CN117260709A - 一种机器人 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种机器人，包括：算法板接口和可插拔算法板；其中，所述算法板接口设置于机器人机体外表面，用于供所述可插拔算法板可插拔的接入；所述可插拔算法板，通过可插拔的接入所述算法板接口与机器人内部各模块之间实现数据信息传输。本申请基于可插拔算法板的可插拔特性，使得用户在需要对机器人所采用算法进行升级或变更时，仅需要将可插拔算法板从算法板接口中拔出，将可插拔算法板进行升级，或者是直接更换不同的可插拔算法板，即能够实现机器人算法的快速灵活升级更换。

Description

一种机器人

技术领域

本申请涉及机器人算法板设计领域，具体涉及一种机器人。

背景技术

目前的机器人通常将采集传感器数据的传感器模块和负责对传感器数据进行数据处理的算法板同时集成安装至机器人机体内部，导致机器人的数据处理算法升级或变更时，需要将算法板从机器人机体内部进行拆卸，导致算法升级难度大，不能灵活实现算法板的算力调节，影响用户使用体验并影响机器人的升级效率。

发明内容

本申请提供了一种机器人，具体技术方案如下：

一种机器人，包括：算法板接口和可插拔算法板；其中，所述算法板接口设置于机器人机体外表面，用于供所述可插拔算法板可插拔的接入；所述可插拔算法板，通过可插拔的接入所述算法板接口与机器人内部各个模块之间实现数据信息传输。

进一步地，所述机器人还包括：算法板接口顶盖，用于可拆卸的安装于算法板接口上，使得算法板接口顶盖在安装于算法板接口上时对算法板接口起到遮盖作用。

进一步地，所述算法板接口顶盖与机器人机体之间设有防丢连接带。

进一步地，所述机器人还包括：控制单元，用于实现机器人内部各个模块的控制；其中，所述可插拔算法板内部存储有供所述控制单元使用的控制算法；当所述可插拔算法板通过所述算法板接口接入所述机器人时，所述控制单元经由所述算法板接口获取所述可插拔算法板内部存储的控制算法，以基于获取的控制算法实现控制功能。

进一步地，所述机器人还包括：传感器模块，用于采集传感器数据并传输至控制单元；所述控制单元还用于接收传感器模块传输的传感器数据，并基于控制算法将传感器数据中需要执行数据处理的传感器数据通过所述算法板接口传输至可插拔算法板，以使得可插拔算法板对其接收的传感器数据进行相应的数据处理；所述控制单元还用于接收可插拔算法板经由算法板接口传输的数据处理后的传感器数据。

进一步地，所述机器人还包括：运动模块，用于接收控制单元的控制指令并基于控制指令执行相应运动；所述控制单元，还用于基于控制算法结合传感器数据向运动模块传输相应的控制指令。

进一步地，所述算法板接口被配置为SO-DIMM接口。

进一步地，所述算法板接口设置于机器人机体顶部外表面，所述算法板接口的开口朝天花板方向。

进一步地，所述可插拔算法板连接搭载有外部传感器模块。

进一步地，所述可插拔算法板还用于接收与其搭载连接的外部传感器模块获取并传输的外部传感器数据，对外部传感器数据进行相应的数据处理，将数据处理后的外部传感器数据经由所述算法板接口传输至所述控制单元，以使得控制单元能够基于控制算法、传感器数据和外部传感器数据向运动模块发出相应的控制指令。

进一步地，所述可插拔算法板内部还存储有通信模块，用于实现机器人与云后台之间的数据信息交互；所述控制单元还用于将需要传输至云后台的传感器数据经由算法板接口传输至可插拔算法板，使得可插拔算法板通过其内部的通信模块将需要传输至云后台的传感器数据传输至云后台；所述可插拔算法板还用于将需要传输至云后台的数据处理后的传感器数据通过通信模块传输至云后台。

