本實(shí)用新型涉及機(jī)器人領(lǐng)域，具體而言，涉及一種機(jī)器人及其控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，機(jī)器人的發(fā)展以人工勞力或者服務(wù)人類為發(fā)展目標(biāo)。比如，仿人智能機(jī)器人，需要具備類人的形體和外觀、類人的知覺和感官功能、類人的大腦思維與控制能力，并且還需具有類人的感知、決策、行為和交互能力等。

具有交互功能的仿人機(jī)器人雖然已有面世，但是大部分控制系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)較為簡單，傳感器種類較少，數(shù)據(jù)的可靠性以及系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差，并且控制系統(tǒng)布線復(fù)雜，控制系統(tǒng)升級較為困難，仿人效果差，從而難以體現(xiàn)出生命的屬性，不能給用戶代帶來很好的交互體驗(yàn)。

針對現(xiàn)有技術(shù)中機(jī)器人的控制系統(tǒng)的功能簡單的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種機(jī)器人及其控制系統(tǒng)，以解決控制系統(tǒng)的功能簡單的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種機(jī)器人的控制系統(tǒng)。該機(jī)器人的控制系統(tǒng)包括：包括有位于機(jī)器人身體的不同部位，用于采集多項(xiàng)機(jī)器人數(shù)據(jù)的多個(gè)傳感器的第一傳感器集合；與第一傳感器集合相連接，用于對多項(xiàng)機(jī)器人數(shù)據(jù)進(jìn)行融合得到融合數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)融合單元；包括有位于機(jī)器人身體的不同部位，用于采集多媒體數(shù)據(jù)的多個(gè)傳感器的第二傳感器集合；與數(shù)據(jù)融合單元和第二傳感器集合相連接，用于對融合數(shù)據(jù)和多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到處理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理單元；與數(shù)據(jù)處理單元相連接，用于向根據(jù)處理數(shù)據(jù)對機(jī)器人進(jìn)行控制的服務(wù)器傳輸處理數(shù)據(jù)的傳輸模塊。

進(jìn)一步地，該控制系統(tǒng)還包括：與服務(wù)器相連接，用于向服務(wù)器傳輸對機(jī)器人進(jìn)行定位的定位結(jié)果的定位模塊。

進(jìn)一步地，該第二傳感器集合包括以下至少之一：用于采集圖像數(shù)據(jù)的圖像采集模塊；用于向數(shù)據(jù)處理單元輸入第一語音數(shù)據(jù)的語音采集模塊；用于接收數(shù)據(jù)處理單元發(fā)送的第二語音數(shù)據(jù)的語音輸出模塊。

進(jìn)一步地，該圖像采集模塊位于機(jī)器人的眼睛部位；語音采集模塊位于機(jī)器人的雙耳部位。

進(jìn)一步地，該第一傳感器集合包括以下至少之一：用于采集電量數(shù)據(jù)的電池電量檢測模塊；用于采集聲源數(shù)據(jù)的聲源定位傳感器；用于采集機(jī)器人的壓力數(shù)據(jù)的壓力傳感器；用于檢測機(jī)器人的觸覺數(shù)據(jù)的觸覺傳感器；用于采集機(jī)器人的姿態(tài)數(shù)據(jù)的姿態(tài)傳感器；用于采集機(jī)器人和障礙物之間的距離數(shù)據(jù)的超聲波傳感器。

進(jìn)一步地，該聲源定位傳感器包括位于機(jī)器人的胸前和后背的聲音采集傳感器；壓力傳感器位于機(jī)器人的雙腳底部；觸覺傳感器位于機(jī)器人的頭頂、雙肩和手臂；姿態(tài)傳感器位于機(jī)器人的胸腔；超聲波傳感器位于機(jī)器人的胸前和雙腳。

進(jìn)一步地，該控制系統(tǒng)還包括：用于接收數(shù)據(jù)融合單元發(fā)送的用于對機(jī)器人的身體進(jìn)行控制的第一控制指令的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制模塊，運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制模塊還用于控制半雙工UART總線；用于接收數(shù)據(jù)融合單元發(fā)送的用于對機(jī)器人的面部進(jìn)行控制的第二控制指令的面部表情控制模塊，面部表情控制模塊還用于控制IIC轉(zhuǎn)多路PWM輸出總線。

進(jìn)一步地，該運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制模塊包括以下至少之一：位于機(jī)器人的左足的第一預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的數(shù)字舵機(jī)；位于機(jī)器人的右足的第二預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的數(shù)字舵機(jī)；位于機(jī)器人的左手的第三預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的數(shù)字舵機(jī)；位于機(jī)器人的右手的第四預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的數(shù)字舵機(jī)；位于機(jī)器人的腰部和頂部的第五預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的數(shù)字舵機(jī)；面部表情控制模塊包括以下至少之一：用于驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的眉毛活動(dòng)的第六預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的數(shù)字舵機(jī)；用于驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的眼睛活動(dòng)的第七預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的數(shù)字舵機(jī)；用于驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的嘴巴活動(dòng)的第八預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的數(shù)字舵機(jī)；用于驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的臉頰活動(dòng)的第九預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的數(shù)字舵；數(shù)字舵機(jī)為PWM控制數(shù)字舵機(jī)。

