[發明專利]四足仿生機器人連續自由步態生成方法有效
| 申請號： | 201710017097.0 | 申請日： | 2017-01-11 |
| 公開（公告）號： | CN106695791B | 公開（公告）日： | 2019-02-05 |
| 發明（設計）人： | 張帥帥;劉明;朱志強;樊銘渠;李貽斌;榮學文 | 申請（專利權）人： | 山東科技大學 |
| 主分類號： | B25J9/16 | 分類號： | B25J9/16 |
| 代理公司： | 濟南日新專利代理事務所 37224 | 代理人： | 王書剛 |
| 地址： | 266590 山東省青島*** | 國省代碼： | 山東;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 仿生 機器人 連續 自由 步態 生成 方法 | ||
1.一種四足仿生機器人連續自由步態生成方法，其特征是，包括以下步驟：
(1)獲得地形點云數據，并進行簡化和柵格化，得到地形的高程圖；根據地形的高程圖，計算每個柵格對應的方差，對比預先設立的閾值，判斷地形中的不可落足區域；
(2)計算機器人各足選定為擺動足時，為保證機器人在足擺動階段的穩定性，所需要的重心調整量；
(3)根據機器人各足的位置，以減小四足機器人重心移動的次數和重心沿側方向上的移動量為原則，選定擺動足；
(4)機器人按照計算的重心調整量主動調整重心至目標位置；
(5)結合地形信息與機器人的位置信息，根據最優落足點選擇算法為擺動足選擇地形中的相應位置點作為最優落足點；
(6)擺動足擺動至最優落足點，當擺動足的足底觸底傳感器檢測到觸地，轉到步驟(2)，重復整個過程。
2.根據權利要求1所述的四足仿生機器人連續自由步態生成方法，其特征是，所述步驟(1)中對點云數據進行簡化和柵格化的過程是：
①確定單個柵格的尺寸，長×寬為m×n；
②按照確定的柵格尺寸，將點云數據進行柵格化處理；
③分別求出每個柵格中點數據對應的擬合平面；
④以柵格中點所對應的擬合平面的高度值，作為該柵格的高程值。
3.根據權利要求1所述的四足仿生機器人連續自由步態生成方法，其特征是，所述步驟(1)中判斷地形中的不可落足區域的過程是：
通過建立評估模型，以評估每個柵格的崎嶇度，在評估某個柵格的崎嶇度時，連同這個柵格以及柵格周圍(P*Q-1)個柵格共同組成評估模型，其中，P和Q均是奇數；
用E(i,j)表示柵格的高程值，則分別求得柵格(i,j)崎嶇度的評估模型中柵格的平均高程值和高程值方差，如下式所示：
以柵格(i,j)評估模型的方差作為柵格的崎嶇度評價值，計算得到每個柵格的崎嶇度評價值后，與預先設定的閾值T相比較；如果某個柵格的崎嶇度評價值滿足下式，則認為該柵格所在的區域為不可落足區域：
S(i,j)2≥T。
4.根據權利要求1所述的四足仿生機器人連續自由步態生成方法，其特征是，所述步驟(3)中選定擺動足的確定原則是：
(1)如果不需要重心移動，某只足在擺動時，機器人即可滿足最小穩定裕度約束以及運動約束時，則該足可被優先選擇為擺動足；
(2)如果所有的足均不符合第(1)條，則需根據計算的重心調整量，得到四只足分別選為擺動足時，所對應的重心調整量：Ly1、Ly2、Ly3以及Ly4；之后比較這四個重心調整量的大小，選擇重心移動量最小相對應的足作為擺動足。
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