CN108367428B - 用于自移动平台的控制*** - Google Patents

Abstract

本发明的优选应用领域涉及适合于在不一定已知的环境中移动的自移动平台的走动的控制。具体地说，公开了使得可以同时手动控制这样的自移动平台的移动(以良好的控制精度)和管理可能的意外碰撞的技术解决方案。该解决方案提供自移动机器人化平台至少部分地在其侧表面中被覆盖同时充当压力传感器和减震层的特定覆盖物。它们因此被指示使得可以限定适合于控制这样的平台的走动的手动直观命令集的一些基本特性。以这种方式构想的***除了确保碰撞情况下的损坏的限制之外，还使得无论平台的重量如何，操作者都可以仅通过在期望方向上施加轻微的推力来移动平台；将还可以给予用于沿着弯曲轨迹移动的命令或者对同一平台给予旋转。

Description

用于自移动平台的控制***

技术领域

本发明的优选应用领域涉及自移动平台的走动(ambulation)的控制，特别提到适合于在不一定知道的环境中走动的机器人化***的开发。

背景技术

机器人化平台(或简称为“机器人”)的走动的控制中的最重要的方面之一包括当该机器人移动时可以影响它的可能的撞击或接触的管理(尤其是在机器人本身的存储器中没有完全建模的环境中)。就像在移动机器人化平台被启动并且在还可以存在随时间可变的障碍物的环境内自由地移动、因此不在预定路径(比如轨道或路标)上移动的情况下那样，环境可以是住宅或办公室的房间。

使得能够管理这样的情形的第一技术方法提供以下自移动机器人化平台：该自移动机器人化平台配备有能够以某种方式“感知”(或“察看”)它正在其中移动的环境的传感器。在这种情况下，通过对由这些传感器接收的信息的处理，可以防止与环境中存在的物体碰撞。

与该技术相关联的最重要的禁忌与处理的复杂度有关，因为它们需要大量地执行一定复杂度的场景的图像识别，并且环境越是事先未知，这样的复杂度越大。

该方法的一些操作限制和一些复杂度因素这二者依赖于传感器的技术。例如，红外传感器不会适当地感知黑色障碍物、透明障碍物或反射障碍物的存在，而超声传感器错误地感知非常薄的或者具有不垂直于超声波的表面的障碍物。在改为使用视觉传感器的情况下，复杂度在距离估计中，距离估计用单视场(monoscopic)信号基本上是不可能的，而用立体感信号又过于复杂。

然后，感知场景所需要的传感器通常涉及显著的成本和能量消耗，而且还需要相当大的设计复杂度。

在不由机器人的运动确定的任何接触的管理的情况下(例如，机器人被也在移动的另一实体故意地或意外地撞击或被推动的情况)，所需要的处理的复杂度进一步提高。

一般来说，可以得出结论，为了适当地处理所有的可能情况，传感器的感知应该确保全向覆盖并提供大量信息；并且合成事件的正确的且可靠的解释所需要的处理最终将因此越来越复杂。

第二技术方法基于如下接触(或压力)传感器：考虑到这些传感器的简单性，这些传感器可以被现实地设置在机器人化平台的整个表面上或机器人化平台的大部分上。

很清楚，接触传感器只有在碰撞发生之后才可以管理它们。因此，重要的是指出，所述两种技术方法从某种意义上来说可以被认为是互补的，并且自移动机器人化平台原则上并且在需要时可以借助于上述两种技术来控制，这两种技术不一定是替代选择，而是可以共存于同一平台中。

通过使用接触传感器而使得变为可能的、超出碰撞管理之外的更有趣的应用是手动管理自移动机器人化平台的移动的能力。事实上，借助于接触传感器，可以检测平台何时被推动(例如，被用一只手推动)，因此可以在与接收到的推力(thrust)一致的方向上启动机器人化平台的机动移动。

与其他控制方法相比，自移动平台的手动控制特别是对于一些应用，就性能而言具有一些优点。关于供电机器人化平台的手动控制的优点的进一步的信息，请参照：JevticA.、Doisy g.、Parmet Y.和Edan Y.,"用于移动机器人指引的交互模式的比较：直接物理交互，人跟随和直接指向(Comparison of interaction Modalities for Mobile RobotGuidance:Direct Physical Interaction,Person Following,and Direct Pointing)"-IEEE Transactions on Human-Machine Systems-2168-2291 2015 IEEE。

在目前技术水平下能够在一般的非预定义的路径和非基础结构化的路径上移动的自移动机器人化平台的开发在变为足够成熟并且适合于至少在中等规模上投入商用的技术之前，仍是可以有并且需要进一步进化的步骤的研究问题。

发明内容

本发明在该开发背景中介入，本发明集中于解决与碰撞以及更一般地来说自移动机器人化平台与外部环境的元件可以具有的接触相关的问题。

通常，自移动机器人化平台在轮子上移动，这些轮子可以具有各种类型，可以具有允许的多个旋转轴线，并且可以呈现不同形式(从经典的磁盘形状到球形形式，具有不同的移动传送和/或约束***)。因此，检测潜在碰撞的初始方法可以基于在轮子上观察到的抵抗力偶(resistant couple)的分析。事实上，如果平台与障碍物碰撞，则冲击之前的驱动扭矩足以移动平台，变得不足，或者运动经历可察觉的减速。即使是最后施加于机器人化平台上的任何手动推力也将是一定程度上可辨识的，因为它们将表现为在轮子上可检测到的扭矩变化。

于是，可以通过从自移动机器人化平台的轮子上可观察到的扭矩的分析可获得的信息的简单使用来解决该平台的运动的管理的问题。

该方法的优点是清楚的，因为它不需要使用特殊传感器，事实上，移动的控制必定是通过轮子上的驱动扭矩的控制来进行，因此碰撞和接触的管理可以通过基于至少部分用于同一平台的控制的、一定可以作为轮子上的扭矩和它们的角速度获得的信息的连续分析的计算来进行。

该方法没有得到深化，因为尽管有利地适用于某些种类的情形，但是普遍地使用则具有与以下事实有关的显著缺点：它需要基于同一平台的惯性系和该平台在其上移动的陆地的准确建模。事实上，驱动扭矩的变化可以根据重量改变来确定(例如，平台可以承载可变的负载)，或者根据形式的改变来确定(例如，平台可以具有确定平衡变化的可延伸臂)，或者陆地可以具有不总是被适当地建模的不同的摩擦或小的斜坡，并且在所有的这后几种情况下是可能的诠释性误解，甚至是粗略的。为了完整性，值得注意的是，还可以构思不采用特别准确的建模的方法。它们是不需要特定的操纵准确度的这样的情况：可以接受相对于精度而言偏爱实现的简单化或鲁棒性的折衷的方法。

在目前技术水平下，基于自移动平台的轮子上的扭矩的分析来处理其走动的例子是由在美国德克萨斯大学进行的工程“三键机器人(Trikey robots)”给出的。

清楚地，可以通过***被应用(apply)于平台的结构的不同部分上但不一定(或不仅)被应用于轮子上的力或力矩的传感器来检测施加于平台上的推力或最终的意外碰撞。应用于轮子上的扭矩的传感器的情况是特别有趣的(并且在许多应用中是已知的)，因为由于平台的移动的控制被施加于轮子上的事实，轮子上的扭矩的测量在实践中是自动可用的。然而，放置在平台的结构中的其他地方的传感器的使用引起替代变体；那么，在这些变体中，施加于平台上的压力的估计是从由局部化(localize)于平台的一些特定部分中的一些传感器提供的测量来处理的。

