CN113172635A - 双足机器人行走控制方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种双足机器人行走控制方法、装置、设备及存储介质，属于机器人自动控制技术领域。该方法包括：获取目标台阶的目标标签位置，目标标签设置于目标台阶上；根据目标标签位置确定目标台阶相对当前位置的高度信息；根据当前位置以及高度信息确定目标落脚点的位置；根据目标落脚点的位置以及双足机器人的当前质心位置，确定双足机器人的质心移动轨迹；控制双足机器人的双足按照质心移动轨迹对应的关节角度变换序列行走至目标落脚点。本申请可以根据楼梯的高度以及地面相关信息来确定上下楼梯的方式，提高了双足机器人的灵活性。

Description

双足机器人行走控制方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本申请涉及机器人行走技术领域，具体而言，涉及一种双足机器人行走控制方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

双足机器人目前主要应用于机器人竞赛的场景中，例如：机器人赛跑、机器人踢球等竞赛场景，为了实现机器人能够在竞赛场地中的自由走动或者实现机器人完成上下楼梯竞赛等情况，通常需要让双足机器人具有上下楼梯的功能。

现有技术中的双足机器人在上下楼梯时，通常是执行预设好的动作序列，也即是开环控制的过程，无法具体根据台阶高度和行走路面的情况进行对应设置，而是直接执行预设的上下楼梯的动作序列。

这就导致了在不同高度以及不同路面情况下，双足机器人不能自由更改动作的轨迹，在台阶较高或者路面不够平整时，可能会导致机器人摔倒或者无法上下楼梯等情况，导致机器人无法实现在竞赛场地中的自由走动或者上下楼梯的机器人竞赛等。

发明内容

本申请的目的在于提供一种双足机器人行走控制方法、装置、设备及存储介质，可以根据楼梯的高度以及地面相关信息来确定上下楼梯的方式，提高了双足机器人的灵活性。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请实施例的一方面，提供一种双足机器人行走控制方法，该方法包括：

