[發明專利]一種四足機器人模型參數的實時校正方法

有效

• 申請號: 202210080444.5
• 申請日: 2022-01-24
• 公開（公告）號: CN114488808B
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 江向民;吳元清;鐘文鍵;黃政杰;王維鋼
• 申請（專利權）人: 新基線（江蘇）科技有限公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 廣東省中源正拓專利代理事務所(普通合伙) 44748
• 代理人: 王明亮

本發明公開了一種四足機器人模型參數的實時校正方法，涉及機器人控制技術領域。當接收到用于控制四足機器人運動狀態的控制指令，將當前四足機器人的傳感器模塊采集的數據，送入預設的狀態估計算法，得到四足機器人當前的運動狀態數據；根據控制指令，計算四足機器人當前的運動力矩；將四足機器人當前的運動狀態數據和運動力矩，代入四足機器人的動力學模型，計算出動力學模型的實時參數；使用實時參數校正動力學模型的歷史參數。實現了根據四足機器人當前的運動狀態數據和運動力矩，實時計算四足機器人動力學模型的實時參數，對動力學模型的歷史參數進行實時矯正，保證四足機器人的實際使用效果。

技術領域

本發明涉及機器人控制技術領域，具體涉及一種四足機器人模型參數的實時校正方法。

背景技術

基于四足機器人具備較強的靈活性、優秀的環境適應性的特性，其在災后救援、野外勘探以及軍事物資運輸等領域都有較明朗的應用場景。并且近年來已經陸續開始應用于巡檢，物流配送等各個領域。

機器人模型參數一般只會在出廠時進行一次測量，但是機器人的模型參數會隨著在機器人身上加裝設備或者存放貨物后有較大的變化，進而影響到控制算法的力矩計算結果，最終會導致機器人對運動軌跡跟隨的誤差較大或者導致運動性能大大減弱從而摔倒，使得四足機器人的實際使用效果不佳。

發明內容

本發明的目的就在于解決上述背景技術的問題，而提出一種四足機器人模型參數的實時校正方法，實現根據四足機器人當前的運動狀態數據和運動力矩，實時計算四足機器人動力學模型的實時參數，對動力學模型的歷史參數進行實時矯正，保證四足機器人的實際使用效果。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

本發明實施例提供了一種四足機器人模型參數的實時校正方法，所述方法包括：

當接收到用于控制四足機器人運動狀態的控制指令，將當前所述四足機器人的傳感器模塊采集的數據，送入預設的狀態估計算法，得到所述四足機器人當前的運動狀態數據；

根據所述控制指令，計算所述四足機器人當前的運動力矩；所述運動力矩用于控制所述四足機器人的關節電機，以使所述四足機器人運動；

將所述四足機器人當前的所述運動狀態數據和所述運動力矩，代入所述四足機器人的動力學模型，計算出所述動力學模型的實時參數；

使用所述實時參數校正所述動力學模型的歷史參數。

可選地，在根據所述控制指令，計算所述四足機器人當前的運動力矩之前，所述方法還包括：

使用模型預測控制MPC算法對所述四足機器人進行數學建模，得到所述動力學模型。

可選地，根據所述控制指令，計算所述四足機器人當前的運動力矩，包括：

根據所述控制指令，預測所述四足機器人的期望軌跡狀態數據；

根據所述動力學模型，得到所述四足機器人的運動狀態方程；

根據所述運動狀態方程，得到所述四足機器人的運動狀態離散迭代方程；所述運動狀態離散迭代方程用于根據四足機器人當前的運動狀態數據預測四足機器人未來若干時刻的運動狀態數據；

將使用所述運動狀態離散迭代方程預測的運動狀態數據與所述期望軌跡狀態數據進行擬合，求解得到所述四足機器人當前的運動力矩。

可選地，將使用所述運動狀態離散迭代方程預測的運動狀態數據與所述期望軌跡狀態數據進行擬合，求解得到所述四足機器人當前的運動力矩，包括：

將使用所述運動狀態離散迭代方程預測的運動狀態數據與所述期望軌跡狀態數據采用最小二乘法進行擬合，并添加摩擦力約束，擬合方程組為：