在所有这样的情况下，并且在没有了解该方法的细节的情况下，重要的是指示该方法如何很少地适合于检测低强度碰撞，尤其是当移动平台相对沉重时。

为了更一般地且独立于惯性建模(即，非常难以正规化、使用起来复杂并且有歧义解释的预兆的建模)来管理可以影响自移动机器人化平台的接触和碰撞，使用被覆盖有对触摸敏感的传感器的机器人化平台是合适的。

存在非常成熟的且可靠的、使得可以实现对触摸敏感的薄盖体的技术。在机器人技术的背景下，这样的覆盖通常是与术语“皮肤”一起提到的，精确地指示返回根据接触而变化的信号的薄盖体。理想地，事实上，可以假定皮肤是触摸感觉的所在地，对此，在机器人的背景下，术语“皮肤”通常指示触觉传感器***。

如所说的，存在可以用于创建“皮肤”的不同技术，并且它们可以大致分为两个派别：布尔“皮肤”和模拟“皮肤”。布尔“皮肤”返回表示存在或不存在接触的二值信号。这些布尔“皮肤”常常被组织为矩阵布局，所以除了检测接触之外，还可以确定发生这样的接触的较小区域。

Rosenstein等人的标题为“人机界面移动机器人(Human Interface MobileRobot)”的专利申请US 2015/0073598 A1事实上描述了也被称为iRobot(在其他出版物中)的机器人化平台，该机器人化平台被布尔“皮肤”(其提供所谓的“触摸输入”)所覆盖。所述布尔“皮肤”实现了以下触觉界面：该触觉界面使得操作者可以简单地通过触摸它来移动所述机器人化平台，并且支持在这样的平台的运动期间对于该平台可能发生的潜在碰撞的管理过程。

iRobot平台因此只有对触摸是敏感的，所以易于实现以下过程：当平台在面向运动的一侧被触摸时，自动地停止平台的运动；它同样地易于实现以下过程：当iRobot平台静止并且被触摸时，它开始朝向与触摸(被解释为推力)相配(compatible)的方向移动。

该***没有实现对借助于所检测到的触摸而施加的压力或动力的测量。

除了在碰撞场合时停止运动之外，平台iRobot中实现的重要应用还提供了：平台的手动控制是用对平台本身的运动的某种机动辅助来实现的。事实上，在检测到触摸时产生的驱动扭矩的大小可能是不足以即使是仅轻微地移动平台的；这样，为了移动，平台需要推力的贡献，并且确切地来说被添加到自动产生的驱动扭矩的推力的强度用于调整移位速度。

该应用的显著用途可以容易地想象。它使得例如可以用轻的推力来移动重的手推车，这事实上很大程度上是通过自动产生的驱动扭矩进行的疲劳工作。同时，这样的手推车即使在它非常重时，也可以受到保护而不遭受或不引起由于意外碰撞而导致的大的损坏，从而根据上下文(如前所述)，能够在碰撞的情况下实现优先停止过程。然而，应注意到，干预只可以在冲击时发生，那么损坏的限制可能不总是足够的。

一般来说，可以得出结论，所谓的布尔“皮肤”表示对于不需要特定的移动准确度的一些应用有用的技术，并且它们可以既管理移动的控制，又管理碰撞情况下的一些对策，尽管是用不同的过程。

不同于布尔皮肤，模拟“皮肤”使得可以估计通过其施加触摸的压力，因此，模拟“皮肤”提供可以采取某个范围内的连续值的附加控制变量。

此外，模拟“皮肤”是适合于实现用于碰撞的管理以及用于移动的辅助手动处理两者的过程的技术。事实上，它们使得可以实现用布尔“皮肤”可实现的所有功能，但是能够提供比单纯检测接触的存在或不存在丰富得多的信息，它们可以用于就有效性和准确度而言改进用布尔“皮肤”可以达到的性能。

所述模拟“皮肤”可以以各种类型可用，并且可以用非常成熟的且可靠的技术来实现。通常，它们包括用非常薄的条带制造的导体或半导体材料，这些条带具有依赖于施加于它们的压力的可变电阻。它们已经被应用于机器人领域中，但是主要是在受约束的机械臂内，也就是说，在移动和可能的轨迹严格受限的背景中。其他已知的应用发生于物体的机械操纵领域中，在该领域中，重要的是调整抓握(例如，工业机器人的假手或钳子中的抓握)的压力。然而，在自移动机器人化平台中没有已知的应用，在自移动机器人化平台中，它们的使用最终是走动的控制。具体地说，在已知的应用中，检测的压力不是用作用于确定需要被致动的运动的类型的输入变量。事实上，构思基于压力信号的命令协议并且能够正确地、准确地且安全地控制自移动机器人化平台在一般环境中的走动并不是立即的和容易的。

事实上，每个人机界面(HMI)的目标之一是使得人可以以自然的且自发的方式发出命令。那么，机器需要设有解释能力，能够理解人类操作者可以产生的范围广泛的自发交互和直觉交互。

此时，重要的是记住对压力敏感的并且用于做出最普通的“皮肤”的最普遍的技术使得能够对非常低的压力实现优良的准确度，同时较粗略地区别最高压力。该敏感性特性是关键因素，但是也是使得可以构想非常准确的管理方法(用于手动控制和碰撞两者)的特征。它是关键因素，因为人类操作者可以引起的手动推力和碰撞这二者可能过强，并且最重要的是，它们表现为不连续的“阶跃(step)”函数，在该函数中，不存在压力和显著压力之间的转变基本上瞬间发生。可以假定当人触摸物体时，从“不存在接触”到“存在接触”(或者反过来)的状态改变是几乎瞬时的转变。

然而，对轻微压力的相当大的敏感性也是对于实现精确控制有用的因素，因为它也与区别小的压力变化的可能性相关联。

因此，本发明的主要范围是构思可以以足够的准确度控制其移动性、从而将手动用户命令转化为自动产生的运动控制命令的新型自移动机器人平台。并且可以通过在这样的平台的侧面运用甚至是轻微强度的、但是同时与人类敏感性相配的压力来以简单的且直观的方式给予所述手动用户命令。

本发明的另一目的是构想也是直观的协议，该协议使得可以通过简单地运用小的压力来手动地控制自移动机器人化平台的走动，并且就速度和轨迹来说，这样的控制需要能够尽可能地精确，轨迹可以是笔直移动和曲线移动两者，并且甚至是纯粹的旋转。

再次，本发明的另一目的是构想自移动机器人化平台，在该平台中，用于走动控制的同一传感器和致动器***还构造可用于有效地管理与外部元件的可能碰撞的***。

最后，本发明的进一步的目的是构想自移动机器人化平台，在该平台中，用于***的控制和校准的规则尽可能地最简单和可靠。

本发明的预期目的借助于在其侧面上被覆盖用作压力传感器的盖体的自移动机器人化平台来实现，并且充当压力传感器的所述盖体包括至少实现以下功能的一个或多个层：

1.至少部分地包括连接在电路中的一个或多个电组件，该电路的电特性根据用来挤压所述盖体的压力而变化，并且该电特性的这个变化至少在所应用的挤压压力的范围内是连续的；

2.至少在所述机器人化平台(100)的外侧面的一部分上构造由可以以非永久性的方式变形的材料制成的加垫层；

并且所述自移动机器人化平台还包括计算单元，该计算单元被配置为借助于控制命令来控制所述自移动机器人化平台(100)的运动的轨迹，这些控制命令强加(impose)根据由被配置为压力传感器的所述盖体检测的瞬时压力实时地计算的瞬时速度。