进一步地，所述机器人还包括：电源模块，用于供电；所述电源模块与所述算法板接口连接，使得可插拔算法板接入所述算法板接口时，所述电源模块通过算法板接口为可插拔算法板的运行供电；所述电源模块还分别与所述控制单元、所述传感器模块和所述运动模块连接，使得所述电源模块分别为所述控制单元、所述传感器模块和所述运动模块的运行供电。

本申请所述的机器人，通过在机器人的机体外表面设置有算法板接口，将可插拔算法板接入算法板接口，使得可插拔算法板与机器人内部传感器模块之间数据及控制信息的接收与传输经由算法板接口实现。基于可插拔算法板的可插拔特性，使得用户在需要对机器人所采用算法进行升级或变更时，仅需要将可插拔算法板从算法板接口中拔出，将可插拔算法板进行升级，或者是直接更换不同的可插拔算法板，即能够实现机器人算法的快速灵活升级更换。

附图说明

图1为本申请一种实施例所述机器人的结构示意图。

图2为本申请一种实施例所述机器人中各模块数据传输示意图。

实施方式

下面将结合附图，对本申请实施例进行详细描述。应当理解，下面所描述的具体实施例仅用于解释本申请，并不用于限定本申请。

为了解决目前现有技术中机器人的算法板与传感器模块绑定内嵌于机器人机体内部，导致存在机器人算法升级难度大，变更算法不灵活的问题。本申请的一种实施方式中提供了一种机器人，旨在实现机器人算法升级灵活，能够依据用户的使用需求针对同一台机器人采用不同的算法板，大幅提高机器人算法升级变更的灵活度。所述机器人至少包括：算法板接口和可插拔算法板。

具体地，将目前机器人常用的算法及主控制逻辑集成在可插拔算法板中，如图1所示，在所述机器人3的机体外表面设置有算法板接口2，所述算法板接口2用于接入可插拔算法板1，通过可插拔算法板1接入算法板接口2，使得可插拔算法板1与机器人3内部数据及信息的接收与传输经由算法板接口2实现。基于可插拔算法板1的可插拔特性，使得用户在需要对机器人所采用算法进行升级或变更时，仅需要将可插拔算法板从算法板接口中拔出，将可插拔算法板进行升级，或者是直接更换不同的可插拔算法板，即能够实现机器人算法的快速灵活升级更换。

具体地，所述算法板接口设置于机器人机体外表面，是指将算法板接口的开口外露与机器人机体外表面，所述算法板接口中用于在可插拔算法板接入时实现数据信息交互的引脚可以内置于机器人机体内部或者是由机器人机体内部延伸至机器人机体外表面。需要说明的是，所述机器人机体外表面是指机器人的壳体顶部表面或机器人的壳体侧表面等便于用户将可插拔算法板插拔接入的壳体表面，无需用户对机器人壳体进行拆装即能实现将可插拔算法板接入算法板接口的位置。

具体地，所述可插拔算法板通过所述算法板接口可插拔的接入机器人，实现与机器人内部各个模块之间通过算法板接口进行数据信息传输；所述可插拔算法板相当于机器人的大脑，即目前常用的SOC芯片，其内部集成有机器人用的控制算法以及算法运算处理模块，算法运算处理模块是指基于预存储的算法对数据进行算法运算处理的功能模块，各个算法运算处理模块内所预存储的算法可以相同或不同。本申请通过可插拔算法板接入机器人实现对机器人内数据结合算法进行数据处理，使得仅需要对可插拔算法板进行调节即能够对机器人的算法运算算力灵活调整，避免了在机器人算法算力受限时难以提升算力的问题。

作为本申请一种实施方式，所述机器人还包括：算法板接口顶盖。所述算法板接口顶盖用于可拆卸的安装于算法板接口上，使得算法板接口顶盖在安装于算法板接口上时，能够对算法板接口起到遮盖作用。优选地，无论算法板接口中是否接入可插拔算法板，仅需要将算法板接口顶盖安装于算法板接口上，就能够使得机器人外表面平滑、保持美观，且能够对算法板接口起到防止灰尘堆积的效果。

