CN113671959A - 一种辅助运动支架的控制方法、装置及Soc系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种辅助运动支架的控制方法、装置及Soc系统,该方法包括:装置接收并识别用户的语音信息,生成与语音信息相关的回答信号,将回答信号通过外设接口模块反馈至用户;导航模块根据回答信号查找目的地点,将相关地图信息传递至路径规划模块,路径规划模块生成相应的规划结果;运动控制模块接收路径规划结果控制运动支架执行对应的位移控制以及姿态控制。另外,本发明还包括实现上述控制方法的装置及Soc系统,本发明通过各模块内的加速算法来提高装置的实时性以及高精度,以此提高对运动支架的控制效率,最终使得使用运动支架的用户的运动体验得到提升。
Description
技术领域
本发明涉及运动控制的硬件加速领域,更具体地说,它涉及一种辅助运动支架的控制方法、装置及Soc系统。
背景技术
随着神经网络算法的发展推动硬件技术的革新,当前的图像处理,语音处理等任务在硬件的执行朝高性能,低功耗等趋势发展。这为多任务的协同提供了很好的技术基础与硬件支持,也为运动控制方面提供了智能化控制的机遇。
当前针对肢体运动辅助支架的任务,需整合用户语音信息,动态环境信息,导航信息以及紧急场景信息,以完成对肢体运动辅助支架的实时性,高精度控制。而各信息的处理与控制需要极大的硬件计算能力,当前已有的装置或系统难以完全满足支架运动控制的全部算法,并且其能耗需求导致自身难以部署在该支架控制终端系统,导致辅助运动支架的实时性与高精度性普遍偏低。
因此,如何研究设计一种辅助运动支架的控制方法、装置及Soc系统是我们急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种辅助运动支架的控制方法、装置及Soc系统,用以满足系统的实时性与高精度,提高用户的运动体验以及提升运动支架的使用效率。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:
一种辅助运动支架的装置,所述装置包括主处理器、语音处理模块、图像处理模块、路径规划加速模块、导航模块、数模信号转换模块、SLAM加速模块、运动控制模块、总线模块、快速暂存模块以及外设接口模块;
主处理器,用于控制各模块配合完成辅助运动支架的运动、人机交互以及任务规划;语音处理模块,用于接收用户发出的语音指令;图像处理模块,用于实时捕捉周围环境信息;路径规划加速模块,用于实现远程路径规划与近距离路径规划;导航模块,用于接收并更新地图数据与交通数据;模数信号转换模块,用于完成针对语音信息的接收与转换、反馈信息转换成语音以及文本信息的模数转换;SLAM加速模块,用于针对环境建模与自身里程记录任务;运动控制模块,用于控制针对运动支架的运动与制动功能;总线模块,用于连接各计算模块并控制各模块间的数据传递;快速暂存模块,用于各模块快速访存中间数据结果;外设接口模块,用于连接外部设备的控制端或信号端。
采用上述技术方案,总线模块用于连接除快速暂存模块之外的所有模块,其依据主处理器对任务的控制管理各模块之间的数据传递,以实现各独立任务的相互协作;接口通过接受用户的语音信息通过总线传递至语音处理模块进行处理,其结果通过总线反馈给主处理器,随后决策做出新任务的规划以及通过外设接口做出语音反馈;同时图像处理器,SLAM加速模块实时对环境进行识别与建模,为路径规划,运动控制模块提供任务执行输入信息;其运动控制模块通过采集路径规划结果执行对应的位移控制以及姿态控制,同时,当图像处理模块执行到目标检测,光流检测等算法确定当前存在障碍或交通标识时,将结果返回至内存供运动控制模块与主处理器采集,当运动控制模块采集到的当前信息时,运动支架执行对应的制动,避险等动作,以保证用户安全。
进一步的,所述运动控制模块包括姿态控制模块以及制动模块;所述姿态控制模块以及制动模块,分别用于控制运动支架的运动与制动。
进一步的,所述外设接口模块包括连接内部存储模块以及外部存储模块的接口,用于实现中间数据的暂存、装置执行记录以及环境信息记录。
一种辅助运动支架的控制方法,具体包括以下步骤:
装置接收并识别用户的语音信息,生成与语音信息相关的回答信号,将回答信号通过外设接口模块反馈至用户;
导航模块根据回答信号查找目的地点,将相关地图信息传递至路径规划模块,路径规划模块生成相应的规划结果;
运动控制模块接收路径规划结果控制运动支架执行对应的位移控制以及姿态控制。
进一步的,语音处理模块与用户交互的语音信息执行步骤包括:
语音处理模块接收用户的语音信息,将语音信息通过外设接口模块传递至总线模块,总线模块仲裁语音信号后传递至模数转换模块,并获取一个预处理信息;
