[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

本申請提供一種人形機器人的倒地控制方法、裝置、電子設備及存儲介質，涉及機器人控制技術領域。該方法包括：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，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，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；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，應用該方法使得根據倒地預警信號確定人形機器人有倒地的傾向時，可以及時根據倒地保護參數，控制人形機器人執行倒地保護動作，可以有效減少人形機器人的損傷。

技術領域

本申請涉及機器人技術領域，特別涉及一種人形機器人的倒地控制方法、裝置、電子設備及存儲介質。

背景技術

人形機器人又稱仿生人，是一種旨在模仿人類外觀和行為的機器人，尤其特指具有和人類相似肌體的種類，人形機器人輔助甚至替代人類完成危險、繁重、復雜的工作，提高工作效率與質量，被廣泛應用在醫療、軍事、教育、生產生活等多個行業。

現有在設計機器人的控制方法時，一般只針對機器人正常行走狀態進行軌跡規劃。

可以看出，現有的機器人倒地控制方法比較簡單，若機器人不慎倒地將導致機器人損壞嚴重。

發明內容

本申請的目的在于，針對上述現有技術中的不足，提供一種人形機器人的倒地控制方法、裝置、電子設備及存儲介質，可以在人形機器人倒地時，降低人形機器人的損壞程度。

為實現上述目的，本申請實施例采用的技術方案如下：

第一方面，本發明提供一種人形機器人的倒地控制方法，包括：

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；

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。

在可選的實施方式中，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，所述防碰撞預設函數包括人形機器人中各連桿之間距離的約束函數。

在可選的實施方式中，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。

在可選的實施方式中，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。

在可選的實施方式中，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。

在可選的實施方式中，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。