。機(jī)器人裝置可以包括配置為執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上的程序指令的計(jì)算裝置。在一些實(shí)施方式中，該關(guān)系可以集成到程序指令中。

該關(guān)系可以是可以用于從取向測量值和關(guān)節(jié)角度測量值確定機(jī)器人的總體取向的數(shù)學(xué)公式或算法。機(jī)器人裝置的處理系統(tǒng)和/或計(jì)算裝置可以執(zhí)行數(shù)學(xué)公式的計(jì)算或執(zhí)行算法，以確定機(jī)器人的總體取向。在一些情況下，該關(guān)系可以集成為在如現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)的控制裝置上實(shí)現(xiàn)的控制系統(tǒng)的一部分。

在一些實(shí)施方式中，可以更新或以其它方式修改該關(guān)系。在一些情況下，可以在機(jī)器人的通信鏈路處接收更新或修改關(guān)系的指令。如前所述，多個(gè)關(guān)系可以用于確定機(jī)器人的總體取向，并且機(jī)器人裝置可以接收指令以添加，移除，更新或修改一個(gè)或多個(gè)這些關(guān)系。

在框608，處理系統(tǒng)基于多個(gè)第一測量值，取向測量值和確定的關(guān)系來估計(jì)機(jī)器人裝置的取向。機(jī)器人裝置的估計(jì)取向可以與如前所述的機(jī)器人裝置的總體取向相同或相似。估計(jì)取向可以通過根據(jù)接收的關(guān)系對多個(gè)第一測量值和定向測量值執(zhí)行數(shù)學(xué)或算法運(yùn)算來確定。

估計(jì)取向可以存儲(chǔ)在機(jī)器人的存儲(chǔ)器上。在一些實(shí)施方式中，估計(jì)取向通過有線連接或無線連接傳送到外部計(jì)算裝置。此外，在一些情況下，估計(jì)取向可以提供給機(jī)器人的其它裝置或系統(tǒng)，如控制系統(tǒng)。

在框610，處理系統(tǒng)基于機(jī)器人的估計(jì)取向來提供控制機(jī)器人裝置的至少一個(gè)關(guān)節(jié)肢體的指令。指令可以對應(yīng)于操縱機(jī)器人的肢體中的一個(gè)或多個(gè)。例如，指令可以使機(jī)器人裝置的肢體移動(dòng)到特定位置并且具有特定取向。指令還可以指定移動(dòng)肢體的方式(例如將肢體移動(dòng)到特定位置的速度有多快)。指令還可以指定特定肢體施加到地面或其它表面的力的量。

在一些實(shí)施方式中，指令是控制機(jī)器人的肢體上的致動(dòng)器的模擬信號(hào)。在一些情況下，致動(dòng)器可以配置為接收數(shù)字信號(hào)，并且指令可以是提供給一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器以控制機(jī)器人的肢體的數(shù)字信號(hào)。

V.示例性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)

圖7示出了根據(jù)本文描述的至少一些實(shí)施方式配置的示例性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。在示例性實(shí)施方式中，示例性系統(tǒng)可以包括一個(gè)或多個(gè)處理器，一個(gè)或多個(gè)形式的存儲(chǔ)器，一個(gè)或多個(gè)輸入裝置/接口，一個(gè)或多個(gè)輸出裝置/接口和機(jī)器可讀指令，當(dāng)由一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行指令時(shí)使得機(jī)器人裝置實(shí)現(xiàn)上述的各種功能任務(wù)，能力等。

如上所述，公開的過程可以通過以機(jī)器可讀格式編碼在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上或在其它介質(zhì)或制品上的計(jì)算機(jī)程序指令來實(shí)現(xiàn)。圖7是示出了根據(jù)本文公開的至少一些實(shí)施方式布置的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的概念性局部視圖的示意圖，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括用于在計(jì)算裝置上執(zhí)行計(jì)算機(jī)過程的計(jì)算機(jī)程序。

在實(shí)施方式中，示例性計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品700使用信號(hào)承載介質(zhì)702來提供。信號(hào)承載介質(zhì)702可以包括一個(gè)或多個(gè)程序指令704，當(dāng)由一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行該指令時(shí)，可以提供上述關(guān)于圖1-6描述的功能或功能的部分。在一些示例中，信號(hào)承載介質(zhì)702可以是計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)706，例如但不限于硬盤驅(qū)動(dòng)器，壓縮盤(CD)，數(shù)字視頻盤(DVD)，數(shù)字磁帶，存儲(chǔ)器等。在一些實(shí)施方式中，信號(hào)承載介質(zhì)702可以是計(jì)算機(jī)可記錄介質(zhì)708，例如但不限于存儲(chǔ)器，讀/寫(R/W)CD，R/W DVD等。在一些實(shí)施方式中，信號(hào)承載介質(zhì)702可以是通信介質(zhì)710(例如光纖電纜，波導(dǎo)，有線通信鏈路等)。因此，例如，信號(hào)承載介質(zhì)702可以通過通信介質(zhì)710的無線形式來傳送。

一個(gè)或多個(gè)程序指令704可以例如是計(jì)算機(jī)可執(zhí)行和/或邏輯實(shí)現(xiàn)的指令。在一些示例中，計(jì)算裝置配置為響應(yīng)于由計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)706，計(jì)算機(jī)可記錄介質(zhì)708和/或通信介質(zhì)710傳送到計(jì)算裝置的程序指令704來提供各種操作，功能或動(dòng)作。在其它示例中，計(jì)算裝置可以是與聯(lián)接到機(jī)器人裝置的裝置通信的外部裝置。

計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)706還可以分布在可以彼此遠(yuǎn)程定位的多個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件中。執(zhí)行一些或全部存儲(chǔ)的指令的計(jì)算裝置可以是外部計(jì)算機(jī)或移動(dòng)計(jì)算平臺(tái)，如智能手機(jī)，平板設(shè)備，個(gè)人計(jì)算機(jī)或可穿戴設(shè)備等?？商娲?，執(zhí)行一些或所有存儲(chǔ)的指令的計(jì)算裝置可以是遠(yuǎn)程定位的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，如服務(wù)器。例如，計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品700可以實(shí)現(xiàn)參考圖6討論的操作。

VI.結(jié)論

應(yīng)當(dāng)理解，本文描述的布置僅用于示例的目的。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可以替代地使用其它布置和其它元件(例如機(jī)器，接口，功能，順序和功能分組等)，并且一些元件可以根據(jù)期望的結(jié)果一起省略。此外，描述的許多元件是可以實(shí)現(xiàn)為離散或分布式組件或與任何合適的組合和位置的其它組件結(jié)合的功能實(shí)體，或者被描述為可以組合獨(dú)立結(jié)構(gòu)的其它結(jié)構(gòu)元件。

盡管本文公開了各種方面和實(shí)施方式，但是其它方面和實(shí)施方式對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的。本文公開的各種方面和實(shí)施方式是為了說明的目的，而不意在限制，真實(shí)范圍由所附權(quán)利要求以及這些權(quán)利要求所賦予的等同物的全部范圍來指示。還應(yīng)當(dāng)理解，本文中使用的術(shù)語僅用于描述特定實(shí)施方式的目的，而不意在限制。