[发明专利]一种机器人步态规划方法、装置、可读存储介质及机器人

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。所述方法确定双足机器人的足部姿态角；根据所述足部姿态角计算踝足位置矢量，所述踝足位置矢量为所述双足机器人的脚踝到足底支撑点的位置矢量；根据所述足部姿态角和所述踝足位置矢量计算所述双足机器人的脚踝位置改变量；根据所述脚踝位置改变量对所述双足机器人的脚踝位置进行补偿，得到补偿后的脚踝位置。通过本申请实施例，借助足部姿态角的变化，也就是脚掌翻转来增加腿长，有利于提高双足机器人在复杂运动、快速行走等情况的运动效率，同时解决了摆动腿在运动过程由于脚踝位置变化剧烈引起的抖动，提高了双足机器人运动的平衡性。

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双足行走过程中足部姿态角改变带来的积极影响，运动效率较低，而且摆动腿在运动过程存在由于脚踝位置变化剧烈引起的抖动问题，平衡性较差。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种机器人步态规划方法、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运动效率低，平衡性差的问题。

本申请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：

确定双足机器人的足部姿态角；

根据所述足部姿态角计算踝足位置矢量，所述踝足位置矢量为所述双足机器人的脚踝到足底支撑点的位置矢量；

根据所述足部姿态角和所述踝足位置矢量计算所述双足机器人的脚踝位置改变量；

根据所述脚踝位置改变量对所述双足机器人的脚踝位置进行补偿，得到补偿后的脚踝位置。

进一步地，所述确定双足机器人的足部姿态角包括：

将所述双足机器人的步态周期划分为预设的各个步态阶段；

确定所述足部姿态角在各个步态阶段的初始时刻的初始值，以及在各个步态阶段的终止时刻的期望值；

根据所述初始值和所述期望值进行插值处理，得到所述足部姿态角在各个时刻的取值。

进一步地，所述确定所述足部姿态角在各个步态阶段的初始时刻的初始值，以及在各个步态阶段的终止时刻的期望值包括：

在摆动腿抬脚阶段，将所述初始值设置为0，将所述期望值设置为预设的最大姿态角；

在摆动腿腾空阶段，将所述初始值设置为所述最大姿态角，将所述期望值设置为预设的最小姿态角；

在摆动腿落脚阶段，将所述初始值设置为所述最小姿态角，将所述期望值设置为0。

进一步地，所述根据所述足部姿态角计算踝足位置矢量包括：

根据预设的第一数值计算所述踝足位置矢量在预设的第一坐标轴上的分量，所述第一数值为所述双足机器人的脚踝高度；

当所述足部姿态角大于0时，根据预设的第二数值计算所述踝足位置矢量在预设的第二坐标轴上的分量，所述第二数值为所述双足机器人的脚掌前半部分的长度；

当所述足部姿态角等于0时，将所述踝足位置矢量在所述第二坐标轴上的分量设置为0；

当所述足部姿态角小于0时，根据预设的第三数值计算所述踝足位置矢量在所述第二坐标轴上的分量，所述第三数值为所述双足机器人的脚掌后半部分的长度。