[发明专利]用于足式机器人的状态估计方法及装置、计算机设备

说明书

公开了一种用于足式机器人的状态估计方法、状态估计装置、计算机设备、计算机可读存储介质、一种计算机程序产品，可应用于人工智能、足式机器人技术、机电一体化等场景。本公开的各个方面融合了以不同频率工作的不同传感器的输出信息，采用两个卡尔曼滤波器解决了融合不同传感器信息的频率不同、延迟不同等问题，实现了高实时性、高鲁棒性、高有效性的多传感器融合状态估计，显著减小了足式机器人长时间运动时状态估计的累积误差。

技术领域

本公开涉及足式机器人技术领域，具体涉及足式机器人规划控制技术领域，尤其涉及用于足式机器人的状态估计方法、用于足式机器人的状态估计装置、及计算机设备、以及计算机存储介质。

背景技术

目前，在足式机器人的运动过程中，通常可使用多种手段来实时确定足式机器人的状态(如位置和姿态信息等)。例如，可以使用多种传感器融合来估计足式机器人的本体状态。然而使用IMU和腿部编码器等基于本体感知的传感器进行状态估计时，

由于足式机器人在运动过程中往往会出现足端侧滑、变形、机械结构误差等，并且传感器噪音、漂移等也会影响状态估计结果，从而导致估计值不准确。随着足式机器人的运动时长的增加，误差值也会累积。由于足式机器人的控制通常需要当前状态估计值来控制各个关节电机，不准确的状态估计值可能导致难以准确控制足式机器人。

因此，需要对现有的状态估计方法进行改进，以在保证实时获取状态估计值的情形下尽可能地消除累积误差。

发明内容

本公开实施例提供了一种用于足式机器人的状态估计方法及相关设备，可以在实时获取足式机器人的状态估计值的情况下提高状态估计值的精度。

本公开提供了一种用于足式机器人的状态估计方法，所述方法包括：获取所述足式机器人的第一传感器信息和第二传感器信息，并基于所述第一传感器信息和第二传感器信息，利用第一卡尔曼滤波器确定所述足式机器人的第一状态信息，并保存一段时间的第一状态信息作为第二卡尔曼滤波的历史信息；获取所述足式机器人的第三传感器信息，并基于所述第三传感器信息和所述历史信息，利用所述第二卡尔曼滤波器确定所述足式机器人的第二状态信息；以及基于所述足式机器人的第二状态信息，对足式机器人在当前时刻的第一状态信息进行更新，以确定所述足式机器人的当前时刻的状态信息。

又一方面，本公开提供了一种用于足式机器人的状态估计装置，所述装置包括：第一传感器，被配置为获取所述足式机器人的第一传感器信息；第二传感器，被配置为获取所述足式机器人的第二传感器信息；第三传感器，被配置为获取所述足式机器人的第三传感器信息；第一卡尔曼滤波器，被配置为基于所述第一传感器信息和所述第二传感器信息，确定所述足式机器人的第一状态信息，并保存一段时间的第一状态信息作为历史信息；第二卡尔曼滤波器，被配置为基于所述第三传感器信息和所述历史信息，利用第二卡尔曼滤波器确定所述足式机器人的第二状态信息；其中，所述第一卡尔曼滤波器还被配置为基于所述第二状态信息以及所述足式机器人在当前时刻对应的第一状态信息，确定所述足式机器人在当前时刻的状态信息。

又一方面，本公开提供了一种计算机设备，包括输入接口和输出接口，其特征在于，还包括：处理器，适于实现一条或多条指令；以及，计算机存储介质；所述计算机存储介质存储有一条或多条指令，所述一条或多条指令适于由所述处理器加载并执行上述的足式机器人的状态估计方法。

又一方面，本公开提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有一条或多条指令，所述一条或多条指令适于由处理器加载并执行上述的足式机器人的状态估计方法。

又一方面，本公开提供了一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括计算机程序；所述计算机程序被处理器执行时，实现上述的足式机器人的状态估计方法。