進(jìn)一步地，該數(shù)據(jù)處理單元包括用于根據(jù)服務(wù)器下發(fā)的升級數(shù)據(jù)對機(jī)器人進(jìn)行升級的升級模塊。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種機(jī)器人。該機(jī)器人包括本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)。

在本實(shí)用新型中，包括有位于機(jī)器人身體的不同部位，用于采集多項(xiàng)機(jī)器人數(shù)據(jù)的多個(gè)傳感器的第一傳感器集合；與第一傳感器集合相連接，用于對多項(xiàng)機(jī)器人數(shù)據(jù)進(jìn)行融合得到融合數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)融合單元；包括有位于機(jī)器人身體的不同部位，用于采集多媒體數(shù)據(jù)的多個(gè)傳感器的第二傳感器集合；與數(shù)據(jù)融合單元和第二傳感器集合相連接，用于對融合數(shù)據(jù)和多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到處理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理單元；與數(shù)據(jù)處理單元相連接，用于向根據(jù)處理數(shù)據(jù)對機(jī)器人進(jìn)行控制的服務(wù)器傳輸處理數(shù)據(jù)的傳輸模塊，通過數(shù)據(jù)融合單元和數(shù)據(jù)處理單元協(xié)同控制從而處理更多的任務(wù)，解決了機(jī)器人的控制系統(tǒng)的功能簡單的問題，進(jìn)而達(dá)到了豐富機(jī)器人的控制系統(tǒng)的功能的效果。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的一種機(jī)器人的控制系統(tǒng)；以及

圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的另一種機(jī)器人的控制系統(tǒng)的示意圖。

具體實(shí)施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本實(shí)用新型。

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請方案，下面將結(jié)合本申請實(shí)施例中的附圖，對本申請實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾堉械膶?shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請保護(hù)的范圍。

需要說明的是，本申請的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的本申請的實(shí)施例。此外，術(shù)語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列單元的系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它單元。

本實(shí)用新型提供了一種機(jī)器人的控制系統(tǒng)。

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的一種機(jī)器人的控制系統(tǒng)。如圖1所示，該機(jī)器人的控制系統(tǒng)包括：第一傳感器集合10、數(shù)據(jù)融合單元20、第二傳感器集合30、數(shù)據(jù)處理單元40和傳輸模塊50。

在包括有位于機(jī)器人身體的不同部位，用于采集多項(xiàng)機(jī)器人數(shù)據(jù)的多個(gè)傳感器的第一傳感器集合10中，多項(xiàng)機(jī)器人數(shù)據(jù)也即傳感器數(shù)據(jù)。其中，機(jī)器人數(shù)據(jù)為與機(jī)器人有關(guān)的需要機(jī)器人參與而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，比如，機(jī)器人中各模塊的電量數(shù)據(jù)，聲源相對機(jī)器人的位置數(shù)據(jù)，機(jī)器人承受的壓力數(shù)據(jù)，機(jī)器人的觸覺數(shù)據(jù)，機(jī)器人的姿態(tài)數(shù)據(jù)，障礙物與機(jī)器人之間的距離數(shù)據(jù)。

多個(gè)傳感器分別用于采集上述機(jī)器人數(shù)據(jù)。比如，第一傳感器集合10可以包括電池電量檢測模塊，電池電量檢測模塊可以實(shí)時(shí)檢測電池電量，當(dāng)電池電量異常時(shí)，發(fā)出告警信息以提示工作人員采取運(yùn)維措施，比如，當(dāng)電池電量低于某一閾值時(shí)，發(fā)出告警信息以提示工作人員及時(shí)為機(jī)器人充電，達(dá)到了豐富機(jī)器人的控制系統(tǒng)的功能的效果。

第一傳感器集合10還可以包括聲源定位模塊。該聲源定位模塊用于檢測聲源到達(dá)各個(gè)傳感器的時(shí)間差，進(jìn)而根據(jù)時(shí)間差來追蹤聲源的方位，從而達(dá)到聽聲辨位的效果，達(dá)到了豐富機(jī)器人的控制系統(tǒng)的功能的效果。

第一傳感器集合10還可以包括壓力傳感器，通過壓力傳感器檢測機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過程中承受的壓力，從而實(shí)現(xiàn)控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過程或者靜止過程中穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，達(dá)到了豐富機(jī)器人的控制系統(tǒng)的功能的效果。

第一傳感器集合10還可以包括觸覺傳感器模塊。該觸覺傳感器模塊可以用于檢測外來觸摸力的大小和產(chǎn)生的位置，從而賦予機(jī)器人觸覺屬性，達(dá)到了豐富機(jī)器人的控制系統(tǒng)的功能的效果。

