METHOD AND DEVICE FOR HAPTIC ROBOT CONTROL ON UNEVEN GROUND AND UNCERTAIN ENVIRONMENT

• Main Authors: HOU ZENG-GUANG, HONGBO WANG, SHUANG CANG, FENG YONGFEI, HONGNIAN YU, VL D REANU VICTOR, MELINTE OCTAVIAN, WANG XIAOJIE, BIA GUIBIN, VL D REANU LUIGE, MUNTEANU RADU IOAN
• Format: Patent
• Language: English; Romanian
• Published: 30.04.2015
• Subjects: CALCULATING; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES; COMPUTING; CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; CONTROLLING; COUNTING; ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; HAND TOOLS; MANIPULATORS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS ORELEMENTS; PERFORMING OPERATIONS; PHYSICS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; REGULATING; TRANSPORTING

The invention relates to a method and a device for haptic control intended for the motion and navigation of robots on uneven ground and in uncertain environment. According to the invention, the method consists in carrying out the following steps: generating the robot environment map, computing the position of the joint and of the tip of the robot's foot sole, determining the rigidity associated to the position of the robot's foot joint, computing the actual deviation of the robot's foot segments, switching the robot's walking diagram, ensuring the position control loop for walking on a plane surface, switching the control from the position control loop to the force control loop, generating the haptic map of the robot's environment and then generating haptic Cartesian positions. The device, as claimed by the invention, comprises: a digital camera module (CD1) mounted on the robot to receive 3-D images and digitally send them to an image processing module and an image control module, a telemetry module (TL) allowing the measurement of the distance to the foot sole segment, a second digital camera module (CD2) for distance computing, a 3D gravitational transducer module (TGR3D) measuring the gravity acceleration on the three Cartesian directions, a magnetic compass transducer module (TBM) measuring the deviation of the magnetic North point, an angular position transducer module (TP) measuring the angular position in the robot's joints, a direct position kinematics module (CDP) to determine the joint position, a robot's environment map module which sends the position of the foot sole joint to a communication module, to an unevenness measuring module and to an associative rigidity module, a force transducer module which measures the forces in the robot's joints, a robot's path generation module which receives the haptic Cartesian positions generated by the haptic device module, a module meant to act upon the actuators as well as a module meant for robot communications. Invenţia se referă la o metodă şi la un dispozitiv pentru controlul haptic, destinate deplasării şi navigării roboţilor pe terenuri denivelate şi în medii incerte. Metoda conform invenţiei constă în parcurgerea următoarelor etape: se generează harta mediului robotului, se calculează poziţia articulaţiei şi poziţia vârfului tălpii piciorului robotului, se determină rigiditatea asociată poziţiei articulaţiei tălpii piciorului robotului, se calculează deviaţia actuală a segmentelor piciorului robotului, se comută schema de mers a robotului, se asigură bucla de control în poziţie pentru mersul pe teren plat, se comută controlul de la bucla de control în poziţie la bucla de control în forţă, se generează harta haptică a mediului robot şi apoi se generează poziţiile carteziene haptice. Dispozitivul conform invenţiei cuprinde: un modul cameră digitală (CD1) montat pe robot, ce recepţionează imagini 3D şi le transmite digital la un modul de procesare imagini şi la un modul de control imagine, un modul (TL) telemetrie, ce permite măsurarea distanţei la segmentul tălpii piciorului, un al doilea modul cameră digitală (CD2), pentru calculul distanţei, un modul traductor gravitaţional 3D (TGR3D), pentru măsurarea acceleraţiei gravitaţionale pe cele trei direcţii carteziene, un modul traductor busolă magnetică (TBM), pentru măsurarea deviaţiei nordului magnetic, un modul traductor poziţieunghiulară (TP), ce măsoară poziţia unghiulară din articulaţiile robotului, un modul cinematică directă poziţie (CDP), pentru determinarea poziţiei articulaţiei, un modul hartă mediu robot, ce transmite poziţia articulaţiei tălpii la un modul de co