[发明专利]力控仿人机器人的全身控制方法、装置、设备及介质

说明书

本申请涉及一种力控仿人机器人的全身控制方法、装置、设备及介质，其中方法包括：获取多个待执行任务，每个待执行任务携带有优先级，各个待执行任务是力控仿人机器人同步执行的任务；基于受约束的机器人全动力学、第k层优先级的任务雅克比矩阵需要在第k‑1层优先级的任务雅可比矩阵的零空间内、第k层优先级的任务雅克比矩阵是与第k‑1层优先级的任务雅克比矩阵相关的函数，对每个待执行任务进行目标广义关节空间关节出力计算；将各个目标广义关节空间关节出力作为全身控制结果。从而对需要同步执行的各个待执行任务进行整体协调控制，提高力控仿人机器人的整体协调性，降低同步执行的任务之间的冲突，确保优先级高的任务优先保证执行。

技术领域

本申请涉及到仿人机器人的运动控制技术领域，特别是涉及到一种力控仿人机器人的全身控制方法、装置、设备及介质。

背景技术

为了能够在复杂条件下工作，力控仿人机器人需要同步执行多种不同的任务，比如，同时进行支撑腿的足底约束、摆动腿的运动、质心的平衡控制、手眼的跟踪及上身姿态的控制等多个任务。而且力控仿人机器人需要同步执行多种不同的任务之间具有优先级的要求，比如，出于控制考虑需要将足底约束排在所有任务中优先级最高的位置，出于安全考虑需要将质心的平衡控制的优先级设为仅次足底约束的优先级，而上身姿态的控制可能不关键，因此将上身姿态的控制的优先级设为最低。另外，如何保证优先级高的任务不被优先级低的任务影响，也是全身控制规划需要解决的一个问题。现有技术采用手臂、腿、躯干和头部的分开规划和分开控制的方法，因力控仿人机器人被要求同步执行多种不同的任务，这些任务之间可能存在冲突，有的任务可能需要优先保证，有的任务可能没有办法完成需要做出调整，导致采用手臂、腿、躯干和头部的分开规划和分开控制的方法难以达到预期的灵巧程度、协调性以及多任务的执行能力，从而降低了力控仿人机器人工作的准确性。

发明内容

本申请的主要目的为提供一种力控仿人机器人的全身控制方法、装置、设备及介质，旨在解决现有技术的采用手臂、腿、躯干和头部的分开规划和分开控制的方法同步执行多种不同的任务，难以达到预期的灵巧程度、协调性以及多任务的执行能力，降低了力控仿人机器人工作的准确性的技术问题。

为了实现上述发明目的，本申请提出一种力控仿人机器人的全身控制方法，所述方法包括：

获取多个待执行任务，其中，每个所述待执行任务携带有优先级，各个所述待执行任务是力控仿人机器人同步执行的任务；

基于受约束的机器人全动力学、第k层所述优先级的任务雅克比矩阵需要在第k-1层所述优先级的所述任务雅克比矩阵的零空间内、第k层所述优先级的所述任务雅克比矩阵是与第k-1层所述优先级的所述任务雅克比矩阵相关的函数，对每个所述待执行任务进行目标广义关节空间关节出力计算；

将各个所述目标广义关节空间关节出力作为全身控制规划结果。

进一步的，所述基于受约束的机器人全动力学、第k层所述优先级的任务雅克比矩阵需要在第k-1层所述优先级的所述任务雅克比矩阵的零空间内、第k层所述优先级的所述任务雅克比矩阵是与第k-1层所述优先级的所述任务雅克比矩阵相关的函数，对每个所述待执行任务进行目标广义关节空间关节出力计算的步骤，包括：

获取计数器，其中，所述计数器初始化为1；

获取所述优先级等于所述计数器的值的所述待执行任务作为待规划任务；

获取所述待规划任务的目标零空间投影矩阵及目标名义惯性矩阵，其中，所述目标零空间投影矩阵是被控对象的雅克比矩阵的零空间投影矩阵；

基于受约束的机器人全动力学、第k层所述优先级的任务雅克比矩阵需要在第k-1层所述优先级的所述任务雅克比矩阵的零空间内、第k层所述优先级的所述任务雅克比矩阵是与第k-1层所述优先级的所述任务雅克比矩阵相关的函数，根据所述目标零空间投影矩阵和所述目标名义惯性矩阵，对所述待规划任务进行所述目标广义关节空间关节出力计算；