将预处理信息传递至语音处理模块,语音处理模块对预处理信息进行处理,获得语音识别结果以及对话结果;
将语音识别结果以及对话结果分别传递至总线模块,通过总线模块传递至主处理器进行内容分析;
当语义中存在路径规划,问答咨询任务的语义时,则主处理器激活对应任务的执行,并将相关任务的回答信号通过外设计口反馈至用户。
进一步的,导航模块与路径规划模块执行步骤包括:
装置分析并接收到路径规划任务后,通过控制接收导航模块的定位信息,同时通过在地图中查找目的地点,与其将相关地图信息传递至路径规划模块,执行远程路径规划;
在移位过程中,实时接收导航定位信息,以及当前地图信息,由路径规划模块更新路线,其结果经模数转换后通过外设接口模块传递至用户;
在短程移动过程中,外设接口模块连接的图像传感器,接收装置周围的图像信息并传递并暂存于内存中,SLAM加速模块采集连续的图像信息,生成三维建模结果与里程计算结果实时传回至内存供其它模块采集;
路径规划模块通过采集当前场景的三维环境信息,结合当前远程路径规划的行驶方向做短程的路径规划,将其规划结果返回至内存,供主处理器或运动控制模块采集。
进一步的,运动控制模块接收路径规划结果控制运动支架执行对应的位移控制以及姿态控制。
进一步的,图像处理模块发现当前位置存在障碍或交通标识时,图像处理模块生成执行结果,将执行结果返回至内存供运动控制模块与主处理器采集,运动控制模块根据执行结果控制运动支架执行相应的紧急避险以及制动。
一种Soc系统,包括一种辅助运动支架的装置。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:本发明提供了一种辅助运动支架的控制方法、装置及Soc系统,其包括对图像处理、语音处理、里程计算、环境建模、导航、路径规划以及支架运动控制的加速算法,通过各模块内的加速算法来提高装置的实时性以及高精度,以此提高对运动支架的控制效率,最终使得使用运动支架的用户的运动体验得到提升。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:
图1是本发明一种辅助运动支架的装置及Soc系统的原理框图;
图2是本发明一种辅助运动支架的控制方法、装置及Soc系统流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。
需说明的是,当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件,它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件,它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。
需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
实施例1
本实施例提出一种辅助运动支架的装置,如图2所示,装置包括主处理器、语音处理模块、图像处理模块、路径规划加速模块、导航模块、数模信号转换模块、SLAM加速模块、运动控制模块、总线模块、快速暂存模块以及外设接口模块;
主处理器,用于控制各模块配合完成辅助运动支架的运动、人机交互以及任务规划;语音处理模块,用于接收用户发出的语音指令;图像处理模块,用于实时捕捉周围环境信息;路径规划加速模块,用于实现远程路径规划与近距离路径规划;导航模块,用于接收并更新地图数据与交通数据;模数信号转换模块,用于完成针对语音信息的接收与转换、反馈信息转换成语音以及文本信息的模数转换;SLAM加速模块,用于针对环境建模与自身里程记录任务;运动控制模块,用于控制针对运动支架的运动与制动功能;总线模块,用于连接各计算模块并控制各模块间的数据传递;快速暂存模块,用于各模块快速访存中间数据结果;外设接口模块,用于连接外部设备的控制端或信号端。
系统包括至少一个图像处理模块,至少一个路径规划模块,至少一个SLAM加速模块,至少一个导航模块,至少一个运动控制模块,至少一个外设接口模块,至少一个快速暂存模块,至少一个总线模块,至少一个主处理器。
其中,图像处理模块与总线模块以及快速暂存模块通信连接,分别用于采样输入数据、暂存中间数据以及输出计算结果;图像处理模块用于执行包含但不限于基于神经网络算法的图像处理任务,如目标检测、目标跟踪、光流检测以及图像分割。
语音处理模块与总线模块以及快速暂存模块通信连接,用于从外部采样语音信息、将中间结果进行暂存以及将语音计算结果输出;语音处理模块用于执行包含但不限于语音识别,对话生成等任务下的计算,如LSTM、transformer、attention等算法。