第一傳感器集合10還包括可以包括姿態(tài)傳感器模塊。該姿態(tài)傳感器模塊可以通過采集機(jī)器人的加速度數(shù)據(jù)、角速度數(shù)據(jù)和磁力計(jì)數(shù)據(jù)，并將加速度數(shù)據(jù)、角速度數(shù)據(jù)和磁力計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，確定當(dāng)前機(jī)器人的方位，提高機(jī)器人的姿態(tài)檢測精度，達(dá)到了豐富機(jī)器人的控制系統(tǒng)的功能的效果。

第一傳感器集合10還可以包括超聲波傳感器。該超聲波傳感器用于對機(jī)器人和障礙物之間的距離進(jìn)行測量，從而實(shí)現(xiàn)障礙物的檢測與規(guī)避，達(dá)到了豐富機(jī)器人的控制系統(tǒng)的功能的效果。

與第一傳感器集合10相連接，用于對多項(xiàng)機(jī)器人數(shù)據(jù)進(jìn)行融合得到融合數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)融合單元20，在第一傳感器集合10采集多項(xiàng)機(jī)器人數(shù)據(jù)之后，用于對多項(xiàng)機(jī)器人數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，該數(shù)據(jù)融合單元20為機(jī)器人控制器系統(tǒng)的協(xié)控制器模塊。該數(shù)據(jù)融合單元20可以由芯片和外圍電路組成，可選地，該數(shù)據(jù)融合單元20為以ARM Cortex-M4內(nèi)核為核心的STM32F407ZGT6芯片及其外圍電路組成，可以實(shí)現(xiàn)第一傳感器集合10中的多種傳感器數(shù)據(jù)的采集、融合。該數(shù)據(jù)融合單元20還可以發(fā)送電機(jī)控制指令，根據(jù)電機(jī)控制指令控制電機(jī)的運(yùn)行。

在包括有位于機(jī)器人身體的不同部位，用于采集多媒體數(shù)據(jù)的多個(gè)傳感器的第二傳感器集合30中，多媒體數(shù)據(jù)可以為圖像數(shù)據(jù)、聲音等數(shù)據(jù)。其中，圖像數(shù)據(jù)包括但不限于人臉數(shù)據(jù)、表情數(shù)據(jù)、手勢數(shù)據(jù)等。聲音數(shù)據(jù)包括但不限于語音采集數(shù)據(jù)和語音指令數(shù)據(jù)等，達(dá)到了豐富機(jī)器人的控制系統(tǒng)的功能的效果。

第二傳感器集合30包括圖像采集與處理模塊。該圖像采集與處理模塊可以通過圖像處理算法對采集到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，達(dá)到了豐富機(jī)器人的控制系統(tǒng)的功能的效果。

第二傳感器集合30還可以包括語音采集模塊。該語音采集模塊可以用于實(shí)現(xiàn)語音和指令的識別，達(dá)到了豐富機(jī)器人的控制系統(tǒng)的功能的效果。

第二傳感器集合30還可以包括語音輸出模塊。該語音輸出模塊可以用于輸出多種交互場景下的預(yù)設(shè)語音指令，達(dá)到了豐富機(jī)器人的控制系統(tǒng)的功能的效果。

與數(shù)據(jù)融合單元20和第二傳感器集合30相連接，用于對融合數(shù)據(jù)和多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到處理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理單元40為機(jī)器人控制系統(tǒng)的主控制器模塊，與數(shù)據(jù)融合單元20通信，接收數(shù)據(jù)融合單元20經(jīng)對多項(xiàng)機(jī)器人數(shù)據(jù)進(jìn)行融合得到的融合數(shù)據(jù)，和第二傳感器集合10得到的多媒體數(shù)據(jù)，對融合數(shù)據(jù)和多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到處理數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)處理單元40包括芯片和外設(shè)電路?？蛇x地，該數(shù)據(jù)處理單元40采用以ARM Cortex-A17內(nèi)核為核心的主控制芯片RK3288及其外設(shè)電路組成，可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的控制算法、圖像采集與處理、語音識別及語音輸出等，還可以與無線保真(Wireless Fidelity，簡稱為WIFI)控制模塊通信，處理數(shù)據(jù)融合單元20上傳的各類傳感器數(shù)據(jù)，達(dá)到了豐富機(jī)器人的控制系統(tǒng)的功能的效果。

與數(shù)據(jù)處理單元相連接，用于向根據(jù)處理數(shù)據(jù)對機(jī)器人進(jìn)行控制的服務(wù)器傳輸處理數(shù)據(jù)的傳輸模塊50可以用于機(jī)器人本體和云平臺控制系統(tǒng)之間進(jìn)行高速無線數(shù)據(jù)的傳輸，可以結(jié)合云平臺控制系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算，可選地，服務(wù)器通過傳輸模塊50對機(jī)器人的控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作和軟件系統(tǒng)的升級操作，從而實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人的控制，傳輸模塊50，與數(shù)據(jù)處理單元40相連接，用于向服務(wù)器傳輸處理數(shù)據(jù)，服務(wù)器根據(jù)處理數(shù)據(jù)對機(jī)器人進(jìn)行控制，達(dá)到了豐富機(jī)器人的控制系統(tǒng)的功能的效果。

