机器人控制方法、装置、计算机可读存储介质及机器人制造方法及图纸

本申请属于机器人技术领域，尤其涉及一种机器人控制方法、装置、计算机可读存储介质及机器人。所述方法获取机器人的左脚受力信息和右脚受力信息；根据所述左脚受力信息和所述右脚受力信息计算所述机器人的本体质心的零力矩点；基于预设的线性倒立摆模型，根据所述本体质心的零力矩点对所述机器人的运动轨迹进行更新，得到更新后的本体质心位置；对所述更新后的本体质心位置进行逆运动学分析，得到所述机器人的左腿和右腿的各个关节角；按照所述各个关节角控制所述机器人进行运动。通过本申请，可以基于线性倒立摆模型，根据机器人的受力信息实时调节运动的关节角，即使在遇到各种外界环境力的干扰或者地面不平整的情况下，仍可稳定行走。

【技术实现步骤摘要】
机器人控制方法、装置、计算机可读存储介质及机器人
本申请属于机器人
，尤其涉及一种机器人控制方法、装置、计算机可读存储介质及机器人。
技术介绍
在现有技术中，双足机器人往往采用纯位置规划的步态行走方法，在遇到各种外界环境力的干扰或者地面不平整的情况下，系统稳定性较差，难以稳定行走，甚至可能出现倾倒。
技术实现思路
有鉴于此，本申请实施例提供了一种机器人控制方法、装置、计算机可读存储介质及机器人，以解决现有的双足机器人在遇到各种外界环境力的干扰或者地面不平整的情况下，系统稳定性较差的问题。本申请实施例的第一方面提供了一种机器人控制方法，可以包括：获取机器人的左脚受力信息和右脚受力信息；根据所述左脚受力信息和所述右脚受力信息计算所述机器人的本体质心的零力矩点；基于预设的线性倒立摆模型，根据所述本体质心的零力矩点对所述机器人的运动轨迹进行更新，得到更新后的本体质心位置；对所述更新后的本体质心位置进行逆运动学分析，得到所述机器人的左腿和右腿的各个关节角；按照所述各个关节角控制所述机器人进行运动。进一步地，所述根据所述本体质心的零力矩点对所述机器人的运动轨迹进行更新，得到更新后的本体质心位置，包括：获取所述本体质心的实际位置、期望位置、实际速度、期望速度和期望零力矩点；根据所述本体质心的实际位置、期望位置、实际速度、期望速度、零力矩点和期望零力矩点计算所述机器人的柔顺控制加速度；根据所述柔顺控制加速度对所述机器人的运动轨迹进行更新，得到所述更新后的本体质心位置。进一步地，所述根据所述本体质心的实际位置、期望位置、实际速度、期望速度、零力矩点和期望零力矩点计算所述机器人的柔顺控制加速度，包括：根据下式计算所述柔顺控制加速度：其中，xd为所述期望位置，xm为所述实际位置，为所述期望速度，为所述实际速度，pbxd为所述期望零力矩点，pbx为所述零力矩点，kbpx为预设的比例项系数，kbpv为预设的阻尼项系数，kbzmpx为预设的零力矩点系数，ab为所述柔顺控制加速度。进一步地，所述根据所述柔顺控制加速度对所述机器人的运动轨迹进行更新，得到所述更新后的本体质心位置，包括：根据下式对所述机器人的运动轨迹进行更新：x(0)＝ab其中，ab为所述柔顺控制加速度，k为迭代次数，x(k)为第k次迭代的本体质心位置，为第k次迭代的本体质心速度，t为时间变量，T为所述机器人的步态周期。进一步地，所述根据所述左脚受力信息和所述右脚受力信息计算所述机器人的本体质心的零力矩点，包括：根据所述左脚受力信息计算所述机器人的左脚零力矩点；根据所述右脚受力信息计算所述机器人的右脚零力矩点；根据所述左脚零力矩点和所述右脚零力矩点计算所述本体质心的零力矩点。