双脚行走机器人以及双脚行走机器人的着地时机确定方法技术

提供一种确定双脚行走机器人的脚的着地位置和着地时机的方法。该方法使用预先给定的着地时机来解ZMP方程式，该ZMP方程式表示包含只用第一脚站立的第一单腿接地期间和在第一单腿接地期间之后只用第二脚站立的第二单腿接地期间的重心轨迹。由此算出表示第二单腿接地期间内的ZMP位置的第二脚ZMP位置。当算出的第二脚ZMP位置脱离了与第二脚的可着地区域相对应地规定的第二脚ZMP允许区域时，修正着地时机，以使第二脚ZMP位置落入第二脚ZMP允许区域内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及双脚行走机器人。
技术介绍
双脚行走机器人(Biped Walking Robot)在重复用单脚站立的单腿接地期间和用双脚站立的双腿接地期间的状态下行走。在单腿接地期间，双脚行走机器人容易摔倒。双脚行走机器人如果不恰当地决定脚着地位置和着地时机就会摔倒。以下，在本说明书中，将 “不摔倒而行走”记为“稳定地行走”。此外，为了简便，以下将双脚行走机器人简称为“机器人”。 ZMP方程式常用来确定用于稳定行走的脚的着地位置。如在双脚行走机器人的
中所熟知，ZMP和ZMP方程式是由MiomirVukoburatoric在1972年提出的。ZMP是指地面反作用力的压力中心。ZMP方程式相当于机器人重心的运动方程式。在ZMP方程式中，机器人重心的加速度被表示为ZMP的函数。若在预定条件下解ZMP方程式，可算出能够将重心位置(和/或速度)维持在预定范围内的ZMP位置的时间序列(ZMP轨迹)。将重心位置(和/或速度)维持在预定范围内即表示稳定地行走。另一方面，由于ZMP是地面反作用力的压力中心，因此实际的ZMP必定存在于脚接地区域内(准确来说，ZMP存在于由接地脚形成的支撑多边形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于确定双脚行走机器人的脚的着地位置和着地时机的方法，其中，所述双脚行走机器人在重复单腿接地期间和双腿接地期间的状态下行走，所述方法的特征在于，包括 ZMP计算步骤，用于给定包含仅用第一脚站立的第一单腿接地期间和在第一单腿接地期间之后仅用第二脚站立的第二单腿接地期间的重心轨迹的始端和终端的边界条件，并给定第二脚的着地时机来解ZMP方程式，从而计算表示第二单腿接地期间内的ZMP位置的第二脚ZMP位置；以及 着地位置确定步骤，用于确定第二脚的着地位置，以使第二脚ZMP位置被包含在第二脚与地面的接触区域内； 其中，ZMP计算步骤在算出的第二脚ZMP位置脱离了与第二脚的可着地区域相对应地规定的第二脚ZMP允许区域时，修正着地时机，以使第二脚ZMP位置落入第二脚ZMP允许区域内。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于， 所述ZMP方程式具有第一脚ZMP位置和所述第二脚ZMP位置来作为变量，所述第一脚ZMP位置表示第一单腿接地期间内的ZMP位置， 所述ZMP计算步骤包括 第一子步骤，用于在所述边界条件和预先规定的初始约...

【专利技术属性】
技术研发人员：土井将弘，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：
国别省市：