作为本申请一种实施方式，所述算法板接口顶盖与机器人机体之间设有防丢连接带，通过所述防丢连接带，使得算法板接口顶盖未安装于算法板接口时，也仍与机器人机体保持联系，避免出现算法板接口顶盖丢失的问题。

作为本申请一种实施方式，所述机器人还包括：控制单元MCU，用于实现机器人内部各个模块的控制；其中，所述可插拔算法板内部存储有供所述控制单元使用的控制算法；当所述可插拔算法板通过所述算法板接口接入所述机器人时，所述控制单元经由所述算法板接口获取所述可插拔算法板内部存储的控制算法，以基于获取的控制算法实现控制功能。具体地，所述控制算法可以是但不限于使得控制单元控制机器人的工作方式、工作启停等。本技术方案通过将控制算法配置存储于可插拔算法板内部，使得该机器人能够通过修改可插拔算法板内部存储的控制算法，间接地实现对机器人控制单元使用的控制算法的升级更换，提高机器人控制算法升级更新的便捷度和效率。

作为本申请一种实施方式，所述机器人还包括：传感器模块，用于采集传感器数据并传输至控制单元；所述控制单元还用于接收传感器模块传输的传感器数据，并基于控制算法将传感器数据中需要执行数据处理的传感器数据通过所述算法板接口传输至可插拔算法板，以使得可插拔算法板中算法运算单元对其接收的传感器数据进行相应的数据处理；所述控制单元还用于接收可插拔算法板经由算法板接口传输的数据处理后的传感器数据。本技术方案通过控制单元作为媒介，实现选择性的将传感器数据经由算法板接口传输至可插拔算法板，使得可插拔算法板的算力能够高效用于需要进行数据处理的传感器数据的数据处理工作，无需在可插拔算法板中再次进行传感器数据的筛选分析工作，优化算力资源利用率。

具体地，所述传感器模块可以包括但不限于加速度传感器、角速度传感器、陀螺仪、碰撞传感器、悬崖传感器、红外传感器、激光传感器、视觉传感器等具备采集环境参数信息的传感器中的一种或多种。

具体地，所述传感器数据的数据处理可以是但不限于：一种以上的传感器数据融合，如：视觉与激光数据融合，或者是，基于激光传感器数据进行定位的处理，或者是，基于视觉传感器数据进行定位的处理等需要利用算法进行运算的处理。需要说明的是，所述传感器数据是否需要执行数据处理是依据于控制单元中控制算法对于传感器数据的要求确定的，如：控制单元需要通过激光传感器数据实现机器人定位，则控制单元将激光传感器数据经由算法板接口传输至可插拔算法板进行激光传感器数据定位处理，以基于激光传感器数据实现机器人定位。若控制算法需要基于视觉与激光融合数据实现机器人定位，则需要执行数据处理的传感器数据类型至少包括视觉传感器数据和激光传感器数据的融合处理。

具体地，所述可插拔算法板内部采用的算法运算模块的类型依据于控制算法中对于传感器数据所需执行的数据处理类型进行配置，可以包括但不限于激光雷达定位运算单元、视觉定位运算单元和/或多传感器数据融合运算单元。本技术方案通过控制单元将部分或全部传感器数据经由算法板接口传输至可插拔算法板进行数据处理，使得机器人的数据处理模块外置，更便利于用户对机器人的数据处理手段或方法需要进行调节时，仅需要调节可插拔算法板中的算法运算单元执行的数据处理手段或方法，则能够达到对机器人的数据处理手段或方法调节的技术效果。

