一种机器人的控制方法、装置、存储介质及电子设备与流程

本说明书涉及机器人领域，尤其涉及一种机器人的控制方法、装置、存储介质及电子设备。

背景技术：

1、随着移动机器人技术快速发展，各种各样的机器人被广泛地应用于工业、服务、军事等诸多领域，相比于传统的履带式机器人，双足机器人能够更好的适应复杂地形，比如进行障碍跨越、非连续路径运动等，应用前景广阔。

2、双足机器人的结构通常较为复杂，在移动的过程中往往需要依照预先设定的运动轨迹来实现身体的平衡与稳定，双足机器人的步态规划是控制双足机器人进行稳定运动的重要基础。

3、然而，目前通常采用简化的数学模型来对双足机器人进行步态规划，这与机器人实际模型之间存在较大差别，如倒立摆模型，该模型通过分析轨道能量来表征机器人运动是否稳定，较难实现对双足机器人进行精确、稳定的控制。

4、因此，如何控制双足机器人进行稳定的移动，是一个亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本说明书提供一种机器人的控制方法、装置、存储介质及电子设备，以部分的解决现有技术存在的上述问题。

2、本说明书采用下述技术方案：

3、本说明书提供了一种机器人的控制方法，包括：

4、确定双足机器人通过机械足进行移动时，在各时间阶段对应的机械足支撑状态，所述机械足支撑状态包括：单机械足支撑状态以及双机械足支撑状态；

5、根据所述各时间阶段对应的机械足支撑状态，确定所述双足机器人对应的零力矩点zmp在各机械足之间的移动轨迹，以及，确定所述双足机器人的每个机械足在处于支撑状态的各时间阶段所对应的位姿信息；

6、根据所述位姿信息，确定所述各机械足对应的运动轨迹；

7、根据所述zmp的移动轨迹和所述各机械足对应的运动轨迹，确定所述双足机器人的质心的运动轨迹；

8、基于所述质心的运动轨迹以及所述各机械足对应的运动轨迹，确定所述双足机器人各目标关节对应的关节角轨迹，并根据所述关节角轨迹确定用于控制所述双足机器人的运动规划数据，以根据所述运动规划数据控制所述双足机人通过各机械足进行移动。

9、可选地，根据所述各时间阶段对应的机械足支撑状态，确定所述双足机器人对应的零力矩点zmp在各机械足之间的移动轨迹，具体包括：

10、针对每个时间阶段，若所述双足机器人在该时间阶段处于单机械足支撑状态，则确定所述zmp位于当前处于支撑状态的机械足所对应的落脚点上；

11、若所述双足机器人在该时间阶段处于双足支撑状态，则确定所述zmp位于上一个机械足对应的落脚点与下一个机械足对应落脚点之间。

12、可选地，所述各时间阶段包括：起始步阶段、中间步阶段以及结束步阶段中的至少一种，所述中间步阶段中包含有至少一个所述双足机器人的步行周期。

13、可选地，所述起始步阶段包括：静止状态子阶段、行走前的躯体摆动子阶段、重心保持子阶段以及zmp转移子阶段中的至少一种。

14、可选地，根据所述各时间阶段对应的机械足支撑状态，确定所述双足机器人对应的零力矩点zmp在各机械足之间的移动轨迹，具体包括：

15、根据所述各时间阶段对应的机械足支撑状态，确定所述双足机器人在进行移动时的机械足支撑状态序列；

16、根据所述机械足支撑状态序列确定所述zmp的移动轨迹。

17、可选地，确定所述双足机器人的每个机械足在处于支撑状态的各时间阶段所对应的位姿信息，具体包括：

18、针对所述双足机器人的每个机械足，确定该机械足处于支撑状态的时间阶段，作为第一时间阶段，以及，确定各机械足处于摆动状态的时间阶段，作为第二时间阶段；

19、确定所述双足机器人的每个机械足在所述第一时间阶段所对应的位姿信息。

20、可选地，根据所述位姿信息，确定所述各机械足对应的运动轨迹，具体包括：

21、针对所述双足机器人的每个机械足，根据该机械足在各第一时间阶段对应的位姿信息，确定该机械足在各第二时间阶段中的每个时刻所对应的位姿信息；

22、根据该机械足在所述第一时间阶段对应的位姿信息以及该机械足在所述第二时间阶段的每个时刻所对应的位姿信息，确定该机械足对应的运动轨迹。

23、可选地，根据该机械足在所述第一时间阶段对应的位姿信息以及该机械足在所述第二时间阶段的每个时刻所对应的位姿信息，确定该机械足对应的运动轨迹，具体包括：

24、根据该机械足在所述第一时间阶段对应的位姿信息和该机械足在所述第二时间阶段的每个时刻所对应的位姿信息，以及该机械足在抬起和着地过程中的预设速度、加速度、抬起高度以及控制点中的至少一种，确定该机械足对应的运动轨迹。