本发明的主要优点是由根据本发明的教导实现的自移动机器人化平台实现针对其构想的主要目的的事实给出的。

附图说明

本发明还具有进一步的优点，根据以下各项，这些优点将变得清楚：示出更多细节的以下描述、形成上述描述的整体部分的所附权利要求以及所描述的(但不限于在下文中和在附图中所描述的)实施例的一些例子的例证，在附图中：

图1示出具有表征本发明的一些元件的自移动机器人化平台。

图2示出通过特定的手动推力确定的运动路径的一些例子。

图3在截面中示出覆盖根据本发明的自移动机器人化平台的“皮肤”的细节。

图4示出作为在其中自移动机器人化平台被拉动、而不是被推动的手动动作的结果的运动路径的例子。

具体实施方式

图1提供了其形状大致包括具有四个垂直边的平行六面体的自移动机器人化平台的总图。

清楚地，任何类型的形状是可能的，然而，平行六面体形状的平台除了使得可以清楚地示出本发明的发明原理之外，还构成优选形状之一，因为它可以方便地用作用于输送有效载荷的手推车，并且可以容纳同一平台的操作所需要的所有组件。另外，它还可以适合于适应在不同应用中作用的最终机构的整合。

于是，用编号100指示作为整体的根据本发明的教导的自移动机器人化平台。然而，图1中提供的表示是基本的，并且是部分的；它们仅突出了对于示出根据本发明的所述自移动机器人化平台100的一些重要特征有用的几个元件。

用编号101表示轮子，它指示实现平台100的走动的可能部件，并且用编号102示出了平台100的一般负载(其可以如所说的那样仅仅是要被输送的负载)以及可以是同一平台的整体部分的被设计为执行特定功能的设备(例如，拟人的)。

最后，用编号110，指示覆盖平台100的所有侧壁的一些触觉膜。这样的触觉膜110在图1的例子中采取条带的形式，因此，在下面的描述中，通常将使用表达“触觉条带”来提到它们。这样的触觉条带110是基本压力传感器，这些基本压力传感器构造压力感测***(即，平台100的所谓的触觉“皮肤”)的基本部分。

如上所述，据称触觉条带110构成已知技术，并且它们可以用其电阻根据施加于它们上的挤压压力变化的导体或半导体材料来实现。然而，基于这些材料的其电阻根据它们受到的压力变化的性质而对触觉条带110的这样的使用只是用于实现压力传感器的可能选择中的一个选择。理论上，也可以使用其他材料，事实上，应用于材料上的压力也可以影响其他参数，比如其电容性表征，或者更一般地来说，其总体电特性，使得当所述材料***在供电的电路中时，可测量的效果发生，并且可以估计施加于它上的压力。

在本发明的其他实施例中，这样的压力传感器可以是比以下特定材料更复杂的***：该特定材料随着它受到的压力的变化而改变其电行为。所述压力传感器可以例如是利用某些材料的不是严格地电特性的其他特性(例如光学行为特性)的真实电路，并且这样的电路可以将测量子***和/或其他电路组件集成在它们内部。

然而，为了本发明的该描述的目的，这些压力传感器可以以高水平被一般性地建模为具有压力相关的电特性的电路的组件，这意味着可以对它们执行电量的测量，并且依赖于它们受到的压力的该测量(例如，电压或电流水平、或频率测量结果，连续的和离散的两者，等等……)可以由计算机管理。

仍然回到作为触觉条带110由可变电阻材料组成的例子的情况，当所述触觉条带110全都被连接以形成被电流穿过的电路时，触觉传感器***工作，在该电路中，***了以下测量元件：这些测量元件能够选择性地检测基本上覆盖自移动机器人化平台100的整个侧面的各种触觉条带110中的每个中的电阻的改变。

因此，尽管图1中未示出，但是所述自移动机器人化平台100需要还包括：驱动轮子的马达和任何传送部件、供电部件、电量的测量组件以及用于读取数据和用于将平台100作为整体进行控制的至少一个计算单元。所述计算单元因此需要能够产生要被直接地或间接地发送到机器人化平台100的轮子的控制命令。轮子事实上可以由所述自移动机器人化平台100中包括的可由所述计算单元直接控制的马达移动，或者它们可以关联到轮子的特定控制器，该控制器能够接收合适的数字命令，这些数字命令总是由所述计算单元产生。

为了完整性，需要声明，通过运用于轮子上的控制而实现的自移动机器人化平台100的移动的致动可以按驱动轮、转向(steering)轮和自由轮(清楚地具有不同的控制准确度)的多种多样的组合来构想：从只存在一个驱动轮的最简单的情况，到所有轮驱动和转向的最完整的情况。

图1所示的例子的触觉条带110是垂直的并且近似对应于自移动机器人化平台100的整个高度的事实表明它们能够区别周边的施加压力的点，但是它们不能确定高度。

清楚的是，也可以用其他布置和形式的触觉条带110来创建所述自移动机器人化平台100的触觉“皮肤”，以便更好地区别检测到压力的点。即使在存在这样的配置时，并且即使是在压力点检测的精度更大的情况下，表征平台100的发明原理作为整体也是适用的，并且保持有效。

应该说，当平台正在基本上平直的表面上移动时，如图1中那样布置的压力传感器的配置可以是易于实现预期目的的现实的且高效的配置。

图2示出了作为运用特定推力压力的结果的移动的三个例子。

在所有三个例子(图2a)、图2b)和图2c))中，呈现了其装备(plant)是近似正方形的自移动机器人化平台100的顶视图。所述平台100是以基本的方式表示的，并且也是从顶视图来看，仅有的所描绘的元件是由轮子构成的，并且如图1中那样用编号101指示。

即使在图2的例子中，也假定触觉条带110是垂直地且并排地设置的，并且它们的长度对应于自移动机器人化平台100的侧面的高度。然后还假定所述平台100可以在平面上移动，那么，为了移动的目的，当然更重要的是确定推动点的水平位置，而不是其高度位置。

在图2a)中，用编号121示出了在所述自移动机器人化平台100的四个侧面中的一个侧面的中心点推动该平台的手。编号121因此还指示压力，该压力是就其强度和应用区域限定的。

在这种情况下，触觉传感器***检测压力121。并且如果平台非常轻，则它将在推力的方向上以近似直线的运动来移动。

由触觉传感器***检测的所述压力121然后可以被直观地解释为用于启动直线运动的命令，在该命令中，逐个瞬间地随着应用的压力的变化计算加速度和速率。编号131指示表示实施(例如，通过驱动轮101)的直线运动的箭头。

运动131的计算可以以各种方式进行。当然可以是非常直观的一种方式基于“空盒子”模型。通过应用该“空盒子”模型，以下计算被减少：该计算对当与测得的压力相等的压力被应用于具有机器人化平台100的相同大小的空的非常轻的盒子时将发生的运动进行模拟。

一旦速度被这样确定，借助于自动控制，适当的力偶就可以被应用于驱动轮，使得自移动机器人化平台100的瞬时速度对应于用“空盒子”模型计算的瞬时速度。

在自移动机器人化平台100的一面的中心处给予的轻微的推力(比如图1和图2的例子中表示的推力)因此构成确定推力方向上的直线运动的特别直观的命令。

此时，可以推断如何给予其他手动直观控制来通过轻微的压力还确定曲线运动。事实上，继续想象“空盒子”，并且不再是在一面的中心处、而是在朝向所述面的边缘偏移的点处应用压力(即，推动)，所得运动在“空盒子”的情况下将是曲线运动，该曲线运动还将趋向于旋转该假想“空盒子”。