获取目标台阶的目标标签位置，目标标签设置于目标台阶上；

根据目标标签位置确定目标台阶相对当前位置的高度信息；

根据当前位置以及高度信息确定目标落脚点的位置；

根据目标落脚点的位置以及双足机器人的当前质心位置，确定双足机器人的质心移动轨迹；

控制双足机器人的双足按照质心移动轨迹对应的关节角度变换序列行走至目标落脚点。

可选地，根据目标标签位置确定目标台阶相对当前位置的高度信息，包括：

获取当前位置对应的水平面位置；

根据目标台阶的目标标签位置相对水平面位置的距离确定高度信息。

可选地，获取当前位置的水平面位置，包括：

获取当前位置的标签位置，标签设置于当前位置上；

根据当前位置的标签位置确定当前位置的水平面位置。

可选地，根据当前位置的标签位置确定当前位置的水平面位置，包括：

获取当前位置的标签位置上至少三个点的坐标位置；

根据坐标位置确定当前位置的水平面位置。

可选地，根据目标落脚点的位置以及双足机器人的当前质心位置，确定双足机器人的质心移动轨迹，包括：

根据目标落脚点的位置确定双足机器人的目标质心位置；

根据目标质心位置、双足机器人的当前质心位置以及预设的倒立摆模型，确定质心移动轨迹。

可选地，控制双足机器人的双足按照质心移动轨迹对应的关节角度变换序列行走至目标落脚点，包括：

根据质心移动轨迹以及目标落脚点的位置，采用贝塞尔曲线差值算法确定双足机器人的摆动腿的运动轨迹；

根据摆动腿的运动轨迹以及逆运动学公式计算摆动腿的第一关节角度序列，第一关节角度序列为在摆动腿的运动轨迹中不同位置下每个关节角度的大小；

控制双足机器人的摆动腿按照第一关节角度序列行走至目标落脚点。

可选地，该方法还包括：

根据质心移动轨迹以及逆运动学公式计算支撑腿的第二关节角度序列，第二关节角度序列为当摆动腿在摆动腿的运动轨迹中不同位置时支撑腿的每个关节角度的大小；

控制双足机器人的支撑腿按照第二关节角度序列移动双足机器人的质心。

本申请实施例的另一方面，提供一种双足机器人行走控制装置，该装置包括：获取模块、高度确定模块、位置确定模块、轨迹确定模块以及行走模块；

获取模块，用于获取目标台阶的目标标签位置，目标标签设置于目标台阶上；

高度确定模块，用于根据目标标签位置确定目标台阶相对当前位置的高度信息；

位置确定模块，用于根据当前位置以及高度信息确定目标落脚点的位置；

轨迹确定模块，用于根据目标落脚点的位置以及双足机器人的当前质心位置，确定双足机器人的质心移动轨迹；

行走模块，用于控制双足机器人的双足按照质心移动轨迹对应的关节角度变换序列行走至目标落脚点。

可选地，高度确定模块，具体用于获取当前位置对应的水平面位置；根据目标台阶的目标标签位置相对水平面位置的距离确定高度信息。

可选地，获取模块，具体用于获取当前位置的标签位置，标签设置于当前位置上；根据当前位置的标签位置确定当前位置的水平面位置。

可选地，获取模块，具体用于获取当前位置的标签位置上至少三个点的坐标位置；根据坐标位置确定当前位置的水平面位置。

可选地，轨迹确定模块，具体用于根据目标落脚点的位置确定双足机器人的目标质心位置；根据目标质心位置、双足机器人的当前质心位置以及预设的倒立摆模型，确定质心移动轨迹。

可选地，行走模块，具体用于根据质心移动轨迹以及目标落脚点的位置，采用贝塞尔曲线差值算法确定双足机器人的摆动腿的运动轨迹；根据摆动腿的运动轨迹以及逆运动学公式计算摆动腿的第一关节角度序列，第一关节角度序列为在摆动腿的运动轨迹中不同位置下每个关节角度的大小；控制双足机器人的摆动腿按照第一关节角度序列行走至目标落脚点。

可选地，行走模块，还用于根据质心移动轨迹以及逆运动学公式计算支撑腿的第二关节角度序列，第二关节角度序列为当摆动腿在摆动腿的运动轨迹中不同位置时支撑腿的每个关节角度的大小；控制双足机器人的支撑腿按照第二关节角度序列移动双足机器人的质心。

本申请实施例的另一方面，提供一种计算机设备，包括：存储器、处理器，存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现上述双足机器人行走控制方法的步骤。

本申请实施例的另一方面，提供一种计算机可读存储介质，存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现上述双足机器人行走控制方法的步骤。

本申请实施例的有益效果包括：

本申请实施例提供的一种双足机器人行走控制方法、装置、设备及存储介质中，可以获取目标台阶的目标标签位置，目标标签设置于目标台阶上；根据目标标签位置确定目标台阶相对当前位置的高度信息；根据当前位置以及高度信息确定目标落脚点的位置；根据目标落脚点的位置以及双足机器人的当前质心位置，确定双足机器人的质心移动轨迹；控制双足机器人的双足按照质心移动轨迹对应的关节角度变换序列行走至目标落脚点。其中，双足机器人在行走的过程中，若需要进行上下楼梯，可以获取楼梯的高度信息，进而根据当前位置以及高度信息确定落脚点，相应地，可以确定质心移动的轨迹，进而可以计算得到双足机器人的双足在上下楼梯时每个时间关节角度的运动轨迹，从而可以实现上下楼梯，可以更加灵活地实现双足机器人上下楼梯的控制，减少双足机器人在上下楼梯过程中发生摔倒或者质心不稳定的情况发生。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的双足机器人的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的双足机器人的应用场景示意图；

