CN112847340B - 一种控制方法、控制装置及机器人 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种控制方法、控制装置、机器人及计算机可读存储介质。其中，该方法包括：获取机器人在预设的各个移动阶段的终止时刻所期望的位姿信息；针对每个移动阶段，基于第一位姿信息及第二位姿信息计算所述机器人的步态参数，所述第一位姿信息为所述机器人在所述移动阶段的初始时刻实际的位姿信息，所述第二位姿信息为所述机器人在所述移动阶段的终止时刻所期望的位姿信息；根据所述步态参数控制所述机器人移动。通过本申请方案，可实现对机器人的移动的精准控制。

Description

一种控制方法、控制装置及机器人

技术领域

本申请属于机器人技术领域，尤其涉及一种控制方法、控制装置、机器人及计算机可读存储介质。

背景技术

在多台机器人进行舞台协同表演的场景中，往往需要这些机器人进行较为复杂的队形变换，这要求机器人在舞台上跟随音乐进行移动。因而，在机器人表演过程中，如何对机器人的移动进行精准控制，称为当前亟待解决的问题。

发明内容

本申请提供了一种控制方法、控制装置、机器人及计算机可读存储介质，可实现对机器人的移动的精准控制。

第一方面，本申请提供了一种控制方法，包括：

获取机器人在预设的各个移动阶段的终止时刻所期望的位姿信息；

针对每个移动阶段，基于第一位姿信息及第二位姿信息计算上述机器人的步态参数，上述第一位姿信息为上述机器人在上述移动阶段的初始时刻实际的位姿信息，上述第二位姿信息为上述机器人在上述移动阶段的终止时刻所期望的位姿信息；

根据上述步态参数控制上述机器人移动。

第二方面，本申请提供了一种控制装置，包括：

获取单元，用于获取机器人在预设的各个移动阶段的终止时刻所期望的位姿信息；

计算单元，用于针对每个移动阶段，基于第一位姿信息及第二位姿信息计算上述机器人的步态参数，上述第一位姿信息为上述机器人在上述移动阶段的初始时刻实际的位姿信息，上述第二位姿信息为上述机器人在上述移动阶段的终止时刻所期望的位姿信息；

控制单元，用于根据上述步态参数控制上述机器人移动。

第三方面，本申请提供了一种机器人，上述机器人包括存储器、处理器以及存储在上述存储器中并可在上述处理器上运行的计算机程序，上述处理器执行上述计算机程序时实现如上述第一方面的方法的步骤。

第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，上述计算机可读存储介质存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面的方法的步骤。

第五方面，本申请提供了一种计算机程序产品，上述计算机程序产品包括计算机程序，上述计算机程序被一个或多个处理器执行时实现如上述第一方面的方法的步骤。

本申请与现有技术相比存在的有益效果是：首先获取机器人在预设的各个移动阶段的终止时刻所期望的位姿信息，然后针对每个移动阶段，即可基于第一位姿信息及第二位姿信息计算上述机器人的步态参数，上述第一位姿信息为上述机器人在上述移动阶段的初始时刻实际的位姿信息，上述第二位姿信息为上述机器人在上述移动阶段的终止时刻所期望的位姿信息，并根据上述步态参数控制上述机器人移动。通过本申请方案，可在机器人的运行过程中快速根据当前所处的移动阶段为机器人确定到达该移动阶段的目的点所需要的步态参数，并在该步态参数的控制下进行移动，实现对机器人的移动的精准控制。可以理解的是，上述第二方面至第五方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的控制方法的实现流程示意图；

图2是本申请实施例提供的预设坐标系的示例图；

图3是本申请实施例提供的机器人在不同时刻的位姿的示例图；

图4-a是本申请实施例提供的机器人队形的一个示例图；

图4-b是本申请实施例提供的机器人队形的另一个示例图；

图4-c是本申请实施例提供的机器人队形的又一个示例图；

图5是本申请实施例提供的机器人在一个移动阶段的起始位姿的示例图；

图6是本申请实施例提供的机器人位姿的调整过程的示例图；

图7是本申请实施例提供的控制装置的结构框图；

图8是本申请实施例提供的机器人的结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

为了说明本申请所提出的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

下面对本申请实施例提供的一种控制方法进行描述。请参阅图1，该控制方法包括：

步骤101，获取机器人在预设的各个移动阶段的终止时刻所期望的位姿信息。

在本申请实施例中，机器人的表演是根据节目主旨和导演的需求进行一系列的舞蹈动作的活动。通常情况下，导演会先指定若干种不同的队形，该队形即为机器人在表演场地中的排列；在表演过程中，机器人到达指定位置后，就可以站在原地配合音乐进行舞蹈动作，例如手臂摆动、头部摆动及腰部摆动等。为便于说明，可将机器人的表演过程分为若干个阶段，包括定点阶段及移动阶段；其中，定点阶段指的是在机器人在指定时间段内要处于指定位置的阶段，在顶点阶段内通常需要机器人在原地配合音乐进行舞蹈动作；移动阶段指的是机器人从一个指定位置移动至另一个指定位置的阶段。具体地，在本申请实施例中，主要关注的是移动阶段中对机器人的控制，也即，如何控制机器人从一个指定位置移动至另一个指定位置。