这样的情况在图2b)的例子中表示，其中，编号122指示在平台100的侧面的清楚地偏离中心(decentralized)的点上施加的压力。如图2a)的例子的情况下那样，可以测量压力122，并且如果与测得的压力相等的压力被运用于“空盒子”上，则可以再一次应用“空盒子”模型来确定所得的运动。所得的运动在图2b)中用由编号132指示的弯曲箭头示出；并且如图2a)中的运动131的情况下发生的那样，可以通过驱动轮101的控制来将所述运动132压印(emboss)到自移动机器人化平台100。

因此，清楚的是，可以手动操作自移动机器人化平台100，使得它遵循各种类型的轨迹，从而在侧面的中间或较偏离中心的点上施加小的压力。通过施加轻微的压力，于是可以非常缓慢地移动平台100，从而纠正移动准确度；而较大的加速度则可以通过增大压力来给予。

需要根据检测的压力而给予平台100的速度和加速度的计算没有得到深化，因为清楚的是，可以采用多个策略。前面已经提及的“空盒子”模型是非常直观的，并且它可以被部分地采用，例如限于预定的压力范围。事实上，“空盒子”模型的部分使用可以预见平台被允许的最大速度或加速度上的阈值的***。

可以综合和概括重要的构思：也就是，基于关于手动地施加于自移动机器人化平台100上的压力的程度的信息，可以构思用于计算所述平台100的移动命令的公式，并且所述命令对于需要施加它们的操作者可以是直观的，并且同时他们还可以考虑和管理其他应用特定的要求，例如，提高安全性的要求。

在图2c)中，最后表示了运动的另一例子。编号123指示在相反方向上、但是偏离轴向地(axially offset)施加的一对压力，即，两个力。如果这样的压力施加于“空盒子”上，则它们将确定旋转。该旋转运动在图2c)中用由编号133指示的圆形箭头表示。结果，类似于前面的图2a)和图2b)的情况下所示的，以下命令是给予自移动机器人化平台100旋转的直观命令：该命令包括在适当的点处运用两个轻微的压力，能够产生力偶(a couple offorces)。

图2所示的所有例子具有移动平台100的主要目标；这些例子允许示出可以如何限定直观命令的协议以便以绝对的一般性给予在其所有侧面被覆盖了触觉“皮肤”的自移动机器人化平台100的运动。

此时注意到，所谓的“空盒子”模型不应该一定被理解为要被严格再现的用于限定手动控制命令的模型。相反，它仅仅是导出用于构想用于移动自移动机器人化平台的手动的且直观的用户命令的***的灵感的模型。

简而言之，可以通过产生确定与由操作者运用的手动控制“相配”的旋转和移动方向的自动控制命令来物理地操纵根据本发明的教导的自移动机器人化平台100；换句话说，这样的移动方向和这样的旋转是作为操作者在平台100的外表面上的某些点处施加的推力的结果、操作者可以直观地预计的那些移动方向和旋转。

一旦控制的直观性得到保留，借助于也是凭经验的校准处理来调节提供根据所应用的压力来计算控制命令的功能就当然是可能的，而且还是值得推荐的。

除了移动的手动控制的问题之外，还注意到如此描述的***是还实现自动碰撞管理的平台。事实上，当碰撞(或冲击)发生时，自移动机器人化平台100的“皮肤”在其表面的一点处一定检测到压力的发生。作为通过冲击产生的所述压力的结果，自移动机器人化平台将与引起撞击的移动本身相反地移动；并且因此，平台100将远离撞击的障碍物而移动。刚远离障碍物分开，它就将不再感测到任何压力，然后它将停止。

上面综合的处理因此将表现为已经是用于管理碰撞的方式，仅声明作为平台100的“皮肤”上的压力的结果而产生的命令需要超控所有的其他的控制就将足够了。事实上，平台100通常还可以用其他非手动命令来控制，例如，它可以被远程控制。

然而，上述撞击管理呈现出一些清楚的缺点。事实上，如果撞击恰好有一点猛烈，则通过冲击生成的压力高，因此平台100被退回的速度也高。不过然后，平台一与障碍物分开，由于压力完全不存在，平台就停止，再一次相当突然地停止。为了避免这样的突然行为，可以采用各种策略。通过图3的支持示出根据本发明的教导采用的对策。

图3提出了根据本发明的教导的自移动机器人化平台100的细节的侧截面图。如前面的图中那样，编号100指示作为整体的平台，编号101指示该平台的轮子。

图3中提出的视图突出在这种情况下以其厚度示出的触觉条带110，而编号210示出加垫层，这也是以其厚度示出的。并且所述加垫层210覆盖平台100的所有侧面，还覆盖所有的触觉条带110。

所述加垫层210可以用柔软的材料(比如泡沫橡胶或特定的粘弹性泡沫(也被称为“记忆泡沫”))来实现，并且它由弹性系数“k”表征，在图3中k用标号211指示。

如果加垫层210的弹性系数“k”足够低，则在碰撞期间，通过对抗很小的阻力并且将最初非常温和的、不过足以立即产生与碰撞运动相反地移动平台100的命令的压力传送到触觉条带110来压缩所述加垫层210。

不同于作为非平摊的(non-amortized)碰撞的结果将产生的运动，这样的运动与碰撞相反将是柔软的。而且，在所述分开阶段期间，加垫层210需要恢复其初始形状，并且只要没有到达该位置，它就继续在触觉条带110上施加压力，尽管是下降的，因此分开的速度将逐渐地降低，直到平台100与撞击的障碍物完全分离。

所述加垫层210的大的效用因此在碰撞场合是清楚的，它对于根据本发明的教导的自移动机器人化平台100的运动控制***的良好运行是重要特性。

所述加垫层210不仅在碰撞场合大有益处，而且它在用于控制平台的手动操作期间也是有用的。事实上，大多数人的典型的手动敏感性不足以执行非常精确的控制。可能发生的是，在接触的时刻，手动推动可能生成太忽然的且太强大的、足以确定平台100的忽然跃进的压力，并且如果所述跃进确定失去接触，则平台将突然停止，然后如果手恢复接触的话，它可能忽然再次开始，依此类推以致生成非常不规则的运动的起动。

可以通过设置能够启动运动的非常高的压力阈值来选择折衷，但是考虑到触觉条带110通常在弱压力下较敏感(且较准确)的事实，该选择将丧失具有精确的运动控制的可能性。

但是，如果非常低的运动启动阈值被设置，则为了利用触觉条带110的敏感性的动态，平台的手动控制将仅对能够极其轻地触摸的操作者是允许的，所以清楚的是，该限制将表示对于整个***的不可接受的可用性限制。

因为意外冲击只有在明显有力时才将被管理，所以即使是对较高压力下的触摸敏感的传感器的假设使用也将具有禁忌。

加垫层210的存在因此对于在不使手动控制仅限于能够用非常轻的手动作的人的情况下实现手动控制的精度是至关重要的。实际上，手或施加推力的物体一与加垫层210的外表面接触，通过加垫层210过滤的手动触摸就总是在触觉条带110上生成轻微的压力。该柔和的压力缓慢地起动期望方向上的运动，而不在手(或施加推力的物体)和需要被处理的平台100之间引起不想要的间隙，并且正在进行手动控制的人有时间来调整他意图用以推动的压力。

