[發(fā)明專利]一種基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的六足機(jī)器人實(shí)時(shí)步態(tài)規(guī)劃方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710763223.7
• 申請(qǐng)日: 2017-08-30
• 公開（公告）號(hào): CN107450555A
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐開強(qiáng);劉佳生;洪俊;孫建;侯躍南;錢勇;潘東旭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 唐開強(qiáng)
• 主分類號(hào): G05D1/02
• 分類號(hào): G05D1/02
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責(zé)任公司32112
• 代理人: 于忠洲

1.一種基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的六足機(jī)器人實(shí)時(shí)步態(tài)規(guī)劃方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，由六足機(jī)器人通過(guò)衛(wèi)星地圖獲取環(huán)境路況信息，并根據(jù)環(huán)境路況信息制定整體運(yùn)動(dòng)軌跡；

步驟2，六足機(jī)器人利用安裝在機(jī)身上的攝像頭獲取周邊環(huán)境照片，再根據(jù)周邊環(huán)境照片利用雙目測(cè)距方法計(jì)算出運(yùn)動(dòng)軌跡的目標(biāo)位置信息，并由六足機(jī)器人根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡的目標(biāo)位置信息規(guī)劃出機(jī)器人質(zhì)心運(yùn)動(dòng)軌跡；

步驟3，六足機(jī)器人根據(jù)機(jī)器人質(zhì)心運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行移動(dòng)，并在機(jī)器人腿的足端擺動(dòng)空間范圍內(nèi)，利用安裝在機(jī)身上的攝像頭拍攝路況環(huán)境照片，并通過(guò)預(yù)先訓(xùn)練過(guò)的基于DDPG的深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)來(lái)對(duì)路況環(huán)境照片進(jìn)行數(shù)據(jù)降維和特征提取；

步驟4，六足機(jī)器人根據(jù)數(shù)據(jù)降維和特征提取結(jié)果得出六足機(jī)器人的控制策略，并根據(jù)控制策略來(lái)控制六足機(jī)器人每個(gè)關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)完成關(guān)節(jié)自由度運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)六足機(jī)器的實(shí)時(shí)步態(tài)規(guī)劃行走。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的六足機(jī)器人實(shí)時(shí)步態(tài)規(guī)劃方法，其特征在于，步驟2中根據(jù)照片利用雙目測(cè)距方法計(jì)算出運(yùn)動(dòng)軌跡的實(shí)時(shí)位置信息的具體步驟為：

步驟2.1，獲取攝像頭的焦距f、左右兩個(gè)攝像頭的中心距T_x以及路況中運(yùn)動(dòng)軌跡上的目標(biāo)點(diǎn)在左右兩個(gè)攝像頭的像平面的投影點(diǎn)到各自像平面最左側(cè)的物理距離x^l和x^r，左右兩個(gè)攝像頭對(duì)應(yīng)的左側(cè)的像平面和右側(cè)的像平面均為矩形平面，且位于同一成像平面上，左右兩個(gè)攝像頭的光心投影分別位于相應(yīng)像平面的中心處，即O_l、O_r在成像平面的投影點(diǎn)，則視差d為：

d＝x^l-x^r(1)

步驟2.2，利用三角形相似原理建立Q矩陣為：

Q=100-cx010-cy000f00-1Txcx-cx′Tx---(2)]]>

Qxyd1=x-cxy-cyf-d+cx-cx′Tx=XYZW---(3)]]>

式(2)和(3)中，(X,Y,Z)為目標(biāo)點(diǎn)在以左攝像頭光心為原點(diǎn)的立體坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，W為旋轉(zhuǎn)平移變換比例系數(shù)，(x,y)為目標(biāo)點(diǎn)在左側(cè)的像平面中的坐標(biāo)，c_x和c_y分別為左側(cè)的像平面和右側(cè)的像平面的坐標(biāo)系與立體坐標(biāo)系中原點(diǎn)的偏移量，c_x'為c_x的修正值；

步驟2.3，計(jì)算得到目標(biāo)點(diǎn)到成像平面的空間距離為：

Z=-Txfd-(cx-cx′)---(4)]]> 1

將左攝像頭的光心所在位置作為機(jī)器人所在位置，將目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)位置信息(X,Y,Z)作為運(yùn)動(dòng)軌跡的目標(biāo)位置信息。