第一傳感器集合10、數(shù)據(jù)融合單元20、第二傳感器集合30、數(shù)據(jù)處理單元40和傳輸模塊50由能源模塊進(jìn)行供電?？蛇x地，該能源模塊包括鋰聚合物電池模塊和多路DC-DC電壓變換模塊，其中，DC-DC電源變換模塊將鋰聚合物電池電壓轉(zhuǎn)換為其它直流電壓，從而為機(jī)器人的控制系統(tǒng)中的各電路模塊提供能源。

該實(shí)施例通過第一傳感器集合10中的多個(gè)傳感器位于機(jī)器人身體的不同部位，用于采集多項(xiàng)機(jī)器人數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)融合單元20與第一傳感器集合10相連接，對多項(xiàng)機(jī)器人數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，得到融合數(shù)據(jù)，通過第二傳感器集合30中的多個(gè)傳感器位于機(jī)器人身體的不同部位，用于采集多媒體數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)處理單元40與數(shù)據(jù)融合單元20和第二傳感器30集合相連接，對融合數(shù)據(jù)和多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到處理數(shù)據(jù)，傳輸模塊50，與數(shù)據(jù)處理單元40相連接，用于機(jī)器人本體和服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳輸，服務(wù)器根據(jù)處理數(shù)據(jù)對機(jī)器人進(jìn)行控制，解決了機(jī)器人的控制系統(tǒng)的功能簡單的問題，進(jìn)而達(dá)到了豐富機(jī)器人的控制系統(tǒng)的功能的效果。

可選地，與服務(wù)器相連接，用于向服務(wù)器傳輸對機(jī)器人進(jìn)行定位的定位結(jié)果的定位模塊可以采用超寬帶定位(Ultra Wideband，簡稱為UWB)技術(shù)對機(jī)器人進(jìn)行定位，可以采用20cm定位精度的UWB定位技術(shù)通過架設(shè)在空間中的UWB定位系統(tǒng)以精確地定位出機(jī)器人在空間中的位置，從而實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人的路徑進(jìn)行規(guī)劃和障礙物規(guī)避。該定位模塊與傳輸模塊相配合，通過傳輸模塊接入云平臺控制系統(tǒng)對多機(jī)器人進(jìn)行控制，可以賦予多機(jī)器人族群的屬性，從而實(shí)現(xiàn)對每臺機(jī)器人的精確定位和控制。

可選地，第二傳感器集合包括以下至少之一：用于采集圖像數(shù)據(jù)的圖像采集模塊；用于向數(shù)據(jù)處理單元輸入第一語音數(shù)據(jù)的語音采集模塊；用于接收數(shù)據(jù)處理單元發(fā)送的第二語音數(shù)據(jù)的語音輸出模塊。

圖像采集模塊，用于采集圖像數(shù)據(jù)，可以采用通用串行總線(Universal Serial Bus，簡稱為USB)配合圖像處理算法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，包括但不限于人臉識別的數(shù)據(jù)采集、表情識別的數(shù)據(jù)采集、手勢識別的數(shù)據(jù)采集、物塊識別的數(shù)據(jù)采集。

語音采集模塊，用于向數(shù)據(jù)處理單元輸入第一語音數(shù)據(jù)，可以為高品質(zhì)語音采集傳感器，并且配合語音識別模塊從而實(shí)現(xiàn)對語音數(shù)據(jù)和指令的識別。

語音輸出模塊，用于接收數(shù)據(jù)處理單元發(fā)送的第二語音數(shù)據(jù)，可以采用高品質(zhì)揚(yáng)聲器和音頻功放電路來輸出存儲在數(shù)據(jù)處理單元中的預(yù)設(shè)語音指令，或者通過數(shù)據(jù)處理單元接收來自服務(wù)器的預(yù)設(shè)語音指令，其中，預(yù)設(shè)語音指令為當(dāng)前交互場景下的常用指令。

可選地，圖像采集模塊位于機(jī)器人的眼睛部位；語音采集模塊位于機(jī)器人的雙耳部位。

圖像采集模塊位于機(jī)器人的眼睛部位，可以為位于機(jī)器人的眼睛部位的攝像頭模塊，該攝像頭模塊采用USB攝像頭，可以配合圖像處理算法實(shí)現(xiàn)包括但不限于人臉識別功能、表情識別功能、手勢識別功能、物塊識別功能等。

語音采集模塊位于機(jī)器人的雙耳部位，該語音采集模塊可以為布置于機(jī)器人雙耳的高品質(zhì)語音采集傳感器，并且配合語音識別模塊從而實(shí)現(xiàn)對語音和指令的識別。

