[發明專利]仿人機器人足部姿態實時檢測系統和方法

有效

• 申請號: 200810224579.4
• 申請日: 2008-10-21
• 公開（公告）號: CN101403619A
• 公開（公告）日: 2009-04-08
• 發明（設計）人: 黃強;李建璽;張偉民;辛洪兵
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01C21/12
• 分類號: G01C21/12
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 何文彬

1.一種仿人機器人足部姿態實時檢測系統，其特征在于，所述系統包括：

DSP控制器、三軸加速度傳感器、角速率陀螺儀；

所述DSP控制器用于向所述三軸加速度傳感器寫入控制信號，并從所述三軸加速度傳感器中讀出三軸加速度信息，并對所述各軸的加速度信息分別進行反正弦運算，得到靜態腳面傾角；

所述DSP控制器用于向所述角速率陀螺儀寫入控制信號，并從所述角速度陀螺儀中讀出角速率信息，并對各軸的角速率信息分別進行積分，得到角度變化值；

所述DSP控制器用于將角度變化值和t＝0時刻各軸的靜態腳面傾角進行求和計算，得到實時腳面傾角信息。

2.根據權利要求1所述的仿人機器人足部姿態實時檢測系統，其特征在于，所述DSP控制器具體包括：

第一讀取模塊，用于從所述三軸加速度傳感器讀出三軸加速度信息；

第一計算模塊，用于對各軸的加速度信息分別進行反正弦運算，得到靜態腳面傾角，具體用于：

設Ax為x軸加速度傳感器輸出的加速度值，Ay為y軸加速度傳感器輸出的加速度值，Az為z軸加速度傳感器輸出的加速度值；θx為x軸與水平面夾角，θy為y軸與水平面夾角，θz為z軸與水平面夾角；

對所述加速度值Ax進行反正旋運算得到所述θx；

對所述加速度值Ay進行反正旋運算得到所述θy；

對所述加速度值Az進行反正旋運算得到所述θz；

即根據所述三軸加速度信息(Ax，Ay，Az)得到了所述靜態腳面傾角(θx，θy，θz)。

3.根據權利要求1或2所述的仿人機器人足部姿態實時檢測系統，其特征在于，所述角速率陀螺儀包括x軸角速率陀螺儀、y軸角速率陀螺儀和z軸角速率陀螺儀；所述DSP控制器具體包括：

第二讀取模塊，用于從所述角速率陀螺儀讀出角速率信息；

第二計算模塊，用于對各軸的角速率信息分別進行積分，得到角度變化值，具體用于：

設r_x(i)為t＝iT時刻x軸角速率陀螺儀輸出的角速率信息，r_y(i)為t＝iT時刻y軸角速率陀螺儀輸出的角速率信息，r_z(i)為t＝iT時刻z軸角速率陀螺儀輸出的角速率信息；θ_xc為從t＝0到t＝iT時刻x軸角度變化值，θ_yc為從t＝0到t＝iT時刻y軸角度變化值，θ_zc為從t＝0到t＝iT時刻z軸角度變化值；

對所述x軸角速率信息r_x(i)進行積分得到所述角度變化值θ_xc；

對所述y軸角速率信息r_y(i)進行積分得到所述角度變化值θ_yc；

對所述z軸角速率信息r_z(i)進行積分得到所述角度變化值θ_zc；

即根據所述角速率信息(r_x(i)，r_y(i)，r_z(i))得到了所述角度變化值(θ_xc，θ_yc，θ_zc)。