在一些实施例中，可先通过制图工具，例如CAD(Computer Aided Drafting)等来绘制机器人的表演场地(例如舞台)的平面图，并基于该平面图构建预设坐标系，举例来说，如图2所示，假定舞台为矩形，可以设定舞台中心为原点，以竖直朝向观众席为y轴正方向，以水平向右为x轴正方向构建该预设坐标系。然后，可获取导演所预先配置好的至少一个表演队形，其中，一个表演队形对应了一个定点阶段，该表演队形表示了该定点阶段下各个机器人所应有的位姿。通常情况下，对于一个机器人来说，可以认为该机器人在一个表演阶段的开始时刻所期望的位姿，即为该表演阶段的前一移动阶段的终止时刻所期望的位姿。也即，对于机器人来说，其在各个移动阶段的终止时刻所期望的位姿信息可基于已配置的表演队形而获得。

在一些实施例中，该位姿信息包括机器人在预设坐标系下的坐标，以及机器人相对预设方向的偏转角度，其中，该预设方向可以是预设坐标系的y轴正方向，则位姿信息可以表示为(x,y,θ)。需要注意的是，θ＞0时，表示机器人是相对预设方向产生了顺时针偏转；θ＜0时，表示机器人是相对预设方向产生了逆时针偏转。

仅作为示例，请参阅图3，图3给出了机器人在不同时刻的位姿的示意。其中，小圆表示机器人，箭头表示机器人的朝向。假定在T1时刻，机器人在预设坐标系下的坐标为(x_T1,y_T1)，且机器人在T1时刻下相对y轴的偏转角度为θ_T1，该θ_T1＜0；又假定在T2时刻，机器人在预设坐标系下的坐标为(x_T2,x_T2)，且机器人在T2时刻下相对y轴的偏转角度为θ_T2，该θ_T2＞0；则图3所示出的机器人在T1时刻的位姿信息可表示为(x_T1,x_T1,θ_T1)，机器人在T2时刻的位姿信息可表示为(x_T2,x_T2,θ_T2)。

仅作为示例，请参阅图4-a至4-c，图4-a至4-c给出了机器人的表演队形的变换过程的示例。其中，小圆表示机器人，箭头代表机器人的朝向。首先，机器人从舞台的上场口处上场亮相，如图4-a所示，形成第一个队形；然后，机器人向舞台前方迈进，准备开始第一个表演，如图4-b所示，形成第二个队形；第一个表演结束后，机器人变换队形，准备开始第二个表演，如图4-c所示，形成第三个队形。本申请实施例所提供的控制方法主要针对的是移动阶段，也即从图4-a变换至图4-b的阶段，以及从图4-b变换至图4-c的阶段。

在一些实施例中，机器人可预先配置如下参数：各阶段(包括定点阶段及移动阶段)的持续时间，各阶段的起止时刻机器人所期望的位姿信息，各定点阶段下每个时刻的腰部/手部/头部的相对位置，移动阶段的最大移动速度及平均移动速度，移动阶段的最长单步行走距离及最大旋转角度。根据各阶段的持续时间，机器人可快速得到各个移动阶段所预设的起始时间点信息，以判断机器人当前是否处于任一移动阶段的开始时刻。

举例来说，机器人在表演过程中有如下阶段：移动阶段1、定点阶段1、移动阶段2、顶点阶段2及移动阶段3。其中，移动阶段1的持续时间为10秒、定点阶段1的持续时间为60秒、移动阶段2的持续时间为15秒、定点阶段2的持续时间为30秒，移动阶段3的持续时间为10秒。则机器人可知其在进入表演状态后的第0秒为移动阶段1的开始时刻，第70秒为移动阶段2的开始时刻，第115秒为移动阶段3的开始时刻，由此快速确定当前是否处于某一移动阶段的开始时刻。