路径规划模块与总线模块以及片上模块通信连接,用于采样地图与世界信息、将中间结果进行暂存以及将路径规划计算结果输出;路径规划模块执行包含但不限于路径规划、多叉树空间路径规划算法,实现远程与短程的路径规划。
SLAM加速模块与总线模块以及快速暂存模块相连,用于采样连续的当前图像信息、将中间结果进行暂存以及将里程与空间建模运算结果输出;SLAM加速模块执行包含但不限于基于单目、双目、以及激光雷达输入信息的SLAM算法。
导航模块内部包含但不限于与定位装置以及通信模块,导航模块与总线模块以及快速暂存模块通信连接,用于采样与更新当前地图信息、将中间结果进行暂存以及将定位与地图信息结果输出。
运动控制模块与总线模块以及快速暂存模块通信连接,用于采样当前路径规划信息与紧急信号,将运动支架控制的运算结果输出。
快速暂存模块与图像处理器、语音处理器、路径规划模块、SLAM加速模块、导航模块、运动控制模块以及外设接口模块相连,可用于多个块执行运算的中间数据暂存操作。
总线模块内部包含但不限于仲裁模块,内部快速接口,以及内部暂存器,其与各其余模块连接,用于供各个模块传输输入数据以及进行计算结果的输出。
主处理器内部包含但不限于至少一个处理器,主处理器与总线模块连接,用于控制各模块的执行状态以及各任务的管理。
外部存储模块用于存储任务日志以及历史图像,语音。
外设计口模块包含但不限于麦克风接口,扬声器接口,运动支架控制接口,其与快速暂存模块以及总线模块模块连接,用于接收各模块的控制信号以及设备输出信息。
运动控制模块包括姿态控制模块以及制动模块;姿态控制模块以及制动模块,分别用于控制运动支架的运动与制动。
外设接口模块包括连接内部存储模块以及外部存储模块的接口,用于实现中间数据的暂存功能、系统执行记录以及环境记录。内部存储模块与总线模块连接,用于提供接受、暂存以及输出任务对应的输入的语音,地图,图像信息以及各模块的中间结果与最终结果,外部存储模块用于存储任务日志、历史图像以及语音。
工作原理:主处理器对任务的控制管理各模块之间的数据传递,以实现各独立任务的相互协作;总线模块用于连接除快速暂存模块之外的所有模块,外设接口模块通过接受用户的语音信息通过总线传递至语音处理模块进行处理,其结果通过总线模块反馈给主处理器,随后决策做出新任务的规划以及通过外设接口模块做出语音反馈;同时图像处理器,SLAM加速模块实时对环境进行识别与建模,为路径规划,运动控制模块提供任务执行输入信息;其运动控制模块通过采集路径规划结果执行对应的位移控制以及姿态控制,同时,当图像处理模块执行到目标检测,光流检测等算法确定当前存在障碍或交通标识时,将结果返回至内存供运动控制模块与主处理器采集,当运动控制模块采集到的当前信息时,运动支架执行对应的制动,避险等动作,以保证用户安全。
实施例2
本实施例2在实施例1的基础上提出一种辅助运动支架的控制方法,如图1所示,具体步骤如下:
装置接收并识别用户的语音信息,生成与语音信息相关的回答信号,将回答信号通过外设接口模块反馈至用户;导航模块根据回答信号查找目的地点,将相关地图信息传递至路径规划模块,路径规划模块生成相应的规划结果;运动控制模块通过采集路径规划结果执行对应的位移控制以及姿态控制。
装置与用户交互的语音信息执行步骤包括:语音处理模块接收用户的语音信息,将语音信息通过外设接口模块传递至总线模块,总线模块仲裁语音信号后传递至模数转换模块,并获取一个预处理信息;
将预处理信息传递至语音处理模块,语音处理模块对预处理信息进行处理,获得语音识别结果以及对话结果;
将语音识别结果以及对话结果分别传递至总线模块,通过总线模块传递至主处理器进行内容分析;
当语义中存在路径规划,问答咨询任务的语义时,则主处理器激活对应任务的执行,并将相关任务回答信号通过外设计口反馈至用户。
导航模块与路径规划模块执行步骤包括:装置分析并接收到路径规划任务后,通过控制接收导航模块的定位信息,同时通过在地图中查找目的地点,与其将相关地图信息传递至路径规划模块,执行远程路径规划;
在运动支架移位过程中,实时接收导航定位信息,以及当前地图信息,由路径规划模块更新路线,其结果经模数转换后通过外设接口模块传递至用户;
在短程移动过程中,外设接口模块连接的图像传感器,接收装置周围的图像信息并传递并暂存于内存中,SLAM加速模块则采集连续的图像信息,执行SLAM算法的加速,三维建模结果与里程计算结果实时传回至内存供各其他模块采集;
路径规划模块通过采集当前场景的三维环境信息,结合当前远程路径规划的行驶方向做短程的路径规划,将其规划结果返回至内存,供主处理器或运动控制模块采集。
运动控制模块通过采集路径规划结果执行对应的位移控制以及姿态控制。