可選地，第一傳感器集合包括以下至少之一：用于采集電量數(shù)據(jù)的電池電量檢測模塊；用于采集聲源數(shù)據(jù)的聲源定位傳感器；用于采集機(jī)器人的壓力數(shù)據(jù)的壓力傳感器；用于檢測機(jī)器人的觸覺數(shù)據(jù)的觸覺傳感器；用于采集機(jī)器人的姿態(tài)數(shù)據(jù)的姿態(tài)傳感器；用于采集機(jī)器人和障礙物之間的距離數(shù)據(jù)的超聲波傳感器。

電池電量檢測模塊，用于采集電量數(shù)據(jù)，可以采用集成于鋰聚合物電池內(nèi)部的電量檢測電路和傳感器來實(shí)現(xiàn)電池電量的實(shí)時(shí)檢測，并且當(dāng)電池電量低于某一閾值時(shí)進(jìn)行預(yù)警，從而提示及時(shí)充電。

聲源定位傳感器，用于采集聲源數(shù)據(jù)，可以采用濾波電路、放大電路以及安裝于機(jī)器人身體上的聲音采集傳感器實(shí)現(xiàn)。通過檢測聲源到達(dá)各個(gè)傳感器的時(shí)間差來追蹤聲音源，從而達(dá)到聽聲辨位的效果，使機(jī)器人趨于真實(shí)人的聽覺功能，具有識別聲音產(chǎn)生方向的功能。

壓力傳感器，用于采集機(jī)器人的壓力數(shù)據(jù)，可以檢測機(jī)器壓力傳感器輸出的壓力值，以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過程或者靜止過程中對機(jī)器人的重心位置的檢測，從而控制機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過程中穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)步態(tài)。

觸覺傳感器，用于檢測機(jī)器人的觸覺數(shù)據(jù)，可以通過數(shù)據(jù)融合單元中的ADC采樣電路檢測外來觸摸力的大小和位置，從而賦予機(jī)器人觸覺屬性。

姿態(tài)傳感器，用于采集機(jī)器人的姿態(tài)數(shù)據(jù)，可以通過融合三軸加速度計(jì)的加速度數(shù)據(jù)、三軸陀螺儀的角速度數(shù)據(jù)、三軸磁力計(jì)的磁力計(jì)數(shù)據(jù)確定機(jī)器人的姿態(tài)，通過讀取三軸陀螺儀姿態(tài)角，解算出校正后的姿態(tài)，進(jìn)而獲取當(dāng)前機(jī)器人的方位。在機(jī)器人靜止時(shí)利用磁力計(jì)對陀螺儀進(jìn)行校正，從而達(dá)到提高機(jī)器人姿態(tài)檢測的精度，此外，還可以通過對加速度數(shù)據(jù)積分獲得機(jī)器人的速度。

超聲波傳感器，用于采集機(jī)器人和障礙物之間的距離數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人和障礙物之間距離的檢測，達(dá)到障礙物檢測與規(guī)避的目的。

可選地，聲源定位傳感器包括位于機(jī)器人的胸前和后背的聲音采集傳感器；壓力傳感器位于機(jī)器人的雙腳底部；觸覺傳感器位于機(jī)器人的頭頂、雙肩和手臂；姿態(tài)傳感器位于機(jī)器人的胸腔；超聲波傳感器位于機(jī)器人的胸前和雙腳。

聲源定位傳感器，可以采用濾波電路、放大電路以及安裝于機(jī)器人胸前和后背的各2個(gè)聲音采集傳感器實(shí)現(xiàn)。

壓力傳感器，可以檢測機(jī)器人雙腳底部各4個(gè)壓力傳感器輸出的壓力值，以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過程或者靜止過程中對機(jī)器人的重心位置的檢測。

觸覺傳感器，可以通過數(shù)據(jù)融合單元中的ADC采樣電路采集安裝于機(jī)器人頭頂及雙肩和手臂處的觸覺傳感器的傳感器數(shù)據(jù)，來檢測外來觸摸力的大小和位置，從而賦予機(jī)器人觸覺屬性。

姿態(tài)傳感器，可以通過獲取三軸加速度計(jì)、三軸陀螺儀、三軸磁力計(jì)數(shù)據(jù)，通過讀取三軸陀螺儀姿態(tài)角，可以解算出校正后的姿態(tài)獲取當(dāng)前機(jī)器人的方位；在機(jī)器人靜止時(shí)利用磁力計(jì)對陀螺儀進(jìn)行校正，提高姿態(tài)檢測精度；利用對加速度數(shù)據(jù)積分獲得機(jī)器人的速度。

