CN112959365A - 机器人的状态检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种机器人的状态检测方法及装置，属于机器人的状态检测技术领域。其中，该方法包括：获取机器人的压力参数和角度参数，其中，压力参数用于表征机器人的第一部位的压力值，角度参数用于表征机器人各个部位连接处的角度；基于压力参数和角度参数，确定机器人的运动姿态，其中，运动姿态用于表征机器人的第一部位与机器人所在平面接触的姿态；基于运动姿态和压力参数，确定机器人的运动状态，其中，运动状态用于表征机器人在不同场景下进行运动的状态。因此，本申请实施例可以解决相关技术中机器人的环境适应性差，从而导致机器人难以输出用户所需要的助力能量的技术问题。

Description

机器人的状态检测方法及装置

技术领域

本申请涉及机器人的状态检测领域，具体而言，涉及一种机器人的状态检测方法及装置。

背景技术

外骨骼机器人是近几年才逐渐被人们重视起来的新的科技热点方向。外骨骼机器人可以用于医疗康复、养老助残、工业助力、军事助行等等领域。外骨骼机器人既要适应人体生理特征，满足穿戴性需求，同时又要满足能量输出主动助力的机器人特性，使得外骨骼机器人的运动控制存在各种困难，例如，机器人难以检测到用户当前所处的环境状态，导致机器人的环境适应性差，难以输出用户所需要的助力能量。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请实施例提供了一种机器人的状态检测方法及装置，以至少解决相关技术中机器人的环境适应性差，从而导致机器人难以输出用户所需要的助力能量的技术问题。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种机器人的状态检测方法，包括：获取机器人的压力参数和角度参数，其中，压力参数用于表征机器人的第一部位的压力值，角度参数用于表征机器人各个部位连接处的角度；基于压力参数和角度参数，确定机器人的运动姿态，其中，运动姿态用于表征机器人的第一部位与机器人所在平面接触的姿态；基于运动姿态和压力参数，确定机器人的运动状态，其中，运动状态用于表征机器人在不同场景下进行运动的状态。

可选地，第一部位包括两个部位，其中，基于压力参数和角度参数，确定机器人的运动姿态，包括：基于压力参数，确定第一部位包含的多个部位是否与机器人所在平面接触；在任意一个部位未与平面接触的情况下，确定运动姿态为第一姿态；在两个部位均与平面接触的情况下，基于角度参数，确定机器人的运动姿态。

可选地，基于角度参数，确定运动姿态，包括：基于角度参数，确定两个部位和机器人的第二部位在平面上的投影位置；获取每个部位的投影位置与第二部位的投影位置的差值，得到两个位置差；在两个位置差相同的情况下，确定运动姿态为第二姿态；在两个位置差不同的情况下，确定运动姿态为第三姿态。

可选地，基于运动姿态和压力参数，确定机器人的运动状态，包括：基于运动姿态和压力参数，确定目标压力值，其中，目标压力值用于表征第一部位的第一区域的压力值或第二区域的压力值；获取目标压力值与目标预设压力值的压力差值；基于压力差值，确定机器人的运动状态。

可选地，在目标压力值用于表征第一区域的压力值的情况下，基于压力差值，确定机器人的运动状态，包括：在压力差值小于第一阈值的情况下，确定运动状态为第一状态，其中，第一状态用于表征机器人上坡；在压力差值大于等于第一阈值的情况下，且压力差值小于等于第二阈值的情况下，确定运动状态为第二状态，其中，第二状态用于表征机器人在水平面上运动；在压力差值大于第二阈值的情况下，确定运动状态为第三状态，其中，第三状态用于表征机器人下坡；其中，第二阈值大于第一阈值。

可选地，在目标压力值用于表征第二区域的压力值的情况下，基于压力差值，确定机器人的运动状态，包括：在压力差值小于第三阈值的情况下，确定运动状态为第三状态；在压力差值大于等于第三阈值的情况下，且压力差值小于等于第四阈值的情况下，确定运动状态为第二状态；在压力差值大于第四阈值的情况下，确定运动状态为第一状态；其中，第四阈值大于第三阈值。

可选地，在运动姿态为第二姿态的情况下，目标压力值用于表征两个部位的第一区域的压力值之和，或两个部位的第二区域的压力值之和。

可选地，该方法还包括：基于压力参数，确定第一压力值和第二压力值，其中，第一压力值用于表征第一部位的第一区域的压力值，第二压力值用于表征第一部位的第二区域的压力值；基于第一压力值和第二压力值，确定压力分布函数；基于压力分布函数和预设对应关系，确定机器人所处平面与水平面之间的夹角，其中，预设对应关系用于表征不同压力分布函数与不同夹角之间的对应关系。

根据本发明实施例的另一个方面，还提供了一种机器人的检测装置，包括：获取模块，用于获取机器人的压力参数和角度参数，其中，压力参数用于表征机器人的第一部位的压力值，角度参数用于表征第一部位与其他部位连接处的角度；第一确定模块，用于基于压力参数和角度参数，确定机器人的运动姿态，其中，运动姿态用于表征机器人的第一部位与机器人所在平面接触的姿态；第二确定模块，用于基于运动姿态和压力参数，确定机器人的运动状态，其中，运动状态用于表征机器人在不同场景下进行运动的状态。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机存储介质存储有多条指令，指令适于由处理器加载并执行上述的机器人的控制方法。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种机器人，包括：处理器和存储器；其中，存储器存储有计算机程序，计算机程序适于由处理器加载并执行上述的机器人的控制方法。

在本发明实施例中，可以先获取机器人的第一部位的压力值和机器人各个部位连接处的角度，然后基于获取到的压力值和角度确定机器人的第一部位与机器人所在平面接触的姿态，最后基于运动姿态和压力参数来确定机器人在不同场景下进行运动的状态，能够根据机器人所受到的压力值实时的确定出机器人在不同场景下进行运动的状态，以便机器人能够更好的适应环境，从而更加精确地输出用户所需要的助力能量。进而解决了相关技术中机器人的环境适应性差，从而导致机器人难以输出用户所需要的助力能量的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的一种机器人的状态检测方法的流程图；

图2是根据本申请实施例的一种穿戴者的骨骼和肌肉模型的示意图；

图3是根据本申请实施例的一种外骨骼脚底板的结构示意图；

图4是根据本申请实施例的另一种外骨骼脚底板的结构示意图；

图5是根据本申请实施例的一种水平地面上单足支撑相(即站立时的单足支撑状态)下外骨骼脚底板与地面环境交互力的示意图；

图6是根据本申请实施例的一种水平地面上双足支撑相(即站立时的双足支撑状态)下外骨骼脚底板与地面环境交互力的示意图；

图7是根据本申请实施例的一种下坡时单足支撑相下外骨骼脚底板与斜坡地面环境交互力的示意图；

图8是根据本申请实施例的一种上坡时单足支撑相下外骨骼脚底板与斜坡地面环境交互力的示意图；

图9是根据本申请实施例的另一种机器人的状态检测方法的流程图；

图10是根据本申请实施例的一种基于足底压力分布的外骨骼机器人所处环境坡度检测方法的硬件框图；

图11是根据本申请实施例的一种机器人的状态检测装置的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

机器人的硬件部分由机械组件、控制器、传感器等部分所构成，由整体结构件结合到一起，同时也由专用的软件系统作为支撑，其中机械组件包括机械腿和机械脚，其中，机械腿用于支撑人体的腿部，机械脚用于支撑人体的脚部，其中，控制器用于控制机器人的机械腿和机械脚辅助人体运动。

