一种双足机器人的定位方法、装置及机器人制造方法及图纸

本发明专利技术属于机器人技术领域，提供一种双足机器人的定位方法、装置及机器人，该方法包括：获取机器人在世界坐标系下的第一质心位置，建立机器人的第一本体坐标系；经过第一预设时间间隔获取机器人在世界坐标系下移动的第一位移；将第一位移投影到第一本体坐标系的X轴上，获取投影到第一本体坐标系的X轴上的第二位移；将第二位移转换到世界坐标系下获得第一位移增量；根据第一质心位置和第一位移增量确定第二质心位置；当在第一时刻检测到机器人的前向速度不为零且转向速度为零时，将第二质心位置确定为机器人的定位位置。可以使得获取的机器人导航过程中的实时定位更准确，保证机器人顺利到达导航的目的地，从而使得智能导航的准确率高。

【技术实现步骤摘要】
一种双足机器人的定位方法、装置及机器人
本专利技术属于机器人
，尤其涉及一种双足机器人的定位方法、装置及机器人。
技术介绍
随着科学技术的不断发展，机器人已经应用在各行各业，移动机器人是在具体应用场景下能实现自规划、自组织和自适应的机器人，具有轮式底盘的机器人可以平稳顺滑的移动，因而在需要进行地面移动的应用场景中得到了广泛的应用。当应用场景的环境较为复杂时，具有轮式底盘的移动机器人已经难以满足实际应用需求，双足机器人是一种模仿人类移动方式的机器人，由于双足机器人的运动过程更像人类，因此双足机器人更适合在实际环境较复杂的应用场景中工作，在机器人的相关导航算法(如局部导航算法)中需要基于机器人当前的局部信息，如机器人的局部质心位置信息。当将相关导航算法应用在双足机器人中，由于双足机器人在行走的过程中会有比较明显的左右晃动，导致在导航过程中进行定位有偏差导致定位不准确，不能保证双足机器人顺利到达导航的目的地，从而使得智能导航的准确率低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种双足机器人的定位方法、装置及机器人，旨在解决现有双足机器人在行走的过程中会有比较明显的左右晃动，导致在导航过程中的局部定位不准确的问题。本申请实施例的第一方面提供一种双足机器人的定位方法，包括：当获取到定位的请求指令时，将当前时刻作为第一时刻；在所述第一时刻，获取机器人在世界坐标系下的第一质心位置，并建立所述机器人当前的第一本体坐标系；其中，所述第一本体坐标系是以所述机器人在世界坐标系下的质心位置为原点，并分别以所述机器人向前朝向为X轴和所述机器人左侧朝向为Y轴建立的坐标系；在经过第一预设时间间隔时，获取所述机器人在世界坐标系下移动的第一位移；将所述第一位移投影到在所述第一时刻时所述第一本体坐标系的X轴上，获取投影到所述第一本体坐标系的X轴上的第二位移；将所述第二位移转换到所述世界坐标系下获得第一位移增量；根据所述第一质心位置和所述第一位移增量确定所述机器人在所述经过第一预设时间间隔时的第二质心位置；当在所述第一时刻检测到所述机器人的前向速度不为零且转向速度为零时，将所述第二质心位置确定为所述机器人在所述经过第一预设时间间隔时的定位位置。