[发明专利]一种四足机器人本体质心标定方法

权利要求书

1.一种四足机器人本体质心标定方法，基于四足机器人，该种四足机器人具有4条腿，每条腿具有3个关节，3个关节均由电机驱动，其特征在于，根据机器人本体上的基础传感器对机器人的质心位置进行精准的估计和标定；

本体质心测量方法如下：

在四足机器人静态站立状态下，机器人速度和加速度为零，机器人的质心静力矩为零，即：

其中f_i表示第i条腿的足端力，p_COM,i表示第i条腿足端到机体质心距离矢量，p_i表示第i条腿足端位置，p_COM表示机体质心位置；

对四条腿的足端力和足端位置进行N次测量，建立N个上述(1)中的方程组成的方程组：

其中只有p_COM为未知的机体质心位置；

当N≥4时，上述(2)的方程组为超定方程，p_COM为该方程的最小二乘解，用奇异值分解法(SVD)求得，p_COM与状态估计得到的机器人形心位置做差，得到机体质心在机器人结构上的相对位置。

2.根据权利要求1所述的一种四足机器人本体质心标定方法，其特征在于，所述的基础传感器包括用于估计机身中心在世界坐标系下的位置及机身姿态的IMU、反馈关节位置的编码器和反馈关节扭矩的电流采样电阻。

3.根据权利要求2所述的一种四足机器人本体质心标定方法，其特征在于，电流采样电阻可以估算电机输出扭矩，四足机器人的关节扭矩和足端力存在以下关系：

τ＝J^Tf

其中τ为每条腿上三个关节的三维扭矩向量，f为每条腿足端的三维地面反作用力，J为每条腿的雅可比矩阵，T为矩阵的转置；

根据电流采样电阻估算足端力，将四条腿的足端力加起来就可以估算机体质量。