实施例1

根据本申请实施例，提供了一种机器人的状态检测方法，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中使出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本申请实施例的一种机器人的状态检测方法的流程图，如图1所示，该方法可以包括如下步骤：

步骤S102，获取机器人的压力参数和角度参数。

其中，压力参数用于表征机器人的第一部位的压力值，角度参数用于表征机器人各个部位连接处的角度。

上述步骤中的机器人可以是外骨骼机器人，其中，外骨骼机器人是一种人机结合的可穿戴式机器人，即穿戴在使用者身体外部的一种智能机械结构，将人体感觉器官、人体思维器官、人体运动器官与机器感知系统、机器智能处理中心、机器控制执行系统相耦合的可穿戴设备。

另外，外骨骼穿戴者和外骨骼机器人可以是一个整体的耦合系统，也称作人体与外骨骼耦合系统。人体与外骨骼在人体各处(例如：脚步、小腿部、大腿部、腰部等部位)通过绑带、夹套等连接结构进行连接，实现外骨骼在人体上的锚定，外骨骼跟随人体的肢体运动，起到支撑和助力的作用。其中，外骨骼机器人的脚底板与人体足部进行连接，使得外骨骼脚底板跟随人体足部移动或转动，外骨骼机器人的脚底板支撑人体与外骨骼耦合系统的总重量。并且，外骨骼机器人通过外骨骼脚底板实现在步行状态下的人体与外骨骼耦合系统与地面环境的交互，穿戴外骨骼后的人体不会直接接触地面环境，如图2所示为穿戴者的骨骼和肌肉模型的示意图，其中，1表示外骨骼穿戴者的脚，2表示外骨骼脚底板。

在一种可选的实施例中，上述步骤中的第一部位可以是外骨骼机器人与人体足部接触的部位，例如：外骨骼脚底板，还可以是外骨骼机器人与人体手部接触的部位，例如：外骨骼手掌。在第一部位为外骨骼脚底板的情况下，压力参数可以是人体的足底对外骨骼脚底板产生压力的压力值；在第一部位为外骨骼手掌的情况下，压力参数可以是人体手部对外骨骼手掌产生压力的压力值。

在另一种可选的实施例中，可以通过第一部位的压力传感器来获取机器人的压力参数。如图3所示为外骨骼脚底板的结构示意图，其中，3表示外骨骼的脚跟压力传感区、4表示外骨骼的脚掌压力传感区，5表示外骨骼脚底板与地面接触侧，6表示外骨骼脚底板与人体接触侧，在地面接触侧分布有脚掌压力传感器和脚跟压力传感器。与人体接触侧的人体脚掌与外骨骼脚底板接触位置相对应的地面接触侧的位置，是脚掌压力传感器，也就是说，在外骨骼脚底板的前部区域为脚掌压力传感器；在与人体接触侧的人体脚跟与外骨骼脚底板接触位置相对应的地面接触侧的位置，是脚跟压力传感区，也就是说，在外骨骼脚底板的后部区域是脚跟压力传感器。

需要说明的是，脚掌压力传感器和脚跟压力传感器的形态并不固定，只要其区域位置大概满足和穿戴外骨骼后的人体脚掌和脚跟位置对应即可。

在一种可选的实施例中，脚掌压力传感器和脚跟压力传感器可以是由传感器组成的连续的区域，也可以是若干离散区域组合而成的区域。如图4所示为外骨骼脚底板的结构示意图，其中，3表示外骨骼的脚跟压力传感区、4表示外骨骼的脚掌压力传感区，5表示外骨骼脚底板与地面接触侧，6表示外骨骼脚底板与人体接触侧，不同形态的压力传感器区域检测到的结果被处理为：作用于脚掌压力传感器和脚跟压力传感器的合力，合力的作用点分别为脚掌压力传感器和脚跟压力传感器的区域中心。

上述步骤中的角度参数可以是外骨骼机器人髋部(与人体腰部通过绑带等相互连接)与外骨骼左下肢之间的角度，外骨骼左下肢各个关节之间的角度，外骨骼左下肢与机器人左脚底板的之间的角度，外骨骼机器人髋部与外骨骼右下肢之间的角度，外骨骼右下肢各个关节之间的角度，外骨骼右下肢与机器人右脚底板之间的角度。其中，角度参数可以通过设置在各个部位之间的角度传感器获取。

步骤S104，基于压力参数和角度参数，确定机器人的运动姿态。

其中，运动姿态用于表征机器人第一部位与机器人所在平面接触的姿态。

上述步骤中，机器人的运动姿态可以是单足着地、双足着地，其中，双足着地可以是左右足部并齐双足着地，还可以是左右足部一前一后双足着地。

在一种可选的实施例中，人体穿戴外骨骼传感器处于步行状态时，人体双足在支撑相和摆动相交替循环切换，外骨骼脚底板也在支撑相和摆动相交替循环切换。摆动相下的外骨骼脚底板不与地面接触，无法检测到地面压力。具体的，可以通过压力参数来判断左右外骨骼脚底板是否存在压力值，进而可以检测到是否有外骨骼脚底板处于摆动相以确定机器人现在的运动姿态是单足着地还是双足着地。

在另一种可选的实施例中，人体穿戴外骨骼传感器处于站立状态时，双足同时着地，但是可能出现左右外骨骼脚底板一前一后双足着地，还可能出现左右外骨骼脚底板并齐双足着地。具体的，可以通过角度参数来确定左右外骨骼脚底板相对于外骨骼髋部结构的位置，通过比较左右外骨骼脚底板相对于外骨骼髋部结构的位置差来判断左右外骨骼脚底板是否并齐。

示例性的，可以将外骨骼的髋部结构作为外骨骼左下肢和右下肢共同的结构根节点，再根据外骨骼左下肢各个关节的角度推算左外骨骼脚底板相对于外骨骼的髋部结构位置；同理，再根据外骨骼右下肢各个关节的角度推算右外骨骼脚底板相对于外骨骼的髋部结构位置；比较左右两侧外骨骼脚底板是否前向并齐。