25、可选地，确定所述双足机器人的每个机械足在处于支撑状态的各时间阶段所对应的位姿信息之前，所述方法还包括：

26、确定所述双足机器人的初始落脚点所对应的机械足。

27、可选地，根据所述zmp的移动轨迹和所述各机械足对应的运动轨迹，确定所述双足机器人的质心的运动轨迹，具体包括：

28、根据所述zmp的移动轨迹确定所述质心在每个时刻对应的位置，以及，针对每个时刻，根据所述各机械足对应的运动轨迹，确定所述各机械足在该时刻对应的姿态角；

29、根据所述各机械足在该时刻对应的姿态角，确定所述质心在该时刻对应的姿态角；

30、根据所述质心在每个时刻对应的姿态角，以及所述质心在每个时刻对应的位置，确定所述质心的运动轨迹。

31、可选地，基于所述质心的运动轨迹以及所述各机械足对应的运动轨迹，确定所述双足机器人各目标关节对应的关节角轨迹，具体包括：

32、根据所述各机械足对应的运动轨迹，确定所述双足机器人上的浮动基座对应的运动轨迹；

33、根据所述浮动基座对应的运动轨迹、所述各机械足对应的运动轨迹、所述质心的运动轨迹，确定所述双足机器人各目标关节对应的关节角轨迹。

34、可选地，所述浮动基座包括：所述双足机器人的机械盆骨。

35、本说明书提供了一种机器人的控制装置，包括：

36、第一确定模块，确定双足机器人通过机械足进行移动时，在各时间阶段对应的机械足支撑状态，所述机械足支撑状态包括：单机械足支撑状态以及双机械足支撑状态；

37、第二确定模块，根据所述各时间阶段对应的机械足支撑状态，确定所述双足机器人对应的零力矩点zmp在各机械足之间的移动轨迹，以及，确定所述双足机器人的每个机械足在处于支撑状态的各时间阶段所对应的位姿信息；

38、第三确定模块，根据所述位姿信息，确定所述各机械足对应的运动轨迹；

39、第四确定模块，根据所述zmp的移动轨迹和所述各机械足对应的运动轨迹，确定所述双足机器人的质心的运动轨迹；

40、控制模块，基于所述质心的运动轨迹以及所述各机械足对应的运动轨迹，确定所述双足机器人各目标关节对应的关节角轨迹，并根据所述关节角轨迹确定用于控制所述双足机器人的运动规划数据，以根据所述运动规划数据控制所述双足机人通过各机械足进行移动。

41、本说明书提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述机器人的控制方法。

42、本说明书提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述机器人的控制方法。

43、本说明书采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

44、在本说明书提供的机器人的控制方法中，首先确定双足机器人通过机械足进行移动时，在各时间阶段对应的机械足支撑状态，根据各时间阶段对应的机械足支撑状态，确定双足机器人对应的零力矩点zmp在各机械足之间的移动轨迹，以及，确定每个机械足在处于支撑状态的各时间阶段所对应的位姿信息，根据zmp的移动轨迹，确定质心的运动轨迹，以及，根据位姿信息，确定各机械足的运动轨迹，基于质心的运动轨迹以及各机械足对应的运动轨迹，确定各目标关节对应的关节角轨迹，并根据关节角轨迹确定用于控制双足机器人的运动规划数据，以根据运动规划数据控制双足机人通过各机械足进行移动。

45、从上述方法可以看出，本方案中质心的移动轨迹是基于zmp的移动轨迹生成的，而zmp的移动轨迹需要通过机器人在移动过程中的机械足的支撑状态来进行确定，使得zmp的移动轨迹能够很好的与机器人的实际模型相适配，并且，由于zmp为能够使机器人保持平衡的稳定作用点，在此前提下，基于该点确定出的质心的移动轨迹以及后续确定出的关节角轨迹也势必能够使机器人在整个移动过程中保持稳定状态，进一步使根据质心的移动轨迹以及机械足的移动轨迹所生成的运动规划数据能够保证对双足机器人进行精准、稳定的控制。