图像处理模块发现当前位置存在障碍或交通标识时,图像处理模块生成执行结果,将执行结果返回至内存供运动控制模块与主处理器采集,运动控制模块根据执行结果控制运动支架执行相应的紧急避险以及制动。图像处理模块执行到目标检测以及光流检测等算法确定当前位置存在障碍或交通标识时,图像处理模块生成执行结果,将执行结果返回至内存供运动控制模块与主处理器采集。
实施例3
本实施例2在实施例1的基础上提出一种Soc系统,该Soc系统包括本发明提供的辅助运动支架的装置,具有相同的模块,可以实现相同的功能,在此不做赘述。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种辅助运动支架的装置,其特征在于,所述装置包括主处理器、语音处理模块、图像处理模块、路径规划加速模块、导航模块、数模信号转换模块、SLAM加速模块、运动控制模块、总线模块、快速暂存模块以及外设接口模块;
主处理器,用于控制各模块配合完成辅助运动支架的运动、人机交互以及任务规划;语音处理模块,用于接收用户发出的语音指令;图像处理模块,用于实时捕捉周围环境信息;路径规划加速模块,用于实现远程路径规划与近距离路径规划;导航模块,用于接收并更新地图数据与交通数据;模数信号转换模块,用于完成针对语音信息的接收与转换、反馈信息转换成语音以及文本信息的模数转换;SLAM加速模块,用于针对环境建模与自身里程记录任务;运动控制模块,用于控制针对运动支架的运动与制动功能;总线模块,用于连接各计算模块并控制各模块间的数据传递;快速暂存模块,用于各模块快速访存中间数据结果;外设接口模块,用于连接外部设备的控制端或信号端。
2.根据权利要求1所述的一种辅助运动支架的装置,其特征在于,所述运动控制模块包括姿态控制模块以及制动模块;所述姿态控制模块以及制动模块,分别用于控制运动支架的运动与制动。
3.根据权利要求1所述的一种辅助运动支架的装置,其特征在于,所述外设接口模块包括连接内部存储模块以及外部存储模块的接口,用于实现中间数据的暂存、装置执行记录以及环境信息记录。
4.一种辅助运动支架的控制方法,包括权利要求1-3任一项所述的辅助运动支架的装置,其特征在于,具体包括以下步骤:
装置接收并识别用户的语音信息,生成与语音信息相关的回答信号,将回答信号通过外设接口模块反馈至用户;
导航模块根据回答信号查找目的地点,将相关地图信息传递至路径规划模块,路径规划模块生成相应的规划结果;
运动控制模块接收路径规划结果控制运动支架执行对应的位移控制以及姿态控制。
5.根据权利要求4所述的一种辅助运动支架的控制方法,其特征在于,语音处理模块与用户交互的语音信息执行步骤包括:
语音处理模块接收用户的语音信息,将语音信息通过外设接口模块传递至总线模块,总线模块仲裁语音信号后传递至模数转换模块,并获取一个预处理信息;
将预处理信息传递至语音处理模块,语音处理模块对预处理信息进行处理,获得语音识别结果以及对话结果;
将语音识别结果以及对话结果分别传递至总线模块,通过总线模块传递至主处理器进行内容分析;
当语义中存在路径规划,问答咨询任务的语义时,则主处理器激活对应任务的执行,并将相关任务的回答信号通过外设计口反馈至用户。
6.根据权利要求5所述的一种辅助运动支架的控制方法,其特征在于,导航模块与路径规划模块执行步骤包括:
系统分析并接收到路径规划任务后,通过控制接收导航模块的定位信息,同时通过在地图中查找目的地点,与其将相关地图信息传递至路径规划模块,执行远程路径规划;
在移位过程中,实时接收导航定位信息,以及当前地图信息,由路径规划模块更新路线,其结果经模数转换后通过外设接口模块传递至用户;
在短程移动过程中,外设接口模块连接的图像传感器,接收装置周围的图像信息并传递并暂存于内存中,SLAM加速模块采集连续的图像信息,生成三维建模结果与里程计算结果实时传回至内存供其它模块采集;
路径规划模块通过采集当前场景的三维环境信息,结合当前远程路径规划的行驶方向做短程的路径规划,将其规划结果返回至内存,供主处理器或运动控制模块采集。
7.根据权利要求6所述的一种辅助运动支架的控制方法,其特征在于,运动控制模块接收路径规划结果控制运动支架执行对应的位移控制以及姿态控制。
8.根据权利要求4所述的一种辅助运动支架的控制方法,其特征在于,图像处理模块发现当前位置存在障碍或交通标识时,图像处理模块生成执行结果,将执行结果返回至内存供运动控制模块与主处理器采集,运动控制模块根据执行结果控制运动支架执行相应的紧急避险以及制动。
9.一种Soc系统,其特征在于,包括权利要求1-3所述的一种辅助运动支架的装置。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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