步骤S106，基于运动姿态和压力参数，确定机器人的运动状态。

其中，运动状态用于表征机器人在不同场景下进行运动的状态。

上述步骤中的不同场景可以是机器人上坡、机器人在水平面上运动、机器人下坡。

在一种可选的实施例中，可以在运动姿态为外骨骼脚底板单足着地的情况下，根据着地的外骨骼脚底板的压力参数来确定机器人的运动状态。

在另一种可选的实施例中，可以在运动姿态为左右外骨骼脚底板并齐双足着地的情况下，根据左右外骨骼脚底板的压力参数的合力来确定机器人的运动状态。

在另一种可选的实施例中，可以在运动姿态为左右外骨骼脚底板一前一后双足着地的情况下，此时为了计算的简易性，可以不确定机器人的运动状态，在机器人的运动姿态为外骨骼脚底板单足着地或者左右外骨骼脚底板并齐双足着地的情况下，再根据获取到的压力参数来确定机器人的运动状态，以便在减少计算的同时可以确定机器人的运动状态。

在又一个可选的实施例中，当确定机器人的运动状态为上坡时，可以通过控制器控制机器人输出可以辅助人体进行上坡的助力能量，当确定机器人的运动状态为下坡时，可以通过控制器控制机器人输出可以辅助人体进行下坡的助力能量，当确定机器人的运动状态为在水平面上运动时，可以通过控制器控制机器人输出可以辅助人体在水平面上运动的助力能量，从而使机器人可以更好的为人体进行助力。

通过上述步骤，可以先获取机器人的第一部位的压力值和机器人各个部位连接处的角度，然后基于获取到的压力值和角度确定机器人的第一部位与机器人所在平面接触的姿态，最后基于运动姿态和压力参数来确定机器人在不同场景下进行运动的状态，能够根据机器人所受到的压力值实时的确定出机器人在不同场景下进行运动的状态，以便机器人能够更好的适应环境，从而更加精确地输出用户所需要的助力能量。进而解决了相关技术中机器人的环境适应性差，从而导致机器人难以输出用户所需要的助力能量的技术问题。

可选地，第一部位包括两个部位，其中，基于压力参数和角度参数，确定机器人的运动姿态，包括：基于压力参数，确定第一部位包括的多个部位是否与机器人所在平面接触；在任意一个部位未与平面接触的情况下，确定运动姿态为第一姿态；在两个部位均与平面接触的情况下，基于角度参数，确定机器人的运动姿态。

上述步骤中的第一部位包括的多个部位可以是左外骨骼脚底板和右外骨骼脚底板。上述步骤中的第一姿态可以是外骨骼脚底板单足着地。

在一种可选的实施例中，压力参数可以是左右外骨骼脚底板上的压力传感器获取到的压力值，其中，压力参数可以是左右骨骼脚底板的脚掌压力值、左右外骨骼脚底板的脚跟压力值，也就是说，压力参数实际上是获取到的四个压力值，

示例性的，当只获取到两个压力值的情况下，可以确定机器人有一个外骨骼脚底板未与机器人所在平面接触，也就是说，机器人当前的运动姿势为外骨骼脚底板单足着地。当获取到四个压力值的情况下，可以确定机器人的左右外骨骼脚底板均与机器人所在平面接触，此时，可以确定机器人当前的运动姿势为外骨骼脚底板双足着地。

进一步地，可以根据角度参数来确定两个部位均与平面接触的情况下，机器人的外骨骼脚底板双足着地的姿势。

可选地，基于角度参数，确定运动姿态，包括：基于角度参数，确定两个部位和机器人的第二部位在平面上的投影位置；获取每个部位的投影位置与第二部位的投影位置的差值，得到两个位置差；在两个位置差相同的情况下，确定运动姿态为第二姿态；在两个位置差不同的情况下，确定运动姿态为第三姿态。

上述步骤中的第二部位可以是外骨骼的髋部结构。上述步骤中的第二姿态可以是左右外骨骼脚底板并齐双足着地，第三姿态可以是左右外骨骼脚底板一前一后着地。

在一种可选的实施例中，外骨骼的髋部结构与外骨骼左下肢连接，外骨骼左下肢与左外骨骼脚底板连接。可以获取外骨骼的髋部结构与外骨骼左下肢连接部处的角度，外骨骼左下肢与做外骨骼脚底板之间的角度，外骨骼左下肢各个关节之间的角度，根据以上获取到的角度可以推算出外骨骼的髋部结构相对于左外骨骼脚底板的位置，由此，可以先确定出做左外骨骼脚底板的投影位置，然后基于角度参数确定出外骨骼的髋部结构的投影位置，并获取左外骨骼脚底板的投影位置与外骨骼髋部投影位置的差值，得到第一位置差；需要说明的是，当计算左外骨骼脚底板的投影位置与外骨骼髋部投影位置的差值时，外骨骼髋部的投影位置可以是外骨骼髋部与外骨骼左下肢连接处的投影位置。

同理，可以获取到右外骨骼脚底板的投影位置与外骨骼髋部投影位置的差值，得到第二位置差；需要说明的是，当计算右外骨骼脚底板的投影位置与外骨骼髋部投影位置的差值时，外骨骼髋部的投影位置可以是外骨骼髋部与外骨骼右下肢连接处的投影位置。

在另一种可选的实施例中，第二部位的投影位置可以是第二部位的中心在机器人所在平面上的投影位置，例如，外骨骼髋部的中心在机器人所在平面上的投影位置。

在又一种可选的实施例中，当第一位置差与第二位置差相同的情况下，可以确定外骨骼机器人的运动姿态为左右外骨骼脚底板并齐双足着地；当第一位置差与第二位置差不相同的情况下，可以外骨骼机器人的运动姿态为确定左右外骨骼脚底板一前一后双足着地。

可选地，基于运动姿态和压力参数，确定机器人的运动状态，包括：基于运动姿态和压力参数，确定目标压力值，其中，目标压力值用于表征第一部位的第一区域的压力值或第二区域的压力值；获取目标压力值与目标预设压力值的压力差值；基于压力差值，确定机器人的运动状态。

上述步骤中第一部位的第一区域可以是外骨骼脚底板的脚掌，第一部位的第二区域可以是外骨骼脚底板的脚跟。

在一种可选的实施例中，当只有一个外骨骼脚底板着地的情况下，可以将着地的外骨骼脚底板的脚掌的压力值或脚跟压力值作为目标压力值；当左右外骨骼脚底板都着地的情况下，可以将左右外骨骼脚底板的脚掌的压力值的合力或者左右外骨骼脚底板的脚跟的压力值的合理作为目标压力值。