通过所述加垫层210的存在确定的另一益处是由它在较广的表面上分布所施加的压力的效果的事实给予的。所以，如果压力在外侧施加于非常缩小的区域中，例如，如果推力是用尖锐的物体执行的，则传送到触觉条带110的压力结果被施加于较广的区域中。

在不了解触觉条带110的技术(为了本发明的目的，该技术可以被认为是已知的且成熟的技术)的细节的情况下，重要的是强调意图作为压力传感器的触觉条带110的精度一般在压力较为分散的情况下改善。

无论如何，对来自构造自移动机器人化平台100的“皮肤”的重要部分的触觉传感器***的输出信号的解释需要在最后的组装状况(此时加垫层210已经被应用)下进行校准。并且所述加垫层210的存在还通过减少施加校准推力的物体的形式的数量来促进校准处理。在极限情况下，尤其是对于相对较轻的压力的校准，只有一个接触物体可以被使用(可能具有召回(recall)用手实现的推力的形式)。

还应指出，关于校准阶段，当控制不是手动执行时，所述加垫层210也可能生成无用的效果。事实上，忽然的加速和减速(例如，通过远程控制给予的那些)可能通过惯性而使得所述加垫层210确定下面的触觉条带110上的轻微的压力：出于移动控制的目的，不是通过推动或冲击生成的这样的压力不应该被考虑，因此在校准阶段中还应该设置最小启动压力阈值。所述加垫层210被越好地应用，所述最小启动压力阈值就可以越低，并且如果它可以保持足够低，则它可以合理地被认为是有用的，因为即使当平台仅被轻轻地触摸时，它也使得可以避免运动的产生。

到目前为止描述的运动控制***适当地工作，并且满足它被设计的目的，而无需对指示压力是由意外碰撞确定的还是由志愿者推力确定的信息条进行明确地综合。因此，它适合于实现也是极其简单的自移动机器人化平台，其中，当同时获得令人满意的性能时，简单当然是优点。

然而，如到目前为止描述的控制***具有足够信息来执行使得可以提高走动和碰撞控制这二者的性能的较精密的处理。

具体地说，可以提供由计算单元产生的控制命令，该控制命令除了依赖于感测到的瞬时压力之外，还依赖于平台本身的运动状态。

事实上，定向为与运动相反的压力产生制动，在这种情况下，可以在工程中和在校准期间两者设置非常高的最大减速度，这允许忽然制动并且限制来自碰撞的损坏。相反地，在压力被施加以发起运动的情况下，应强加较低的容许加速度，以便总是具有较甜蜜的起动，在可能无意应用可能的突然推动的情况下也是如此。

那么清楚的是，将移动命令的产生与平台100的运动状态结合的功能可以显著地依赖于应用背景，并且根据本发明的教导设计的自移动机器人化平台100的可用性也非常适合于支持运动功能的非常灵活的实现，精细的调节可以既在设计细化阶段中又在现场校准阶段中发生。

进一步的说明关于用作压力传感器的“皮肤”的选择。图3所示的实现基于两个重叠层：第一个非常薄，实现压力传感器的功能，第二个较厚，实现加垫功能。双层的选择是由性能决定的，该性能也是就在目前技术水平下较方便的且有效的技术的质量和成本而言的。

然而，并不排除在未来可以以较高的质量和有竞争力的成本、而且还用可以以整体的方式实现两个功能(感觉和加垫)的不同材料来保证这两个功能。

例如，已知存在可以用来实现压力传感器的压电或压阻材料，这些材料也是可充分变形的，以使得它们可以被制造成适合于还实现减震(damping)功能的厚度。此时，这些材料仍然有点太硬，它们在对于本发明的应用来说感兴趣的压力范围内还不具有足够的敏感性，此外成本与用双层解决方案的实现相比也不具有竞争力。然而，技术进化在未来可能提出这样的材料，这些材料具有适合于通过使用用具有好于目前可用的材料的性能(就质量和成本而言)的材料制成的单个层来实现能够用作压力传感器的“皮肤”的特性。于是，在不脱离本发明中开发的发明构思的情况下，将可以诉诸于基于单个层覆盖的实现的解决方案。

再次，进一步的实现选项可以在用于实现压力传感器的特定技术可用的情况下发生。事实上，可以假设进一步的情况，在该情况下，实现传感器的功能的层是用赋予弹性和柔性的材料制成的，因此该层在受到压力时可以甚至显著地变形，然后返回到其初始形状。

这种类型的压力传感器因此可以一定程度地还执行加垫功能。然而，不同于前面示出的实现变体(在该变体中，提及了具有用单个层形成的盖体的可能性)中那样，在许多情况下，这些层的弹性特性和厚度不适合实现能够实现足以用于本发明的目的的加垫功能的触觉盖体。因此在这样的情况下，需要通过添加执行纯加垫功能的另外的层来提高加垫功能，该层通常可以被放置在实现传感器的功能的层的下面。

因此，一般来说，自移动机器人化平台(100)的用作压力传感器的盖体的实现也可以根据关于图3所示的优选实现的进一步的变体来来实现，该变体具有两层，其中，第一层在最外面，并且既实现压力传感器功能(完全地)，又实现加垫功能(部分地)，而附加层在最里面，并且完成加垫功能的实现。

然而，即使在根据该后一种变体的实现中，解决方案也是根据表征本发明的基本构思来实现的，该构思包括构想其运动可以由操作者用触摸平台本身而给予的命令来以绝对直观的方式手动控制的自移动机器人化平台(100)。

图4示出了当一个人希望通过拉动(而不是推动)自移动机器人化平台100来以直观的方式移动自移动机器人化平台100时可能发生的特定类型的接触。如所有的其他的图中那样，编号100指示作为整体的平台，而编号101指示所述平台的轮子。编号124指示施加与目前为止考虑的那些接触具有不同类型的接触的两个手。用编号124指示的接触因此是当一个人想要以直观的且自然的方式朝向他拉动平台100时、他可以施加于平台100上的接触的类型。编号131指示表示直线运动的箭头。

不同于图2a)中例证的由推力确定的直线运动131，在图4的情况下，因为操作者拉动平台，所以他预计这样的基本直线运动131发生。

图4的情况表示多个接触被施加于平台100上的一组情况。一般来说，因为可以评估接触发生的区域和它们的强度两者，所以初始的简单的处理包括计算施加的力的合力。已经在图2中示出的情况是用一对推力123指示的两个接触的应用，该对推力123产生使平台100旋转的扭矩，在两个推力123的强度也相等的情况下，合力将不呈现平台100的平移运动中的任何合适的分量，平台100因此将仅受旋转运动的影响。

然而，不同于图2c)的情况，图4的情况可以产生零合力或几乎为零的合力，因为用两个接触124施加于平台100的两侧的力很大程度上是相反的，于是它们的效果消失，而不引起显著的扭矩，因为它们是在近似相同的方向上施加的，所以它们既不对任何移位的产生做出贡献，也不对任何旋转做出贡献。

然而，关于施加于平台100的“皮肤”上的压力的数据的处理不仅使得可以计算所应用的力的合力，而且还使得可以检测这些力在施加于平台的侧面时彼此相反抵消的程度。

相对于可能形成小扭矩，紧固平台100的力抵消的实体明显占主导地位的情况对应于由正在操纵平台100的操作者抓取平台100的一种意图。

并且因此，抓取平台100的这样的意图可以通过对来自“皮肤”的数据的处理来进行综合(回想它无异于对压力敏感的模拟触摸传感器的***)，并且可以识别两个相反的力大致施加于同一线上的情况：近似是需要的，因为评估与手动控制和自发控制的解释有关。