作为本申请一种实施方式，所述机器人还包括运动模块，用于接收控制单元的控制指令并基于控制指令执行相应运动；所述控制单元，还用于基于控制算法结合传感器数据向运动模块传输相应的控制指令。具体地，所述运动模块是指用于实现机器人运动动作，如：移动、边刷转动、风机转动等动作的模块，所述运动模块可以包括但不限于：用于控制风机边刷、移动部件等转动的电机以及对应部件等。所述运动模块受机器人内部的控制单元传输的控制指令执行相应运动动作，如：基于机器人移动指令控制底盘移动；或者，基于风机吸尘指令控制风机对应的电机启动，使得风机实现吸尘功能；或者，基于扫地指令控制边刷对应的电机启动，使得边刷转动实现扫地功能。本技术方案通过将机器人的运动模块配置为受控制单元的控制指令控制，使得机器人的运动模块能够基于传感器采集的环境参数信息，即传感器数据，更精准的执行相应的运动动作。

作为本申请一种实施方式，本实施方式中机器人采用的算法板接口被配置为SO-DIMM接口。具体地，所述SO-DIMM（Small Outline Dual In-line Memory Module）是指一种小型双列直插式内存模块，是一种计算机内存模组，相较于传统的DIMM其具有更小体积、更快的传输率以及更灵活通用的性能。本申请中所述SO-DIMM接口是指用于插接SO-DIMM的接口。由于SO-DIMM接口的信号引脚较多，采用SO-DIMM接口能够有效满足本申请中可插拔算法板中多功能的引脚需求，提高可插拔算法板与机器人的算法板接口之间的数据信息交互效率。

作为本申请一种实施方式，本实施方式中的机器人将所述算法板接口设置于机器人机身顶部外表面，且所述算法板接口的开口朝天花板方向。具体地，目前现有技术通常将USB接口或充电接口设置于机器人机身侧面，这种技术方案受限于机器人机体高度，导致用户不便于对接口进行连接或插拔的操作，而本实施方式通过将算法板接口配置于机器人机身顶部外表面，使得用户能够以更直观、更便捷的视线对可插拔算法板在机器人的算法板接口上进行插拔拆卸或安装，同时通过将算法板接口设置在机器人机体顶部，使得可插拔算法板在工作时能够更好的散热，提升算法运算稳定性，散热不受限于机器人所处位置。

作为本申请一种实施方式，本实施方式提供的机器人在所述可插拔算法板上连接搭载有外部传感器模块。为解决了目前机器人可能存在已有传感器不能满足机器人需求的问题，本申请通过在可插拔算法板上连接搭载外部传感器模块的方式，拓展机器人所能采用的传感器种类及数量，降低目前机器人拓展外部传感器的难度，优化用户使用体验，大幅提升机器人采集外部环境信息的灵活度和可行性。

作为本申请一种实施方式，本实施方式提供机器人在所述可插拔算法板上连接搭载有外部传感器模块，而且所述算法板接口设置于机器人机身顶部外表面，所述算法板接口的开口朝天花板方向。基于算法板接口被设置于机器人机身顶部外表面，使得可插拔算法板上连接搭载外部传感器模块时，两者之间的连接线能够整理安装在机器人机身顶部，避免连接线对机器人移动造成影响，提高机器人外部搭载外部传感器模块时整体结构的可承载性和线路流畅度。

作为本申请一种实施方式，本实施方式提供的机器人将算法板接口设置在机器人机身顶部外表面，所述可插拔算法板上连接搭载有视觉传感器，如：摄像头，能够有效解决目前机器人上摄像头拍摄范围局限且摄像头在机器人生产时已限制数量和位置的问题，通过在可插拔算法板上搭载新的摄像头，能够便于用户根据需求调节摄像头的拍摄角度，提升机器人整体功能效果，如：使得单目摄像头切换为双目摄像头，增加天花板摄像头辅助机器人实现天花板定位等。

具体地，所述外部传感器模块通过与所述可插拔算法板连接，在可插拔算法板接入所述算法板接口时能够被安装于机器人机体顶部，基于机器人机体顶部的空间，使得机器人可插拔算法板能够与多个外部传感器进行堆叠搭载。