超聲波傳感器，利用安裝于機(jī)器人本體上的超聲波模塊進(jìn)行距離測量，從而實(shí)現(xiàn)障礙物檢測與規(guī)避。

可選地，控制系統(tǒng)還包括：用于接收數(shù)據(jù)融合單元發(fā)送的用于對機(jī)器人的身體進(jìn)行控制的第一控制指令的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制模塊，運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制模塊還用于控制半雙工UART總線；用于接收數(shù)據(jù)融合單元發(fā)送的用于對機(jī)器人的面部進(jìn)行控制的第二控制指令的面部表情控制模塊，面部表情控制模塊還用于控制IIC轉(zhuǎn)多路PWM輸出總線。

在運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制模塊中，第一控制指令可以包括對機(jī)器人的左足、右足、左手、右手、腰部和頸部等的控制指令。驅(qū)動(dòng)控制模塊還可以通過鎖存器實(shí)現(xiàn)全雙工UART轉(zhuǎn)半雙工UART模塊電路，從而實(shí)現(xiàn)各運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)數(shù)字舵機(jī)采用單總線或者星型連接方式逐個(gè)串聯(lián)通信和控制，進(jìn)而降低了控制和連接布線復(fù)雜度。

在面部表情控制模塊中，第二控制指令包括對機(jī)器人面部的眉毛、眼睛、嘴巴和臉頰等的控制指令。該面部表情控制模塊還為通過IIC通信接口控制的多路PWM輸出電路模塊，通過單總線方式通信和控制簡化了機(jī)器人布線的復(fù)雜度。

可選地，運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制模塊包括：運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制模塊包括以下至少之一：位于機(jī)器人的左足的第一預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的數(shù)字舵機(jī)；位于機(jī)器人的右足的第二預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的數(shù)字舵機(jī)；位于機(jī)器人的左手的第三預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的數(shù)字舵機(jī)；位于機(jī)器人的右手的第四預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的數(shù)字舵機(jī)；位于機(jī)器人的腰部和頂部的第五預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的數(shù)字舵機(jī)；面部表情控制模塊包括以下至少之一：用于驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的眉毛活動(dòng)的第六預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的數(shù)字舵機(jī)；用于驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的眼睛活動(dòng)的第七預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的數(shù)字舵機(jī)；用于驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的嘴巴活動(dòng)的第八預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的數(shù)字舵機(jī)；用于驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的臉頰活動(dòng)的第九預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的數(shù)字舵；數(shù)字舵機(jī)為PWM控制數(shù)字舵機(jī)。

第一預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的數(shù)字舵機(jī)采用串口通信方式，該第一預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)可以為6。第二預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的數(shù)字舵機(jī)采用串口通信方式，該第二預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)可以為6。第三預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的數(shù)字舵機(jī)采用串口通信方式，該第三預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)可以為4。第四預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的數(shù)字舵機(jī)采用串口通信方式，該第四預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)可以為4。第五預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的數(shù)字舵機(jī)采用串口通信方式，該第五預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)可以為5。該實(shí)施例通過第六預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的數(shù)字舵機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的眉毛活動(dòng)，通過第七預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的數(shù)字舵機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的眼睛活動(dòng)，通過第八預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的數(shù)字舵機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的嘴巴活動(dòng)，通過第九預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的數(shù)字舵機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的臉頰活動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)臉部表皮實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的表情。可選地，第六預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)、第七預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)、第八預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)和第九預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)總共為10。

上述數(shù)字舵機(jī)可以為PWM控制數(shù)字舵機(jī)。

可選地，數(shù)據(jù)處理單元包括用于根據(jù)服務(wù)器下發(fā)的升級數(shù)據(jù)對機(jī)器人進(jìn)行升級的升級模塊。在服務(wù)器下發(fā)升級數(shù)據(jù)之后，通過傳輸模塊傳輸，升級模塊接收升級數(shù)據(jù)并對機(jī)器人的軟件進(jìn)行升級。

該實(shí)施例的WIFI控制器模塊主要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人本體與云平臺控制系統(tǒng)進(jìn)行高速無線數(shù)據(jù)的傳輸，可協(xié)同云系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)雜運(yùn)算，并可通過云系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程操控和通過WIFI無線通信方式對機(jī)器人軟件系統(tǒng)升級，避免了需要斷電和拆機(jī)升級的問題，從而提高了機(jī)器人的功能升級的簡便性和后期功能的可擴(kuò)展性，達(dá)到了豐富控制系統(tǒng)的功能的效果。

下面結(jié)合一種優(yōu)選的實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行說明。

圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的另一種機(jī)器人的控制系統(tǒng)的示意圖。如圖2所示，該機(jī)器人的控制系統(tǒng)包括：圖像采集模塊、語音輸入模塊、語音輸出模塊、電池電量檢測模塊、聲源定位傳感器、壓力傳感器、觸覺傳感器、姿態(tài)傳感器、超聲波傳感器模塊，WIFI控制器、主處理器器模塊、協(xié)處理器模塊、定位模塊、運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制模塊、面部表情控制模塊、能源模塊。