图3为本申请实施例提供的双足机器人行走控制方法的流程示意图一；

图4为本申请实施例提供的双足机器人行走控制方法的流程示意图二；

图5为本申请实施例提供的双足机器人行走控制方法的流程示意图三；

图6为本申请实施例提供的双足机器人行走控制方法的流程示意图四；

图7为本申请实施例提供的双足机器人行走控制方法的流程示意图五；

图8为本申请实施例提供的双足机器人行走控制方法的流程示意图六；

图9为本申请实施例提供的双足机器人行走控制方法的流程示意图七；

图10为本申请实施例提供的双足机器人行走控制装置的结构示意图；

图11为本申请实施例提供的计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面来解释本申请实施例中提供的双足机器人的具体结构关系以及整体构架。

图1为本申请实施例提供的双足机器人的结构示意图，请参照图1，双足机器人100包括：机器人躯干110、机器人双足120、传感器130。其中，机器人躯干110设置于机器人双足120上，具体结构可以根据实际需求进行设置，例如可以是仿人形状；机器人双足120可以是两个机器腿，在上下台阶的过程中，可以与人类似，一个机器腿作为支撑腿以支撑机器人站立并维持质心稳定，另一个机器腿作为摆动腿向前行进并移动质心，在实际工作中，支撑腿和摆动腿均可以是机器人双足120中的任意一个机器腿，在此不作具体限制。

可选地，传感器130具体可以是相机或者其他类型的图像获取装置，可以安装设置于机器人躯干110上，在使用的过程中可以调节拍摄角度，例如：当需要获取标签时，可以将拍摄角度朝向地面的方向，寻找并确定对应的标签，在此不作限制。

可选地，机器人双足120在执行上下台阶的过程中，不同的时间下会处于不同的关节角度下，具体可以设置一定的关节角度序列，进而根据关节角度序列确定机器人双足在不同时间的对应关节角度。

下面来解释本申请实施例中提供的双足机器人的具体应用场景以及双足机器人在该应用场景中所执行的动作。

图2为本申请实施例提供的双足机器人的应用场景示意图，请参照图2，双足机器人的具体应用场景中可以包括：双足机器人100以及台阶200，其中，台阶200具体可以是向上的台阶或者向下的台阶，在此不作具体限制，可以根据实际需求进行设置。

该应用场景可以是机器人竞赛中的场景，其中，机器人竞赛可以是多个同类机器人执行多个任务进行比赛的竞赛，例如：机器人可以先后进行赛跑、爬台阶、踢球等多个连续的或者循环的动作，和其他同类的双足机器人比赛完成任务的速度或者质量。

可选地，本申请实施例中所提供的上下台阶的场景即可以是机器人竞赛中的其中一个环节，比较多个双足机器人上下台阶的速度，在本申请实施例中，可以以上台阶的过程为例。

可选地，台阶200上可以设置有多个标签，每个标签可以是预先贴至台阶表面上的标签，例如：二维码、条形码、图像标识等标签，在此不作限制。

其中，图2中从第一排到第二排从左至右依次执行的八个动作图像即为双足机器人100上台阶200的过程，在该过程中机器人的姿态会发生变化。

下面来具体解释本申请实施例中提供的双足机器人行走控制方法的具体实施过程。

图3为本申请实施例提供的双足机器人行走控制方法的流程示意图一，请参照图3，该方法包括：

S310：获取目标台阶的目标标签位置。

其中，目标标签设置于目标台阶上。

可选地，目标台阶即为图2中所示的台阶200中的一阶台阶，台阶200中可以具有多阶台阶，目标台阶为其中的一阶，目标标签可以是设置于目标台阶上的一个或者多个标签，在本申请的实施例中可以是设置于目标台阶上表面中间位置的一个标签，在实际过程中可以根据具体场景以及竞赛需求进行对应设置，并不以此为限。