作为本申请一种实施方式，所述可插拔算法板还用于接收与其搭载连接的外部传感器模块获取并传输的外部传感器数据，对外部传感器数据进行相应的数据处理，将数据处理后的外部传感器数据经由所述算法板接口传输至所述机器人内部的控制单元，以使得控制单元能够基于控制算法、传感器数据和经过数据处理后的外部传感器数据向运动模块发出相应的控制指令。本技术方案基于可插拔算法板和算法板接口实现了外部传感器数据朝机器人内部的控制单元传输及应用，有效提高了机器人传感器模块的加装灵活度，优化机器人软硬件升级可行性。

作为本申请一种实施方式，所述可插拔算法板内部存储的算法运算单元至少包括激光雷达定位运算单元、视觉定位运算单元和/或多传感器数据融合运算单元。具体地，所述激光雷达定位运算单元是指能够基于激光雷达传感器数据实现定位信息获取的算法运算单元；所述视觉定位运算单元是指能够基于视觉传感器数据实现定位信息获取的算法运算单元；所述多传感器数据融合运算单元是指将一种以上的传感器数据进行融合以获取机器人相关信息的算法运算单元，可以是但不限于视觉数据与激光数据融合、视觉数据与陀螺仪数据融合等。

作为本申请一种实施方式，所述可插拔算法板内部还存储有通信模块，用于实现机器人与云后台之间的数据信息交互；所述控制单元还用于将需要传输至云后台的传感器数据经由算法板接口传输至可插拔算法板，使得可插拔算法板通过其内部的通信模块将需要传输至云后台的传感器数据传输至云后台；所述可插拔算法板内部的算法运算单元还用于将需要传输至云后台的数据处理后的传感器数据通过通信模块传输至云后台。本实施方式通过将通信模块配置在可插拔算法板内部，使得可插拔算法板能实现将机器人相关数据信息传输至云后台，以供用户查阅，在用户使用体验的同时，能够针对机器人接入的不同可插拔算法板，相应地传输至相同或不同的云后台，使得用户能够清楚了解到不同可插拔算法板对机器人的传感器数据进行的处理应用。

作为本申请一种实施方式，所述机器人还包括：电源模块，用于供电；所述电源模块与所述算法板接口连接，使得可插拔算法板接入所述算法板接口时，所述电源模块通过算法板接口为可插拔算法板的运行供电。本实施方式将电源模块配置为通过算法板接口向可插拔算法板供电，使得不同的可插拔算法板接入机器人都能流畅运行。

作为本申请一种实施方式，所述电源模块还分别与所述控制单元、所述传感器模块和所述运动模块连接，使得所述电源模块分别为所述控制单元、所述传感器模块和所述运动模块的运行供电。本实施方式采用相同的电源模块为机器人内部模块和外部模块进行统一供电，无需额外设置多组电源模块，节省机器人内部空间。

作为本申请一种实施方式，所述可插拔算法板的内部存储有供所述控制单元使用的控制算法，使得当可插拔算法板通过算法板接口接入时，控制单元能够经由算法板接口获取可插拔算法板内部存储的控制算法，并基于获取的控制算法结合传感器数据向运动模块发出相应的控制指令。本实施方式将控制单元所采用的控制算法由可插拔算法板配置编码，使得在机器人更新采用不同可插拔算法板后，能够相应地对机器人内部的控制单元采用的控制算法进行调节，进一步优化机器人的算法升级灵活度以及控制算法更新的灵活度。