WIFI控制器模塊主要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人本體與云平臺之間進(jìn)行高速無線數(shù)據(jù)的傳輸，可協(xié)同云系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)雜運(yùn)算，并可通過云系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程操控和軟件系統(tǒng)升級，配合機(jī)器人定位系統(tǒng)可賦予多機(jī)器人族群的屬性，不需要斷電和拆機(jī)升級，從而提高了機(jī)器人功能升級簡便性和后期功能擴(kuò)展性。

定位模塊采用20cm定位精度的UWB定位技術(shù)通過架設(shè)在空間中的UWB定位系統(tǒng)可以精確地定位出機(jī)器人在空間中的位置，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人路徑規(guī)劃和障礙物規(guī)避。

主處理器模塊與WIFI控制器相連接，可以采用以ARM Cortex-A17內(nèi)核為核心的主控制芯片RK3288及其外設(shè)電路實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜運(yùn)動(dòng)控制算法、圖像采集與處理、語音識別及語音輸出，并與WIFI控制器通信、處理協(xié)控制器上傳的各類傳感器數(shù)據(jù)等。

協(xié)處理器模塊與主處理器模塊相連接，可以由ARM Cortex-M4內(nèi)核為核心的STM32F407ZGT6芯片及其外圍電路組成，實(shí)現(xiàn)多種傳感器數(shù)據(jù)的采集、融合、以及電機(jī)控制指令的發(fā)送，并與主處理器模塊通信，實(shí)現(xiàn)采用多處理器協(xié)同控制處理更多的任務(wù)。

圖像采集模塊，與主處理器相連接，可以為圖像采集與處理模塊，采用USB攝像頭模塊配合圖像處理算法可以實(shí)現(xiàn)包括但不限于人臉識別功能、表情識別功能、手勢識別功能、物塊識別功能。

語音輸入模塊，與主處理器相連接，可以用于語音識別，采用布置于機(jī)器人雙耳的高品質(zhì)語音采集傳感器，并配合語音識別軟件模塊從而實(shí)現(xiàn)語音和指令識別。

語音輸出模塊，與主處理器相連接，可以采用高品質(zhì)揚(yáng)聲器和音頻功放電路輸出存儲在主處理器模塊系統(tǒng)中，或者存儲在云平臺系統(tǒng)中的適合當(dāng)前交互場景的超過500條常用語音指令。

電池電量檢測模塊，與協(xié)處理器相連接，可以采用集成于鋰聚合物電池內(nèi)部的電量檢測電路和傳感器實(shí)現(xiàn)電池電量的實(shí)時(shí)檢測，當(dāng)電池電量低于某一閾值時(shí)進(jìn)行預(yù)警，并提示及時(shí)充電。

聲源定位模塊，與協(xié)處理器相連接，可以包括濾波電路和放大電路及安裝于機(jī)器人胸前和后背的各2個(gè)聲音采集傳感器，通過檢測聲源到達(dá)各個(gè)傳感器的時(shí)間差來追蹤聲源，從而達(dá)到聽聲辨位的效果，使機(jī)器人趨于真實(shí)人的聽覺功能，可以識別聲音產(chǎn)生的方向。

壓力傳感器模塊，與協(xié)處理器相連接，可以通過檢測置于機(jī)器人雙腳底部各4個(gè)壓力傳感器輸出的壓力值以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過程中或者靜止過程中對機(jī)器人重心位置的檢測，以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過程中穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)步態(tài)。

觸覺傳感器模塊，與協(xié)處理器相連接，可以由壓力薄膜傳感器實(shí)現(xiàn)，通過協(xié)處理器模塊中ADC采樣電路采集安裝于機(jī)器人頭頂及雙肩和手臂處的傳感器來檢測外來觸摸力的大小和位置，從而賦予機(jī)器人觸覺屬性。

姿態(tài)傳感器模塊，與協(xié)處理器相連接，該姿態(tài)傳感器模塊可獲取三軸加速度計(jì)的加速度數(shù)據(jù)、三軸陀螺儀的角速度數(shù)據(jù)、三軸磁力計(jì)數(shù)據(jù)，通過讀取三軸陀螺儀姿態(tài)角，可以解算出校正后的姿態(tài)數(shù)據(jù)從而獲取當(dāng)前機(jī)器人的方位；在機(jī)器人靜止時(shí)利用磁力計(jì)對陀螺儀進(jìn)行校正，從而提高姿態(tài)檢測精度；該姿態(tài)傳感器還可以利用對加速度數(shù)據(jù)積分獲得機(jī)器人的速度。

超聲波傳感器模塊，與協(xié)處理器相連接，可以利用安裝與機(jī)器人本體上的超聲波模塊進(jìn)行距離測量，實(shí)現(xiàn)障礙物檢測與規(guī)避。