可选地，双足机器人具体可以通过传感器来获取目标台阶上目标标签的位置，目标标签可以是二维码或者其他类型的标识，在此不作具体限制。

S320：根据目标标签位置确定目标台阶相对当前位置的高度信息。

可选地，双足机器人可以通过传感器获取目标标签的位置，该位置可以是在双足机器人相机坐标系中的位置，其中，相机坐标系中的位置可以是当传感器为相机时，所拍到的物品在该相机对应的坐标系中的位置。

示例地，当双足机器人的传感器拍到目标标签之后，即可以确定该目标标签在相机坐标系下的位置，进而可以根据该位置来确定目标台阶相对当前位置的高度信息。

其中，当前位置可以是当前双足机器人的机器人双足底部所在的位置，也即是双足机器人站立在地面上的位置；高度信息可以是目标标签位置与当前位置的高度差值，例如：若目标台阶为向上的台阶，则目标标签的位置在当前位置的上方；若目标台阶为向下的台阶，则目标标签的位置在当前位置的下方，具体高度差值可以是二者在竖直方向上的相对高度。

S330：根据当前位置以及高度信息确定目标落脚点的位置。

可选地，确定高度信息之后，可以根据当前位置以及高度信息来确定目标落脚点的位置，其中，目标落脚点可以是双足机器人待行进的落脚点，当双足机器人上下台阶时，摆动腿将移动至该点。该目标落脚点的位置可以根据机器人双足的可跨越范围可以根据上述当前位置、高度信息来确定，确定可跨越的范围后，可以从该范围内随机或者按照预设的选择规则选择其中的一个点作为目标落脚点，具体选择规则可以根据用户的实际需求进行设置，在此不作具体限制。

S340：根据目标落脚点的位置以及双足机器人的当前质心位置，确定双足机器人的质心移动轨迹。

可选地，双足机器人的当前质心位置可以根据双足机器人当前的姿态进行确定，例如：当双足机器人正常站立时，质心可以位于该双足机器人的机器人躯干的部位，当机器人身体前倾时，质心会向前移动，具体质心的位置可以根据双足机器人当前姿态下各个关节角度的位置进行计算，在此不作具体限制。

可选地，确定目标落脚点的位置后，双足机器人可以判定出当机器人的摆动腿运动到该目标落脚点后机器人的姿态，进而可以计算得到当机器人行走至目标落脚点之后的质心位置。相应地，确定当前质心位置和行走至目标落脚点后的质心位置后，可以确定双足机器人对应的质心移动轨迹。

可选地，在实际计算的过程中，可以根据双足机器人向目标落脚点行进过程中的每个时间点的姿态来确定该时间对应的质心位置，每个质心位置的连线即为上述质心移动轨迹。

S350：控制双足机器人的双足按照质心移动轨迹对应的关节角度变换序列行走至目标落脚点。

可选地，确定质心移动轨迹之后，可以控制双足机器人的各个关节角度按照该质心移动轨迹对应的关节角度变换序列进行双足机器人的控制，从而使双足机器人行走至目标落脚点。

可选地，双足机器人的关节角度具体可以是机器人每个自由度上舵机的位置，例如：双足上设置有类似人的关节，也即是上述自由度，每个关节上为了实现转动、伸长、缩短等动作，还会设置对应的多个舵机以完成该动作。

本申请实施例提供的一种双足机器人行走控制方法中，可以获取目标台阶的目标标签位置，目标标签设置于目标台阶上；根据目标标签位置确定目标台阶相对当前位置的高度信息；根据当前位置以及高度信息确定目标落脚点的位置；根据目标落脚点的位置以及双足机器人的当前质心位置，确定双足机器人的质心移动轨迹；控制双足机器人的双足按照质心移动轨迹对应的关节角度变换序列行走至目标落脚点。其中，双足机器人在行走的过程中，若需要进行上下楼梯，可以获取楼梯的高度信息，进而根据当前位置以及高度信息确定落脚点，相应地，可以确定质心移动的轨迹，进而可以计算得到双足机器人的双足在上下楼梯时每个时间关节角度的运动轨迹，从而可以实现上下楼梯，可以更加灵活地实现双足机器人上下楼梯的控制，减少双足机器人在上下楼梯过程中发生摔倒或者质心不稳定的情况发生。