在另一种可选的实施例中，当目标压力值为一个外骨骼脚底板着地的脚掌的压力值时，目标预设压力值可以是预先测量的外骨骼脚底板的脚掌在水平面运动时所获取到的压力值；当目标压力值为一个外骨骼脚底板着地的脚跟的压力值时，目标预设压力值可以是预先测量的外骨骼脚底板的脚跟在水平面运动时所获取到的压力值；当目标压力值为左右外骨骼脚底板的脚掌的压力值的合力时，目标预设压力值可以是预先测量的左右外骨骼脚底板的脚掌在水平面运动时所获取到的压力值的合力；当目标压力值为左右外骨骼脚底板的后脚掌的压力值的合力时，目标预设压力值可以是预先测量的外骨骼脚底板的脚跟在水平面运动时所获取到的压力值的合力。

在又一种可选的实施例中，可以根据目标压力值和预设压力值确定一个压力差值，根据该压力差值和判断阈值可以确定机器人的运动状态，其中，判断阈值可以根据传感器的精度、准确率要求、精确率要求等进行调整。

可选地，在运动姿态为第二姿态的情况下，目标压力值用于表征两个部位的第一区域的压力值之和，或两个部位的第二区域的压力值之和。

在一种可选的实施例中，当运动姿态为左右外骨骼脚底板并齐双足着地的情况下，目标压力值可以是左右外骨骼脚底板的脚掌压力值之和，或者左右外骨骼脚底板的脚跟压力值之和。

下面结合图5至图8对外骨骼脚底板与环境之间的交互力进行分析。

当人体与外骨骼耦合系统在水平地面上时，即环境坡度为0度。如图5所示为水平地面上单足支撑相(即行走时的单足支撑状态)下外骨骼脚底板与地面环境交互力的示意图(侧视图)。如图6所示为水平地面上双足支撑相(即站立时的双足支撑状态)下外骨骼脚底板与地面环境交互力的示意图(轴测图)，其中，3表示外骨骼的脚跟压力传感区、4表示外骨骼的脚掌压力传感区，7表示支撑相的外骨骼脚底板，8表示摆动相的外骨骼脚底板，9表示人体与外骨骼耦合系统的重心，10表示水平地面。分别分析如下：

如图5所示，水平地面上，人体与外骨骼耦合系统单足支撑于地面时，支撑相外骨骼脚底板的受力分别为：脚跟压力传感区检测到力

称之为水平地面上的单足支撑脚跟压力；脚掌压力传感区检测到力

称之为水平地面上的单足支撑脚掌压力。人体与外骨骼耦合系统的重力用G表示。重力G到脚掌压力传感区中心(即

的作用点)的垂直距离记为

也即是重力相对于脚掌压力传感区中心力臂；重力G到脚跟压力传感区中心(即

的作用点)的垂直距离记为

也即是重力相对于脚跟压力传感区中心力臂。脚掌压力传感区中心到脚跟压力传感区中心的距离记为L_hs。以脚跟压力传感区中心为支点，根据几何和力学计算可知：

以脚掌压力传感区中心为支点进行计算，可得式1的互补方程式：

如图6所示，其中，7表示支撑相的外骨骼脚底板，9表示人体与外骨骼耦合系统的重心，10表示水平地面。水平地面上，人体与外骨骼耦合系统双足支撑于地面时，右侧外骨骼脚底板和左侧外骨骼脚底板都能够检测到与地面之间的压力。右侧外骨骼脚底板的受力分别为：脚跟压力传感区检测到力

称之为水平地面上的双足支撑右侧脚跟压力；脚掌压力传感区检测到力

称之为水平地面上的双足支撑右侧脚掌压力。左侧外骨骼脚底板的受力分别为：脚跟压力传感区检测到力

称之为水平地面上的双足支撑左侧脚跟压力；脚掌压力传感区检测到力

称之为水平地面上的双足支撑左侧脚掌压力。本申请中，人体与外骨骼耦合系统双足支撑时已经限定左右两侧外骨骼脚底板并齐。故在前后方向上，重力G到左侧脚掌压力传感区中心的垂直距离与重力G到右侧脚掌压力传感区中心的垂直距离是相等的，也都记为

同理，在前后方向(前进方向)上，重力G到左侧脚跟压力传感区中心的垂直距离与重力G到右侧脚跟压力传感区中心的垂直距离是相等的，也都记为

双足并齐站立和行走时单足支撑相两种情况下，重力相对脚掌压力检测区中心(或者中心的投影)的力臂以及相对于脚跟压力检测区中心(或者中心的投影)的力臂的大小是由环境坡度决定，与双足并齐站立还是行走时单足支撑相无关，所以位置关系采用相同的符号表示。在双足并齐站立的前后方向(前进方向)上，以左右脚跟压力传感区中心的投影点为支点，根据几何和力学计算可知：

在双足并齐站立的前后方向(前进方向)上，以左右脚掌压力传感区中心的投影点为支点进行几何和力学计算，可得式3的互补方程式：

当人体与外骨骼耦合系统在下坡时，假设环境坡度为θ(<0)度。如图7所示为下坡时单足支撑相下外骨骼脚底板与斜坡地面环境交互力的示意图(侧视图)，其中，3表示外骨骼的脚跟压力传感区、4表示外骨骼的脚掌压力传感区，7表示支撑相的外骨骼脚底板，8表示摆动相的外骨骼脚底板，9表示人体与外骨骼耦合系统的重心，11表示斜坡。下坡时，单脚支撑状态下，支撑相外骨骼脚底板的受力分别为：脚跟压力传感区检测到力

称之为下坡时单足支撑脚跟压力；脚掌压力传感区检测到力

称之为下坡时单足支撑脚掌压力。人体与外骨骼耦合系统的重力G到脚掌压力传感区中心的垂直距离记为

也即是下坡时重力相对于脚掌压力传感区中心的力臂；重力G到脚跟压力传感区中心的垂直距离记为

也即是重力相对于脚跟压力传感区中心力臂。不管是水平还是各类斜坡，脚掌压力传感区中心到脚跟压力传感区中心的距离不变仍为L_hs。以脚跟压力传感区中心为支点，根据几何和力学计算可知：

以脚掌压力传感区中心为支点进行计算，可得式5的互补方程式：

下坡时，人体与外骨骼耦合系统双足支撑于地面时，右侧外骨骼脚底板和左侧外骨骼脚底板都能够检测到与地面之间的压力。下坡时，右侧外骨骼脚底板的受力分别为：脚跟压力传感区检测到力

称之为下坡时的双足支撑右侧脚跟压力；脚掌压力传感区检测到力

称之为下坡时的双足支撑右侧脚掌压力。下坡时，左侧外骨骼脚底板的受力分别为：脚跟压力传感区检测到力

称之为下坡时的双足支撑左侧脚跟压力；脚掌压力传感区检测到力

称之为下坡时的双足支撑左侧脚掌压力。本申请中，人体与外骨骼耦合系统双足支撑时已经限定左右两侧外骨骼脚底板并齐。故在下坡时的前后方向上，重力G到左侧脚掌压力传感区中心的垂直距离与重力G到右侧脚掌压力传感区中心的垂直距离是相等的，也都记为

