The invention relates to a DMP-based adaptive walking control system for robot workspace and a method thereof. The control system comprises a DMP centroid trajectory generator, which generates a centroid trajectory of a humanoid robot based on DMP training according to planning objectives and feedback information, and a DMP sole trajectory generator which generates the centroid trajectory of a humanoid robot based on Planning objectives and feedback information. Based on the DMP training, the foot trajectory of the humanoid robot is generated; the joint mapping module calculates the inverse kinematics of the centroid trajectory and the foot trajectory, and maps the adaptability of the workspace into the joint space by using the motion engine to realize the adaptive walking control of the humanoid robot; the DMP centroid trajectory generator and the DM are described. The P foot track generator is acquired based on the example trajectory training training of robot workspace. Compared with the prior art, the invention has the advantages of real-time adjusting gait and body posture, enhancing the environmental adaptability of the humanoid robot walking, etc.
【技术实现步骤摘要】
基于DMP的机器人工作空间适应性行走控制系统及方法
本专利技术涉及仿生控制
，尤其是涉及一种基于DMP的机器人工作空间适应性行走控制系统及方法。
技术介绍
机器人轨迹的生成方法是机器人领域研究的重点和难点，其主要解决两个问题，如何对机器人轨迹进行表示，以及如何根据当前的任务以及环境生成新的轨迹。传统工业机器人通常采用3次或者5次曲线来拟合轨迹，这种方法的缺点是只能提供机器人的路径，而并不含有时间信息。这种方法并没有考虑机器人的运动学和动力学特性，因而利用这种方法生成的机器人轨迹并不能保证其可行性，而且这种曲线生成的路径只能生成低维简单的形状，不能生成复杂轨迹。DMP(Dynamicmovementprimitive)是经典的示教轨迹生成模型。DMP方法将轨迹用两个非线性方程表示，分为时间函数和变化函数。其中，时间函数将轨迹的执行时间用一条单调指数函数表示，变化函数通过归一化的幅度函数和统一过的时间函数，回归出一条非线性函数。DMP的优点是可以控制轨迹生成的时间和幅度，但是这种轨迹生成方法只能应用于末端静止的情况，通过改进了原始方法，使其可以应用于部分末端速度...
【技术保护点】
1.一种基于DMP的机器人工作空间适应性行走控制系统，其特征在于，包括：DMP质心轨迹生成器，根据规划目标和反馈信息，基于DMP训练生成仿人机器人的质心轨迹；DMP脚掌轨迹生成器，根据规划目标和反馈信息，基于DMP训练生成仿人机器人的脚掌轨迹；关节映射模块，对所述质心轨迹和脚掌轨迹，进行逆运动学计算，利用运动引擎，将工作空间的适应性映射到关节空间，实现仿人机器人的适应性行走控制；所述DMP质心轨迹生成器和DMP脚掌轨迹生成器基于机器人工作空间的示例轨迹训练学习获得。
【技术特征摘要】
1.一种基于DMP的机器人工作空间适应性行走控制系统，其特征在于，包括：DMP质心轨迹生成器，根据规划目标和反馈信息，基于DMP训练生成仿人机器人的质心轨迹；DMP脚掌轨迹生成器，根据规划目标和反馈信息，基于DMP训练生成仿人机器人的脚掌轨迹；关节映射模块，对所述质心轨迹和脚掌轨迹，进行逆运动学计算，利用运动引擎，将工作空间的适应性映射到关节空间，实现仿人机器人的适应性行走控制；所述DMP质心轨迹生成器和DMP脚掌轨迹生成器基于机器人工作空间的示例轨迹训练学习获得。2.根据权利要求1所述的基于DMP的机器人工作空间适应性行走控制系统，其特征在于，所述DMP质心轨迹生成器的建立具体为：采用共用规范系统的两个DMP单元分别对机器人前进和左右方向上的示例轨迹进行训练学习，获得可在线调节的DMP质心轨迹生成器。3.根据权利要求1所述的基于DMP的机器人工作空间适应性行走控制系统，其特征在于，所述DMP脚掌轨迹生成器的建立具体为：采用共用规范系统的两个DMP单元分别对机器人前进和竖直方向上的示例轨迹进行训练学习，获得可在线调节的DMP脚掌轨迹生成器。4.根据权利要求2或3所述的基于DMP的机器人工作空间适应性行走控制系统，其特征在于，所述DMP单元的数学模型描述为：转移系统：规范系统：其中，y,z,分别表述系统中的位置、速度及加速度，τ表示时间常数，y0表示轨迹的初始位置，g表示目标位置，feed表示反馈信息，f表示强迫函数项，x表示相位变量，Ψi(x)表示高斯核函数，ωi表示核函数权值，为需要学习训练的参数，σi、ci分别表示带宽和中心位置，均为正常数，αz,βz,αx为调节系统响应时间的常数，均为正数，N为高斯核函数的个数。5.根据权利要求1所述的基于DMP的机器人工作空间适应性行走控制系统，其特征在于，所述反馈信息基于机器人身体姿态...
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