下面来具体解释本申请实施例中提供的双足机器人行走控制方法的另一具体实施过程。

图4为本申请实施例提供的双足机器人行走控制方法的流程示意图二，请参照图4，根据目标标签位置确定目标台阶相对当前位置的高度信息，包括：

S410：获取当前位置对应的水平面位置。

可选地，水平面位置可以是当前位置所在的水平面在相机坐标系中的具体位置，例如可以使用函数关系式的方式来表示该位置。

S420：根据目标台阶的目标标签位置相对水平面位置的距离确定高度信息。

可选地，确定目标台阶的目标标签位置和上述水平面位置后，可以进行高度信息的计算，其中，目标台阶的标签位置可以是该目标标签上任意一个点在该相机坐标系下的位置，而水平面位置可以具体是当前位置所在的平面在该相机坐标系下的位置，可以根据点(目标标签位置)到面(水平面位置)的距离计算公式计算出目标标签到水平面的竖直距离，进而可以将该距离作为上述高度信息。

下面来具体解释本申请实施例中提供的双足机器人行走控制方法的又一具体实施过程。

图5为本申请实施例提供的双足机器人行走控制方法的流程示意图三，请参照图5，获取当前位置的水平面位置，包括：

S510：获取当前位置的标签位置。

其中，标签设置于当前位置上。

可选地，当前位置上也可以设置有标签，该标签可以与目标台阶上的目标标签类似，采用二维码作为标签，当前位置的标签可以设置于当前位置的地面上，双足机器人可以通过传感器获取该标签位置，并可以确定该标签位置在相机坐标系下的具体位置。

S520：根据当前位置的标签位置确定当前位置的水平面位置。

可选地，确定当前位置的标签位置之后，可以将该标签位置所在的水平面作为当前位置的水平面位置，进而可以具体得到上述水平面位置。

下面来具体解释本申请实施例中提供的双足机器人行走控制方法的再一具体实施过程。

图6为本申请实施例提供的双足机器人行走控制方法的流程示意图四，请参照图6，根据当前位置的标签位置确定当前位置的水平面位置，包括：

S610：获取当前位置的标签位置上至少三个点的坐标位置。

可选地，当前位置的标签位置在相机坐标系中实则为一个区域的面积，可以从该区域中选择任意三个点，根据这三个点在相机坐标系中的具体坐标确定三个点的坐标位置，具体可以用空间坐标系来表示，例如：A(x1，y1，z1)、B(x2，y2，z2)、C(x3，y3，z3)这三个点。其中x、y、z分别表示每个点的坐标位置。

S620：根据坐标位置确定当前位置的水平面位置。

可选地，确定上述三个点的坐标位置后，可以求取对应水平面位置的函数关系式，例如：可假设函数关系式为：ax+by+cz＝0，其中，a、b、c为三个常数，将上述A、B、C三个点的坐标带入该函数关系式中可以求得a、b、c的具体取值，进而得到该函数关系，也即是得到上述水平面位置。

可选地，确定水平面位置之后，可以将根据前述点到面的距离计算方法计算得到前述高度信息，在此不作具体限制。

下面来具体解释本申请实施例中提供的双足机器人行走控制方法的还一具体实施过程。

图7为本申请实施例提供的双足机器人行走控制方法的流程示意图五，请参照图7，根据目标落脚点的位置以及双足机器人的当前质心位置，确定双足机器人的质心移动轨迹，包括：

S710：根据目标落脚点的位置确定双足机器人的目标质心位置。

可选地，目标质心位置即为前述中当双足机器人的摆动腿运动至目标落脚点的位置之后，双足机器人的质心所在的位置，具体可以由双足机器人根据目标落脚点的位置确定在该位置时对应的姿态，进而根据该姿态具体计算双足机器人的目标质心位置。

