[发明专利]一种特技机器人控制方法及其特技机器人

权利要求书

1.一种特技机器人控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.计算出特技机器人期待运动轨迹的期待位姿序列；

S2.获取当前时间节点下所述特技机器人的当前位姿序列；

S3.对所述期待位姿序列与当前位姿序列进行作差，得到位姿误差，并对所述位姿误差进行求导计算得到位姿速度的误差；

S4.通过对所述位姿速度的误差进行计算，得到所述特技机器人在空中翻滚时其腰部、脚掌部所需要推进力，以及得到其髋部、踝部所需要的转角控制量；

S5.将得到的腰部、脚掌部所需要推进力分别换算为位于所述特技机器人腰部、脚掌部的推进机构的转速，并将得到的髋部、踝部所需要的转角控制量分别换算为用于驱动所述特技机器人髋部、踝部的驱动组件的转角，使所述特技机器人的位姿得以改变；

S6.获取改变位姿后的特技机器人的动作位姿序列，并与所述期待位姿序列进行比较；若所述动作位姿序列与期待位姿序列之间的位姿误差在一定误差范围内，则所述特技机器人已完成本次位姿改变，否则返回步骤S2。

2.根据权利要求1所述的特技机器人控制方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：通过轨迹规划中的五次多项式计算出特技机器人的期待运动轨迹的期待位姿序列其中，t_i表示该序列当前的时间节点，^wP_{x_des}、^wP_{y_des}、^wP_{z_des}分别表示当前时间节点下特技机器人运动过程在世界坐标系下的期望腰部位置坐标，^bθ_des、^bψ_des分别表示当前时间节点下特技机器人运动过程中在腰部坐标系下的腰部翻滚角、俯仰角、偏航角；

所述步骤S2具体包括：通过动作捕捉系统读取当前时间节点下所述特技机器人在世界坐标系下的当前位置信息(^wP_{x_cur},^wP_{y_cur},^wP_{z_cur})，并通过惯性测量单元读取当前时间节点下所述特技机器人在腰部坐标系下的当前姿态信息得到当前时间节点下所述特技机器人的当前位姿序列

3.根据权利要求2所述的特技机器人控制方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括如下步骤：

S31.获取位姿误差：对所述期待位姿序列与当前位姿序列进行作差，得到位姿误差

S32.对所述位姿误差进行一次求导作差得到位姿速度的误差

S33.对所述位姿速度的误差使用转换矩阵进行转换，使其转换为腰部坐标系下的位姿速度的误差；其中，所述转换矩阵为：

4.根据权利要求3所述的特技机器人控制方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括如下步骤：

S41.将所述位姿速度的误差作为PD控制器输入计算得到位姿PD控制器的输出量；

S42.根据位姿PD控制器的输出量计算得到所述特技机器人腰部、脚掌部上设置的推进机构所需要的输出风力大小；

S43.计算所述特技机器人的质心在腰部坐标系下的位置，以及计算所述特技机器人髋部、踝部的位置；

S44.根据步骤S43得到的所述特技机器人髋部、踝部的位置通过投影矩阵进行计算，得到所述推进机构的力臂；

S45.根据步骤S41得到的输出量以及步骤S44得到的力臂进行计算，得到所述特技机器人髋部、踝部所需要的转角控制量。