可選地，該實(shí)施例采用布置于機(jī)器人眼睛的攝像頭模塊、布置于雙耳、胸前和后背各2個(gè)聲音采集傳感器、布置于頭頂和雙肩及手臂的觸覺傳感器、布置于胸前的揚(yáng)聲器、布置于胸前及雙腳的超聲波傳感器、布置于胸腔的姿態(tài)傳感器及布置于雙腳底的各4個(gè)壓力傳感器，布置于機(jī)器人眼睛的攝像頭模塊、布置于雙耳、胸前和后背各2個(gè)聲音采集傳感器、布置于頭頂和雙肩及手臂的觸覺傳感器、布置于胸前的揚(yáng)聲器、布置于胸前及雙腳的超聲波傳感器、布置于胸腔的姿態(tài)傳感器及布置于雙腳底的各4個(gè)壓力傳感器，實(shí)現(xiàn)了上述圖像采集模塊、上述語音輸入模塊、上述語音輸出模塊、上述電池電量檢測模塊、上述聲源定位模塊、上述壓力傳感器模塊、上述觸覺傳感器模塊、上述姿態(tài)傳感器模塊、上述超聲波傳感器模塊的組合融合方案以及合理布局，提高了機(jī)器人數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和系統(tǒng)穩(wěn)定性。

運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制模塊與協(xié)處理器相連接和5組數(shù)字舵機(jī)相連接，通過鎖存器實(shí)現(xiàn)全雙工UART轉(zhuǎn)半雙工UART模塊電路，從而實(shí)現(xiàn)各運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)數(shù)字舵機(jī)采用單總線或者星型連接方式逐個(gè)串聯(lián)通信和控制，降低了控制和連接布線復(fù)雜度。5組數(shù)字舵機(jī)都為串口通信方式，包括機(jī)器人左足6個(gè)數(shù)字舵機(jī)、右足6個(gè)數(shù)字舵機(jī)、左手4個(gè)數(shù)字舵機(jī)、右手4個(gè)數(shù)字舵機(jī)、腰部及頸部3個(gè)數(shù)字舵機(jī)。

面部表情控制模塊與協(xié)處理器相連接和4組數(shù)字舵機(jī)相連接，為IIC通信接口控制產(chǎn)生的多路PWM輸出電路模塊，通過單總線方式通信和控制簡化機(jī)器人布線復(fù)雜度。該4組數(shù)字舵機(jī)均為PWM控制數(shù)字舵機(jī)，包括用于驅(qū)動(dòng)眉毛、眼睛、嘴巴、臉頰共10個(gè)數(shù)字舵機(jī)以驅(qū)動(dòng)臉部表皮來實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的表情。

能源模塊包括鋰聚合物電池模塊和多路DC-DC電壓變換模塊，DC-DC電源變換模塊將鋰聚合物電池電壓轉(zhuǎn)換為其它直流電壓為各電路模塊提供能源。

該實(shí)施例通過一個(gè)主控制器模塊加一個(gè)協(xié)控制器模塊，主控制器模塊主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和復(fù)雜算法等實(shí)現(xiàn)，協(xié)控制器主要實(shí)現(xiàn)各傳感器數(shù)據(jù)采集及融合及電機(jī)控制實(shí)現(xiàn)了采用多處理器協(xié)同控制處理更多的任務(wù)，通過布置于機(jī)器人眼睛的攝像頭模塊、布置于雙耳、胸前和后背各2個(gè)聲音采集傳感器、布置于頭頂和雙肩及手臂的觸覺傳感器、布置于胸前的揚(yáng)聲器、布置于胸前及雙腳的超聲波傳感器、布置于胸腔的姿態(tài)傳感器及布置于雙腳底的各4個(gè)壓力傳感器實(shí)現(xiàn)了采用多種傳感器組合融合方案及合理的布局方案提高機(jī)器人數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和系統(tǒng)穩(wěn)定性，通過運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)數(shù)字舵機(jī)控制的半雙工UART總線及面部表情控制的IIC轉(zhuǎn)多路PWM輸出總線、運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)數(shù)字舵機(jī)控制的半雙工UART總線及面部表情控制的IIC轉(zhuǎn)多路PWM輸出總線簡化了機(jī)器人布線復(fù)雜度，通過使用高精度的UWB定位技術(shù)對每臺機(jī)器人精確定位及通過高速WIFI通信接入云平臺控制系統(tǒng)對多機(jī)器人控制實(shí)現(xiàn)了使用高精度定位方式和高速無線通信方式賦予機(jī)器人族群屬性和簡化軟件系統(tǒng)升級復(fù)雜度，通過云平臺系統(tǒng)以WIFI無線通信方式對機(jī)器人軟件系統(tǒng)升級，不需斷電和拆機(jī)升級，提高機(jī)器人功能升級簡便性和后期功能擴(kuò)展性，從而豐富了機(jī)器人控制系統(tǒng)的功能。

需要說明的是，本實(shí)用新型所要求保護(hù)的是上述各個(gè)單元模塊及其連接關(guān)系，并不涉及對其內(nèi)部軟件的創(chuàng)新。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。