S720：根据目标质心位置、双足机器人的当前质心位置以及预设的倒立摆模型，确定质心移动轨迹。

可选地，确定上述目标质心位置之后，双足机器人可以根据当前质心位置、目标质心位置以及预设的倒立摆模型计算质心的移动轨迹，其中，预设的倒立摆模型可以是根据双足机器人的相关结构具体计算确定的模型，其相关模型参数具体可以根据双足机器人行走的实际需求进行对应设置，在此不作限制。

下面来具体解释本申请实施例中提供的双足机器人行走控制方法中对摆动腿进行控制的具体方法。

图8为本申请实施例提供的双足机器人行走控制方法的流程示意图六，请参照图8，控制双足机器人的双足按照质心移动轨迹对应的关节角度变换序列行走至目标落脚点，包括：

S810：根据质心移动轨迹以及目标落脚点的位置，采用贝塞尔曲线差值算法确定双足机器人的摆动腿的运动轨迹。

可选地，贝塞尔曲线差值算法具体可以是计算多个点所组成的曲线的具体算法，例如：通过贝塞尔曲线差值算法可以计算得到质心移动轨迹中摆动腿在每个时间节点对应的子点位置，每个子点可以是质心移动的过程中的某一时刻的摆动腿所在的位置，多个子点之间的距离越小则对应的子点数量越多，相应地，根据多个子点连线确定对应的摆动腿的运动轨迹也就更加精确，在实际计算的过程中，可以根据自身需求设置贝塞尔曲线差值算法的相关参数，进而可以得到对应的双足机器人的摆动腿的运动轨迹。

S820：根据摆动腿的运动轨迹以及逆运动学公式计算摆动腿的第一关节角度序列。

其中，第一关节角度序列为在摆动腿的运动轨迹中不同位置下每个关节角度的大小。

可选地，确定摆动腿的运动轨迹之后，可以采用逆运动学公式，根据该运动轨迹中每个时间的对应的摆动腿的位置计算该位置对应的关节角度的大小，其中，具体求解过程如下：

首先，确定质心以及摆动腿的位置，其中，质心的位置可以根据前述质心移动轨迹来确定，摆动腿的位置可以根据摆动腿的运动轨迹来计算，具体可以采用摆动腿的脚端点的位置来表示摆动腿整体的位置。

进而，获取双足机器人自身的变换矩阵，该变换矩阵可以用于表征关节角度和摆动腿位置以及质心位置等的映射关系，进而根据该映射关系，也即是逆运动学公式可以确定对应的摆动腿位置时双足机器人的关节角度，进而得到对应的第一关节角度序列。

其中，关节角度序列也即是该双足机器人在运动过程中所涉及到的多个自由度的角度变化情况，第一关节角度序列具体可以表征摆动腿在执行上述动作时多个自由度的角度变化情况。

S830：控制双足机器人的摆动腿按照第一关节角度序列行走至目标落脚点。

可选地，确定上述第一关节角度序列之后，可以控制双足机器人的摆动腿按照该第一关节角度序列中每个时间点对应的自由度的角度来调整关节角度，进而实现双足机器人上下台阶的动作，行走至目标落脚点。

需要说明的是，上述过程仅为双足机器人上下一阶台阶时的过程，在实际应用过程中，双足机器人可能会涉及多阶台阶的上下行动，重复前述方法即可，在此不加赘述。

下面来具体解释本申请实施例中提供的双足机器人行走控制方法中对支撑腿进行控制的具体方法。

图9为本申请实施例提供的双足机器人行走控制方法的流程示意图七，请参照图9，该方法还包括：

S910：根据质心移动轨迹以及逆运动学公式计算支撑腿的第二关节角度序列。

其中，第二关节角度序列为当摆动腿在摆动腿的运动轨迹中不同位置时支撑腿的每个关节角度的大小。

可选地，可以采用逆运动学公式，根据质心移动轨迹中每个时间的对应的支撑腿的位置计算该位置对应的关节角度的大小，其中，具体求解过程如下：

首先，确定质心的位置，质心的位置可以根据前述质心移动轨迹来确定。

进而，获取双足机器人自身的质心变换矩阵，该质心变换矩阵可以用于表征关节角度和支撑腿位置以及质心位置等的映射关系，进而根据该映射关系，也即是逆运动学公式可以确定对应的支撑腿位置时双足机器人的关节角度，进而得到对应的第二关节角度序列。

