[发明专利]平衡控制方法、装置、仿人机器人及可读存储介质

说明书

本申请提供一种平衡控制方法、装置、仿人机器人及可读存储介质，涉及机器人控制领域。本申请基于仿人机器人当前在足底、质心和腰部处的运动数据，获取该足底与质心各自趋向于当前平衡期望轨迹的期望加速度，以及腰部趋向于当前平衡期望轨迹的期望角加速度，而后根据仿人机器人当前各关节角速度、腰部的期望角加速度以及足底与质心各自的期望加速度，计算符合平衡期望轨迹且同时满足足底、质心及腰部处的控制需求的各关节期望角加速度，并基于各关节角位移按照各关节期望角加速度控制对应的各真实关节运行，从而通过调节真实关节的运行状态同时实现足底、质心及腰部处的平衡控制效果，避免足底、质心及腰部之间的控制干扰，降低平衡控制难度。

技术领域

本申请涉及机器人控制领域，具体而言，涉及一种平衡控制方法、装置、仿人机器人及可读存储介质。

背景技术

随着科学技术的不断发展，机器人技术因具有极大的研究价值及应用价值得到了各行各业的广泛重视，其中仿人机器人便是现有机器人技术的一项重要研究分支。而对仿人机器人而言，仿人机器人实现自身的行走和操作能力的前提是自身能够在复杂环境中保持平衡，仿人机器人的平衡控制能力是制约仿人机器人走向实用的关键问题。目前的平衡控制方案是通过将整体的平衡控制任务按系统组成划分为多个控制子任务(例如，地面作用力控制、动量控制、全身动力学控制等)，而后对每个控制子任务进行单独控制，以通过局部影响整体的方式完成对机器人的平衡控制操作。但这种方案往往会因为多个控制子任务之间存在耦合，各控制子任务会相互干扰，增加了机器人的系统复杂性，通常会在追求提升某一控制子任务的控制效果的同时，导致其他控制子任务的控制效果变差。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种平衡控制方法、装置、仿人机器人及可读存储介质，能够在仿人机器人的平衡控制过程中避免足底控制、质心控制及腰部控制之间的控制干扰，并同时满足机器人在足底、质心及腰部处的控制需求，降低平衡控制难度。

为了实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供一种平衡控制方法，所述方法包括：

获取仿人机器人当前的各关节角速度和各关节角位移，以及该仿人机器人当前在足底、质心和腰部处的运动数据；

根据该仿人机器人在足底、质心及腰部处的运动数据，获取足底与质心各自趋向于当前平衡期望轨迹的期望加速度，以及腰部趋向于当前平衡期望轨迹的期望角加速度；

基于各关节角速度、腰部的期望角加速度以及足底与质心各自的期望加速度，计算该仿人机器人在符合当前平衡期望轨迹下同时满足足底控制需求、质心控制需求及腰部控制需求的各关节期望角加速度；

基于各关节角位移按照得到的各关节期望角加速度控制该仿人机器人的各真实关节运行，使该仿人机器人按照当前平衡期望轨迹保持平衡。

第二方面，本申请实施例提供一种平衡控制装置，所述装置包括：

运动数据获取模块，用于获取仿人机器人当前的各关节角速度和各关节角位移，以及该仿人机器人当前在足底、质心和腰部处的运动数据；

平衡期望获取模块，用于根据该仿人机器人在足底、质心及腰部处的运动数据，获取足底与质心各自趋向于当前平衡期望轨迹的期望加速度，以及腰部趋向于当前平衡期望轨迹的期望角加速度；

关节期望计算模块，用于基于各关节角速度、腰部的期望角加速度以及足底与质心各自的期望加速度，计算该仿人机器人在符合当前平衡期望轨迹下同时满足足底控制需求、质心控制需求及腰部控制需求的各关节期望角加速度；

关节平衡控制模块，用于基于各关节角位移按照得到的各关节期望角加速度控制该仿人机器人的各真实关节运行，使该仿人机器人按照当前平衡期望轨迹保持平衡。