[发明专利]运动控制方法、装置、机器人控制设备及可读存储介质

说明书

本申请提供一种运动控制方法、装置、机器人控制设备及可读存储介质，涉及机器人控制技术领域。本申请通过计算仿人机器人在当前时刻的全身广义坐标向量相对于实际任务空间向量的逆向雅可比矩阵，并根据与全身广义坐标向量对应的预设位置限制条件，将实际任务空间向量及当前时刻的待执行任务空间向量结合到逆向雅可比矩阵的零空间中，计算与该待执行任务空间向量对应的目标广义坐标向量，接着按照目标广义坐标向量对仿人机器人的运动状态进行控制，以从零空间的角度对仿人机器人运动进行整体优化，达到控制仿人机器人避开关节运动极限的目的，从而在维持机器人腿部平衡的基础上扩增手臂操作空间，提升仿人机器人的操作性能。

技术领域

本申请涉及机器人控制技术领域，具体而言，涉及一种运动控制方法、装置、机器人控制设备及可读存储介质。

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受到了各行各业的广泛重视，其中仿人机器人控制便是机器人控制技术领域中的一项重要研究方向。而在仿人机器人的实际控制过程中，若仅考虑机器人手臂运动的控制操作，将无法确保机器人手臂能够具有足够的关节操作空间，同时也极易在手臂大范围运动时出现腿部无法保持平衡支撑的现象，从而导致仿人机器人的整体操作性能较差。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种运动控制方法、装置、机器人控制设备及可读存储介质，能够从整体上对仿人机器人的运动进行优化以避开关节运动极限，在维持机器人腿部平衡的基础上扩增手臂操作空间，从而进一步提升仿人机器人的操作性能。

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，本申请提供一种运动控制方法，所述方法包括：

获取仿人机器人在当前时刻的全身广义坐标向量、实际任务空间向量以及待执行任务空间向量，其中所述全身广义坐标向量由所述仿人机器人的腰部姿态矩阵及机械臂姿态矩阵组成；

根据所述腰部姿态矩阵及所述机械臂姿态矩阵，计算所述全身广义坐标向量相对于所述实际任务空间向量的逆向雅可比矩阵；

根据与所述全身广义坐标向量对应的预设位置限制条件，将所述实际任务空间向量及所述待执行任务空间向量结合到所述逆向雅可比矩阵的零空间中，计算与所述待执行任务空间向量对应的目标广义坐标向量；

按照所述目标广义坐标向量对所述仿人机器人的运动状态进行控制。

在可选的实施方式中，所述根据所述腰部姿态矩阵及所述机械臂姿态矩阵，计算所述全身广义坐标向量相对于所述实际任务空间向量的逆向雅可比矩阵的步骤，包括：

根据所述腰部姿态矩阵计算所述仿人机器人在当前时刻的腰部相对于足部的第一运动速度矩阵，其中所述第一运动速度矩阵包括对应腰部相对于足部的线速度及角速度；

根据所述机械臂姿态矩阵确定所述仿人机器人在当前时刻的机械臂末端相对于机械臂基座的位姿表达矩阵；

获取所述仿人机器人在当前时刻的机械臂基座相对于足部的旋转矩阵；

根据所述旋转矩阵以及所述位姿表达矩阵计算所述仿人机器人在当前时刻的机械臂末端相对于足部的第二运动速度矩阵，其中所述第二运动速度矩阵包括对应机械臂末端相对于足部的线速度及角速度；

将所述第一运动速度矩阵与所述第二运动速度矩阵进行速度叠加处理，得到对应的待处理速度矩阵；

根据所述待处理速度矩阵及所述全身广义坐标向量计算所述全身广义坐标向量相对于所述实际任务空间向量的正向雅可比矩阵；

对计算出的所述正向雅可比矩阵进行奇异值分解，得到对应的逆向雅可比矩阵。

在可选的实施方式中，所述待处理速度矩阵、所述全身广义坐标向量与所述正向雅可比矩阵之间的关联关系采用如下式子表达为：