机器人迈步控制方法及装置、机器人控制设备和存储介质.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114489104A(43)申请公布日2022.05.13(21)申请号202210074131.9(22)申请日2022.01.21(71)申请人深圳市优必选科技股份有限公司地址518000广东省深圳市南山区学苑大道1001号南山智园C1栋16、22楼(72)发明人葛利刚刘益彰罗秋月陈春玉罗璇周江琛(74)专利代理机构北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙)11463专利代理师马泽伟(51)Int.Cl.G05D1/08(2006.01)权利要求书3页说明书14页附图5页(54)发明名称机器人迈步控制方法及装置、机器人控制设备和存储介质(57)摘要本申请提供一种机器人迈步控制方法及装置、机器人控制设备和存储介质，涉及机器人控制技术领域。本申请根据双足机器人当前的零力矩点规划数据以及双足实际位置数据，确定双足期望支撑力，而后根据双足期望支撑力和当前的质心移动规划数据、质心实际移动数据、双足迈步规划数据及双足实际受力数据，基于柔顺控制算法确定双足踝关节当前的期望关节姿态角，以及与实际足部支撑状态匹配的期望关节位置，从而得以根据双足机器人的实际运动状况对足部期望位姿状况进行全方位柔顺控制，使足部期望位置和足部期望姿态均与实际地面状况实质匹配，以降低单足支撑期的落足冲击力和双足支撑期的足间内力，提升双足机器人的行走稳定性和地形适应力。CN114489104ACN114489104A权利要求书1/3页1.一种机器人迈步控制方法，其特征在于，所述方法包括：获取双足机器人当前的质心移动规划数据、双足迈步规划数据以及零力矩点规划数据，以及所述双足机器人当前的实际足部支撑状态、质心实际移动数据、双足实际位置数据和双足实际受力数据；根据所述零力矩点规划数据以及所述双足实际位置数据，计算所述双足机器人当前的双足期望支撑力；根据所述双足期望支撑力、所述质心移动规划数据、所述质心实际移动数据以及所述双足实际受力数据，基于柔顺控制算法计算所述双足机器人的双足踝关节当前的期望关节姿态角；根据所述双足迈步规划数据、所述双足期望支撑力及所述双足实际受力数据，基于柔顺控制算法计算所述双足踝关节当前的与所述实际足部支撑状态匹配的期望关节位置；按照所述双足踝关节的期望关节姿态角及期望关节位置控制所述双足机器人进行迈步运动。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述零力矩点规划数据以及所述双足实际位置数据，计算所述双足机器人当前的双足期望支撑力的步骤，包括：根据所述零力矩点规划数据包括的零力矩点侧向规划位置、所述双足实际位置数据包括的所述双足机器人的两个足部各自的实际侧向位置，计算所述双足机器人的两个足部各自的重力分担系数；根据所述双足机器人的质量以及所述双足机器人的两个足部各自的重力分担系数，计算得到所述双足期望支撑力。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述双足期望支撑力、所述质心移动规划数据、所述质心实际移动数据以及所述双足实际受力数据，基于柔顺控制算法计算所述双足机器人的双足踝关节当前的期望关节姿态角的步骤，包括：根据所述质心移动规划数据包括的质心水平移动规划位置及质心水平移动规划速度，计算所述双足机器人当前的捕获点规划水平位置；根据所述质心实际移动数据包括的质心水平移动实际位置及质心水平移动实际速度，计算所述双足机器人当前的捕获点实际水平位置；计算所述捕获点规划水平位置与所述捕获点实际水平位置之间的捕获点位置差异；根据所述双足期望支撑力以及所述捕获点位置差异进行踝关节力矩运算，得到所述双足踝关节当前的期望关节力矩；基于所述双足踝关节当前的期望关节力矩和所述双足实际受力数据包括的所述双足踝关节当前的实际关节力矩，调用所述双足踝关节所对应的涉及关节姿态角的第一弹性阻尼控制模型进行关节姿态角求解，得到所述双足踝关节当前的期望关节姿态角。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一弹性阻尼控制模型的模型表达式如下所示：其中，用于表示所述双足踝关节的任意一个足部踝关节当前的期望角速度，R用于表示所述足部踝关节当前的期望关节姿态角，Td用于表示所述足部踝关节当前的期望关节力2CN114489104A权利要求书2/3页矩，Tm用于表示所述足部踝关节当前的实际关节力矩，KP1用于表示针对关节姿态的第一控制器阻尼参数向量，KS1用于表示针对关节姿态的第一控制器刚度参数向量，其中为R的一阶导数。5.根据权利要求1‑4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述双足迈步规划数据、所述双足期望支撑力及所述双足实际受力数据，基于柔顺控制算法计算所述双足踝关节当前的与所述实际足部支撑状态匹配的期望关节位置的步骤，包括：计算所述双足期望支撑力之间的足间支撑力差值，并计算所述双足实际受力数