其中，第二关节角度序列具体可以表征支撑腿在执行上述动作时多个自由度的角度变化情况。

S920：控制双足机器人的支撑腿按照第二关节角度序列移动双足机器人的质心。

可选地，确定上述第二节角度序列之后，可以控制双足机器人的支撑腿按照该第一关节角度序列中每个时间点对应的自由度的角度来调整关节角度，进而实现双足机器人上下台阶的动作，行走至目标落脚点。

需要说明的是，S820-S830以及S910-S920的过程为同步进行的，双足机器人在行走的过程中，需要同时确定支撑腿和摆动腿在每个时间点的自由度，从而保持质心稳定的同时行走至上述目标落脚点。

下述对用以执行的本申请所提供双足机器人行走控制方法对应的装置、设备及存储介质等进行说明，其具体的实现过程以及技术效果参见上述，下述不再赘述。

图10为本申请实施例提供的双足机器人行走控制装置的结构示意图，请参照图10，该装置包括：获取模块310、高度确定模块320、位置确定模块330、轨迹确定模块340以及行走模块350；

获取模块310，用于获取目标台阶的目标标签位置，目标标签设置于目标台阶上；

高度确定模块320，用于根据目标标签位置确定目标台阶相对当前位置的高度信息；

位置确定模块330，用于根据当前位置以及高度信息确定目标落脚点的位置；

轨迹确定模块340，用于根据目标落脚点的位置以及双足机器人的当前质心位置，确定双足机器人的质心移动轨迹；

行走模块350，用于控制双足机器人的双足按照质心移动轨迹对应的关节角度变换序列行走至目标落脚点。

可选地，高度确定模块320，具体用于获取当前位置对应的水平面位置；根据目标台阶的目标标签位置相对水平面位置的距离确定高度信息。

可选地，获取模块310，具体用于获取当前位置的标签位置，标签设置于当前位置上；根据当前位置的标签位置确定当前位置的水平面位置。

可选地，获取模块310，具体用于获取当前位置的标签位置上至少三个点的坐标位置；根据坐标位置确定当前位置的水平面位置。

可选地，轨迹确定模块340，具体用于根据目标落脚点的位置确定双足机器人的目标质心位置；根据目标质心位置、双足机器人的当前质心位置以及预设的倒立摆模型，确定质心移动轨迹。

可选地，行走模块350，具体用于根据质心移动轨迹以及目标落脚点的位置，采用贝塞尔曲线差值算法确定双足机器人的摆动腿的运动轨迹；根据摆动腿的运动轨迹以及逆运动学公式计算摆动腿的第一关节角度序列，第一关节角度序列为在摆动腿的运动轨迹中不同位置下每个关节角度的大小；控制双足机器人的摆动腿按照第一关节角度序列行走至目标落脚点。

可选地，行走模块350，还用于根据质心移动轨迹以及逆运动学公式计算支撑腿的第二关节角度序列，第二关节角度序列为当摆动腿在摆动腿的运动轨迹中不同位置时支撑腿的每个关节角度的大小；控制双足机器人的支撑腿按照第二关节角度序列移动双足机器人的质心。

上述装置用于执行前述实施例提供的方法，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，或，一个或多个微处理器，或，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，简称SOC)的形式实现。