在一个实施例中，所述定位方法还包括：若在所述第一时刻检测到所述机器人的前向速度不为零，且转向速度不为零，根据所述第二质心位置建立所述机器人的第二本体坐标系；其中，所述第二本体坐标系是以所述第二质心位置为原点，并分别以所述机器人在所述经过第一预设时间间隔时的向前朝向为X轴和左侧朝向为Y轴建立的坐标系；根据经过第一预设时间间隔时所述第一本体坐标系的原点和所述第二本体坐标系的原点获取第三位移；其中，所述第三位移以所述第二本地坐标系的原点为起点，以所述第一本地坐标系的原点为终点；将所述第三位移投影到所述第二本体坐标系的X轴上，获取投影到所述第二本体坐标系的X轴上的第四位移；将所述第四位移转换到所述世界坐标系下获得第二位移增量；根据所述第二位移增量和所述第二质心位置确定所述机器人在经过所述第一预设时间间隔时的第三质心位置。在一个实施例中，所述定位方法还包括：在机器人行走时的左右振幅周期内，对机器人在世界坐标系下的位置进行N次采样，并获取采样得到的N个所述机器人在世界坐标系下的第四质心位置；其中，所述N≧1且为整数；将所述N个第四质心位置进行均值滤波，获取进行所述均值滤波后的第五质心位置；在所述世界坐标系中，确定以所述第五质心位置为起点和以所述第三质心位置为终点的第五位移；将所述第五位移投影到所述第二本体坐标系中的X轴上，并获取投影到所述第二本体坐标系的X轴上的第六位移；将所述第六位移转换到所述世界坐标系下获得第三位移增量；根据所述第五质心位置和所述第三位移增量确定所述机器人在所述经过第一预设时间间隔时的第六质心位置；当检测到所述机器人的在所述第一时刻时的前向速度不为零且转向速度不为零时，将所述第六质心位置确定为所述机器人在所述经过第一预设时间间隔时的定位位置。在一个实施例中，所述将所述第二位移转换到所述世界坐标系下获得第一位移增量，包括：将所述第二位移转换到所述世界坐标系下，获得在所述世界坐标系下的X轴方向上的第一位移增量Δx1和在所述世界坐标系下的Y轴方向上的第一位移增量Δy1。在一个实施例中，所述根据所述第一质心位置和所述第一位移增量确定所述机器人在所述经过第一预设时间间隔时的第二质心位置，包括；获取所述第一质心在世界坐标的第一坐标位姿(x,y,θ)；根据所述第一质心的第一坐标位姿(x,y,θ)、所述第二位移在所述世界坐标系下的X轴方向上的第一位移增量Δx1和在所述世界坐标系下的Y轴方向上的第一位移增量Δy1，将在所述经过第一预设时间间隔时的第二质心位姿确定为(x﹢Δx1，y﹢Δy1，θ)。在一个实施例中，将所述第四位移转换到所述世界坐标系下获得第二位移增量，包括：将所述第四位移转换到所述世界坐标系下，获得在所述世界坐标系下的X轴方向上的第二位移增量Δx2和在所述世界坐标系下的Y轴方向上的第二位移增量Δy2。在一个实施例中，所述根据所述第二位移增量和所述第二质心位置确定所述机器人在所述经过第一预设时间间隔时的第三质心位置，包括：根据所述第二位移增量所述世界坐标系下的X轴方向上的第二位移增量Δx2、在所述世界坐标系下的Y轴方向上的第二位移增量Δy2和所述第二质心位姿(x﹢Δx1，y﹢Δy1，θ)，将所述机器人在经过第一预设时间间隔时的第三质心位姿确定为(x﹢Δx1﹢Δx2，y﹢Δy1﹢Δy2，θ)。在一个实施例中，所述将所述第六位移转换到所述世界坐标系下获得第三位移增量，包括：将所述第六位移转换到所述世界坐标系下，获得在所述世界坐标系下的X轴方向上的第三位移增量Δx3和在所述世界坐标系下的Y轴方向上的第三位移增量Δy3。