[發明專利]兩足步行機器人控制方法和兩足步行機器人控制系統

有效

• 申請號: 201510020500.6
• 申請日: 2015-01-15
• 公開（公告）號: CN104793622B
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 森平智久
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;G05D1/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 朱勝,陳煒

技術領域

本發明涉及一種兩足步行機器人控制方法以及兩足步行機器人控制系統，更具體地，涉及一種用于兩足步行機器人的主從式控制的技術。

背景技術

日本未經審查專利申請公布第10-217159號公開了一種裝備有主設備裝置的有腿式移動機器人的遠程控制系統，該主設備裝置用于以主從式方式控制有腿式移動機器人。主設備裝置包括：腳支撐機構，可移動地支撐操作者的腳；腳支撐機構驅動單元，驅動腳支撐機構；主設備側腳作用力檢測裝置，檢測操作者的腳上的作用力。此外，有腿式移動機器人包括機器人側腳作用力檢測裝置，其從地面檢測出有腿式移動機器人的腳上的作用力。

遠程控制系統確定相對于操作者的上體的腳的目標位置和姿勢，使得操作者的腳上的作用力與機器人的腳上的作用力彼此對應；并且遠程控制系統使用腳支撐機構驅動單元根據所確定的目標位置和姿勢控制腳支撐機構。此外，遠程控制系統確定相對于機器人的上體的腳的目標位置和姿勢，并且根據所確定的目標位置和姿勢控制機器人中的腿致動單元。

換言之，遠程控制系統執行控制，使得操作者和機器人在其腳上接收到相等的作用力。這能夠使得操作者將機器人的穩定性或不穩定性識別為他/她自身的穩定性或不穩定性，從而對機器人執行精確的操縱以維持穩定性。

發明內容

然而，在專利文獻1中所公開的技術具有下述問題：為了將軀體感覺反饋給操作者，該裝置需要為大型的。

本發明被實現為解決上述問題，并且因此本發明的目的是提供一種能夠使得采用簡單的結構進行機器人的直觀操作的兩足步行機器人控制方法以及兩足步行機器人控制系統。

根據本發明的第一方面的兩足步行機器人控制方法是用于兩足步行機器人的步行的主從式控制的兩足步行機器人控制方法，包括：加重檢測步驟，檢測由操作者的右腿和左腿分別施加到地面的加重；目標零力矩點ZMP計算步驟，基于所檢測到的右腿加重和左腿加重以及兩足步行機器人的右腿位置和左腿位置計算目標ZMP，使得所檢測到的右腿加重與左腿加重的比例等于兩足步行機器人的右腿加重與左腿加重的比例；以及控制步驟，依照所計算出的目標ZMP控制兩足步行機器人。根據此方面，操作者可以直觀地控制兩足步行機器人的右腿加重和左腿加重。此外，因為僅需檢測操作者的右腿加重和左腿加重，所以可以通過簡單的結構實施該方法。

此外，上述兩足步行機器人控制方法還可以包括：檢測步驟，根據所檢測到的右腿加重和左腿加重的改變檢測操作者進行的一步；以及游走腿軌跡計算步驟，根據當操作者進行的一步結束時所檢測到的右腿加重和左腿加重，計算用于與操作者進行的一步相對應的兩足步行機器人的一步的游走腿軌跡，并且控制步驟還可以控制兩足步行機器人沿著所計算出的游走腿軌跡步行。因為不需要始終反映游走腿軌跡，所以可以以簡單并且容易的方式控制兩足步行機器人。

此外，在上述兩足步行機器人控制方法中，游走腿軌跡計算步驟可以生成游走腿軌跡信息并且將游走腿軌跡信息存儲到緩沖器中，該游走腿軌跡信息以與操作者進行的一步的游走腿時段相對應的大小指示游走腿軌跡，控制步驟可以依照由在緩沖器中所存儲的游走腿軌跡信息所指示的游走腿軌跡，控制兩足步行機器人；該兩足步行機器人控制方法還可以包括游走腿時段計算步驟，該游走腿時段計算步驟根據所檢測到的右腿加重和左腿加重的改變計算操作者進行的一步的游走腿時段，以及當所計算出的游走腿時段長于用于將游走腿軌跡信息存儲到存儲器中的時間段的上限時，游走腿時段計算步驟可以在對游走腿時段進行校正以滿足上限之后生成游走腿軌跡信息。從而，即使當操作者進行的一步非常長時也可以適當地控制兩足步行機器人。

此外，上述兩足步行機器人控制方法還可以包括游走腿時段計算步驟，該游走腿時段計算步驟根據所檢測到的右腿加重和左腿加重計算操作者進行的一步的游走腿時段，并且當所計算出的游走腿時段短于用于兩足步行機器人再現與操作者進行的一步相對應的一步的時間段的下限時，游走腿時段計算步驟在對操作者進行的一步的游走腿時段進行校正以滿足下限之后生成游走腿軌跡。從而，即使當操作者進行的一步非常短時也可以適當地控制兩足步行機器人。

此外，上述兩足步行機器人控制方法還可以包括：游走腿時段計算步驟，該游走腿時段計算步驟根據所檢測到的右腿加重和左腿加重計算操作者進行的一步的游走腿時段，并且當所計算出的游走腿時段短于用于兩足步行機器人再現與操作者進行的一步相對應的一步的時間段的下限時，游走腿時段計算步驟可以使得操作者進行的一步無效。從而，即使當操作者進行的一步非常短時也可以適當地控制兩足步行機器人。