图11为本申请实施例提供的计算机设备的结构示意图，请参照图11，计算机设备包括：存储器410、处理器420，存储器410中存储有可在处理器420上运行的计算机程序，处理器420执行计算机程序时，实现上述双足机器人行走控制方法的步骤。

可选地，计算机设备具体可以是上述双足机器人中的控制器，用以控制双足机器人执行并完成上述方法。

本申请实施例的另一方面，还提供一种计算机可读存储介质，存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现上述双足机器人行走控制方法的步骤。

在本发明所提供的几个实施例中，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，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，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信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

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。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元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，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(英文：processor)执行本发明各个实施例方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文：Read-Only Memory，简称：ROM)、随机存取存储器(英文：Random Access Memory，简称：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

上仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双足机器人行走控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取目标台阶的目标标签位置，所述目标标签设置于所述目标台阶上；

根据所述目标标签位置确定所述目标台阶相对当前位置的高度信息；

根据所述当前位置以及所述高度信息确定目标落脚点的位置；

根据所述目标落脚点的位置以及所述双足机器人的当前质心位置，确定所述双足机器人的质心移动轨迹；

控制所述双足机器人的双足按照质心移动轨迹对应的关节角度变换序列行走至所述目标落脚点。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标标签位置确定所述目标台阶相对当前位置的高度信息，包括：

获取当前位置对应的水平面位置；

根据所述目标台阶的目标标签位置相对所述水平面位置的距离确定所述高度信息。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取当前位置的水平面位置，包括：

获取所述当前位置的标签位置，所述标签设置于所述当前位置上；

根据所述当前位置的标签位置确定所述当前位置的水平面位置。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前位置的标签位置确定所述当前位置的水平面位置，包括：

获取当前位置的标签位置上至少三个点的坐标位置；

根据所述坐标位置确定所述当前位置的水平面位置。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标落脚点的位置以及所述双足机器人的当前质心位置，确定所述双足机器人的质心移动轨迹，包括：

根据所述目标落脚点的位置确定所述双足机器人的目标质心位置；

根据所述目标质心位置、所述双足机器人的当前质心位置以及预设的倒立摆模型，确定所述质心移动轨迹。

6.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述控制所述双足机器人的双足按照质心移动轨迹对应的关节角度变换序列行走至所述目标落脚点，包括：

根据所述质心移动轨迹以及所述目标落脚点的位置，采用贝塞尔曲线差值算法确定所述双足机器人的摆动腿的运动轨迹；

根据所述摆动腿的运动轨迹以及逆运动学公式计算所述摆动腿的第一关节角度序列，所述第一关节角度序列为在摆动腿的运动轨迹中不同位置下每个关节角度的大小；

控制所述双足机器人的摆动腿按照所述第一关节角度序列行走至所述目标落脚点。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述质心移动轨迹以及逆运动学公式计算支撑腿的第二关节角度序列，所述第二关节角度序列为当所述摆动腿在所述摆动腿的运动轨迹中不同位置时所述支撑腿的每个关节角度的大小；

控制所述双足机器人的支撑腿按照所述第二关节角度序列移动所述双足机器人的质心。

8.一种双足机器人行走控制装置，其特征在于，所述装置包括：获取模块、高度确定模块、位置确定模块、轨迹确定模块以及行走模块；

所述获取模块，用于获取目标台阶的目标标签位置，所述目标标签设置于所述目标台阶上；

所述高度确定模块，用于根据所述目标标签位置确定所述目标台阶相对当前位置的高度信息；

所述位置确定模块，用于根据所述当前位置以及所述高度信息确定目标落脚点的位置；

所述轨迹确定模块，用于根据所述目标落脚点的位置以及所述双足机器人的当前质心位置，确定所述双足机器人的质心移动轨迹；

所述行走模块，用于控制所述双足机器人的双足按照质心移动轨迹对应的关节角度变换序列行走至所述目标落脚点。

9.一种计算机设备，其特征在于，包括：存储器、处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现上述权利要求1至7任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。

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