在一个实施例中，所述根据所述第五质心位置和所述第三位移增量确定所述机器人在所述经过第一预设时间间隔时的第六质心位置，包括：获取所述第五质心在世界坐标的第二坐标位姿(x1,y1,θ1)；根据所述第二坐标位姿(x1,y1,θ1)、所述第六位移在所述世界坐标系下的X轴方向上的第三位移增量Δx3和在所述世界坐标系下的Y轴方向上的第三位移增量Δy3，将在所述经过第一预设时间间隔时的第二质心位姿确定为(x1﹢Δx3，y1﹢Δy3，θ1)。本申请实施例的第二方面提供一种双足机器人的定位装置，包括：第一获取模块，用于当获取到定位的请求指令时，将当前时刻作为第一时刻；第一建立模块，用于在所述第一时刻，获取机器人在世界坐标系下的第一质心位置，并建立所述机器人当前的第一本体坐标系；其中，所述第一本体坐标系是以所述机器人在世界坐标系下的质心位置为原点，并分别以所述机器人向前朝向为X轴和所述机器人左侧朝向为Y轴建立的坐标系；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双足机器人的定位方法，其特征在于，包括：/n当获取到定位的请求指令时，将当前时刻作为第一时刻；/n在所述第一时刻，获取机器人在世界坐标系下的第一质心位置，并建立所述机器人当前的第一本体坐标系；其中，所述第一本体坐标系是以所述机器人在世界坐标系下的质心位置为原点，并分别以所述机器人向前朝向为X轴和所述机器人左侧朝向为Y轴建立的坐标系；/n在经过第一预设时间间隔时，获取所述机器人在世界坐标系下移动的第一位移；/n将所述第一位移投影到在所述第一时刻时所述第一本体坐标系的X轴上，获取投影到所述第一本体坐标系的X轴上的第二位移；/n将所述第二位移转换到所述世界坐标系下获得第一位移增量；/n根据所述第一质心位置和所述第一位移增量确定所述机器人在所述经过第一预设时间间隔时的第二质心位置；/n当在所述第一时刻检测到所述机器人的前向速度不为零且转向速度为零时，将所述第二质心位置确定为所述机器人在所述经过第一预设时间间隔时的定位位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种双足机器人的定位方法，其特征在于，包括：
当获取到定位的请求指令时，将当前时刻作为第一时刻；
在所述第一时刻，获取机器人在世界坐标系下的第一质心位置，并建立所述机器人当前的第一本体坐标系；其中，所述第一本体坐标系是以所述机器人在世界坐标系下的质心位置为原点，并分别以所述机器人向前朝向为X轴和所述机器人左侧朝向为Y轴建立的坐标系；
在经过第一预设时间间隔时，获取所述机器人在世界坐标系下移动的第一位移；
将所述第一位移投影到在所述第一时刻时所述第一本体坐标系的X轴上，获取投影到所述第一本体坐标系的X轴上的第二位移；
将所述第二位移转换到所述世界坐标系下获得第一位移增量；
根据所述第一质心位置和所述第一位移增量确定所述机器人在所述经过第一预设时间间隔时的第二质心位置；
当在所述第一时刻检测到所述机器人的前向速度不为零且转向速度为零时，将所述第二质心位置确定为所述机器人在所述经过第一预设时间间隔时的定位位置。