步骤102，针对每个移动阶段，基于第一位姿信息及第二位姿信息计算上述机器人的步态参数。

在本申请实施例中，在机器人当前处于某一移动阶段的开始时刻时，即可先确定第一位姿信息及第二位姿信息，其中，第一位姿信息指的是机器人当前的位姿信息，也即机器人在该移动阶段的开始时刻实际的位姿信息；第二位姿信息指的是机器人在该移动阶段的终止时刻所期望的位姿信息，也即机器人在该移动阶段的终止时刻所配置的位姿信息，同时也等价于机器人在该移动阶段的下个定点阶段的开始时刻所配置的位姿信息。基于该第一位姿信息及该第二位姿信息，即可开始计算机器人的步态参数。其中，第一位姿信息可由机器人通过视觉算法计算而得。

在一些实施例中，考虑到第一位姿信息及第二位姿信息之间不仅可能存在偏转角度的差别，而且可能存在坐标的差别；也即，若希望机器人由第一位姿信息所指示的位姿更改为第二位姿信息所指示的位姿，不仅存在旋转的可能性，还存在位移的可能性。因而，可以先基于第一位姿信息及第二位姿信息，计算机器人的待移动距离及待旋转角度，然后再根据该待移动距离及该待旋转角度，计算机器人的步态参数。

示例性地，待移动距离可基于第一坐标及第二坐标计算而得，其中，第一坐标为第一位姿信息中的坐标，第二坐标为第二位姿信息中的坐标；也即，第一坐标为本次移动阶段的真实的起始点的坐标，第二坐标为本次移动阶段的期望的目标点的坐标。请参阅图5，图5给出了机器人在一个移动阶段的示意，具体示出了：机器人在该移动阶段的开始时刻的真实位姿A，以及机器人在该移动阶段的终止时刻的期望位姿B。假定机器人在A位姿下的坐标(也即第一坐标)为(x_a,y_a)，在B位姿下的坐标(也即第二坐标)为(x_b,y_b)，则记待移动距离为D，该待移动距离D可由以下公式计算而得：

示例性地，待旋转角度可基于第一坐标、第二坐标、第一偏转角度及第二偏转角度计算而得，其中，第一偏转角度为第一位姿信息中的偏转角度，第二偏转角度为第二位姿信息中的偏转角度。具体地，本申请实施例所采用的控制策略为：先调整机器人的朝向，通过机器人的旋转使得机器人面向目标点；然后控制机器人直行至目标点；最后再调整机器人的朝向，通过机器人的旋转使得机器人的朝向与下个表演阶段开始时所期望的机器人的朝向相同。

由上可见，控制策略中涉及到机器人的两次朝向的调整：第一次是由第一偏转角度所指示的朝向调整为面向目标点的朝向，第二次是由到达目标点时的朝向调整为第二偏转角度的朝向。记第一次调整后，机器人的偏转角度为第三偏转角度，该第三偏转角度为坐标方向相对预设方向的偏转角度，该坐标方向为从第一坐标向第二坐标的方向。

仍以图5为例，可假定机器人在A位姿下的偏转角度(也即第一偏转角度)为θ_a，显然该θ_a＜0；在B位姿下的偏转角度(也即第二偏转角度)为θ_b，显然该θ_b＞0；坐标方向相对预设方向的偏转角度(也即第三偏转角度)为θ_c。则机器人在由A位姿变换为B位姿时，涉及到3次自身位姿的调整，如图6所示：第一次是由A位姿调整为A’位姿，A’位姿与A位姿的坐标完全相同，只是偏转角度由θ_a变为了θ_c；第二次是由A’位姿调整为B’位姿，A’位姿与B位姿的偏转角度完全相同，只是坐标由第一坐标变为了第二坐标；第三次是由B’位姿调整为B位姿，B位姿与B’位姿的坐标完全相同，只是偏转角度由θ_c变为了θ_b。

在图6基础上，可知当前需要计算的待旋转角度包括2个，分别记作第一待旋转角度及第二待旋转角度。其中，第一待旋转角度指的是：第三偏转角度与第一偏转角度之间的角度差值；第二待旋转角度指的是：第二偏转角度与第三偏转角度之间的角度差值。

示例性地，第三偏转角度θ_c可通过如下公式计算而得：

其中，α及β为中间参数，不具备实际含义；D为待移动距离。

记第一待旋转角度为θ₁，第二待旋转角度为θ₂，则θ₁＝θ_c-θ_a，θ₂＝θ_b-θ_c。机器人由此可根据该第一待旋转角度、待移动距离及第二待旋转角度，确定对应的步态参数。