作为本申请一种实施方式，提供的机器人中包括：可插拔算法板、设置于机器人机体外表面的算法板接口、控制单元、运动模块以及传感器模块。在本机器人中各个模块之间的信息数据传输关系如图2所示，所述可插拔算法板在接入所述算法板接口后，经由算法板接口与机器人之间实现传感器数据、控制算法的传输，具体包括：将供控制单元使用的控制算法经由算法板接口传输至控制单元，接收控制单元经由算法板接口传输的需要执行数据处理的传感器数据，将数据处理后的传感器数据经由算法板接口传输至控制单元。所述控制单元在接收传感器模块传输的传感器数据后，基于控制算法从传感器数据中筛选出需要执行数据处理的传感器数经由算法板接口传输至所述可插板算法板以执行数据处理，所述控制单元在接收到可插拔算法板经由算法板接口传输的数据处理后的传感器数据后，结合传感器数据和控制算法向运动模块发出相应的控制指令，使得运动模块依据于控制指令执行相应动作。本实施方式通过将控制算法以及对传感器数据的数据处理步骤集成在可插拔算法板中实现，使得在需要对传感器数据的数据处理方法进行升级更新或者需要对控制单元的控制算法进行升级更新时，仅需要将可插拔算法板从算法板接口上拔下，将可插拔算法板单独进行更新或者更换新的可插拔算法板既能够实现对数据处理方法/控制算法的升级更新，无需对机器人机体内部进行拆装，降低机器人算法升级难度。

需要说明的是，在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括：一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所述出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种机器人，其特征在于，所述机器人包括：算法板接口和可插拔算法板；其中，

所述算法板接口设置于机器人机体外表面，用于供所述可插拔算法板可插拔的接入；

所述可插拔算法板，通过可插拔的接入所述算法板接口与机器人内部各个模块之间实现数据信息传输。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述机器人还包括：算法板接口顶盖，用于可拆卸的安装于算法板接口上，使得算法板接口顶盖在安装于算法板接口上时对算法板接口起到遮盖作用。

3.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，所述算法板接口顶盖与机器人机体之间设有防丢连接带。

4.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述机器人还包括：控制单元，用于实现机器人内部各个模块的控制；其中，所述可插拔算法板内部存储有供所述控制单元使用的控制算法；当所述可插拔算法板通过所述算法板接口接入所述机器人时，所述控制单元经由所述算法板接口获取所述可插拔算法板内部存储的控制算法，以基于获取的控制算法实现控制功能。

5.根据权利要求4所述的机器人，其特征在于，所述机器人还包括：传感器模块，用于采集传感器数据并传输至控制单元；所述控制单元还用于接收传感器模块传输的传感器数据，并基于控制算法将传感器数据中需要执行数据处理的传感器数据通过所述算法板接口传输至可插拔算法板，以使得可插拔算法板对其接收的传感器数据进行相应的数据处理；所述控制单元还用于接收可插拔算法板经由算法板接口传输的数据处理后的传感器数据。

6.根据权利要求5所述的机器人，其特征在于，所述机器人还包括：运动模块，用于接收控制单元的控制指令并基于控制指令执行相应运动；所述控制单元，还用于基于控制算法结合传感器数据向运动模块传输相应的控制指令。

7.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述算法板接口被配置为SO-DIMM接口。

8.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述算法板接口设置于机器人机体顶部外表面，所述算法板接口的开口朝天花板方向。

9.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述可插拔算法板连接搭载有外部传感器模块。

10.根据权利要求9所述的机器人，其特征在于，所述可插拔算法板还用于接收与其搭载连接的外部传感器模块获取并传输的外部传感器数据，对外部传感器数据进行相应的数据处理，将数据处理后的外部传感器数据经由所述算法板接口传输至所述控制单元，以使得控制单元能够基于控制算法、传感器数据和外部传感器数据向运动模块发出相应的控制指令。

11.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述可插拔算法板内部还存储有通信模块，用于实现机器人与云后台之间的数据信息交互；所述控制单元还用于将需要传输至云后台的传感器数据经由算法板接口传输至可插拔算法板，使得可插拔算法板通过其内部的通信模块将需要传输至云后台的传感器数据传输至云后台；所述可插拔算法板还用于将需要传输至云后台的数据处理后的传感器数据通过通信模块传输至云后台。

12.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述机器人还包括：电源模块，用于供电；所述电源模块与所述算法板接口连接，使得可插拔算法板接入所述算法板接口时，所述电源模块通过算法板接口为可插拔算法板的运行供电；所述电源模块还分别与所述控制单元、所述传感器模块和所述运动模块连接，使得所述电源模块分别为所述控制单元、所述传感器模块和所述运动模块的运行供电。