[發明專利]一種基于MPC的四足機器人狀態修正方法及系統

在審

• 申請號: 202211266298.1
• 申請日: 2022-10-17
• 公開（公告）號: CN115488893A
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 袁進波
• 申請（專利權）人: 廣州市優普計算機有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 佛山市禾才知識產權代理有限公司 44379
• 代理人: 梁永健

1.一種基于MPC的四足機器人狀態修正方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟S1：根據四足機器人多自由度的冗余特性，對控制任務進行排序；

步驟S2：將保持四足機器人身體平衡的控制任務設置為最高優先級任務；

步驟S3：獲取四足機器人的足底反力期待值，在保持四足機器人身體平衡的控制任務的雅可比矩陣零空間內進行投影，得到次優先級任務的輸入；

步驟S4：根據次優先級任務的輸入，對四足機器人的足底反力期待值進行修正，得到最終的足底反力期待值，以控制四足機器人下一步的運動。

2.根據權利要求1所述的一種基于MPC的四足機器人狀態修正方法，其特征在于：在步驟S3中，具體包括以下步驟：

步驟S31：計算保持四足機器人身體平衡的控制任務的雅可比矩陣零空間投影算子N₀；

步驟S32：計算其他控制任務的雅可比矩陣零空間投影算子N_i|i-1；

步驟S33：根據所述保持四足機器人身體平衡的控制任務的雅可比矩陣零空間投影算子和所述其他控制任務的雅可比矩陣零空間投影算子，得到修正的加速度所述修正的加速度作為次優先級任務的輸入。

3.根據權利要求2所述的一種基于MPC的四足機器人狀態修正方法，其特征在于：步驟S4中，具體是根據修正的加速度使用二次規劃求解得到最終的足底反力f_r，其中二次規劃求解的約束公式如下：

subject to

Wf_r≥0 (4)

其中式(1)為浮動基系統動力學方程；式(2)為加速度方程；式(3)為足底反力方程；式(4)為接觸力約束；Q₁、Q₂為MPC控制器計算得到的地面反力；f_r^MPC為MPC控制器計算得到的地面反力；S_f為浮動基選擇矩陣；W為增廣的約束矩陣；δ_f為浮動基加速度的弛豫變量；為浮動基受到的地面反作用力的弛豫變量；為修正的加速度；為實際的關節角加速度；A為廣義質量矩陣；b為科里奧利力；g為重力加速度；J_c為(足端)接觸(地面)雅可比矩陣；為零向量。