[發(fā)明專利]機(jī)器人邁步控制方法、裝置、機(jī)器人控制設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110303627.4
• 申請(qǐng)日: 2021-03-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113064433B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳春玉;白杰;劉益彰;葛利剛;謝錚;熊友軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市優(yōu)必選科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G05D1/02
• 分類號(hào): G05D1/02;B62D57/032
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 梁韜

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N機(jī)器人邁步控制方法、裝置、機(jī)器人控制設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，涉及機(jī)器人控制技術(shù)領(lǐng)域。本申請(qǐng)?jiān)跈z測(cè)到雙足機(jī)器人當(dāng)前處于非平衡狀態(tài)的情況下，會(huì)相應(yīng)地獲取雙足機(jī)器人當(dāng)前的機(jī)體平衡預(yù)測(cè)步長(zhǎng)，并根據(jù)所述雙足機(jī)器人當(dāng)前移動(dòng)步長(zhǎng)對(duì)所述機(jī)體平衡預(yù)測(cè)步長(zhǎng)進(jìn)行平滑過(guò)渡處理，得到與所述機(jī)體平衡預(yù)測(cè)步長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的平衡期望步長(zhǎng)，繼而得到與平衡期望步長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的腿部規(guī)劃軌跡，最后控制雙足機(jī)器人當(dāng)前的擺動(dòng)腿按照腿部規(guī)劃軌跡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，從而使雙足機(jī)器人能夠恢復(fù)到平衡狀態(tài)，并避免出現(xiàn)機(jī)器人邁步階躍現(xiàn)象，提升機(jī)器人運(yùn)行可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及機(jī)器人控制技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種機(jī)器人邁步控制方法、裝置、機(jī)器人控制設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)因具有極大的研究?jī)r(jià)值及應(yīng)用價(jià)值受到了各行各業(yè)的廣泛重視，其中雙足機(jī)器人控制便是機(jī)器人控制技術(shù)領(lǐng)域中的一項(xiàng)重要研究方向。而在雙足機(jī)器人的實(shí)際控制過(guò)程中，雙足機(jī)器人通常會(huì)受到外部干擾(例如，外部推動(dòng)、外界大風(fēng)環(huán)境干擾等)和/或內(nèi)部干擾(例如，機(jī)器人頭部重量增加、機(jī)器人手臂斷開(kāi)等)而存在失穩(wěn)現(xiàn)象，無(wú)法保持平衡狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本申請(qǐng)的目的在于提供一種機(jī)器人邁步控制方法、裝置、機(jī)器人控制設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，能夠?qū)C(jī)器人維穩(wěn)步長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)的邁步軌跡進(jìn)行平滑處理，使雙足機(jī)器人在按照處理后的邁步軌跡運(yùn)行后對(duì)應(yīng)恢復(fù)平衡狀態(tài)的同時(shí)，避免出現(xiàn)雙足機(jī)器人邁步階躍現(xiàn)象，提升機(jī)器人運(yùn)行可靠性。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)實(shí)施例采用的技術(shù)方案如下：

第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N機(jī)器人邁步控制方法，所述方法包括：

檢測(cè)雙足機(jī)器人當(dāng)前是否處于非平衡狀態(tài)；

在檢測(cè)到所述雙足機(jī)器人當(dāng)前處于非平衡狀態(tài)的情況下，獲取所述雙足機(jī)器人當(dāng)前對(duì)應(yīng)的機(jī)體平衡預(yù)測(cè)步長(zhǎng)；

根據(jù)所述雙足機(jī)器人當(dāng)前移動(dòng)步長(zhǎng)對(duì)所述機(jī)體平衡預(yù)測(cè)步長(zhǎng)進(jìn)行平滑過(guò)渡處理，得到與所述機(jī)體平衡預(yù)測(cè)步長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的平衡期望步長(zhǎng)；

根據(jù)所述平衡期望步長(zhǎng)確定所述雙足機(jī)器人當(dāng)前的腿部規(guī)劃軌跡；

控制所述雙足機(jī)器人當(dāng)前的擺動(dòng)腿按照所述腿部規(guī)劃軌跡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。

在可選的實(shí)施方式中，所述移動(dòng)步長(zhǎng)包括所述雙足機(jī)器人在俯仰方向以及橫滾方向上各自相對(duì)于水平面的現(xiàn)用步長(zhǎng)，所述機(jī)體平衡預(yù)測(cè)步長(zhǎng)包括所述雙足機(jī)器人在俯仰方向以及橫滾方向上各自相對(duì)于水平面的預(yù)估步長(zhǎng)，所述平衡期望步長(zhǎng)包括所述雙足機(jī)器人在俯仰方向以及橫滾方向上各自相對(duì)于水平面的待實(shí)現(xiàn)步長(zhǎng)，其中歸屬于俯仰方向的現(xiàn)用步長(zhǎng)、預(yù)估步長(zhǎng)、待實(shí)現(xiàn)步長(zhǎng)相互對(duì)應(yīng)，歸屬于橫滾方向的現(xiàn)用步長(zhǎng)、預(yù)估步長(zhǎng)、待實(shí)現(xiàn)步長(zhǎng)相互對(duì)應(yīng)；

所述根據(jù)所述雙足機(jī)器人當(dāng)前移動(dòng)步長(zhǎng)對(duì)所述機(jī)體平衡預(yù)測(cè)步長(zhǎng)進(jìn)行平滑過(guò)渡處理，得到與所述機(jī)體平衡預(yù)測(cè)步長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的平衡期望步長(zhǎng)的步驟，包括：

針對(duì)所述移動(dòng)步長(zhǎng)所包括的每個(gè)現(xiàn)用步長(zhǎng)，計(jì)算該現(xiàn)用步長(zhǎng)與對(duì)應(yīng)預(yù)估步長(zhǎng)之間的步長(zhǎng)差值；

根據(jù)所述步長(zhǎng)差值、與該現(xiàn)用步長(zhǎng)所屬移動(dòng)方向?qū)?yīng)的當(dāng)前步移速度、預(yù)設(shè)位置影響系數(shù)以及預(yù)設(shè)速度影響系數(shù)，計(jì)算與所述對(duì)應(yīng)預(yù)估步長(zhǎng)匹配的期望加速度，其中所述預(yù)設(shè)位置影響系數(shù)用于表示對(duì)應(yīng)步長(zhǎng)差值在預(yù)估步長(zhǎng)平滑過(guò)程中的影響權(quán)重?cái)?shù)值，所述預(yù)設(shè)速度影響系數(shù)用于表示對(duì)應(yīng)當(dāng)前步移速度在預(yù)估步長(zhǎng)平滑過(guò)程中的影響權(quán)重?cái)?shù)值；

根據(jù)所述當(dāng)前步移速度、所述期望加速度以及所述雙足機(jī)器人的邁步控制幀時(shí)長(zhǎng)，計(jì)算與所述對(duì)應(yīng)預(yù)估步長(zhǎng)匹配的期望步移速度；

根據(jù)該現(xiàn)用步長(zhǎng)、所述期望步移速度和所述邁步控制幀時(shí)長(zhǎng)，計(jì)算所述雙足機(jī)器人當(dāng)前與所述對(duì)應(yīng)預(yù)估步長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的待實(shí)現(xiàn)步長(zhǎng)。

在可選的實(shí)施方式中，所述腿部規(guī)劃軌跡采用如下方程組進(jìn)行表達(dá)：