为了保留仅强加被设计为直观的手动控制的显著优点，于是适当的是考虑自发地动作并且想要通过朝向他拉动平台100来移动平台100的操作者在他的手之间紧固平台100并且拉动平台100的情况。

这样的行为的解释将需要包括触觉传感器的“皮肤”，这些触觉传感器能够不仅测量压力、而且还测量力的平行于表面的分量。理论上可以使用这种类型的传感器，但是它们不构成低成本技术，并且不易于供应(它们主要是实验室材料)，此外，即使可获得，它们的利用也将需要相当大的复杂度，即使是电路的。

尽管原理上不排除使用这样的先进的“皮肤”(这些“皮肤”对通过摩擦施加的并且具有平行于被覆盖这样的“皮肤”的表面的分量的力也是敏感的)的可能性，但是根据本发明的教导实现的***还可以通过使用最普遍和简单的、仅对压力(即仅对垂直于表面的力)敏感的触觉传感器，来支持如图4中所描绘的那样给予的手动命令(即，两个手紧固平台100并且拉动它)的解释。

因此，如上面所指出的，通过仅考虑表面上的压力而进行的数据处理，仍然可以识别一种抓取被施加于平台上的情况。具有这样的信息(即，抓取的存在)，可以实现为特定程序，只有在存在所述抓取时，这样的程序才考虑在自移动机器人化平台中可容易地获得的其他输入数据，比如举例来说关于作用于轮子上的扭矩的数据。

如上面所说明的，用于基于轮子上的扭矩的获悉来手动控制平台的技术是已知技术，其禁忌在于准确度较低以及它们需要环境和平台本身的良好建模的事实。

然而，在这些基于对轮子上产生的扭矩进行的分析的技术与基于对平台100的表面上的接触进行的检测的技术被组合使用的情况下，缺点可以显著地受到限制，因为轮子上的扭矩的分析可以被考虑并且用来仅推导操作者期望的、运动的特定分量，该操作者可以继续通过触觉传感器***的帮助来决定运动的其他分量。

例如，可以通过调整不完美对置的点上的抓握的压力、从而引起还提供扭矩的压力的合力来获得旋转，或者可以通过用两个手施加不同的压力、因此只有一侧施加的压力消失、而施加于相对侧的压力不被完全补偿来获得倾斜运动。

引用的例子于是是可一般化的，并且指示根据本发明的教导做成的自移动机器人化平台100提供的控制的另一可能性。这样的命令机会使得可以保留当操作者意图手动操纵平台100的移动时操作者可以实施的自发的典型行为。并且该可能性是由以下事实给予的，即，要被给予自移动机器人化平台100的移动不仅可以通过确定应用于表面上的压力的合力来计算得到，事实上，这些压力在被运用于较多点上时对这些压力的分析还可以在不必产生显著的扭矩(所以旋转)的情况下揭示抓取的存在(即，相反的力的分量的存在)，并且因此在存在这样的抓取的情况下，可以为分析提供其他信息，比如应用于平台的至少一个轮子上的扭矩的发生。应用于至少一个轮子上的这样的类型的扭矩的发生使得可以检测操作者的以下意图：给予与由于相反而彼此抵消的力分量垂直的方向上的运动分量。

所以，于是可以将该意图的识别变换为对应的移动命令。

存在于轮子上的扭矩的分析也是有用的，因为它使得可以区分操作者紧靠障碍物推动(有意地或由于分神)平台的情况。事实上，也是在这种情况下，触觉传感器***检测彼此抵消的相反力：由操作者施加的推力和来自障碍物的相反的阻力。然而，在这样的情况下，与垂直于相反的力分量的移动相对应的扭矩不出现在轮子上，该情况因此可以被不同地管理和处理。

根据处理的复杂度以及来自轮子上的扭矩变化的测量的数据的准确度，可以实现较精确的或不太精确的控制。然而，精度的折衷相对于可实现的结果而言当然是可接受的，这将设计出能够完整地解释操作者可以给予的各种各样的自发手动控制的***。

即使是在平台运动中的一些作为这些“抓握”命令的结果而被给予的情况下，***一旦被组装，也可以被校准，该校准阶段可以被设计为考虑典型的使用情况，并且以这种方式，可以用这种类型的命令实现的精度也可以得到进一步改进。

已经在本描述的许多部分中强调，已经引导用于控制根据本发明的教导的自移动机器人化平台的运动的命令的实现的首要目标是构思使得操作者即使在非常短暂的实践时间段之后也能够手动地操作平台的直观的控制命令集。

如上所述，该目的可以受非常直观的模型(比如“空盒子”模型)的启发来实现。这意味着操作者具有通过简单地设想推动或拉动轻盒子(而在许多情况下，它实际上是具有相当大的重量和惯性的平台)来给予移动控制命令的能力。

那么，根据本描述的自移动机器人化平台(即，设有触觉“皮肤”，该“皮肤”对压力敏感，并且被关联到适合于产生用于平台本身移动的命令的适当的处理部件)可以支持可以受其他直观模型启发的命令产生。

事实上，“空盒子”也可以被想象为“粘性的”，而且很轻的；具有完全粘性的表面，或者只在适当地识别的一些部分中“粘性”的表面。因此可以再次参考直观的模型，比如“粘性的空盒子”模型。

这样的模型是直观的，因为设想通过触摸轻的、但是非常“粘性”的盒子可以发生什么是直接的。在这种情况下，在用手触摸之后，它将保持粘到盒子上，并且通过非常缓慢地收回所述手，盒子将继续保持附到手上，然后，由于所述盒子实际上是轻的，即使在没有手柄时，它也将被拉动。

否则，如果手是用突然的移动收回的，则它可能将分开，而不继续拉动盒子。

于是，清楚地会认为，如果手继续推动，则盒子将在推力的方向上移动，完全如在本描述的前面的部分中广泛地讨论的情况下那样。

上述关于“粘性的空盒子”的直观行为在根据本发明构思的平台中可以通过或多或少的近似来容易地实现。

事实上，因为施加于平台的侧表面上的各种压力和压力点一样是已知的(对于存在触觉“皮肤”来说)，所以还可以确定压力是否被施加于“粘性点”上。在这种情况下，除了如上面所说明的那样产生的与简单的“空盒子”模型一致的控制命令之外，还需要产生与通过手(或用来触摸平台的物体)的收回移动确定的压力改变相对应的附加命令。这种情况下需要产生的命令控制平台的运动以便确定与平台从接触点(粘性的)被拉动时将发生的移动类似的移动。

缓慢的缩回移动使得平台可以跟随手(或用于触摸平台的物体)，从而保持接触并且维持轻微的压力。那么，如果以这种方式实现的平台被允许的移动非常平稳(smooth)，通过对容许速度和加速度设定限制，手(或用于触摸平台的物体)的最后的突然的缩回移动不能被平台跟随，则将会分开，并且平台将不再由于所谓的“粘性”效果被拉动。

上面指示的分开模式是绝对直观的，并且在根据本发明实现的自移动平台中也是可容易实现的；但是，存在同样可容易实现的且同样直观的其他方式。例如，操作者可以通过在另一点处触摸平台以握住它来分开手，很清楚，由于还可以检测这个另外的触摸，所以容易解释与操作者分开的意愿。

