本申请属于机器人技术领域，尤其涉及一种机器人弹跳控制方法、装置、计算机可读存储介质及机器人。所述方法应用于双轮足机器人，包括：建立轮足弹簧倒立摆模型；根据所述轮足弹簧倒立摆模型对所述双轮足机器人的弹跳运动进行状态机规划，得到弹跳状态机；根据所述弹跳状态机对所述双轮足机器人的弹跳运动进行弹力规划，得到期望弹力；根据所述期望弹力对所述双轮足机器人进行弹跳控制。通过上述方法，可以建立双轮足机器人的轮足弹簧倒立摆模型，并据此对弹跳运动进行状态机规划和弹力规划，得到期望弹力，从而可以根据期望弹力对弹跳运动进行精确控制，提升了双轮足机器人的越障能力，具有较强的易用性与实用性。具有较强的易用性与实用性。具有较强的易用性与实用性。
【技术实现步骤摘要】
机器人弹跳控制方法、装置、可读存储介质及机器人
[0001]本申请属于机器人
，尤其涉及一种机器人弹跳控制方法、装置、计算机可读存储介质及机器人。
技术介绍
[0002]机器人的研发初衷是代替人类进行重复性的劳动，而双轮足机器人因为具有在复杂环境中行走的能力，被认为是机器人未来发展的重要方向。
[0003]目前，已有不少双轮足机器人被应用于工业生产和生活服务。然而，在双轮足机器人进行弹跳越障时，现有的弹跳控制方法难以实现对弹跳运动的精确控制，导致双轮足机器人的越障能力下降。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本申请实施例提供了一种机器人弹跳控制方法、装置、计算机可读存储介质及机器人，以解决现有技术难以实现对弹跳运动的精确控制，导致双轮足机器人的越障能力下降的问题。
[0005]本申请实施例的第一方面提供了一种机器人弹跳控制方法，应用于双轮足机器人，所述方法可以包括：
[0006]对所述双轮足机器人的腿部和躯干进行模型简化，建立轮足弹簧倒立摆模型；
[0007]根据所述轮足弹簧倒立摆模型对所述双轮足机器人的弹跳运动进行状态机规划，得到弹跳状态机；
[0008]根据所述弹跳状态机对所述双轮足机器人的弹跳运动进行弹力规划，得到期望弹力；
[0009]根据所述期望弹力对所述双轮足机器人进行弹跳控制。
[0010]在第一方面的一种具体实现方式中，所述对所述双轮足机器人的腿部和躯干进行模型简化，建立轮足弹簧倒立摆模型，可以包括：
[0011]忽略所述双轮足机器人的腿部质量，将所述双轮足机器人的腿部等效为一个弹簧，将所述双轮足机器人的躯干等效为一个有质量的刚体，将所述弹簧的两端分别与所述刚体和所述双轮足机器人的轮足连接。
[0012]在第一方面的一种具体实现方式中，所述根据所述轮足弹簧倒立摆模型对所述双轮足机器人的弹跳运动进行状态机规划，得到弹跳状态机，可以包括：
[0013]将所述弹跳运动进行运动状态分析，得到弹跳运动状态；
[0014]根据所述弹跳运动状态对所述弹跳状态进行状态机规划，得到弹跳状态机。
[0015]在第一方面的一种具体实现方式中，所述弹跳状态机至少包括离地状态、飞行相、落地状态和支撑相四个弹跳状态；
[0016]所述四个弹跳状态的运动状态转换过程可以包括：
[0017]当所述弹跳状态由支撑相转换为离地状态时，所述双轮足机器人的腿部伸长至最
大值，所述双轮足机器人的弹性势能转化为重力势能与动能；
[0018]当所述弹跳状态由离地状态转换为飞行相时，所述腿部的长度保持所述最大值至上升至最高点，同时速度变为零，所述双轮足机器人的动能转化为重力势能；
[0019]当所述弹跳状态由飞行相转换为落地状态时，所述双轮足机器人的轮足落地，同时所述双轮足机器人进行收腿，所述双轮足机器人的重力势能转化为弹性势能与动能；
[0020]当所述弹跳状态由落地状态转换为支撑相时，所述腿部的长度压缩至最小值，同时速度变为零，所述双轮足机器人的重力势能与动能转化为弹性势能。
[0021]在第一方面的一种具体实现方式中，所述根据所述弹跳状态机对所述双轮足机器人的弹跳运动进行弹力规划，得到期望弹力，可以包括：
[0022]计算所述弹跳状态机中的预测损耗；
[0023]获取所述弹跳状态机中的期望弹跳高度和期望离地速度；
[0024]根据所述期望弹跳高度、所述期望离地速度和所述预测损耗对所述弹跳运动进行弹力规划，得到所述期望弹力。
[0025]在第一方面的一种具体实现方式中，所述根据所述期望弹力对所述双轮足机器人进行弹跳控制，可以包括：
[0026]根据所述期望弹力，计算所述双轮足机器人的期望关节力矩；
[0027]根据所述期望关节力矩，对所述双轮足机器人进行弹跳控制。
[0028]在第一方面的一种具体实现方式中，所述根据所述期望弹力，计算所述双轮足机器人的期望关节力矩，可以包括：
[0029]获取所述双轮足机器人的腿部雅克比矩阵；
[0030]根据所述期望弹力和所述腿部雅克比矩阵，计算得到所述期望关节力矩。
[0031]本申请实施例的第二方面提供了一种机器人弹跳控制装置，应用于双轮足机器人，所述装置可以包括：
