[發明專利]六足機器人的自由容錯步態規劃方法、裝置及存儲介質

有效

• 申請號: 202010530854.6
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN111605642B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 丁亮;徐鵬;高海波;王志愷;徐崇福;鄧宗全;于海濤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032;G05D1/08
• 代理公司: 北京隆源天恒知識產權代理事務所(普通合伙) 11473
• 代理人: 段守富

1.一種六足機器人的自由容錯步態規劃方法，其特征在于，包括：

獲取六足機器人的狀態信息和地面落足點信息；

根據所述狀態信息確定所述六足機器人的擺動腿組合和機體重心移動步長，所述擺動腿組合包括零個或至少一個擺動腿；

結合所述機體重心移動步長和所述狀態信息分別確定所述六足機器人的機體重心軌跡和各個所述擺動腿的落足區域；

根據所述地面落足點信息確定各個所述擺動腿在對應的所述落足區域中的目標落足點，并根據所述狀態信息確定各個所述擺動腿是否能落足到對應的所述目標落足點；

對于沒有所述目標落足點或無法落足的所述擺動腿，控制所述擺動腿懸停在預定位置；對于能落足在對應的所述目標落足點的所述擺動腿，根據所述狀態信息和所述目標落足點確定所述擺動腿的足端軌跡。

2.根據權利要求1所述的六足機器人的自由容錯步態規劃方法，其特征在于，所述狀態信息包括所述六足機器人的故障信息；所述根據所述狀態信息確定所述六足機器人的擺動腿組合和機體重心移動步長包括：

根據所述故障信息確定所述六足機器人的除故障腿以外的腿為預選支撐腿；

根據所述預選支撐腿與預設的支撐狀態對應關系確定所述六足機器人的預選支撐狀態，其中，所述支撐狀態對應關系包括至少一個所述預選支撐狀態以及與每個所述預選支撐狀態分別對應的穩定裕度、機體最大前進步長和擺動腿預選組合；

根據所述穩定裕度和所述機體最大前進步長確定所述六足機器人的穩定支撐狀態，其中，所述穩定支撐狀態對應的所述機體最大前進步長為所述機體重心移動步長，所述穩定支撐狀態對應的所述擺動腿預選組合為所述擺動腿組合。

3.根據權利要求2所述的六足機器人的自由容錯步態規劃方法，其特征在于，所述根據所述穩定裕度和所述機體最大前進步長確定所述六足機器人的穩定支撐狀態包括：

采用第一公式確定各個所述預選支撐狀態的評價函數，所述第一公式為：

其中，f(state)為所述評價函數，S為預選支撐狀態集合，所述預選支撐狀態集合為所有的所述預選支撐狀態組成的集合，state為所述預選支撐狀態集合中的任一所述預選支撐狀態，BM_state為所述預選支撐狀態對應的所述穩定裕度，為所述預選支撐狀態對應的所述機體最大前進步長，ω₁為穩定裕度的權重，ω₂為機體最大前進步長的權重；

根據所述評價函數，采用第二公式確定所述穩定支撐狀態，所述第二公式為：

其中，state₀為所述穩定支撐狀態。

4.根據權利要求2所述的六足機器人的自由容錯步態規劃方法，其特征在于，所述狀態信息包括所述六足機器人的機體重心當前位置、各個所述擺動腿的設備參數和預設的機體運動參數；所述結合所述機體重心移動步長和所述狀態信息確定所述六足機器人的機體重心軌跡和各個所述擺動腿的落足區域包括：

根據所述機體重心當前位置和所述機體重心移動步長確定所述六足機器人的機體重心下一位置；

令所述六足機器人的機體重心位于所述機體重心下一位置，根據各個所述擺動腿的設備參數分別確定各個所述擺動腿的所述落足區域；

基于多項式擬合的方法，根據所述機體重心當前位置、所述機體重心下一位置和所述機體運動參數確定所述機體重心軌跡。