无疑，直观的“粘性的空盒子”效果是可容易部署的，并且在既不容易在正确的方向上推动、甚至又不容易抓取平台的若干情况下也是有用的。例如，在平台被停在一隅(niche)中(在其中，抓取平台和将它拉出是不舒适的)的情况下，仅仅触摸平台，保持“粘住”并且将它缓慢地拉出可能是特别方便的。

如已经所说的，该“粘性的空盒子”效果的实现是非常简单的。确定压力是否被施加于将被认为是“粘性的”点处并且将压力变化(从它们减小(reduction)的意义上)适当地解释为拉动平台的命令的指示符(在缓慢移动的情况下)或者解释为释放意图的指示符(快速移动)就足够了。一般来说，自移动平台(100)上的特定压力(由它们的应用点、它们的强度或强度变化限定)因此可以与平台在朝向操作者的方向上的移动相关联；操作者可以通过用在接触点保持“粘”到他的轻物体的行为进行或多或少地忠实的类推来直观地解释这些移动。

所述点或其中平台的侧表面是“粘性的”情况可以通过许多实现变体来确定。在这些变体之中，可以引用几个例子：最简单的是永久“粘性”区域(可能在平台的侧表面上轮廓分明地突出)的限定，或者“粘性”区域可以通过附加命令(例如，语音命令)应请求而被激活。

此外，分开可以根据许多变体发生。除了已经提及的使用突然移动的或者通过用另一只手保持平台的例子之外，还可以设想基于用来抑制“粘性”的另一类型的命令(例如，语音命令)或者使用其他类型的移动(比如而且将是相当直观的滑动移动(事实上，你可以通过滑过“粘性”表面来从该表面分开))的其他可能性。

在许多应用中可以有用的、因此值得明确地提及的进一步的实现选项是构思这样的触觉“皮肤”，该皮肤对压力敏感，但是是可移除的，并且可应用于不同平台的，或者甚至(当方便时)可直接应用于放置在平台本身上的有效载荷的。例子很好地示出该实现选项。

于是考虑，但不限于，通过或多或少的远程控制而被控制的自移动小车的例子。继续留在所考虑的例子内，对于某些用途，方便的是，所述自移动小车被提供有由操作者远程地、还有手动地、以直观的方式控制的可能性。在这种情况下，如本发明中所描述的由对压力敏感的可移除触觉“皮肤”构成的包装可以在需要时被应用于所述自移动小车上。

例如，所述可移除触觉“皮肤”可以被应用以便沿着平台(可能已经装有负载)的周边包围该平台，并且被放置在这样的位置上：该位置覆盖表面的、在其上可以舒适地手动推动小车的区域中。装配良好地应用的所述可移除触觉“皮肤”将完全如前面描述的情况(对压力敏感的所述触觉“皮肤”改为被永久地应用于自移动平台上的情况)下那样工作，并且将提供如前面对固定的触觉“皮肤”的情况示出的产生用于平台移动的控制命令所需要的(并且充分的)压力信息。

这样的压力信息应该被适当地处理，不是为了直接产生用于移动的控制命令，而是产生中间命令；例如，要被发送到现存远程控制的命令，使得后者根据所采用的直观模型(“空盒子”或“粘性的空盒子”或其他模型)来产生用于移动平台的控制命令。

因此，通过综合刚揭露的变体，为了从作为例子的前述内容进行概括，可以得出结论，一般的自移动平台可以配备(甚至是暂时地)有对压力敏感的可移除触觉“皮肤”，以使得它们不管怎样都是根据本发明的教导的自移动平台。

为了使得整个***可以适当地工作，清楚地有用的是，设计出除了可移除触觉“皮肤”之外还包括适合于支持通信和数据交换的适当的计算部件和接口部件的可移除***。所述计算部件执行对由触觉“皮肤”的传感器的***提供的数据的初始处理；而所述接口部件适合于耦合到其他控制***。事实上，可移除触觉“皮肤”的应用需要将所述触觉可移除“皮肤”检测的压力数据的处理整合到用于移动所考虑的自移动平台的控制***(通常已经存在于平台中的控制***)的过程中。因此，这些对压力敏感的可移除触觉“皮肤”必须总是与特定于它们被应用于其上的平台的适当的“驱动器”相关联，以便使在“皮肤”的水平上执行的处理适应于皮肤被应用于其上的平台的控制***。

很清楚，所列出的描述基于可移除触觉“皮肤”的选项的性质中的许多性质也见于使用永久性触觉“皮肤”的实现中。具体地说，来自压力传感器的数据的处理(根据直观模型(例如，“空盒子”模型)的解释)和轮子的马达上的控制命令的产生之间的解耦是在具有永久性触觉“皮肤”的自移动平台(100)中也可以采用的实现选择。

然而，这样的明确的解耦(其还提供不同的计算部件的使用，并且需要核实的物理接口)是基于可移除触觉“皮肤”的实现的典型选项。

重要的是指出以下事实：关于接触压力的程度的连续信息的可用性使得可以通过执行操作者的意愿的连贯解释并且区分不同情况来有效地整合也是基于许多传感器的控制方法，仅通过使用布尔接触传感器，这通常是不可能的。

一般来说，注意到，本发明的有趣的显著优点是，易于与其他补充解决方案整合，以便将用户手动地或直观地给予的命令转化为自移动机器人化平台100的运动控制命令。

例如，如果平台具有手柄、突出边缘、或适合于被握住的或者一般来说***作者用来直观地控制这样的平台的移动的其他点，则平台的这些部分可以配备有检测操作者进行的这些动作的合适的传感器(通常是其他的压力传感器)，并且检测的信号可以用于阐述对应的自动移动控制命令。

清楚的是，可以实现这些附加抓握点的若干形式是极其多样化的，每个均可以具有独有的特性，并且可以与碰撞管理相关或无关，因此，需要以对于每种情况特定的方式来解释和管理测量数据。这里重要的是强调以下事实：即使是有用的以及对于改进自移动机器人化平台100的最终实现的总体可用性有用的这些选项也是可以非常容易地整合在根据本发明的教导设计的自移动机器人化平台100中的。

正如根据本描述和所附权利要求将清楚的，刚刚描述的发明还可以有与前面提及的那些变型相比可以提供额外的优点的许多变体。并且本领域技术人员可以在不脱离本发明的情况下开发这些另外的变体。因此，可以改变一些描述的元件的布置；并且可以用不同的材料、大小或形状来开发每个元件；此外，可以以部分的方式来实现本发明，并且可以用技术上和功能上等同的元件来取代其他描述的细节。

具体地说，如上面已经所说的，涉及使用特定材料的特定技术不是本发明的特性问题，因此，如果在未来将有比优选实现中指示的那些材料更有利的材料可用，或者如果目前与传感器和数值控制相关的技术朝向更好的性能或最佳的性价比进化，以便更高效地应用所需的不同协议，则在本发明的实施例中可以在绝不改变发明性质的情况下做出进一步的改进。

最后，所描述的发明可以合并和支持进一步的措施，这些措施旨在进一步改进其运动可以被充分地控制的自移动机器人化平台可以实现的性能和功能：这里没有描述的这些措施最终可以是对于本发明可关联的进一步的专利申请的主题。

Claims (15)