进一步地，所述根据所述左脚受力信息计算所述机器人的左脚零力矩点，包括：根据下式计算所述左脚零力矩点：plx＝(-τly-flxd)/flzply＝(-τlx-flyd)/flzpl＝[plxply0]T其中，d为预设的传感器到脚底的距离，olx为所述左脚零力矩点在x轴上的坐标，oly为所述左脚零力矩点在y轴上的坐标，flx为所述左脚受力信息在x轴上的力的分量，fly为所述左脚受力信息在y轴上的力的分量，flz为所述左脚受力信息在z轴上的力的分量,τlx为所述左脚受力信息在x轴上的力矩分量，τly为所述左脚受力信息在y轴上的力矩分量，pl为所述左脚零力矩点；所述根据所述右脚受力信息计算所述机器人的右脚零力矩点包括：根据下式计算所述右脚零力矩点：prx＝(-τry-frxd)/frzpry＝(-τrx-fryd)/frzpr＝[prxpry0]T其中，prx为所述右脚零力矩点在x轴上的坐标，pry为所述右脚零力矩点在y轴上的坐标，frx为所述右脚受力信息在x轴上的力的分量，fry为所述右脚受力信息在y轴上的力的分量，frz为所述右脚受力信息在z轴上的力的分量,τrx为所述右脚受力信息在x轴上的力矩分量，τry为所述右脚受力信息在y轴上的力矩分量，pr为所述右脚零力矩点。进一步地，所述根据所述左脚零力矩点和所述右脚零力矩点计算所述本体质心的零力矩点包括：根据下式计算所述本体质心的零力矩点：pb＝[pbxpby0]T其中，lx为所述本体质心与所述传感器在x轴上的距离，ly为所述本体质心与所述传感器在x轴上的距离，pbx为所述本体质心的零力矩点在x轴上的坐标，pby为在所述本体质心的零力矩点y轴上的坐标，pb为所述本体质心的零力矩点。本申请实施例的第二方面提供了一种机器人控制装置，可以包括：受力信息获取模块，用于获取机器人的左脚受力信息和右脚受力信息；零力矩点计算模块，用于根据所述左脚受力信息和所述右脚受力信息计算所述机器人的本体质心的零力矩点；运动轨迹更新模块，用于基于预设的线性倒立摆模型，根据所述本体质心的零力矩点对所述机器人的运动轨迹进行更新，得到更新后的本体质心位置；逆运动学分析模块，用于对所述更新后的本体质心位置进行逆运动学分析，得到所述机器人的左腿和右腿的各个关节角；运动控制模块，用于按照所述各个关节角控制所述机器人进行运动。进一步地，所述运动轨迹更新模块可以包括：参数获取单元，用于获取所述本体质心的实际位置、期望位置、实际速度、期望速度和期望零力矩点；加速度计算单元，用于根据所述本体质心的实际位置、期望位置、实际速度、期望速度、零力矩点和期望零力矩点计算所述机器人的柔顺控制加速度；运动轨迹更新单元，用于根据所述柔顺控制加速度对所述机器人的运动轨迹进行更新，得到所述更新后的本体质心位置。进一步地，所述加速度计算单元具体用于根据下式计算所述柔顺控制加速度：其中，xd为所述期望位置，xm为所述实际位置，为所述期望速度，为所述实际速度，pbxd为所述期望零力矩点，pbx为所述零力矩点，kbpx为预设的比例项系数，kbpv为预设的阻尼项系数，kbzmpx为预设的零力矩点系数，ab为所述柔顺控制加速度。进一步地，所述运动轨迹更新单元具体用于根据下式对所述机器人的运动轨迹进行更新：x(0)＝ab其中，ab为所述柔顺控制加速度，k为迭代次数，x(k)为第k次迭代的本体质心位置，为第k次迭代的本体质心速度，t为时间变量，T为所述机器人的步态周期。进一步地，所述零力矩点计算模块可以包括：左脚零力矩点计算单元，用于根据所述左脚受力信息计算所述机器人的左脚零力矩点；右脚零力矩点计算单元，用于根据所述右脚受力信息计算所述机器人的右脚零力矩点；质心零力矩点计算单元，用于根据所述左脚零力矩点和所述右脚零本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人控制方法，其特征在于，包括：/n获取机器人的左脚受力信息和右脚受力信息；/n根据所述左脚受力信息和所述右脚受力信息计算所述机器人的本体质心的零力矩点；/n基于预设的线性倒立摆模型，根据所述本体质心的零力矩点对所述机器人的运动轨迹进行更新，得到更新后的本体质心位置；/n对所述更新后的本体质心位置进行逆运动学分析，得到所述机器人的左腿和右腿的各个关节角；/n按照所述各个关节角控制所述机器人进行运动。/n

