[發明專利]運動控制方法、裝置、機器人控制設備及可讀存儲介質

有效

• 申請號: 202110349082.0
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113070880B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 張志豪;劉益彰;陳金亮;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: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 董艷芳

1.一種運動控制方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取仿人機器人在當前時刻的全身廣義坐標向量、實際任務空間向量以及待執行任務空間向量，其中所述全身廣義坐標向量由所述仿人機器人的腰部姿態矩陣及機械臂姿態矩陣組成；

根據所述腰部姿態矩陣及所述機械臂姿態矩陣，計算所述全身廣義坐標向量相對于所述實際任務空間向量的逆向雅可比矩陣；

根據與所述全身廣義坐標向量對應的預設位置限制條件，將所述實際任務空間向量及所述待執行任務空間向量結合到所述逆向雅可比矩陣的零空間中，計算與所述待執行任務空間向量對應的目標廣義坐標向量，其中所述預設位置限制條件用于描述所述仿人機器人各關節在運動過程中的極限運動范圍；

按照所述目標廣義坐標向量對所述仿人機器人的運動狀態進行控制。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述腰部姿態矩陣及所述機械臂姿態矩陣，計算所述全身廣義坐標向量相對于所述實際任務空間向量的逆向雅可比矩陣的步驟，包括：

根據所述腰部姿態矩陣計算所述仿人機器人在當前時刻的腰部相對于足部的第一運動速度矩陣，其中所述第一運動速度矩陣包括對應腰部相對于足部的線速度及角速度；

根據所述機械臂姿態矩陣確定所述仿人機器人在當前時刻的機械臂末端相對于機械臂基座的位姿表達矩陣；

獲取所述仿人機器人在當前時刻的機械臂基座相對于足部的旋轉矩陣；

根據所述旋轉矩陣以及所述位姿表達矩陣計算所述仿人機器人在當前時刻的機械臂末端相對于足部的第二運動速度矩陣，其中所述第二運動速度矩陣包括對應機械臂末端相對于足部的線速度及角速度；

將所述第一運動速度矩陣與所述第二運動速度矩陣進行速度疊加處理，得到對應的待處理速度矩陣；

根據所述待處理速度矩陣及所述全身廣義坐標向量計算所述全身廣義坐標向量相對于所述實際任務空間向量的正向雅可比矩陣；

對計算出的所述正向雅可比矩陣進行奇異值分解，得到對應的逆向雅可比矩陣。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述待處理速度矩陣、所述全身廣義坐標向量與所述正向雅可比矩陣之間的關聯關系采用如下式子表達為：

其中，A用于表示所述待處理速度矩陣，ζ用于表示所述全身廣義坐標向量，用于表示所述全身廣義坐標向量關于時間的一階導數，J(ζ)用于表示所述正向雅可比矩陣。

4.根據權利要求1-3中任意一項所述的方法，其特征在于，所述根據與所述全身廣義坐標向量對應的預設位置限制條件，將所述實際任務空間向量及所述待執行任務空間向量結合到所述逆向雅可比矩陣的零空間中，計算與所述待執行任務空間向量對應的目標廣義坐標向量的步驟，包括：

計算所述待執行任務空間向量與所述實際任務空間向量之間的任務向量差異矩陣；

計算所述逆向雅可比矩陣在零空間中對應的零空間矩陣；

將所述全身廣義坐標向量中的每項向量元素與所述預設位置限制條件中對應向量元素的預設數值上限及預設數值下限進行比較，并根據得到的所有比較結果針對所述全身廣義坐標向量生成匹配的限位矯正矩陣；

根據所述逆向雅可比矩陣、所述零空間矩陣、所述任務向量差異矩陣以及所述限位矯正矩陣，計算所述仿人機器人針對所述待執行任務空間向量的廣義向量補償矩陣；

按照所述廣義向量補償矩陣對所述全身廣義坐標向量進行向量補償，得到所述目標廣義坐標向量。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述廣義向量補償矩陣、所述逆向雅可比矩陣、所述零空間矩陣、所述任務向量差異矩陣以及所述限位矯正矩陣之間的關聯關系采用如下式子表達為：

其中，Δζ用于表示所述廣義向量補償矩陣，用于表示所述逆向雅可比矩陣，Z(ζ)用于表示所述零空間矩陣，Δσ用于表示所述任務向量差異矩陣，ΔS用于表示所述限位矯正矩陣。