机器人步态规划方法及装置、运动规划设备和存储介质制造方法及图纸

技术编号:32855919 阅读:16 留言:0更新日期:2022-03-30 19:26
本申请提供一种机器人步态规划方法及装置、运动规划设备和存储介质,涉及机器人控制技术领域。本申请根据仿人机器人在当前时刻的质心高度实时信息、当前步态周期末尾的第一质心高度期望信息以及下一步态周期末尾的第二质心高度期望信息,规划当前步态周期的剩余迈步时间段的第一质心高度变化轨迹和下一步态周期的第二质心高度变化轨迹,进而通过第一质心高度变化轨迹、第二质心高度变化轨迹、当前时刻的质心前向实时信息及下一步态周期末尾的质心前向期望终止速度,计算出当前步态周期末尾的质心前向期望信息以及落足点期望位置,从而基于机器人实时状态实现质心高度可调的步态轨迹规划操作,提高仿人机器人的运动抗干扰能力及运动稳定性。扰能力及运动稳定性。扰能力及运动稳定性。

【技术实现步骤摘要】
机器人步态规划方法及装置、运动规划设备和存储介质


[0001]本申请涉及机器人控制
,具体而言,涉及一种机器人步态规划方法及装置、运动规划设备和存储介质。

技术介绍

[0002]随着科学技术的不断发展,机器人技术因具有极大的研究价值及应用价值受到了各行各业的广泛重视,其中仿人机器人控制便是当前机器人控制
中的一项重要研究方向。目前在对仿人机器人进行步态轨迹规划时,往往是将该仿人机器人视为一个运动简化模型(例如,线性倒立摆模型、弹簧倒立摆模型)进行相关步态规划作业。但需要注意的是,这种步态规划方案会因简化模型本身限制,导致规划出的步态轨迹需要维持仿人机器人的质心高度保持不变,并对仿人机器人的有效工作空间范围造成了极大的限制,以致于仿人机器人在处于较为复杂环境(例如,外界大风干扰环境、地面高度不均环境等)下按照规划出的步态轨迹运动时的抗干扰能力差,运动稳定性不佳。

技术实现思路

[0003]有鉴于此,本申请的目的在于提供一种机器人步态规划方法及装置、运动规划设备和存储介质,能够基于机器人实时状态实现质心高度可调的步态轨迹本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人步态规划方法,其特征在于,所述方法包括:根据仿人机器人在当前时刻的质心高度实时信息以及所述仿人机器人在当前步态周期末尾的第一质心高度期望信息,规划所述仿人机器人在当前步态周期的剩余迈步时间段内的第一质心高度变化轨迹,其中所述剩余迈步时间段为从当前时刻到当前步态周期末尾的时间段;根据所述第一质心高度期望信息以及所述仿人机器人在下一步态周期末尾的第二质心高度期望信息,规划所述仿人机器人在下一步态周期内的第二质心高度变化轨迹;根据所述第一质心高度变化轨迹、所述第二质心高度变化轨迹、所述仿人机器人在当前时刻的质心前向实时信息及所述仿人机器人在下一步态周期末尾的质心前向期望终止速度,计算满足机器人运动学规律的所述仿人机器人在当前步态周期末尾的质心前向期望信息以及落足点期望位置。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述质心高度实时信息包括所述仿人机器人在当前时刻的质心高度实时位置及质心高度变化实时速度,所述第一质心高度期望信息包括所述仿人机器人在当前步态周期末尾的第一质心高度期望位置及第一质心高度变化期望速度,所述规划所述仿人机器人在当前步态周期的剩余迈步时间段内的第一质心高度变化轨迹的步骤,包括:以所述质心高度实时位置作为质心高度变化起始位置、以所述质心高度变化实时速度作为质心高度变化起始速度、以所述第一质心高度期望位置作为质心高度变化终止位置并以所述第一质心高度变化期望速度作为质心高度变化终止速度进行轨迹拟合,得到所述第一质心高度变化轨迹包括的第一质心高度位置轨迹及第一质心高度变化速度轨迹;对所述第一质心高度变化速度轨迹进行求导运算,得到所述第一质心高度变化轨迹包括的第一质心高度变化加速度轨迹。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述第二质心高度期望信息包括所述仿人机器人在下一步态周期末尾的第二质心高度期望位置及第二质心高度变化期望速度,所述规划所述仿人机器人在下一步态周期内的第二质心高度变化轨迹的步骤,包括:以所述第一质心高度期望位置作为质心高度变化起始位置、以所述第一质心高度变化期望速度作为质心高度变化起始速度、以所述第二质心高度期望位置作为质心高度变化终止位置并以所述第二质心高度变化期望速度作为质心高度变化终止速度进行轨迹拟合,得到所述第二质心高度变化轨迹包括的第二质心高度位置轨迹及第二质心高度变化速度轨迹;对所述第二质心高度变化速度轨迹进行求导运算,得到所述第二质心高度变化轨迹包括的第二质心高度变化加速度轨迹。4.根据权利要求1

3中任意一项所述的方法,其特征在于,所述质心前向实时信息包括所述仿人机器人在当前时刻的质心前向实时位置及质心前向实时速度,所述根据所述第一质心高度变化轨迹、所述第二质心高度变化轨迹、所述仿人机器人在当前时刻的质心前向实时信息及所述仿人机器人在下一步态周期末尾的质心前向期望终止速度,计算满足机器人运动学规律的所述仿人机器人在当前步态周期末尾的质心前向期望信息以及落足点期望位置的步骤,包括:按照机器人运动学规律根据所述第一质心高度变化轨迹包括的第一质心高度位置轨
迹及第一质心高度变化加速度轨迹,建立所述仿人机器人在所述剩余迈步时间段内的质心前向位置与质心前向加速度之间的第一关联关系;按照机器人运动学规律根据所述第二质心高度变化轨迹包括的第二质心高度位置轨迹及第二质心高度变化加速度轨迹,建立所述仿人机器人在下一步态周期内的质心前向位置与质心前向加速度之间的第二关联关系;对所述第一关联关系与所述第二关联关系分别进行关系离散化处理,得到所述仿人机器人在当前步态周期末尾的第一离散化关系式以及所述仿人机器人在下一步态周期末尾的第二离散化关系式;将所述质心前向实时位置与所述质心前向实时速度代入所述第一离散化关系式计算得到所述质心前向期望信息包括的质心前向期望位置及质心前向期望速度;将所述质心前向期望速度及所述质心前向期望终止速度代入所述第二离散化关系式计算得到所述仿人机器人在下一步态周期内的质心相对于支撑足位置的质心前向起始位置;根据所述仿人机器人在当前步态周期末尾的落足点位置与所述仿人机器人在下一步态周期内的支撑足位置的位置对应关系,对所述仿人机器人在下一步态周期内的质心前向起始位置进行位置转换,得到所述仿人机器人在当前步态周期末尾的落足点期望位置。5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述第一关联关系采用如下式子进行表达:所述第一离散化关系式采用如下式子进行表达:其中,z1(t)用于表示所述仿人机器人在所...

【专利技术属性】
技术研发人员:郭宜劼熊友军
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:

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