同理，在下坡时前后方向上，重力G到左侧脚跟压力传感区中心的垂直距离与重力G到右侧脚跟压力传感区中心的垂直距离是相等的，也都记为

在双足并齐站立的前后方向(前进方向)上，以左右脚跟压力传感区中心的投影点为支点，根据几何和力学计算可知：

在双足并齐站立的前后方向(前进方向)上，以左右脚掌压力传感区中心的投影点为支点进行几何和力学计算，可得式7的互补方程式：

当人体与外骨骼耦合系统在上坡时，假设环境坡度为θ(<0)度。如图8所示为上坡时单足支撑相下外骨骼脚底板与斜坡地面环境交互力的示意图(侧视图),其中，3表示外骨骼的脚跟压力传感区、4表示外骨骼的脚掌压力传感区，7表示支撑相的外骨骼脚底板，8表示摆动相的外骨骼脚底板，9表示人体与外骨骼耦合系统的重心，11表示斜坡。上坡时，单脚支撑状态下，支撑相外骨骼脚底板的受力分别为：脚跟压力传感区检测到力

称之为上坡时单足支撑脚跟压力；脚掌压力传感区检测到力

称之为上坡时单足支撑脚掌压力。人体与外骨骼耦合系统的重力G到脚掌压力传感区中心的垂直距离记为

也即是上坡时重力相对于脚掌压力传感区中心的力臂；重力G到脚跟压力传感区中心的垂直距离记为

也即是重力相对于脚跟压力传感区中心力臂。脚掌压力传感区中心到脚跟压力传感区中心的距离不变仍为L_hs。以脚跟压力传感区中心为支点，根据几何和力学计算可知：

以脚掌压力传感区中心为支点进行计算，可得式9的互补方程式：

上坡时，人体与外骨骼耦合系统双足支撑于地面时，右侧外骨骼脚底板和左侧外骨骼脚底板都能够检测到与地面之间的压力。上坡时，右侧外骨骼脚底板的受力分别为：脚跟压力传感区检测到力

称之为上坡时的双足支撑右侧脚跟压力；脚掌压力传感区检测到力

称之为上坡时的双足支撑右侧脚掌压力。上坡时，左侧外骨骼脚底板的受力分别为：脚跟压力传感区检测到力

称之为上坡时的双足支撑左侧脚跟压力；脚掌压力传感区检测到力

称之为上坡时的双足支撑左侧脚掌压力。本申请中，人体与外骨骼耦合系统双足支撑时已经限定左右两侧外骨骼脚底板并齐。故在上坡时的前后方向上，重力G到左侧脚掌压力传感区中心的垂直距离与重力G到右侧脚掌压力传感区中心的垂直距离是相等的，也都记为

同理，在上坡时的前后方向上，重力G到左侧脚跟压力传感区中心的垂直距离与重力G到右侧脚跟压力传感区中心的垂直距离是相等的，也都记为

在双足并齐站立的前后方向(前进方向)上，以左右脚跟压力传感区中心的投影点为支点，根据几何和力学计算可知：

在双足并齐站立的前后方向(前进方向)上，以左右脚掌压力传感区中心的投影点为支点进行几何和力学计算，可得式11的互补方程式：

利用足底压力分布检测环境坡度方法，既能够在人体与外骨骼耦合系统行走时检测斜坡坡度，也能够在人体与外骨骼耦合系统双足并齐站立时检测斜坡坡度。行走和双足站立有效地覆盖了人体与外骨骼耦合系统的正常运动状态。左右两侧外骨骼脚底板都能检测到地面压力值，就可判断处于双足并齐着地状态；左右两侧外骨骼脚底板中有一外骨骼脚底板没有检测到地面压力而同时另一个能够检测到地面压力，就可判断处于行走时单腿支撑相。

可选地，在目标压力值用于表征第一区域的压力值的情况下，基于压力差值，确定机器人的运动状态，包括：在压力差值小于第一阈值的情况下，确定运动状态为第一状态，其中，第一状态用于表征机器人上坡；在压力差值大于等于第一阈值的情况下，且压力差值小于等于第二阈值的情况下，确定运动状态为第二状态，其中，第二状态用于表征机器人在水平面上运动；在压力差值大于第二阈值的情况下，确定运动状态为第三状态，其中，第三状态用于表征机器人下坡；其中，第二阈值大于第一阈值。

在目标压力值用于表征外骨骼脚底板脚掌区域的压力值的情况下，可以通过以下方式确定机器人的运动状态。

在行走情况下，已知人体与外骨骼耦合系统处于水平地面时，式1成立：

在行走情况下，处于下坡状态时，式5成立：

在行走情况下，处于上坡状态时，式9成立：

无论任何状态下，人体与外骨骼耦合系统的重力G都不会改变，同时脚掌压力传感区中心到脚跟压力传感区中心的距离L_hs不会改变。如图5、图7、图8所显示的那样，三种状态下，重力G到脚跟压力传感区中心的垂直距离(也即是重力相对于脚跟压力传感区中心力臂)具有如下关系：

式1、式5、式9、式13联立，可知行走时，上坡、水平、下坡三种环境下具有如下压力关系：

也就是说，行走情况下，水平、下坡、上坡三种环境状态下，上坡状态下脚掌压力传感区检测到力

最小，水平地面上脚掌压力传感区检测到力

适中，下坡状态下脚掌压力传感区检测到力

最大。穿戴者和外骨骼确定的情况下，水平地面行走时脚掌压力传感区检测到力(水平地面上的单足支撑脚掌压力)

可以视作确定，可以事先测量获得。将水平地面行走时脚掌压力

作为标准参考值，即可通过比较实际测得的步行时脚掌压力F_s的大小，推测人体与外骨骼耦合系统是处于上坡、水平地面还是下坡：

1、当满足

可知人体与外骨骼耦合系统处于上坡环境；

2、当满足

可知人体与外骨骼耦合系统处于水平地面；

3、当满足

可知人体与外骨骼耦合系统处于下坡环境；

其中T₁为判断阈值，可以根据传感器的精度、准确率要求、精确率要求等进行调整。称该判据为行走斜坡判据。

需要说明的是，上述步骤中的第一阈值为-|T₁|，上述步骤中的第二阈值为|T₁|。

当第一步中确定人体与外骨骼耦合系统处于双足站立情况下时，类比步行情况下的分析，利用足底压力分布检测环境，确定环境是水平面、下坡还是上坡。双足站立于水平面上有式3成立：

下坡方向上双足站立时，有式7成立：

上坡方向上双足站立时，有式11成立：

双足并齐站立和行走时单足支撑相两种情况下，重力相对脚掌压力检测区的力臂以及相对于脚跟压力检测区的力臂的大小是由环境坡度决定。双足并齐站立情况在三种环境状态下，重力G到脚掌压力传感区中心在前后方向上的投影点的垂直距离(也即是重力相对于脚掌压力传感区的力臂)关系式13仍然成立：

