[发明专利]机器人的足腰协调步态规划方法、装置、介质及机器人

说明书

本申请属于机器人技术领域，尤其涉及一种机器人的足腰协调步态规划方法、装置、计算机可读存储介质及机器人。所述方法获取双足机器人的足部姿态角，并根据所述足部姿态角计算所述双足机器人的踝关节位置补偿量；获取所述双足机器人的腰部姿态角，并根据所述腰部姿态角计算所述双足机器人的髋关节位置补偿量；计算所述双足机器人的髋踝位置矢量，所述髋踝位置矢量为髋关节到踝关节的位置矢量；根据所述踝关节位置补偿量和所述髋关节位置补偿量对所述髋踝位置矢量进行补偿，得到补偿后的髋踝位置矢量；对所述补偿后的髋踝位置矢量进行逆运动学分析，得到所述双足机器人的关节角度，从而实现有效的足腰协调，提高动作的精确度，完成各项复杂动作。

技术领域

本申请属于机器人技术领域，尤其涉及一种机器人的足腰协调步态规划方法、装置、计算机可读存储介质及机器人。

背景技术

仿人机器人的拟人化双足不仅可以在平地行走，还能够在复杂的环境中行走，例如，上下台阶或斜坡，跨越障碍，在凹凸不平的地面运动等。典型的双足行走步态都是按照足部脚底板与地面贴合(不考虑与地面接触时足部姿态角的影响)，然后求解逆运动学，将规划好的运动轨迹转换成期望的关节角，并由关节伺服驱动控制来实现轨迹跟踪。这种方式未能充分考虑足部和腰部姿态变化，无法进行有效的足腰协调，精确度较低，难以完成舞蹈、动作模仿等各项复杂动作。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种机器人的足腰协调步态规划方法、装置、计算机可读存储介质及机器人，以解决现有的机器人步态规划方法未能充分考虑足部和腰部姿态变化，无法进行有效的足腰协调，精确度较低，难以完成各项复杂动作的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种机器人的足腰协调步态规划方法，可以包括：

获取双足机器人的足部姿态角，并根据所述足部姿态角计算所述双足机器人的踝关节位置补偿量；

获取所述双足机器人的腰部姿态角，并根据所述腰部姿态角计算所述双足机器人的髋关节位置补偿量；

计算所述双足机器人的髋踝位置矢量，所述髋踝位置矢量为髋关节到踝关节的位置矢量；

根据所述踝关节位置补偿量和所述髋关节位置补偿量对所述髋踝位置矢量进行补偿，得到补偿后的髋踝位置矢量；

对所述补偿后的髋踝位置矢量进行逆运动学分析，得到所述双足机器人的关节角度。

进一步地，所述根据所述足部姿态角计算所述双足机器人的踝关节位置补偿量包括：

根据所述足部姿态角确定所述双足机器人的脚底板与地面之间的支撑点位置；

根据所述足部姿态角和所述支撑点位置计算所述双足机器人的踝关节位置补偿量。

进一步地，所述根据所述足部姿态角确定所述双足机器人的脚底板与地面之间的支撑点位置包括：

根据所述足部姿态角中的俯仰角确定支撑点位置矢量的第一分量，所述支撑点位置矢量为所述双足机器人的脚踝到所述支撑点位置的矢量；

根据所述足部姿态角中的翻滚角确定所述支撑点位置矢量的第二分量；

根据所述双足机器人的脚踝高度确定所述支撑点位置矢量的第三分量。

进一步地，所述根据所述足部姿态角和所述支撑点位置计算所述双足机器人的踝关节位置补偿量包括：

根据所述足部姿态角中的偏航角和所述支撑点位置矢量计算踝关节位置第一补偿量；

根据所述足部姿态角中的俯仰角、翻滚角、偏航角和所述支撑点位置矢量计算踝关节位置第二补偿量；

将所述踝关节位置第一补偿量和所述踝关节位置第二补偿量之和确定为所述踝关节位置补偿量。