在一种应用场景下，机器人为双足机器人，则步态参数可基于如下过程来确定：

根据上述待旋转角度及预设的最大旋转角度，计算上述机器人的旋转步数及单步旋转角度；

根据预设的步态周期及上述移动阶段预设的持续时间，计算总步数；

根据上述总步数、上述旋转步数及上述待移动距离，计算上述机器人的单步行走距离。

其中，根据待旋转角度的取值的不同，旋转步数的计算有如下四种情况：

若待旋转角度为0，则可将0作为机器人的旋转步数；若待旋转角度的绝对值大于0且小于等于π，则可将待旋转角度与最大旋转角度的比值向下取整后，再与预设的缓冲步数相加，得到机器人的旋转步数；若待旋转角度大于π，则可先计算2π与待旋转角度的差，然后将该差与最大旋转角度的比值向下取整，最后将向下取证的结果与缓冲步数相加，得到机器人的旋转步数；若待旋转角度小于-π，则可先计算2π与待旋转角度的和，然后将该和与最大旋转角度的比值向下取整，最后将向下取证的结果与缓冲步数相加，得到机器人的旋转步数。

相应地，单步旋转角度的计算也有如下四种情况：

若待旋转角度为0，则可将0作为机器人的单步旋转角度；若待旋转角度的绝对值大于0且小于等于π，则可将待旋转角度与旋转步数的比值作为机器人的单步旋转角度；若待旋转角度大于π，则可先计算待旋转角度与2π的差，并将该差与旋转步数的比值作为机器人的单步旋转角度；若待旋转角度小于-π，则可先计算2π与待旋转角度的和，并将该和与旋转步数的比值作为机器人的单步旋转角度。

需要注意的是，待旋转角度的范围通常为(-2π,2π)。

考虑到旋转步数包括第一旋转步数及第二旋转步数，其中，第一旋转步数为第一待旋转角度所需要的旋转步数，第二旋转步数为第二待旋转角度所需要的旋转步数；相应地，单步旋转角度也包括第一单步旋转角度及第二单步旋转角度，其中，第一单步旋转角度指的是基于第一待旋转角度进行旋转时，每一步的旋转角度，第二单步旋转角度指的是基于第二待旋转角度进行旋转时，每一步的旋转角度。为便于说明，可记第一旋转步数为N1、第二旋转步数为N2，第一单步旋转角度为θ_send1，第一单步旋转角度为θ_send2。

示例性地，第一旋转步数N1可通过如下公式计算而得：

其中，θ_max为机器人预设的最大旋转角度。

示例性地，基于计算得到的第一旋转步数，可通过如下公式计算得到第一单步旋转角度：

示例性地，第二旋转步数N2可通过如下公式计算而得：

示例性地，基于计算得到的第二旋转步数，可通过如下公式计算得到第二单步旋转角度：

其中，计算所得的单步旋转角度(如第一单步旋转角度及第二单步旋转角度)的正负表示了旋转的方向：单步旋转角度为正，表明为顺时针旋转；单步旋转角度为负，表明为逆时针旋转。

通过上面各个公式可知，即便当前待旋转角度正好是最大旋转角度的整数倍，但考虑到在实际应用场景下可能无法每次都精准的实现基于最大旋转角度的旋转，因而在计算旋转步数的公式中，会在向下取整后加上一预设步数(公式中，该预设步数为1)，为机器人预留出步数作为缓冲，使得后续可避免机器人以最大旋转角度进行旋转，实现对机器人更为精准的移动控制。

示例性地，记行走步数为N3，则N3＝N-N1-N2。其中，N为本次移动阶段的总步数。该总步数N＝t/T。其中，t为机器人预设的步态周期，也即一步所需要的时间；T为该移动阶段所预设的持续时间，也即该移动阶段从开始时刻到终止时刻的总耗时。记单步行走距离为d_send，则单步行走距离d_send可通过如下公式计算得到：

步骤103，根据上述步态参数控制上述机器人移动。

在本申请实施例中，在机器人为双足机器人的应用场景下，可将单步旋转角度及单步行走距离作为其步态参数，其中，单步旋转角度又可包括第一单步旋转角度及第二单步旋转角度；也即，双足机器人的步态参数为(θ_send1,d_send,θ_send2)。该双足机器人可在接收到步态参数后，先按照θ_send1进行旋转，直至自身位姿信息所指示的偏转角度朝向了目标点，也即自身位姿信息所指示的偏转角度与第三偏转角度相同；然后按照d_send直行，直至自身位姿信息所指示的位置与目标点重合；最后按照θ_send2再次进行旋转，直至自身位姿信息所指示的偏转角度与第二位姿信息所指示的偏转角度相同。当然，也可以同时将第一旋转步数、第二旋转步数及行走步数也一并作为步态参数，此处不作限定。

