[发明专利]一种双足机器人实时步态轨迹生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双足机器人行走控制方法，尤其是涉及一种双足机器人实时步态轨迹规划方法。

背景技术

目前双足机器人步态规划方法主要是离线轨迹规划和优化，离线规划在一定程度上限制了机器人行走的灵活性，特别是在不确定或非结构化环境中。采用预先规划步态轨迹的方法，不能从根本上解决机器人的环境适应性行走控制问题。这也是为什么目前双足以及人形机器人无法应用于现场的主要原因，因此需要研究实时步态规划和控制策略，采用在线步态生成的方法来解决双足机器人对复杂环境的适应性问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种双足机器人实时步态轨迹生成方法。该方法基于神经元振荡网络(Neural oscillator network，NON)来实现双足机器人的实时步态轨迹规划。在轨迹规划中充分利用了神经元网络丰富的动态特性以及能耦合行走环境反馈信息的特性，使生成的步态轨迹具有一定的环境适应性。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种双足机器人实时步态轨迹生成方法，该方法包括以下步骤：

1)基于神经元振荡网络和映射函数设计机器人的脚掌轨迹生成器，在线生成机器人的脚掌轨迹；利用四个振荡神经元单元全向耦合，组成可以输出四路具有可调相位关系的振荡信号的神经元振荡网络，并设计映射函数将网络四路输出信号映射为机器人的脚掌轨迹；

2)利用三个振荡神经元单元输出三路振荡信号，设计相应的映射函数，将三路振荡信号映射为机器人的三维重心轨迹信号；

3)建立反馈回路；通过机器人自身的传感器检测环境信息，由反馈控制器反馈至脚掌轨迹生成器和三维重心轨迹生成器，对脚掌轨迹和重心轨迹进行实时调节，得到具有环境适应性的步态轨迹；

4)对脚掌轨迹生成器、三维重心轨迹生成器和反馈控制器的参数采用多目标进化算法进行优化，得到最优步态轨迹。

所述的振荡神经元单元的模型为：

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