上楼梯的步态规划方法、装置、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，尤其涉及一种上楼梯的步态规划方法、装置、计算机可读存储介质及机器人。所述方法通过机器人的视觉传感器获取第一视觉测量信息，所述第一视觉测量信息为楼梯台阶上预设的标志物在所述机器人的本体系下的位姿信息；对所述第一视觉测量信息进行修正，得到第二视觉测量信息，所述第二视觉测量信息为所述标志物在所述机器人的步态参考系下的位姿信息；根据所述第二视觉测量信息对所述机器人上楼梯的过程进行分阶段的步态规划，通过本申请，以视觉测量信息作为基准，对所述机器人上楼梯的过程进行分阶段的步态规划，极大提升了机器人在复杂的上楼梯场景中的适应能力。

【技术实现步骤摘要】
上楼梯的步态规划方法、装置、可读存储介质及机器人
本申请属于机器人
，尤其涉及一种上楼梯的步态规划方法、装置、计算机可读存储介质及机器人。
技术介绍
在控制仿人机器人上楼梯时，其中的一个关键问题是如何合理的进行导航与步态规划，而现有技术中的步态规划往往都是针对平地行走的场景，难以适应较复杂的机器人上楼梯的场景。
技术实现思路
有鉴于此，本申请实施例提供了一种上楼梯的步态规划方法、装置、计算机可读存储介质及机器人，以解决现有技术中的步态规划往往都是针对平地行走的场景，难以适应较复杂的机器人上楼梯的场景的问题。本申请实施例的第一方面提供了一种上楼梯的步态规划方法，可以包括：通过机器人的视觉传感器获取第一视觉测量信息，所述第一视觉测量信息为楼梯台阶上预设的标志物在所述机器人的本体系下的位姿信息；对所述第一视觉测量信息进行转换，得到第二视觉测量信息，所述第二视觉测量信息为所述标志物在所述机器人的步态参考系下的位姿信息；根据所述第二视觉测量信息对所述机器人上楼梯的过程进行分阶段的步态规划。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种上楼梯的步态规划方法，其特征在于，包括：/n通过机器人的视觉传感器获取第一视觉测量信息，所述第一视觉测量信息为楼梯台阶上预设的标志物在所述机器人的本体系下的位姿信息；/n对所述第一视觉测量信息进行转换，得到第二视觉测量信息，所述第二视觉测量信息为所述标志物在所述机器人的步态参考系下的位姿信息；/n根据所述第二视觉测量信息对所述机器人上楼梯的过程进行分阶段的步态规划。/n

【技术特征摘要】
20200424 CN 20201033097941.一种上楼梯的步态规划方法，其特征在于，包括：
通过机器人的视觉传感器获取第一视觉测量信息，所述第一视觉测量信息为楼梯台阶上预设的标志物在所述机器人的本体系下的位姿信息；
对所述第一视觉测量信息进行转换，得到第二视觉测量信息，所述第二视觉测量信息为所述标志物在所述机器人的步态参考系下的位姿信息；
根据所述第二视觉测量信息对所述机器人上楼梯的过程进行分阶段的步态规划。


2.根据权利要求1所述的上楼梯的步态规划方法，其特征在于，所述根据所述第二视觉测量信息对所述机器人上楼梯的过程进行分阶段的步态规划包括：
确定所述机器人在平地段的第一修正位姿信息；
计算所述第二视觉测量信息与所述第一修正位姿信息之间的第一目标位姿；
根据所述第一目标位姿进行平地段的步态规划。


3.根据权利要求2所述的上楼梯的步态规划方法，其特征在于，所述根据所述第一目标位姿进行平地段的步态规划包括：
根据下式在前向、侧向、纵向和偏转四个目标方向分别进行平地段的步态规划：



其中，所述g0为在所述目标方向上预设的基准移动量，gdes为所述第一目标位姿在所述目标方向上的分量，k为预设的调整系数，threshold1为预设的第一阈值，threshold2为预设的第二阈值，且threshold1>threshold2，abs为绝对值函数，gvel为在所述目标方向上的移动量。


4.根据权利要求1所述的上楼梯的步态规划方法，其特征在于，所述根据所述第二视觉测量信息对所述机器人上楼梯的过程进行分阶段的步态规划包括：
确定所述机器人在上楼梯段的第二修正位姿信息；
计算所述第二视觉测量信息与所述第二修正位姿信息之间的第二目标位姿；
根据所述第二目标位姿进行上楼梯段在x方向、y方向、z方向和偏航角方向上的步态规划。


5.根据权利要求4所述的上楼梯的步态规划方法，其特征在于，所述上楼梯阶段在y方向和偏航角方向上的步态规划的公式基于如下：





6.根据权利要求4所述的上楼梯的步态规划方法，其特征在于，还包括：
将所述机器人登上每一级台阶的过程划分为预设的各个步态阶段；
确定所述机器人的摆动腿在各个步态阶段的初始时刻的初始状态，以及在各个步态阶段的终止时刻的期望状态，所述初始状态和所述期望状态均包括在x方向和z方向上的位置；
根据所述初始状态和所述期望状态进行曲线拟合，得到上楼梯段在x方向和z方向上的步态规划。


7.根据权利要求6所述的上楼梯的步态规划方法，其特征在于，确定所述机器人的摆动腿在各个步态阶段的初始时刻的初始状态，以及在各个步态阶段的终止时刻的期望状态包括：
在预设的第一阶段，将x方向上的初始位置设置为0，将z方向上的初始位置设置为0，将x方向上的终止位置设置为x_offset，将z方向上的终止位置设置为大于z_dis_old的值；其中，x_offset为所述机器人支撑腿脚尖到下一台阶前沿在x方向上的距离，z_dis_old为上一次的第二视觉测量信息在z方向上的分量；
在预设的第二阶段，将x方向上的初始位置设置为x_offset，将z方向上的初始位置设置为预设的第一阶段的终止值，将x方向上的终止位置设置为x_dis_old与x_offset之和，将z方向上的终止位置设置为大于z_dis_old与z_dis_new之和的值；其中，x_dis_old为上一次的第二视觉测量信息在x方向上的分量，z_dis_new为当前的第二视觉测量信息在z方向上的分量；
在预设的第三阶段，设置x方向上初...

【专利技术属性】
技术研发人员：白杰，葛利刚，王鸿舸，刘益彰，胡淑萍，庞建新，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