当然，机器人也可以根据其类型选择其它参数作为步态参数，例如，对于轮式机器人，可将第一待旋转角度、第二待旋转角度及待移动距离作为步态参数。实际上，针对不同类型的机器人来说，其所需要的步态参数也通常可基于第一待旋转角度、第二待旋转角度及待移动距离而得，本申请实施例不再赘述。

如果机器人的表演发生改动，则可对应更改机器人内部的已配置的各项信息(例如各阶段的持续时间，各阶段的起止时刻机器人所期望的位姿信息，各定点阶段下每个时刻的腰部/手部/头部的相对位置，移动阶段的最大移动速度及平均移动速度，以及移动阶段的最长单步行走距离及最大旋转角度等)。机器人由此可快速的重新规划其在各移动阶段所需要的步态参数，继续实现对机器人的精准控制。

由上可见，通过本申请实施例，首先获取机器人在预设的各个移动阶段的终止时刻所期望的位姿信息，然后针对每个移动阶段，若上述机器人当前处于上述移动阶段的开始时刻，则基于第一位姿信息及第二位姿信息计算上述机器人的步态参数，上述第一位姿信息为上述机器人当前的位姿信息，上述第二位姿信息为上述机器人在上述移动阶段的终止时刻所期望的位姿信息，并根据上述步态参数控制上述机器人移动。通过本申请方案，可在机器人的运行过程中快速根据当前所处的移动阶段为机器人确定到达该移动阶段的目的点所需要的步态参数，并在该步态参数的控制下进行移动，实现对机器人的移动的精准控制。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

对应于前文所提出的控制方法，本申请实施例提供了一种控制装置，上述控制装置集成于机器人。请参阅图7，本申请实施例中的控制装置700包括：

获取单元701，用于获取机器人在预设的各个移动阶段的终止时刻所期望的位姿信息；

计算单元702，用于针对每个移动阶段，基于第一位姿信息及第二位姿信息计算上述机器人的步态参数，上述第一位姿信息为上述机器人在上述移动阶段的初始时刻实际的位姿信息，上述第二位姿信息为上述机器人在上述移动阶段的终止时刻所期望的位姿信息；

控制单元703，用于根据上述步态参数控制上述机器人移动。

可选地，上述计算单元702，包括：

第一计算子单元，用于基于上述第一位姿信息及上述第二位姿信息，计算上述机器人的待移动距离及待旋转角度；

第二计算子单元，用于根据上述待移动距离及上述待旋转角度，计算上述机器人的步态参数。

可选地，上述位姿信息包括上述机器人在预设坐标系下的坐标，以及上述机器人相对预设方向的偏转角度；相应地，上述第一计算子单元，包括：

待移动距离计算子单元，用于基于第一坐标及第二坐标计算上述待移动距离，其中，上述第一坐标为第一位姿信息中的坐标，上述第二坐标为上述第二位姿信息中的坐标；

待旋转角度计算子单元，用于基于上述第一坐标、上述第二坐标、第一偏转角度及第二偏转角度计算上述待旋转角度，其中，上述第一偏转角度为第一位姿信息中的偏转角度，上述第二偏转角度为上述第二位姿信息中的偏转角度。

可选地，上述待旋转角度包括第一待旋转角度及第二待旋转角度；上述待旋转角度计算子单元，包括：

第一待旋转角度计算子单元，用于计算第三偏转角度与上述第一偏转角度之间的角度差值作为第一待旋转角度，其中，上述第三偏转角度为基于上述第一坐标及上述第二坐标所确定的直线相对上述预设方向的偏转角度；

第二待旋转角度计算子单元，用于计算上述第二偏转角度与上述第三偏转角度之间的角度差值作为第二待旋转角度。

可选地，上述步态参数包括上述机器人的单步旋转角度及单步行走距离；上述第二计算子单元，包括：

单步旋转角度计算子单元，用于根据上述待旋转角度及预设的最大旋转角度，计算上述机器人的旋转步数及单步旋转角度；

总步数计算子单元，用于根据预设的步态周期及上述移动阶段预设的持续时间，计算总步数；

单步行走距离计算子单元，用于根据上述总步数、上述旋转步数及上述待移动距离，计算上述机器人的单步行走步数。

可选地，上述控制装置700，还包括：

确定单元，用于在上述机器人进入指定状态后，根据各个移动阶段所预设的起始时间点信息，确定上述机器人当前是否处于任一移动阶段的开始时刻。

可选地，上述单步旋转角度计算子单元，包括：

第一旋转步数确定子单元，用于若上述待旋转角度为0，则将0作为上述机器人的旋转步数；

第二旋转步数确定子单元，用于若上述待旋转角度的绝对值大于0且小于等于π，则将上述待旋转角度与上述最大旋转角度的比值向下取整后，与预设的缓冲步数相加，得到上述机器人的旋转步数；