【技术特征摘要】
1.一种机器人控制方法，其特征在于，包括：
获取机器人的左脚受力信息和右脚受力信息；
根据所述左脚受力信息和所述右脚受力信息计算所述机器人的本体质心的零力矩点；
基于预设的线性倒立摆模型，根据所述本体质心的零力矩点对所述机器人的运动轨迹进行更新，得到更新后的本体质心位置；
对所述更新后的本体质心位置进行逆运动学分析，得到所述机器人的左腿和右腿的各个关节角；
按照所述各个关节角控制所述机器人进行运动。


2.根据权利要求1所述的机器人控制方法，其特征在于，所述根据所述本体质心的零力矩点对所述机器人的运动轨迹进行更新，得到更新后的本体质心位置，包括：
获取所述本体质心的实际位置、期望位置、实际速度、期望速度和期望零力矩点；
根据所述本体质心的实际位置、期望位置、实际速度、期望速度、零力矩点和期望零力矩点计算所述机器人的柔顺控制加速度；
根据所述柔顺控制加速度对所述机器人的运动轨迹进行更新，得到所述更新后的本体质心位置。


3.根据权利要求2所述的机器人控制方法，其特征在于，所述根据所述本体质心的实际位置、期望位置、实际速度、期望速度、零力矩点和期望零力矩点计算所述机器人的柔顺控制加速度，包括：
根据下式计算所述柔顺控制加速度：



其中，xd为所述期望位置，xm为所述实际位置，为所述期望速度，为所述实际速度，pbxd为所述期望零力矩点，pbx为所述零力矩点，kbpx为预设的比例项系数，kbpv为预设的阻尼项系数，kbzmpx为预设的零力矩点系数，ab为所述柔顺控制加速度。


4.根据权利要求2所述的机器人控制方法，其特征在于，所述根据所述柔顺控制加速度对所述机器人的运动轨迹进行更新，得到所述更新后的本体质心位置，包括：
根据下式对所述机器人的运动轨迹进行更新：
x(0)＝ab









其中，ab为所述柔顺控制加速度，k为迭代次数，x(k)为第k次迭代的本体质心位置，为第k次迭代的本体质心速度，t为时间变量，T为所述机器人的步态周期。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的机器人控制方法，其特征在于，所述根据所述左脚受力信息和所述右脚受力信息计算所述机器人的本体质心的零力矩点，包括：
根据所述左脚受力信息计算所述机器人的左脚零力矩点；
根据所述右脚受力信息计算所述机器人的右脚零力矩点；
根据所述左脚零力矩点和所述右脚零力矩点计算所述本体质心的零力矩点。


6.根据权利要求5所述的机器人控制方法，其特征在于，所述根据所述左脚受力信息计算所述机器人的左脚零力矩点，包括：
根据下式计算所述左脚零力矩点：
plx＝(-τly-flxd)/flz
ply...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈春玉，刘益彰，葛利刚，谢铮，熊友军，
申请(专利权)人：深圳市优必选科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44