[0032]模型建立模块，用于对所述双轮足机器人的腿部和躯干进行模型简化，建立轮足弹簧倒立摆模型；
[0033]状态机规划模块，用于根据所述轮足弹簧倒立摆模型对所述双轮足机器人的弹跳运动进行状态机规划，得到弹跳状态机；
[0034]弹力规划模块，用于根据所述弹跳状态机对所述双轮足机器人的弹跳运动进行弹力规划，得到期望弹力；
[0035]弹跳控制模块，用于根据所述期望弹力对所述双轮足机器人进行弹跳控制。
[0036]在第二方面的一种具体实现方式中，所述模型建立模块可以包括：
[0037]模型建立单元，用于忽略所述双轮足机器人的腿部质量，将所述双轮足机器人的腿部等效为一个弹簧，将所述双轮足机器人的躯干等效为一个有质量的刚体，将所述弹簧的两端分别与所述刚体和所述双轮足机器人的轮足连接。
[0038]在第二方面的一种具体实现方式中，所述状态机规划模块可以包括：
[0039]运动状态分析单元，用于将所述弹跳运动进行运动状态分析，得到弹跳运动状态；
[0040]状态机规划单元，用于根据所述弹跳运动状态对所述弹跳状态进行状态机规划，得到弹跳状态机。
[0041]在第二方面的一种具体实现方式中，所述弹跳状态机至少包括离地状态、飞行相、
落地状态和支撑相四个弹跳状态；
[0042]所述状态机规划单元可以包括：
[0043]第一状态转换子单元，用于当所述弹跳状态由支撑相转换为离地状态时，所述双轮足机器人的腿部伸长至最大值，所述双轮足机器人的弹性势能转化为重力势能与动能；
[0044]第二状态转换子单元，用于当所述弹跳状态由离地状态转换为飞行相时，所述腿部的长度保持所述最大值至上升至最高点，同时速度变为零，所述双轮足机器人的动能转化为重力势能；
[0045]第三状态转换子单元，用于当所述弹跳状态由飞行相转换为落地状态时，所述双轮足机器人的轮足落地，同时所述双轮足机器人进行收腿，所述双轮足机器人的重力势能转化为弹性势能与动能；
[0046]第四状态转换子单元，用于当所述弹跳状态由落地状态转换为支撑相时，所述腿部的长度压缩至最小值，同时速度变为零，所述双轮足机器人的重力势能与动能转化为弹性势能。
[0047]在第二方面的一种具体实现方式中，所述弹力规划模块可以包括：
[0048]预测损耗计算单元，用于计算所述弹跳状态机中的预测损耗；
[0049]获取单元，用于获取所述弹跳状态机中的期望弹跳高度和期望离地速度；
[0050]弹力规划单元，用于根据所述期望弹跳高度、所述期望离地速度和所述预测损耗本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种机器人弹跳控制方法，其特征在于，应用于双轮足机器人，所述方法包括：对所述双轮足机器人的腿部和躯干进行模型简化，建立轮足弹簧倒立摆模型；根据所述轮足弹簧倒立摆模型对所述双轮足机器人的弹跳运动进行状态机规划，得到弹跳状态机；根据所述弹跳状态机对所述双轮足机器人的弹跳运动进行弹力规划，得到期望弹力；根据所述期望弹力对所述双轮足机器人进行弹跳控制。2.根据权利要求1所述的机器人弹跳控制方法，其特征在于，所述对所述双轮足机器人的腿部和躯干进行模型简化，建立轮足弹簧倒立摆模型，包括：忽略所述双轮足机器人的腿部质量，将所述双轮足机器人的腿部等效为一个弹簧，将所述双轮足机器人的躯干等效为一个有质量的刚体，将所述弹簧的两端分别与所述刚体和所述双轮足机器人的轮足连接。3.根据权利要求1所述的机器人弹跳控制方法，其特征在于，所述根据所述轮足弹簧倒立摆模型对所述双轮足机器人的弹跳运动进行状态机规划，得到弹跳状态机，包括：将所述弹跳运动进行运动状态分析，得到弹跳运动状态；根据所述弹跳运动状态对所述弹跳状态进行状态机规划，得到弹跳状态机。4.根据权利要求3所述的机器人弹跳控制方法，其特征在于，所述弹跳状态机至少包括离地状态、飞行相、落地状态和支撑相四个弹跳状态；所述四个弹跳状态的运动状态转换过程包括：当所述弹跳状态由支撑相转换为离地状态时，所述双轮足机器人的腿部伸长至最大值，所述双轮足机器人的弹性势能转化为重力势能与动能；当所述弹跳状态由离地状态转换为飞行相时，所述腿部的长度保持所述最大值至上升至最高点，同时速度变为零，所述双轮足机器人的动能转化为重力势能；当所述弹跳状态由飞行相转换为落地状态时，所述双轮足机器人的轮足落地，同时所述双轮足机器人进行收腿，所述双轮足机器人的重力势能转化为弹性势能与动能；当所述弹跳状态由落地状态转换为支撑相时，所述腿部的长度压缩至最小值，同时速度变为零，所述双轮足机器人的重力势...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫萌，周江琛，陈春玉，
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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