第三旋转步数确定子单元，用于若上述待旋转角度大于π，则将2π与上述待旋转角度的差与上述最大旋转角度的比值向下取整后，与上述缓冲步数相加，得到上述机器人的旋转步数；

第四旋转步数确定子单元，用于若上述待旋转角度小于-π，则将2π与上述待旋转角度的和与上述最大旋转角度的比值向下取整后，与上述缓冲步数相加，得到上述机器人的旋转步数。

可选地，上述单步旋转角度计算子单元，还包括：

第一单步旋转角度确定子单元，用于若上述待旋转角度为0，则将0作为上述机器人的单步旋转角度；

第二单步旋转角度确定子单元，用于若上述待旋转角度的绝对值大于0且小于等于π，则将上述待旋转角度与上述旋转步数的比值作为上述机器人的单步旋转角度；

第三单步旋转角度确定子单元，用于若上述待旋转角度大于π，则将上述待旋转角度与2π的差与上述旋转步数的比值作为上述机器人的单步旋转角度；

第四单步旋转角度确定子单元，用于若上述待旋转角度小于-π，则将2π与上述待旋转角度的和与上述旋转步数的比值作为上述机器人的单步旋转角度。

由上可见，通过本申请实施例，首先获取机器人在预设的各个移动阶段的终止时刻所期望的位姿信息，然后针对每个移动阶段，若上述机器人当前处于上述移动阶段的开始时刻，则基于第一位姿信息及第二位姿信息计算上述机器人的步态参数，上述第一位姿信息为上述机器人当前的位姿信息，上述第二位姿信息为上述机器人在上述移动阶段的终止时刻所期望的位姿信息，并根据上述步态参数控制上述机器人移动。通过本申请方案，可在机器人的运行过程中快速根据当前所处的移动阶段为机器人确定到达该移动阶段的目的点所需要的步态参数，并在该步态参数的控制下进行移动，实现对机器人的移动的精准控制。

本申请实施例还提供了一种机器人，请参阅图8，本申请实施例中的机器人8包括：存储器801，一个或多个处理器802(图8中仅示出一个)及存储在存储器801上并可在处理器上运行的计算机程序。其中：存储器801用于存储软件程序以及单元，处理器802通过运行存储在存储器801的软件程序以及单元，从而执行各种功能应用以及数据处理，以获取上述预设事件对应的资源。具体地，处理器802通过运行存储在存储器801的上述计算机程序时实现以下步骤：

获取上述机器人在预设的各个移动阶段的终止时刻所期望的位姿信息；

针对每个移动阶段，基于第一位姿信息及第二位姿信息计算上述机器人的步态参数，上述第一位姿信息为上述机器人在上述移动阶段的初始时刻实际的位姿信息，上述第二位姿信息为上述机器人在上述移动阶段的终止时刻所期望的位姿信息；

根据上述步态参数控制上述机器人移动。

假设上述为第一种可能的实施方式，则在第一种可能的实施方式作为基础而提供的第二种可能的实施方式中，上述基于第一位姿信息及第二位姿信息计算上述机器人的步态参数，包括：

基于上述第一位姿信息及上述第二位姿信息，计算上述机器人的待移动距离及待旋转角度；

根据上述待移动距离及上述待旋转角度，计算上述机器人的步态参数。

在上述第二种可能的实施方式作为基础而提供的第三种可能的实施方式中，上述位姿信息包括上述机器人在预设坐标系下的坐标，以及上述机器人相对预设方向的偏转角度；

相应地，上述基于上述第一位姿信息及上述第二位姿信息，计算上述机器人的待移动距离及待旋转角度，包括：

基于第一坐标及第二坐标计算上述待移动距离，其中，上述第一坐标为第一位姿信息中的坐标，上述第二坐标为上述第二位姿信息中的坐标；

基于上述第一坐标、上述第二坐标、第一偏转角度及第二偏转角度计算上述待旋转角度，其中，上述第一偏转角度为第一位姿信息中的偏转角度，上述第二偏转角度为上述第二位姿信息中的偏转角度。

在上述第三种可能的实施方式作为基础而提供的第四种可能的实施方式中，上述待旋转角度包括第一待旋转角度及第二待旋转角度；上述基于上述第一坐标、上述第二坐标、第一偏转角度及第二偏转角度计算上述待旋转角度，包括：

