[發明專利]一種四足機器人自由步態控制調整方法

在審

• 申請號: 201810698569.8
• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN108897332A
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 黃孝平;黃文哲;文芳一
• 申請（專利權）人: 南寧學院
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08
• 代理公司: 貴陽睿騰知識產權代理有限公司 52114
• 代理人: 谷慶紅

本發明提供了一種四足機器人自由步態控制調整方法；有前向試探過程和反饋調整過程；前向試探過程包括如下步驟：①獲取參數值；②輸出調整值；③輸出控制；反饋調整過程包括如下步驟：①獲取反饋值；②反向計算；③參數調整。本發明通過前向試探過程和反饋調整過程兩階段的方式，能在執行環境中動態優化CPG模型參數，從而極大的增強環境適應能力。

技術領域

本發明涉及一種四足機器人自由步態控制調整方法。

背景技術

《四足機器人行走步態及CPG控制研究》(黃博，2007年12月)提供了一種四足機器人的CPG模型步態控制方法，該方法采用互抑神經元的方式對四足機器人進行控制，能增強四足仿生機器人的環境適應能力，但在該方案中，CPG模型參數是通過計算得到，缺乏實際執行時根據真實環境優化的過程。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種四足機器人自由步態控制調整方法，該四足機器人自由步態控制調整方法通過前向試探過程和反饋調整過程兩階段的方式，能在執行環境中動態優化CPG模型參數，從而極大的增強環境適應能力。

本發明通過以下技術方案得以實現。

本發明提供的一種四足機器人自由步態控制調整方法；有前向試探過程和反饋調整過程；前向試探過程包括如下步驟：

①獲取參數值：讀取四足機器人CPG模型的當前控制參數和初始控制參數；

②輸出調整值：以初始控制參數為基準在預設定范圍內生成隨機數，將讀取到的當前控制參數一一對應加上隨機數，得到控制參數調整值發送待執行，并將控制參數調整值代入至CPG模型后結合環境模型計算得到的力傳感器、測距傳感器和姿態傳感器的預期值保存在內存中；

③輸出控制：將控制參數調整值作為CPG模型參數用于四足交替控制；

反饋調整過程包括如下步驟：

①獲取反饋值：獲取力傳感器、測距傳感器和姿態傳感器的讀值；

②反向計算：將當前獲取的力傳感器、測距傳感器和姿態傳感器的讀值，與N個時序之前的力傳感器、測距傳感器和姿態傳感器的預期值，代入損失函數中計算得到損失值，N不小于3；

③參數調整：根據損失值調整CPG模型的控制參數，并將調整后的CPG模型控制參數返回作為當前控制參數，同時從內存中刪除預期值。

所述當前控制參數存儲于總控節點的內存中。

所述初始控制參數存儲于隨機調節模塊的內置存儲器中，且由隨機調節模塊生成隨機數。

所述當前控制參數在每經過M個時序后寫入至存儲器中，M為50以上。

所述前向試探過程和反饋調整過程以10ms為一個執行周期。

所述反饋調整過程中的①獲取反饋值和②反向計算在參數調整模塊中執行。

所述參數調整模塊為以Cortex-A9處理器為核心的系統級芯片。

所述預設定范圍為5％～15％中任意一值。

所述損失函數為讀值和預期值的交叉熵函數。

本發明的有益效果在于：通過前向試探過程和反饋調整過程兩階段的方式，能在執行環境中動態優化CPG模型參數，從而極大的增強環境適應能力。

附圖說明

圖1是本發明的流程圖。

具體實施方式

下面進一步描述本發明的技術方案，但要求保護的范圍并不局限于所述。