[发明专利]一种仿人机器人不平整地面行走的稳定控制方法

摘要

本发明公开了一种仿人机器人不平整地面行走的稳定控制方法，属于机器人技术领域。所述方法包括4个步骤基于最大稳定区域的着地脚面姿态控制；二阶弹簧阻尼的阻抗控制；正运动学计算和脚面惯性传感器测量相结合的脚面状态估计；基于支撑脚压力中心的质心加速度控制。该方法利用着地柔顺控制，能够有效地减少不平整地面对着地脚面的冲击，并使着地脚具有相对较大的支撑区域；倾斜脚面的平衡稳定控制，使机器人实现各种支撑脚面姿态的稳定行走。因此，仿人机器人能够实现不平整地面的稳定行走，有效提高仿人机器人在应用过程中的安全性。

主权项

一种仿人机器人不平整地面行走的稳定控制方法，所述方法包括以下步骤：步骤1，检测仿人机器人摆动腿是否着地及其压力中心COP的信息；步骤2，根据摆动腿检测的COP信息决定脚面旋转方向，设置阻抗控制参数，从而得到较大的稳定区域；步骤3，控制脚底板与地面的阻抗，实现摆动脚的软着地，减少地面冲击力；步骤4，摆动腿软着地踩踏实后，通过正运动学的状态估计和脚面陀螺仪的测量，得到脚面的相关位置和姿态信息；步骤5，基于倾斜支撑脚面压力中心处于有效脚面积内的稳定控制，保证仿人机器人在不平整地面行走的平衡稳定性；所述步骤1包括使用脚踝六维力传感器检测所述摆动腿的脚面是否与地面接触，以及通过COP(压力中心)的计算得到最初接触位置(xs,ys)，所述六维力传感器的安装位置中心为脚底COP测量坐标系原点；然后依据(xs,ys)决定着地脚面的旋转方向以及脚面与地面之间的二阶阻抗接触模型的刚度系数Kp和阻尼系数Kd。