计算第三偏转角度与上述第一偏转角度之间的角度差值作为第一待旋转角度，其中，上述第三偏转角度为基于上述第一坐标及上述第二坐标所确定的直线相对上述预设方向的偏转角度；

计算上述第二偏转角度与上述第三偏转角度之间的角度差值作为第二待旋转角度。

在上述第二种可能的实施方式作为基础而提供的第五种可能的实施方式中，上述步态参数包括上述机器人的单步旋转角度及单步行走距离；上述根据上述待移动距离及上述待旋转角度，计算上述机器人的步态参数，包括：

根据上述待旋转角度及预设的最大旋转角度，计算上述机器人的旋转步数及单步旋转角度；

根据预设的步态周期及上述移动阶段预设的持续时间，计算总步数；

根据上述总步数、上述旋转步数及上述待移动距离，计算上述机器人的单步行走距离。

在上述第五种可能的实施方式作为基础而提供的第六种可能的实施方式中，上述根据上述待旋转角度及预设的最大旋转角度，计算上述机器人的旋转步数及单步旋转角度，包括：

若上述待旋转角度为0，则将0作为上述机器人的旋转步数；

若上述待旋转角度的绝对值大于0且小于等于π，则将上述待旋转角度与上述最大旋转角度的比值向下取整后，与预设的缓冲步数相加，得到上述机器人的旋转步数；

若上述待旋转角度大于π，则将2π与上述待旋转角度的差与上述最大旋转角度的比值向下取整后，与上述缓冲步数相加，得到上述机器人的旋转步数；

若上述待旋转角度小于-π，则将2π与上述待旋转角度的和与上述最大旋转角度的比值向下取整后，与上述缓冲步数相加，得到上述机器人的旋转步数。

在上述第六种可能的实施方式作为基础而提供的第七种可能的实施方式中，上述根据上述待旋转角度及预设的最大旋转角度，计算上述机器人的旋转步数及单步旋转角度，还包括：

若上述待旋转角度为0，则将0作为上述机器人的单步旋转角度；

若上述待旋转角度的绝对值大于0且小于等于π，则将上述待旋转角度与上述旋转步数的比值作为上述机器人的单步旋转角度；

若上述待旋转角度大于π，则将上述待旋转角度与2π的差与上述旋转步数的比值作为上述机器人的单步旋转角度；

若上述待旋转角度小于-π，则将2π与上述待旋转角度的和与上述旋转步数的比值作为上述机器人的单步旋转角度。

应当理解，在本申请实施例中，所称处理器802可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器801可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器802提供指令和数据。存储器801的一部分或全部还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，存储器801还可以存储设备类别的信息。

由上可见，通过本申请实施例，首先获取机器人在预设的各个移动阶段的终止时刻所期望的位姿信息，然后针对每个移动阶段，若上述机器人当前处于上述移动阶段的开始时刻，则基于第一位姿信息及第二位姿信息计算上述机器人的步态参数，上述第一位姿信息为上述机器人当前的位姿信息，上述第二位姿信息为上述机器人在上述移动阶段的终止时刻所期望的位姿信息，并根据上述步态参数控制上述机器人移动。通过本申请方案，可在机器人的运行过程中快速根据当前所处的移动阶段为机器人确定到达该移动阶段的目的点所需要的步态参数，并在该步态参数的控制下进行移动，实现对机器人的移动的精准控制。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将上述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者外部设备软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，上述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关联的硬件来完成，上述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，上述计算机程序包括计算机程序代码，上述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。上述计算机可读存储介质可以包括：能够携带上述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机可读存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，上述计算机可读存储介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读存储介质不包括是电载波信号和电信信号。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多台机器人舞台协同表演的控制方法，其特征在于，包括：

获取机器人在预设的各个移动阶段的终止时刻所期望的位姿信息，所述机器人预先配置各个阶段的持续时间和指定位置，根据各个阶段的持续时间，得到各个移动阶段所预设的起始时间点信息，以判断机器人当前是否处于任一移动阶段的开始时刻，其中，所述移动阶段指的是所述机器人从一个指定位置移动至另一个指定位置的阶段；

在机器人当前处于某一移动阶段的开始时刻时，基于第一位姿信息及第二位姿信息计算所述机器人的步态参数，所述第一位姿信息为所述机器人在所述移动阶段的初始时刻实际的位姿信息，所述第二位姿信息为所述机器人在所述移动阶段的终止时刻所期望的位姿信息和指定位置，其中，所述步态参数包括所述机器人的单步旋转角度及单步行走距离；

