[發明專利]步態軌跡規劃方法、裝置、計算機可讀存儲介質及機器人

在審

• 申請號: 202110324996.1
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113110423A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 郭宜劼;趙明國;熊友軍
• 申請（專利權）人: 深圳市優必選科技股份有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 劉永康

1.一種步態軌跡規劃方法，其特征在于，包括：

獲取機器人的標準步態軌跡庫；所述標準步態軌跡庫中包括若干個標準步態軌跡，且每個標準步態軌跡均對應于一種預設的標準行進速度；

確定機器人的當前行進速度；

根據所述當前行進速度在所述標準步態軌跡庫的標準步態軌跡中進行插值計算，得到與所述當前行進速度對應的目標步態軌跡。

2.根據權利要求1所述的步態軌跡規劃方法，其特征在于，所述根據所述當前行進速度在所述標準步態軌跡庫的標準步態軌跡中進行插值計算，得到與所述當前行進速度對應的目標步態軌跡，包括：

根據下式在所述標準步態軌跡庫的標準步態軌跡中進行插值計算：

其中，n為標準行進速度的序號，1≤n≤N，N為標準行進速度的數目，v_n為第n種標準行進速度，且v_n≤v_n+1，為所述標準步態軌跡庫中與v_n對應的標準步態軌跡，為所述當前行進速度，gait(t)為與所述當前行進速度對應的目標步態軌跡。

3.根據權利要求1所述的步態軌跡規劃方法，其特征在于，在得到與所述當前行進速度對應的目標步態軌跡之后，還包括：

確定機器人的當前步態軌跡；

根據所述當前步態軌跡和所述目標步態軌跡進行軌跡擬合，得到從所述當前步態軌跡平滑過渡至所述目標步態軌跡的擬合步態軌跡。

4.根據權利要求3所述的步態軌跡規劃方法，其特征在于，所述根據所述當前步態軌跡和所述目標步態軌跡進行軌跡擬合，包括：

構建與所述擬合步態軌跡對應的系數待定的擬合軌跡表達式；

根據所述當前步態軌跡和所述目標步態軌跡確定所述擬合軌跡表達式的邊界約束條件；

在預設的軌跡擬合時段內選取若干個指定時間點，并計算所述目標步態軌跡在各個指定時間點的取值；

根據所述目標步態軌跡在各個指定時間點的取值構建與所述擬合軌跡表達式對應的優化目標；

根據所述優化目標和所述邊界約束條件確定所述擬合軌跡表達式的各個待定系數，以得到所述擬合步態軌跡。

5.根據權利要求4所述的步態軌跡規劃方法，其特征在于，所述構建與所述擬合步態軌跡對應的系數待定的擬合軌跡表達式，包括：

構建如下式所示的擬合軌跡表達式：

其中，t為時間變量，為所述擬合軌跡表達式，a_i為待定系數，0≤i≤5。

6.根據權利要求4所述的步態軌跡規劃方法，其特征在于，所述根據所述當前步態軌跡和所述目標步態軌跡確定所述擬合軌跡表達式的邊界約束條件，包括：

確定如下式所示的邊界約束條件：

其中，t為時間變量，為所述擬合軌跡表達式，為所述當前步態軌跡，為所述目標步態軌跡，t₀為所述擬合步態軌跡的起始時刻，T為所述擬合步態軌跡的終止時刻。

7.根據權利要求4所述的步態軌跡規劃方法，其特征在于，所述根據所述目標步態軌跡在各個指定時間點的取值構建與所述擬合軌跡表達式對應的優化目標，包括：

構建如下式所示的優化目標：

其中，t為時間變量，為所述擬合軌跡表達式，為所述目標步態軌跡，t_m為第m個指定時間點，0≤m≤M，M為指定時間點的個數。

8.一種步態軌跡規劃裝置，其特征在于，包括：

步態軌跡庫獲取模塊，用于獲取機器人的標準步態軌跡庫；所述標準步態軌跡庫中包括若干個標準步態軌跡，且每個標準步態軌跡均對應于一種預設的標準行進速度；

速度確定模塊，用于確定機器人的當前行進速度；

插值計算模塊，用于根據所述當前行進速度在所述標準步態軌跡庫的標準步態軌跡中進行插值計算，得到與所述當前行進速度對應的目標步態軌跡。