2.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述定位方法还包括：
若在所述第一时刻检测到所述机器人的前向速度不为零，且转向速度不为零，根据所述第二质心位置建立所述机器人的第二本体坐标系；其中，所述第二本体坐标系是以所述第二质心位置为原点，并分别以所述机器人在所述经过第一预设时间间隔时的向前朝向为X轴和左侧朝向为Y轴建立的坐标系；
根据经过第一预设时间间隔时第一本体坐标系的原点和所述第二本体坐标系的原点获取第三位移；其中，所述第三位移以所述第二本地坐标系的原点为起点，以所述经过第一预设时间间隔时第一本体坐标系的原点为终点；
将所述第三位移投影到所述第二本体坐标系的X轴上，获取投影到所述第二本体坐标系的X轴上的第四位移；
将所述第四位移转换到所述世界坐标系下获得第二位移增量；
根据所述第二位移增量和所述第二质心位置确定所述机器人在经过所述第一预设时间间隔时的第三质心位置。


3.根据权利要求2所述的定位方法，其特征在于，所述定位方法还包括：
在机器人行走时的左右振幅周期内，对机器人在世界坐标系下的位置进行N次采样，并获取采样得到的N个所述机器人在世界坐标系下的第四质心位置；其中，所述N≧1且为整数；
将所述N个第四质心位置进行均值滤波，获取进行所述均值滤波后的第五质心位置；
在所述世界坐标系中，确定以所述第五质心位置为起点和以所述第三质心位置为终点的第五位移；
将所述第五位移投影到所述第二本体坐标系中的X轴上，并获取投影到所述第二本体坐标系的X轴上的第六位移；
将所述第六位移转换到所述世界坐标系下获得第三位移增量；
根据所述第五质心位置和所述第三位移增量确定所述机器人在所述经过第一预设时间间隔时的第六质心位置；
当检测到所述机器人的在所述第一时刻时的前向速度不为零且转向速度不为零时，将所述第六质心位置确定为所述机器人在所述经过第一预设时间间隔时的定位位置。


4.根据权利要求2所述的定位方法，其特征在于，所述将所述第二位移转换到所述世界坐标系下获得第一位移增量，包括：
将所述第二位移转换到所述世界坐标系下，获得在所述世界坐标系下的X轴方向上的第一位移增量Δx1和在所述世界坐标系下的Y轴方向上的第一位移增量Δy1。


5.根据权利要求4所述的定位方法，其特征在于，所述根据所述第一质心位置和所述第一位移增量确定所述机器人在所述经过第一预设时间间隔时的第二质心位置，包括；
获取所述第一质心在世界坐标的第一坐标位姿(x,y,θ)；
根据所述第一质心的第一坐标位姿(x,y,θ)、所述第二位移在所述世界坐标系下的X轴方向上的第一位移增量Δx1和在所述世界坐标系下的Y轴方向上的第一位移增量Δy1，将在所述经过第一预设时间间隔时的第二质心位姿确定为(x﹢Δx1，y﹢Δy1，θ)。


6.根据权利要求5所述的定位方法，其特征在于，将所述第四位移转换到所述世界坐标系下获得第二位移增量，包括：
将所述第四位移转换到所述世界坐标系下，获得在所述世界坐标系下的X轴方向上的第二位移增量Δx2和在所述世界坐标系下的Y轴方向上的第二位移增量Δy2。


7.根据权利要求6所述的定位方法，其特征在于，所述根据所述第二位移增量和所述第二质心位置确定所述机器人在所述经过第一预设时间间隔时的第三质心位置，包括：
根据所述第二位移增量所述世界坐标系下的X轴方向上的第二位移增量Δx2、在所述世界坐标系下的Y轴方向上的第二位移增量Δy2和所述第二质心位姿(x﹢Δx1，y﹢Δy1，θ)，将所述机器人在经过第一预设时间间隔时的第三质心位姿确定为(x﹢Δx1﹢Δx2，y﹢Δy1﹢Δy2，θ)。


8.根据权利要求7所述的定位方法，其特征在于，所述将所述第六位移转换到所述世界坐标系下获得第三位移增量，包括：
将所述第六位移转换到所述世界坐标系下，获得在所述世界坐标系下的X轴方向上的第三位移增量Δx3和在所述世界坐标系下的Y轴方向上的第三位移增量Δy3。


9.根据权利要求8所述的定位方法，其特征在于，所述根据所述第五质心位置和所述第三位移增量确定所述机器人在所述经过第一预设时间间隔时的第六质心位置，包括：
获取所述第五质心在世界坐标的第二坐标位姿(x1,y1,θ1)；
根据所述第二坐标位姿(x1,y1,θ1)、所述第六位移在所述世界坐标系下的X轴方向上的第三位移增量Δx3和在所述世界坐标系下的Y轴方向上的第三位移增量Δy3，将在所述经过第一预设时间间隔时的第二质心位姿确定为(x1﹢Δx3，y1﹢Δy3，θ1)。


10.一种双足机器人的定位装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于当获取到定位的请求指令时，将当前时刻作为第一时刻；
第一建立模块，用于在所述第一时刻，获取机器人在世界坐标系下的第一质心位置，并建立所述机器...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊友军，毕占甲，刘志超，白龙彪，蒋晨晨，张思民，刘洪剑，张健，赵勇胜，庞建新，
申请(专利权)人：深圳市优必选科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44