式3、式7、式11、式13联立，可知双足站立时，上坡、水平、下坡三种环境下具有如下压力关系：

式17可知，双足并齐站立时判断环境斜坡状态需要左右脚掌压力传感值的和之间进行比较。双足站立时，上坡状态下左右两侧脚掌压力传感区检测到力之和

最小，水平地面上左右两侧脚掌压力传感区检测到力之和

适中，下坡状态下左右两侧脚掌压力传感区检测到力之和

最大。穿戴者和外骨骼确定的情况下，水平地面行走时左右两侧脚掌压力传感区检测到力之和

可以视作确定，可以事先测量获得。将水平地面行走时左右两侧脚掌压力之和

作为标准参考值，即可通过比较实际测得的双足站立时左右两侧脚掌压力之和_lF_s+_rF_s的大小(其中，_lF_s为双足站立时左侧脚掌检测区检测到的压力值，_lF_s为双足站立时右侧脚掌检测区检测到的压力值)，推测人体与外骨骼耦合系统是处于上坡、水平地面还是下坡：

1、当满足

可知人体与外骨骼耦合系统处于上坡环境；

2、当满足

可知人体与外骨骼耦合系统处于水平地面；

3、当满足

可知人体与外骨骼耦合系统处于下坡环境；

其中，T₂为判断阈值，可以根据传感器的精度、准确率要求、精确率要求等进行调整。称该判据为站立斜坡判据。

可选地，在目标压力值用于表征第二区域的压力值的情况下，基于压力差值，确定机器人的运动状态，包括：在压力差值小于第三阈值的情况下，确定运动状态为第三状态；在压力差值大于等于第三阈值的情况下，且压力差值小于等于第四阈值的情况下，确定运动状态为第二状态；在压力差值大于第四阈值的情况下，确定运动状态为第一状态；其中，第四阈值大于第三阈值。

由于式1、式5、式9都存在对应的互补方程式，即式2、式6、式10，

如图4、图6、图7所显示的那样，三种状态下，重力G到脚掌压力传感区中心的垂直距离(也即是重力相对于脚掌压力传感区中心力臂)具有如下关系：

式15可视作式13的互补不等式。式2、式6、式10、式15联立，可知行走时，上坡、水平、下坡三种环境下具有如下压力关系：

也就是说，行走情况下，下坡、水平、上坡三种环境状态下，下坡状态下脚跟压力传感区检测到力

最小，水平地面上脚跟压力传感区检测到力

适中，上坡状态下脚跟压力传感区检测到力

最大。穿戴者和外骨骼确定的情况下，水平地面行走时脚跟压力传感区检测到力(水平地面上的单足支撑脚跟压力)

可以视作确定，可以事先测量获得。通过将水平地面行走时脚跟压力传感区检测到力(水平地面上的单足支撑脚跟压力)

作为标准参考值，即可通过比较实际测得步行时脚跟压力的大小，推测人体与外骨骼耦合系统是处于下坡、水平地面还是上坡。

1、当满足

可知人体与外骨骼耦合系统处于下坡环境；

2、当满足

可知人体与外骨骼耦合系统处于水平地面；

3、当满足

可知人体与外骨骼耦合系统处于上坡环境；

其中T₁'为判断阈值，可以根据传感器的精度、准确率要求、精确率要求等进行调整。称该判据为行走斜坡互补判据。

式16可以视作是式14的互补不等式，两个不等式同时成立。通过式16判断得到的环境状态，用于进一步加强确认通过式14判断获得的环境状态的结论。如果式16和式14的结论不一致，可以推测足底压力信号传感信号存在误差、环境判断阈值设置有误等问题。

双足并齐着地状态下，式3、式7、式11也都存在对应的互补方程式，即式4、式8、式12，

类比单足着地状态，双足并齐着地状态下，三种斜坡环境下，重力G力臂也具有如下关系：

式4、式8、式12、式15联立，可知双足并齐着地状态时，上坡、水平、下坡三种环境下具有如下压力关系：

式18可知，双足站立时，下坡状态下左右两侧脚跟压力传感区检测到力之和

最小，水平地面上左右两侧脚跟压力传感区检测到力之和

适中，上坡状态下左右两侧脚跟压力传感区检测到力之和

最大。穿戴者和外骨骼确定的情况下，水平地面行走时左右两侧脚跟压力传感区检测到力之和

可以视作确定，可以事先测量获得。可通过比较实际测得的步行时左右两侧脚跟压力之和_lF_h+rF_h的大小(其中，_lF_h为双足站立时左侧脚跟检测区检测到的压力值，_lF_h为双足站立时右侧脚跟检测区检测到的压力值)，推测人体与外骨骼耦合系统是处于下坡、水平地面还是上坡：

1、当满足

可知人体与外骨骼耦合系统处于下坡环境；

2、当满足

可知人体与外骨骼耦合系统处于水平地面；

3、当满足

可知人体与外骨骼耦合系统处于上坡环境；

其中T₂'为判断阈值，可以根据传感器的精度、准确率要求、精确率要求等进行调整。称该判据为站立斜坡互补判据。

式18可以视作是式17的互补不等式，两个不等式同时成立。通过式18判断得到的环境状态，用于进一步加强确认通过式17判断获得的环境状态的结论。如果式18和式17的结论不一致，可以推测足底压力信号传感信号存在误差、环境判断阈值设置有误等问题。

可选地，该方法还包括：基于压力参数，确定第一压力值和第二压力值，其中，第一压力值用于表征第一部位的第一区域的压力值，第二压力值用于表征第一部位的第二区域的压力值；基于第一压力值和第二压力值，确定压力分布函数；基于压力分布函数和预设对应关系，确定机器人所处平面与水平面之间的夹角，其中，预设对应关系用于表征不同压力分布函数与不同夹角之间的对应关系。

在一种可选的实施例中，机器人所在平面的坡度可以用斜坡角度来表示，即机器人所处平面与水平面之间的夹角；还可以用斜坡的正切百分比表示。

在另一种可选的实施例中，预设对应关系可以是斜坡坡度与脚底压力分布函数之间的对应关系。

设置上坡的坡度数值为正、水平地面坡度为0、下坡的坡度数值为负。通过实验分析可知，正常生活环境中的斜坡环境下，人体与外骨骼耦合系统的脚掌压力与脚跟压力之间的分布存在单调的数学函数关系。构造斜坡坡度-压力分布之间单调递增函数关系如下，单足着地状态下的斜坡坡度-脚底压力分布函数：

双足并齐着地状态下的斜坡坡度-脚底压力分布函数：

称式19为单足着地状态下的斜坡坡度-压力分布函数，该函数映射用D₁表示，θ为斜坡坡度，F_h为支撑相外骨骼脚底板的脚跟检测区检测到的脚跟压力值，F_s为支撑相外骨骼脚底板的脚掌检测区检测到的脚掌压力值，F_h-F_s是对脚掌压力和脚跟压力之间的分布的描述，

