[發明專利]人形機器人的倒地控制方法、裝置、電子設備及存儲介質

有效

• 申請號: 202111255809.5
• 申請日: 2021-10-27
• 公開（公告）號: CN113858207B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 冷曉琨;常琳;何治成;白學林;柯真東;王松;吳雨璁;黃賢賢
• 申請（專利權）人: 樂聚(深圳)機器人技術有限公司
• 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: 王思楠

1.一種人形機器人的倒地控制方法，其特征在于，包括：

監測獲取所述人形機器人的質心的加速度以及所述人形機器人的軀干在世界坐標系中的傾角參數；

根據所述質心的加速度、所述軀干在世界坐標系中的傾角參數以及預設倒地預警條件，生成所述人形機器人的倒地預警信號；

根據人形機器人的倒地預警信號，采用預設多目標函數獲取倒地過程中所述人形機器人的倒地保護參數，所述預設多目標函數包括：人形機器人的姿態約束函數、零力矩點約束函數、角動量優化函數，其中，所述姿態約束函數包括：人形機器人中各相鄰連桿之間夾角范圍的約束函數，所述零力矩點約束函數包括：人形機器人的質心與預設的支撐多邊形之間的約束函數，所述角動量優化函數用于使得所述人形機器人倒地過程中角動量最小，所述倒地保護參數包括：人形機器人中各連桿的角速度、線速度以及各連桿在世界坐標系中的位置，所述倒地預警信號用于指示人形機器人將有倒地傾向；

根據所述倒地保護參數，控制所述人形機器人執行倒地保護動作。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述預設多目標函數還包括下述至少一項：防碰撞約束函數、關節轉角范圍約束函數、關節力矩約束函數；其中，所述防碰撞約束函數包括人形機器人中各連桿之間距離的約束函數。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用預設多目標函數獲取倒地過程中所述人形機器人的倒地保護參數，包括：

對所述預設多目標函數進行求解，并基于解空間建立初始的解集種群；

根據所述解集種群，獲取所述預設多目標函數對應的目標解集，并將所述目標解集作為倒地過程中所述人形機器人的倒地保護參數。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述倒地預警信號包括：前向倒地預警信號或后向倒地預警信號，所述前向倒地預警信號用于指示所述人形機器人從站立狀態向人形機器人朝向的方向倒地，所述后向倒地預警信號用于指示所述人形機器人從站立狀態向人形機器人朝向的相反方向倒地。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，若所述倒地預警信號為前向倒地預警信號，則所述倒地保護動作依次包括下述動作：膝關節彎曲且重心降低、軀干后傾且手臂下移、膝關節與手臂先后接觸地面；

若所述倒地預警信號為后向倒地預警信號，則所述倒地保護動作依次包括下述動作：膝關節彎曲且重心降低、軀干前傾且手臂下移、手臂與髖關節先后接觸地面。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述角動量優化函數包括：人形機器人倒地過程總的代價函數，所述代價函數根據人形機器人中各連桿的角動量參數、線動量參數構建。

7.一種人形機器人的倒地控制裝置，其特征在于，包括：

獲取模塊，用于根據人形機器人的倒地預警信號，采用預設多目標函數獲取倒地過程中所述人形機器人的倒地保護參數，所述預設多目標函數包括：人形機器人的姿態約束函數、零力矩點約束函數、角動量優化函數，其中，所述姿態約束函數包括：人形機器人中各相鄰連桿之間夾角范圍的約束函數，所述零力矩點約束函數包括：人形機器人的質心與預設的支撐多邊形之間的約束函數，所述角動量優化函數用于使得所述人形機器人倒地過程中角動量最小，所述倒地保護參數包括：人形機器人中各連桿的角速度、線速度以及各連桿在世界坐標系中的位置，所述倒地預警信號用于指示人形機器人將有倒地傾向；

控制模塊，用于根據所述倒地保護參數，控制所述人形機器人執行倒地保護動作；

所述獲取模塊，還用于監測獲取所述人形機器人的質心的加速度以及所述人形機器人的軀干在世界坐標系中的傾角參數；

根據所述質心的加速度、所述軀干在世界坐標系中的傾角參數以及預設倒地預警條件，生成所述人形機器人的倒地預警信號。

8.一種電子設備，其特征在于，包括：處理器、存儲介質和總線，所述存儲介質存儲有所述處理器可執行的機器可讀指令，當電子設備運行時，所述處理器與所述存儲介質之間通過總線通信，所述處理器執行所述機器可讀指令，以執行如權利要求1-6任一所述人形機器人的倒地控制方法的步驟。

9.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器運行時執行如權利要求1-6任一所述人形機器人的倒地控制方法的步驟。