1.一种自移动机器人化平台(100)，包括：

盖体，所述盖体被配置为压力传感器，覆盖所述自移动机器人化平台(100)的外侧面的至少部分；

至少一个驱动轮；

计算单元，所述计算单元被配置为借助于控制命令来控制所述自移动机器人化平台(100)的运动的轨迹，所述控制命令强加根据由被配置为压力传感器的所述盖体检测到的瞬时压力而被实时地计算的瞬时速度；

其中，被配置为压力传感器的所述盖体的特征在于：

所述盖体适合于评估所述压力被施加的区域和所述压力的强度这两者，并且在所述压力被施加在单个区域内的情况和多个压力被施加在侧面的多个点的情况这两种情况下是能识别的；

第一层，所述第一层被配置为构成连接在电路中的一个或多个电组件，所述电路的电特性根据用来挤压所述盖体的压力而变化，并且电特性的该变化至少在所应用的挤压压力的范围内是连续的；

所述第一层或所述第一层外部的第二层，被配置为至少在所述机器人化平台(100)的外侧面的一部分上铺设由能够以非永久性的方式变形的材料制成的加垫层；

并且所述计算单元被配置为借助于计算机过程来控制所述自移动机器人化平台(100)的运动的轨迹，所述计算机过程给予根据压力的分量的估计的控制命令，该压力的分量是借助于被配置为压力传感器的所述盖体而被检测并且被正交地施加在所述自移动机器人化平台(100)的侧面上的；并且所述计算机过程的特征在于：

所述计算机过程以近似的方式计算所述自移动机器人化平台(100)的旋转和移动方向；

所述压力是直观命令，该直观命令以绝对的一般性给予所述自移动机器人化平台的运动，好像这样的压力被施加在“空盒子”上一样；

用于所述至少一个驱动轮的所述控制命令适合于根据已经被计算为与所施加压力的应用区域直观上相配的所述移动方向和所述旋转来移动所述自移动机器人化平台(100)；

这样的移动的速度和加速度根据检测到的压力的强度和平台本身的运动状态这二者而变化。

2.根据权利要求1所述的自移动机器人化平台(100)，其中，所述第一层包括一系列触觉膜(110)，所述触觉膜(110)被设置为覆盖机器人化平台(100)的侧面的至少部分，并且所述触觉膜(110)由其电特性根据用来挤压所述触觉膜(110)的压力而连续地变化的导体或半导体材料制成。

3.根据权利要求2所述的自移动机器人化平台(100)，其中，所述触觉膜(110)由具有根据用来挤压所述触觉膜(110)的压力而改变其电阻的性质的导体或半导体材料制成。

4.根据权利要求2所述的自移动机器人化平台(100)，其中，所述触觉膜(110)连接在至少一个供电的电路中，并且所述电路还包括能够测量模拟电量并且使这样的测量结果是可用的以使得这些测量结果能够被计算机自动处理的组件。

5.根据权利要求2所述的自移动机器人化平台(100)，其中，被配置为至少在所述机器人化平台(100)的外侧面的一部分上铺设由能够以非永久性的方式变形的材料制成的加垫层的所述层是所述第一层外部的第二外层(210)，并且所述第二外层(210)包括粘弹性泡沫或泡沫橡胶，并且这些材料用弹性系数“k”(211)来表征，所以它们在已经经历由施加于它们的外表面上的甚至是轻微的压力引起的变形之后可以返回到呈现它们的原始形状。

6.根据权利要求1所述的自移动机器人化平台(100)，其中，被配置为至少在所述机器人化平台(100)的外侧面的一部分上铺设由能够以非永久性的方式变形的材料制成的加垫层的所述层与所述第一层是一致的，并且所述层由对压力电敏感的材料制成，所述层被***在电路中，具有依赖于它受到的压力的电特性，并且所述电路还包括能够测量模拟电量并且使模拟电量是可用的以使得模拟电量能够被计算机自动处理的组件；并且对压力电敏感的所述材料还显出一定厚度以使得在这样的压力的影响下它呈现出适合于还实现加垫功能的弹性行为。

7.根据权利要求6所述的自移动机器人化平台(100)，其中，确定用于所述自移动机器人化平台(100)的运动命令的速度和加速度的计算还依赖于在校准阶段中可以确立的参数。

8.根据权利要求7所述的自移动机器人化平台(100)，其中，在以相反方式并且近似在同一条线上施加以便至少部分地互相抵消的压力存在时，所述平台(100)执行提供以下操作的处理：所述操作执行对所述至少一个驱动轮最终应用的压力的估计，并且识别扭矩的分量的存在或不存在，所述扭矩的特征在于：

a)它们不能完全归因于基于其他用户命令产生的控制命令，

b)它们可能对平台(100)的运动做出贡献，所述运动具有沿着以下方向的分量：该方向正交于所述压力作用于其上以便至少部分地互相抵消的所述线；

并且在如要点a)和b)中所提及的那样被表征的扭矩存在的情况下，所述自移动机器人化平台(100)中包括的计算单元对所述自移动机器人化平台(100)的至少一个驱动轮产生控制命令，所述控制命令适合于对平台(100)的运动做出贡献，所述运动具有沿着以下方向的分量：该方向正交于所述压力作用于其上以便至少部分地互相抵消的所述线。

9.根据权利要求1所述的自移动机器人化平台(100)，其中，当压力被施加于所述自移动机器人化平台(100)的侧面的至少一个区域中时，用于所述至少一个驱动轮的控制命令适合于以如下方式移动所述自移动机器人化平台(100)：该方式定性地来说类似于非常轻的空盒子受到具有与施加于所述自移动机器人化平台(100)的侧面的至少一个区域中的压力相似的压力推动的运动。

10.根据权利要求1所述的自移动机器人化平台(100)，其中，当压力被施加于所述自移动机器人化平台(100)的侧面的至少一个区域中时，用于所述至少一个驱动轮的控制命令适合于沿着具有与检测到的压力相反的主导分量的方向移动所述自移动机器人化平台(100)。

11.根据权利要求10所述的自移动机器人化平台(100)，其中，因为用来施加所述压力的元件趋向于远离所述侧面移动，所以所述检测到的压力趋向于减小，所述自移动机器人化平台(100)以如下方式移动，所述方式定性地来说类似于非常轻的且具有粘性的空盒子从施加趋向于减小的所述压力的点被拉动的运动；并且所述运动趋向于保持所述自移动机器人化平台(100)和用来施加所述压力的元件之间的接触，并且还趋向于补偿所述压力的减小。

12.根据权利要求11所述的自移动机器人化平台(100)，其中，用于所述至少一个驱动轮的控制命令适合于以如下方式移动所述自移动机器人化平台(100)：该方式被表征为具有有限速度和有限加速度。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的自移动机器人化平台(100)，其中，被配置为压力传感器的所述盖体是能移动的盖体，所述能移动的盖体能够被暂时应用以覆盖所述自移动机器人化平台(100)的外侧面的至少部分。

14.根据权利要求13所述的自移动机器人化平台(100)，其中，被配置为压力传感器的所述能移动的盖体与计算部件关联，所述计算部件易于处理检测到的压力信息，并且能够与用于所述自移动机器人化平台(100)的移动的控制的其他***配合。

15.根据权利要求1所述的自移动机器人化平台(100)，其中，在所述第一层被配置为至少在所述机器人化平台(100)的外侧面的一部分上铺设由能够以非永久性的方式变形的材料制成的加垫层的情况下，所述第一层被叠加到另一层上，还被配置为在被所述第一层覆盖的区域上铺设加垫层。

Images