是对压力分布的标准化处理(称为标准化的压力分布数值)。实验测得

即水平地面上脚跟压力稍大。实验测得，从下坡到上坡变化(坡度由负变正逐渐增大过程中)，脚跟所受压力F_h逐渐增大，而脚掌所受压力F_s逐渐减小。所以D₁是自变量为θ而因变量为

的单调递增函数。

实际的映射关系D₁可以通过实验获得。在实验环境下，通过间隔地调整斜坡坡度值(由日常生活环境的最大下坡坡度值逐渐变化到日常生活环境的最大上坡坡度值)获得斜坡坡度系列；对应于每一个实验中设定的坡度值，检测人体与外骨骼耦合系统在该坡度值的斜坡上行走时单脚支撑相下的脚掌压力和脚跟压力，计算得到对应坡度值的标准化的压力分布数值。获得的关于斜坡坡度和标准化的压力分布数值的拟合函数关系或者对应图标，就是映射关系D₁。当已知标准化的压力分布数值

时，可以通过D₁的逆映射获得斜坡坡度θ，而标准化的压力分布数值通过外骨骼脚底板的脚跟压力传感区和脚掌压力传感区实时检测获并计算得，所以斜坡坡度θ也可实时计算获得。

对比单足着地状态下的式19和双足并齐着地状态下的式20，可以知道式20的含义。对应于单足着地状态下的脚跟压力F_h，双足站立情况下的脚跟压力由左右侧脚跟压力组成，即_lF_h+_rF_h。同理，对应于单足着地状态下的脚掌压力F_s，双足站立情况下的脚掌压力由左右侧脚掌压力组成，即_lF_s+_rF_s。与D₁类似，D₂是自变量为斜坡坡度θ而因变量为标准化的压力分布数值

的单调递增函数，实际的映射D₂也通过实验获得。双足并齐着地状态下，当已知标准化的压力分布数值时，可以通过逆映射获得斜坡坡度，而标准化的压力分布数值通过左右两侧外骨骼脚底板的脚跟压力传感区和脚掌压力传感区实时检测获并计算得，所以斜坡坡度θ也可实时计算获得。

下面结合图9和图10对本发明一种优选的实施例进行详细说明。如图9所示，该方法可以包括如下步骤：

步骤S901，获取左侧脚底板脚掌压力、左侧脚底板脚跟压力、右侧脚底板脚掌压力、右侧脚底板脚跟压力；

步骤S902，判断左右两侧脚底板是否都有压力；若否，执行步骤S903，若是，执行步骤S909；

步骤S903，确定机器人为单足着地状态；

步骤S904，通过单足着地的斜坡判据确定机器人的运动状态；

步骤S905，通过单足着地的斜坡互补判据再次确定机器人的运动状态；

步骤S906，根据机器人的运动状态确定标准化的压力分布数值；

步骤S907，通过标准化压力分布数值确定单足着地状态下的斜坡坡度-脚底压力分布函数D₁的逆函数；

步骤S908，根据D₁的逆函数确定机器人所处斜坡的坡度θ；

步骤S909，确定机器人为双足并齐着地状态；

步骤S910，通过双足并齐着地的斜坡判据确定机器人的运动状态；

步骤S911，通过双足并齐着地的斜坡互补判据再次确定机器人的运动状态；

步骤S912，根据机器人的运动状态确定标准化的压力分布数值；

步骤S913，通过标准化压力分布数值确定双足并齐着地状态下的斜坡坡度-脚底压力分布函数D₂的逆函数；

步骤S914，根据D₂的逆函数确定机器人所处斜坡的坡度θ。

如图10所示为基于足底压力分布的外骨骼机器人所处环境坡度检测方法的硬件框图；其中，第一压力传感器101位于左侧外骨骼脚底板的脚跟压力传感区，用于收集左侧外骨骼脚底板脚跟的压力值，第二压力传感器102位于左侧外骨骼脚底板的脚掌压力传感区，用于收集左侧外骨骼脚底板脚掌的压力值，第三压力传感器103位于右侧外骨骼脚底板的脚跟压力传感区，用于收集右侧外骨骼脚底板脚跟的压力值，第四压力传感器104位于右侧外骨骼脚底板的脚掌压力传感区，用于收集右侧外骨骼脚底板脚掌的压力值；第一数据处理模块105用于采集和处理第一压力传感器和第二压力传感器的数据；第二数据处理模块106用于采集和处理第三压力传感器和第四压力传感器的数据；计算和存储计算模块107用于对采集到的外骨骼机器人的压力值进行计算和存储。

实施例2

根据本申请实施例，还提供了一种机器人的状态检测装置，该装置可以执行上述实施例中的机器人的状态检测方法，具体实现方式和优选应用场景与上述实施例相同，在此不做赘述。

图11是根据本申请实施例的一种机器人的状态检测装置的示意图，如图11所示，该装置包括：

获取模块112，用于获取机器人的压力参数和角度参数，其中，压力参数用于表征机器人的第一部位的压力值，角度参数用于表征第一部位与其他部位连接处的角度；

第一确定模块114，用于基于压力参数和角度参数，确定机器人的运动姿态，其中，运动姿态用于表征机器人的第一部位与机器人所在平面接触的姿态；

第二确定模块116，用于基于运动姿态和压力参数，确定机器人的运动状态，其中，运动状态用于表征机器人在不同场景下进行运动的状态。

可选地，第一确定模块包括：第一确定单元，用于基于压力参数，确定第一部位包含的多个部位是否与机器人所在平面接触；第一确定单元还用于在任意一个部位未与平面接触的情况下，确定运动姿态为第一姿态；第一确定单元还用于在两个部位均与平面接触的情况下，基于角度参数，确定机器人的运动姿态。

可选地，第一确定单元包括：第一确定子单元，用于基于角度参数，确定两个部位和机器人的第二部位在平面上的投影位置；获取子单元，用于获取每个部位的投影位置与第二部位的投影位置的差值，得到两个位置差；第一确定子单元还用于在两个位置差相同的情况下，确定运动姿态为第二姿态；第一确定子单元还用于在两个位置差不同的情况下，确定运动姿态为第三姿态。

可选地，第二确定模块，包括：第二确定单元，用于基于运动姿态和压力参数，确定目标压力值，其中，目标压力值用于表征第一部位的第一区域的压力值或第二区域的压力值；第一获取单元，用于获取目标压力值与目标预设压力值的压力差值；第二确定单元还用于基于压力差值，确定机器人的运动状态。

