【技术实现步骤摘要】
双足机器人在前进方向受到外部推力扰动时的步态规划与控制方法
本专利技术属于机器人
，具体涉及一种双足机器人在前进方向受到外部推力扰动时的步态规划与控制方法。
技术介绍
双足机器人在步行过程中不可避免地会受到各种外部扰动的影响，如何实现双足机器人在外部扰动下的稳定行走，对于它们的实际应用具有非常重要的意义。从已公开的一些仿真以及实验结果来看，双足机器人目前抗扰动能力依然较弱，鲁棒性仍然较差，特别是当双足机器人在前进方向受到外部推力扰动时，很容易发生失稳摔倒。目前，国内外研究人员考虑双足机器人在外部推力扰动下的步态规划与控制问题时，常假设推力信息已知或可测量(包括推力的幅值以及作用位置等)，然后再通过补偿控制或者跟踪控制的方法来实现稳定步行，例如文献《Ontheadaptationofdynamicwalkingtopersistentexternalforcingusinghybridzerodynamicscontrol》、《Event-BasedStabilizationofPeriodicOrbit...
【技术保护点】
1.一种双足机器人在前进方向受到外部推力扰动时的步态规划与控制方法，其特征在于，将根据机器人的初始状态规划机器人初始步态，所述初始步态中，支撑腿膝关节自由度处于锁死状态，支撑腿踝关节俯仰自由度的驱动力矩为零；将支撑腿脚踝、支撑腿髋关节间的连线与竖直方向的夹角θ作为机器人的状态变量，计算机器人当前步态与初始步态之间的θ对应的角速度偏差，同时以当前状态作为初始值预估机器人摆动腿的落地时间。根据计算得到的偏差值对机器人支撑脚踝关节俯仰自由度施加力矩，并选取预估的落地时间作为步行时长，基于贝塞尔多项式重新规划步态。通过对夹角θ进行实时估计和计算和反馈，实现对机器人在前进方向受到外部...
【技术特征摘要】
1.一种双足机器人在前进方向受到外部推力扰动时的步态规划与控制方法，其特征在于，将根据机器人的初始状态规划机器人初始步态，所述初始步态中，支撑腿膝关节自由度处于锁死状态，支撑腿踝关节俯仰自由度的驱动力矩为零；将支撑腿脚踝、支撑腿髋关节间的连线与竖直方向的夹角θ作为机器人的状态变量，计算机器人当前步态与初始步态之间的θ对应的角速度偏差，同时以当前状态作为初始值预估机器人摆动腿的落地时间。根据计算得到的偏差值对机器人支撑脚踝关节俯仰自由度施加力矩，并选取预估的落地时间作为步行时长，基于贝塞尔多项式重新规划步态。通过对夹角θ进行实时估计和计算和反馈，实现对机器人在前进方向受到外部推力扰动时的步态规划与控制。
2.如权利要求1所述的一种双足机器人在前进方向受到外部推力扰动时的步态规划与控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤一，根据给定的机器人初始状态和末状态，规划出机器人的初始步态。其中，在初始步态下，支撑腿膝关节自由度处于锁死状态，支撑腿踝关节俯仰自由度的驱动力矩为零，以提高步行能效。
步骤二，基于简化倒立摆模型，对机器人的状态进行实时估计和计算：
首先，将机器人简化为倒立摆模型，倒立摆质心位于机器人支撑腿髋关节处，并将支撑腿脚踝与支撑腿髋关节间的连线作为虚拟腿，虚拟腿长为l，虚拟腿与竖直方向的夹角为θ。
然后，选取角度θ作为机器人的状态变量，获取机器人的当前状态并计算机器人当前步态与初始步态下的角速...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁海辉，李特，顾建军，朱世强，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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