[发明专利]一种应用于双足机器人步行控制器的参数自动调节方法

权利要求书

1.一种应用于双足机器人步行控制器的参数自动调节方法，其特征在于，包括以下步骤：

将步行控制器参数分解为第一逆运动学控制器参数、第一逆动力学控制器参数和第一主动阻抗控制器参数；

关闭步行控制器的逆动力学控制器和主动阻抗控制器，利用贝叶斯优化方法优化所述第一逆运动学控制器参数，得到第二逆运动学控制器参数；

保持第二逆运动学控制器参数不变，利用所述贝叶斯优化方法对第一逆动力学控制器参数和第一主动阻抗控制器参数进行交替优化，得到第二逆动力学控制器参数和第二主动阻抗控制器参数；

组合所述第二逆运动学控制器参数、第二逆动力学控制器参数和第二主动阻抗控制器参数得到优化后的步行控制器参数。

2.如权利要求1所述的一种应用于双足机器人步行控制器的参数自动调节方法，其特征在于，利用贝叶斯优化方法优化所述第一逆运动学控制器参数包括：

在逆运动学控制器的参数取值范围内生成n组参数集K_IK,j；其中，j＝1,2,...,n；

采用每一组参数集控制双足机器人完成固定的运动轨迹，并计算对应的误差；

根据所述参数集和其对应的误差，生成数据集；

基于贝叶斯优化方法，利用所述数据集训练学习概率模型，得到每组参数集对应的贝叶斯后验概率；

根据所述贝叶斯后验概率生成第二逆运动学控制器参数。

3.如权利要求2所述的一种应用于双足机器人步行控制器的参数自动调节方法，其特征在于，得到每组参数集对应的贝叶斯后验概率之后还包括：

扩充所述数据集，利用扩充后的数据集训练学习概率模型。

4.如权利要求3所述的一种应用于双足机器人步行控制器的参数自动调节方法，其特征在于，扩充所述数据集包括：

采用采集函数继续生成新的参数集；

将新的参数集扩充所述数据集。

5.如权利要求2-4任一所述的一种应用于双足机器人步行控制器的参数自动调节方法，其特征在于，利用所述贝叶斯优化方法对第一逆动力学控制器参数和第一主动阻抗控制器参数进行交替优化包括：

同时打开逆运动学控制器、逆动力学控制器和主动阻抗控制器；

初始化第一逆动力学控制器参数和第一主动阻抗控制器参数，控制双足机器人完成固定的运动轨迹，并计算对应的误差y_min；

保持第一主动阻抗控制器参数不变，基于贝叶斯优化方法优化第一逆动力学控制器参数；

基于第一主动阻抗控制器参数和优化后的第一逆动力学控制器参数控制双足机器人完成固定的运动轨迹，并计算对应的误差其中，为优化后的第一逆动力学控制器参数，K_IM为第一主动阻抗控制器参数；

当时，将作为新的第一逆动力学控制器参数，将作为新的y_min；

保持新的第一逆动力学控制器参数不变，基于贝叶斯优化方法优化第一主动阻抗控制器参数；

基于新的第一逆动力学控制器参数和优化后的第一主动阻抗控制器参数控制双足机器人完成固定的运动轨迹，并计算对应的误差

当小于新的y_min时，将作为新的第一主动阻抗控制器参数，作为新的y_min；

按照上述方法交替优化第一主动阻抗控制器参数和第一逆动力学控制器参数，直至满足优化终止条件，得到第二逆动力学控制器参数和第二主动阻抗控制器参数

6.如权利要求5所述的一种应用于双足机器人步行控制器的参数自动调节方法，其特征在于，所述误差采用以下目标函数计算得到：

J(K)＝r_c+r_lf+r_rf+L，

其中，J(K)为基于控制器参数K的误差，控制器K包括逆运动学控制器参数、逆动力学控制器参数和主动阻抗控制器参数，r_c为双足机器人的质心位置跟踪误差，r_lf为双足机器人的左脚位置跟踪误差，r_rf为双足机器人的右脚位置跟踪误差，L为摔倒惩罚项。