可选地，第二确定单元包括：第二确定子单元，用于在目标压力值用于表征第一区域的压力值，且在压力差值小于第一阈值的情况下，确定运动状态为第一状态，其中，第一状态用于表征机器人上坡；第二确定子单元还用于在压力差值大于等于第一阈值的情况下，且压力差值小于等于第二阈值的情况下，确定运动状态为第二状态，其中，第二状态用于表征机器人在水平面上运动；第二确定子单元还用于在压力差值大于第二阈值的情况下，确定运动状态为第三状态，其中，第三状态用于表征机器人下坡；其中，第二阈值大于第一阈值。

可选地，第二确定单元包括：第三确定子单元，用于在目标压力值用于表征第二区域的压力值，且在压力差值小于第三阈值的情况下，确定运动状态为第三状态；第三确定子单元还用于在压力差值大于等于第三阈值的情况下，且压力差值小于等于第四阈值的情况下，确定运动状态为第二状态；第三确定子单元还用于在压力差值大于第四阈值的情况下，确定运动状态为第一状态；其中，第四阈值大于第三阈值。

可选地，在本申请的上述实施例中，在运动姿态为第二姿态的情况下，目标压力值用于表征两个部位的第一区域的压力值之和，或两个部位的第二区域的压力值之和。

可选地，该装置还包括：第三确定模块，用于基于压力参数，确定第一压力值和第二压力值，其中，第一压力值用于表征第一部位的第一区域的压力值，第二压力值用于表征第一部位的第二区域的压力值；第四确定模块，用于基于第一压力值和第二压力值，确定压力分布函数；第五确定模块，用于基于压力分布函数和预设对应关系，确定机器人所处平面与水平面之间的夹角，其中，预设对应关系用于表征不同压力分布函数与不同夹角之间的对应关系。

实施例3

本申请实施例还提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质可以存储有多条指令，指令适于由处理器加载并执行如上述图1-图10所示实施例的方法步骤，具体执行过程可以参见图1-图10所示实施例的具体说明，在此不进行赘述。

实施例4

根据本申请实施例，还提供了一种机器人，包括：处理器和存储器；其中，存储器存储有计算机程序，计算机程序适于由处理器加载并执行上述实施例1中的机器人的控制方法。

通过本申请的上述实施例，可以先获取机器人的第一部位的压力值和机器人各个部位连接处的角度，然后基于获取到的压力值和角度确定机器人的第一部位与机器人所在平面接触的姿态，最后基于运动姿态和压力参数来确定机器人在不同场景下进行运动的状态，能够根据机器人所受到的压力值实时的确定出机器人在不同场景下进行运动的状态，以便机器人能够更好的适应环境，从而更加精确地输出用户所需要的助力能量。进而解决了相关技术中机器人的环境适应性差，从而导致机器人难以输出用户所需要的助力能量的技术问题。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (11)

1.一种机器人的状态检测方法，其特征在于，包括：

获取机器人的压力参数和角度参数，其中，所述压力参数用于表征所述机器人的第一部位的压力值，所述角度参数用于表征所述机器人各个部位连接处的角度；

基于所述压力参数和所述角度参数，确定所述机器人的运动姿态，其中，所述运动姿态用于表征所述机器人的第一部位与机器人所在平面接触的姿态；

基于所述运动姿态和所述压力参数，确定所述机器人的运动状态，其中，所述运动状态用于表征所述机器人在不同场景下进行运动的状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一部位包括两个部位，其中，基于所述压力参数和所述角度参数，确定所述机器人的运动姿态，包括：

基于所述压力参数，确定所述第一部位包含的多个部位是否与所述机器人所在平面接触；

在任意一个部位未与所述平面接触的情况下，确定所述运动姿态为第一姿态；

在所述两个部位均与所述平面接触的情况下，基于所述角度参数，确定所述机器人的运动姿态。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述角度参数，确定所述运动姿态，包括：

基于所述角度参数，确定所述两个部位和所述机器人的第二部位在所述平面上的投影位置；

获取每个部位的投影位置与所述第二部位的投影位置的差值，得到两个位置差；

在所述两个位置差相同的情况下，确定所述运动姿态为第二姿态；

在所述两个位置差不同的情况下，确定所述运动姿态为第三姿态。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述运动姿态和所述压力参数，确定所述机器人的运动状态，包括：

基于所述运动姿态和所述压力参数，确定目标压力值，其中，所述目标压力值用于表征所述第一部位的第一区域的压力值或第二区域的压力值；

获取所述目标压力值与目标预设压力值的压力差值；

基于所述压力差值，确定所述机器人的运动状态。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述目标压力值用于表征所述第一区域的压力值的情况下，基于所述压力差值，确定所述机器人的运动状态，包括：

在所述压力差值小于第一阈值的情况下，确定所述运动状态为第一状态，其中，所述第一状态用于表征所述机器人上坡；

在所述压力差值大于等于所述第一阈值的情况下，且所述压力差值小于等于第二阈值的情况下，确定所述运动状态为第二状态，其中，所述第二状态用于表征所述机器人在水平面上运动；

在所述压力差值大于所述第二阈值的情况下，确定所述运动状态为第三状态，其中，所述第三状态用于表征机器人下坡；

其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述目标压力值用于表征所述第二区域的压力值的情况下，基于所述压力差值，确定所述机器人的运动状态，包括：

在所述压力差值小于第三阈值的情况下，确定所述运动状态为第三状态；

在所述压力差值大于等于所述第三阈值的情况下，且所述压力差值小于等于第四阈值的情况下，确定所述运动状态为第二状态；

在所述压力差值大于所述第四阈值的情况下，确定所述运动状态为第一状态；

其中，所述第四阈值大于所述第三阈值。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，在所述运动姿态为第二姿态的情况下，所述目标压力值用于表征所述两个部位的第一区域的压力值之和，或所述两个部位的第二区域的压力值之和。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

基于所述压力参数，确定第一压力值和第二压力值，其中，所述第一压力值用于表征所述第一部位的第一区域的压力值，所述第二压力值用于表征所述第一部位的第二区域的压力值；

基于所述第一压力值和所述第二压力值，确定压力分布函数；

基于所述压力分布函数和预设对应关系，确定所述机器人所处平面与水平面之间的夹角，其中，所述预设对应关系用于表征不同压力分布函数与不同夹角之间的对应关系。

9.一种机器人的检测装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取机器人的压力参数和角度参数，其中，所述压力参数用于表征所述机器人的第一部位的压力值，所述角度参数用于表征第一部位与其他部位连接处的角度；

第一确定模块，用于基于所述压力参数和所述角度参数，确定所述机器人的运动姿态，其中，所述运动姿态用于表征所述机器人的第一部位与机器人所在平面接触的姿态；

第二确定模块，用于基于所述运动姿态和所述压力参数，确定所述机器人的运动状态，其中，所述运动状态用于表征所述机器人在不同场景下进行运动的状态。

10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行如权利要求1至8中任意一项的方法步骤。

11.一种机器人，其特征在于，包括：处理器和存储器；其中，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序适于由所述处理器加载并执行如权利要求1至8中任意一项的方法步骤。

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