根据所述步态参数控制所述机器人移动；

其中，所述基于第一位姿信息及第二位姿信息计算所述机器人的步态参数，包括：

基于所述第一位姿信息及所述第二位姿信息，计算所述机器人的待移动距离及待旋转角度；

根据所述待移动距离及所述待旋转角度，计算所述机器人的步态参数。

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述位姿信息包括所述机器人在预设坐标系下的坐标，以及所述机器人相对预设方向的偏转角度；

所述基于所述第一位姿信息及所述第二位姿信息，计算所述机器人的待移动距离及待旋转角度，包括：

基于第一坐标及第二坐标计算所述待移动距离，其中，所述第一坐标为第一位姿信息中的坐标，所述第二坐标为所述第二位姿信息中的坐标；

基于所述第一坐标、所述第二坐标、第一偏转角度及第二偏转角度计算所述待旋转角度，其中，所述第一偏转角度为第一位姿信息中的偏转角度，所述第二偏转角度为所述第二位姿信息中的偏转角度。

3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述待旋转角度包括第一待旋转角度及第二待旋转角度；所述基于所述第一坐标、所述第二坐标、第一偏转角度及第二偏转角度计算所述待旋转角度，包括：

计算第三偏转角度与所述第一偏转角度之间的角度差值作为第一待旋转角度，其中，所述第三偏转角度为坐标方向相对所述预设方向的偏转角度，所述坐标方向为从所述第一坐标向所述第二坐标的方向；

计算所述第二偏转角度与所述第三偏转角度之间的角度差值作为第二待旋转角度。

4.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述待移动距离及所述待旋转角度，计算所述机器人的步态参数，包括：

根据所述待旋转角度及预设的最大旋转角度，计算所述机器人的旋转步数及单步旋转角度；

根据预设的步态周期及所述移动阶段预设的持续时间，计算总步数；

根据所述总步数、所述旋转步数及所述待移动距离，计算所述机器人的单步行走距离。

5.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述待旋转角度及预设的最大旋转角度，计算所述机器人的旋转步数及单步旋转角度，包括：

若所述待旋转角度为0，则将0作为所述机器人的旋转步数；

若所述待旋转角度的绝对值大于0且小于等于π，则将所述待旋转角度与所述最大旋转角度的比值向下取整后，与预设的缓冲步数相加，得到所述机器人的旋转步数；

若所述待旋转角度大于π，则将2π与所述待旋转角度的差与所述最大旋转角度的比值向下取整后，与所述缓冲步数相加，得到所述机器人的旋转步数；

若所述待旋转角度小于-π，则将2π与所述待旋转角度的和与所述最大旋转角度的比值向下取整后，与所述缓冲步数相加，得到所述机器人的旋转步数。

6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述待旋转角度及预设的最大旋转角度，计算所述机器人的旋转步数及单步旋转角度，还包括：

若所述待旋转角度为0，则将0作为所述机器人的单步旋转角度；

若所述待旋转角度的绝对值大于0且小于等于π，则将所述待旋转角度与所述旋转步数的比值作为所述机器人的单步旋转角度；

若所述待旋转角度大于π，则将所述待旋转角度与2π的差与所述旋转步数的比值作为所述机器人的单步旋转角度；

若所述待旋转角度小于-π，则将所述待旋转角度与2π的和与所述旋转步数的比值作为所述机器人的单步旋转角度。

7.一种多台机器人舞台协同表演的控制装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取机器人在预设的各个移动阶段的终止时刻所期望的位姿信息，所述机器人预先配置各个阶段的持续时间和指定位置，根据各个阶段的持续时间，得到各个移动阶段所预设的起始时间点信息，以判断机器人当前是否处于任一移动阶段的开始时刻，其中，所述移动阶段指的是所述机器人从一个指定位置移动至另一个指定位置的阶段；

计算单元，用于在机器人当前处于某一移动阶段的开始时刻时，基于第一位姿信息及第二位姿信息计算所述机器人的步态参数，所述第一位姿信息为所述机器人在所述移动阶段的初始时刻实际的位姿信息，所述第二位姿信息为所述机器人在所述移动阶段的终止时刻所期望的位姿信息和指定位置，其中，所述步态参数包括所述机器人的单步旋转角度及单步行走距离；

控制单元，用于根据所述步态参数控制所述机器人移动；

其中，所述计算单元，包括：

第一计算子单元，用于基于所述第一位姿信息及所述第二位姿信息，计算所述机器人的待移动距离及待旋转角度；

第二计算子单元，用于根据所述待移动距离及所述待旋转角度，计算所述机器人的步态参数。

8.一种机器人，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述的方法。

9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的方法。

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