[发明专利]机器人步态规划方法、装置、机器人及存储介质

说明书

本发明属于机器人领域，尤其涉及一种机器人步态规划方法、装置、机器人及计算机可读存储介质。所述方法包括：获取预设的传感器采集的反馈力；根据所述反馈力确定所述机器人的支撑状态；若所述机器人处于双足支撑状态，则根据预设的惯性测量单元和关节码盘反馈的信息确定所述足底部位的平衡位置；根据所述平衡位置分别计算所述足底部位在预设的过渡时长内的各个时刻的参考位置；将所述反馈力、所述参考位置和预设的参考力输入到阻抗控制器中进行计算，得到更新后的参考位置，进行逆运动学计算，得到所述机器人各个关节的运动角度，并控制所述机器人的各个关节按照所述运动角度进行运动，大幅提高了双足机器人在不平路面行走的速度和稳定性。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，尤其涉及一种机器人步态规划方法、装置、机器人及计算机可读存储介质。

背景技术

双足机器人在不平路面上的步态规划问题，是制约双足机器人走向实用的关键问题。传统的步态规划方法需要通过摄像头或激光雷达测量得到地面的高度和姿态信息，从而来完成下一步的规划。这种方法的缺点比较突出，一是对摄像头或激光雷达的精度要求较高，需要摄像头或激光雷达能够测量精确的地面高度和姿态，费用极为高昂；二是机器人行走过程中躯干会有晃动，所以测量的时候需要机器人保持站立状态不动来保证测量精度，从而大大限制了双足机器人在不平路面上的行走速度和稳定性。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种机器人步态规划方法、装置、机器人及计算机可读存储介质，以解决现有技术需要依赖于高精度的摄像头或激光雷达，从而导致费用高昂以及速度和稳定性受限的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种机器人步态规划方法，可以包括：

获取预设的传感器采集的反馈力，所述传感器设置在机器人的足底部位；

根据所述反馈力确定所述机器人的支撑状态；

若所述机器人处于双足支撑状态，则根据预设的惯性测量单元和关节码盘反馈的信息确定所述足底部位的平衡位置；

根据所述平衡位置分别计算所述足底部位在预设的过渡时长内的各个时刻的参考位置；

将所述反馈力、所述参考位置和预设的参考力输入到预设的阻抗控制器中进行计算，得到更新后的参考位置；

对所述更新后的参考位置进行逆运动学计算，得到所述机器人各个关节的运动角度，并控制所述机器人的各个关节按照所述运动角度进行运动。

进一步地，所述根据预设的惯性测量单元和关节码盘反馈的信息确定所述足底部位的平衡位置包括：

根据所述惯性测量单元和所述关节码盘反馈的信息分别确定第一坐标系和第二坐标系在预设的世界坐标系中的位置，所述第一坐标系为所述机器人的摆动腿的足底坐标系，所述第二坐标系为所述机器人的支撑腿的足底坐标系；

根据下式确定所述足底部位的平衡位置：

其中，z_l,roll_l,pitch_l分别为所述第一坐标系在所述世界坐标系中的z轴上的坐标以及滚转角和俯仰角，z_r,roll_r,pitch_r分别为所述第二坐标系在所述世界坐标系中的z轴上的坐标以及滚转角和俯仰角，z_ref为预设的常数，ω为预设的系数，且0ω1，为所述摆动腿的足底部位的平衡位置，为所述支撑腿的足底部位的平衡位置。

进一步地，所述根据所述平衡位置分别计算所述足底部位在预设的过渡时长内的各个时刻的参考位置包括：

根据下式分别计算所述足底部位在各个时刻的参考位置：