CN113246123A - 机器人控制方法、装置、计算机可读存储介质及机器人 - Google Patents

机器人控制方法、装置、计算机可读存储介质及机器人 Download PDF

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CN113246123A CN202110479498.4A CN202110479498A CN113246123A CN 113246123 A CN113246123 A CN 113246123A CN 202110479498 A CN202110479498 A CN 202110479498A CN 113246123 A CN113246123 A CN 113246123A
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Abstract

本申请属于机器人技术领域，尤其涉及一种机器人控制方法、装置、计算机可读存储介质及机器人。所述方法包括：获取机器人在行进过程中的步长；根据所述步长确定所述机器人的质心摆角幅度和双臂摆角幅度；获取所述机器人的质心到两脚之间的位置矢量差；根据所述位置矢量差和所述步长计算所述机器人的摆角系数；根据所述摆角系数、所述质心摆角幅度和所述双臂摆角幅度确定所述机器人的质心摆角和双臂摆角；控制所述机器人按照所述质心摆角和所述双臂摆角进行运动。通过本申请，为机器人的质心和双臂均规划出对应的摆角，能够有效抵消行走过程中产生的偏转力矩，极大提升了机器人的稳定性。

Description

机器人控制方法、装置、计算机可读存储介质及机器人
技术领域
本申请属于机器人技术领域，尤其涉及一种机器人控制方法、装置、计算机可读存储介质及机器人。
背景技术
在双足机器人的行走过程中，容易因偏转力矩的影响而产生打滑现象。现有技术中主要是通过对机器人质心的调节来进行规避，但这种方式对偏转力矩的抵消作用有限，机器人的稳定性仍较差。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了一种机器人控制方法、装置、计算机可读存储介质及机器人，以解决现有的机器人控制方法对偏转力矩的抵消作用有限，机器人的稳定性较差的问题。
本申请实施例的第一方面提供了一种机器人控制方法，可以包括：
获取机器人在行进过程中的步长；
根据所述步长确定所述机器人的质心摆角幅度和双臂摆角幅度；
获取所述机器人的质心到两脚之间的位置矢量差；
根据所述位置矢量差和所述步长计算所述机器人的摆角系数；
根据所述摆角系数、所述质心摆角幅度和所述双臂摆角幅度确定所述机器人的质心摆角和双臂摆角；
控制所述机器人按照所述质心摆角和所述双臂摆角进行运动。
在第一方面的一种具体实现中，所述获取所述机器人的质心到两脚之间的位置矢量差，可以包括：
获取所述机器人的质心到左脚在行进方向上的第一位置矢量；
获取所述机器人的质心到右脚在行进方向上的第二位置矢量；
根据所述第一位置矢量和所述第二位置矢量计算所述位置矢量差。
在第一方面的一种具体实现中，所述根据所述第一位置矢量和所述第二位置矢量计算所述位置矢量差，可以包括：
根据下式计算所述位置矢量差：
Δd＝dLx-dRx
其中，dLx为所述第一位置矢量，dRx为所述第二位置矢量，Δd为所述位置矢量差。
在第一方面的一种具体实现中，所述根据所述位置矢量差和所述步长计算所述机器人的摆角系数，可以包括：
根据下式计算所述摆角系数：
λ＝Δd/sd
其中，Δd为所述位置矢量差，sd为所述步长，λ为所述摆角系数。
在第一方面的一种具体实现中，所述根据所述摆角系数、所述质心摆角幅度和所述双臂摆角幅度确定所述机器人的质心摆角和双臂摆角，可以包括：
根据下式计算所述机器人的质心摆角：
Aw＝λA1
其中，A1为所述质心摆角幅度，λ为所述摆角系数，Aw为所述机器人的质心摆角；
根据下式计算所述机器人的双臂摆角：
Ar＝λA2
Al＝-λA2
其中，A2为所述双臂摆角幅度，Ar为所述机器人的右臂摆角，Al为所述机器人的左臂摆角。
在第一方面的一种具体实现中，所述根据所述步长确定所述机器人的质心摆角幅度和双臂摆角幅度，可以包括：
根据下式确定所述机器人的质心摆角幅度：
Figure BDA0003048093830000031
其中，sd为所述步长，sd1为预设的步长阈值，a1和b1为预设的系数，A1为所述质心摆角幅度；
根据下式确定所述机器人的双臂摆角幅度：
Figure BDA0003048093830000032
其中，a2和b2为预设的系数，A2为所述双臂摆角幅度。
在第一方面的一种具体实现中，在根据所述步长确定所述机器人的质心摆角幅度和双臂摆角幅度之后，还可以包括：
获取历史摆角幅度，所述历史摆角幅度为所述机器人在上一步时的质心摆角幅度；
测量所述机器人在上一步时的质心偏转角度；
根据所述历史摆角幅度、所述质心偏转角度对所述质心摆角幅度进行校正，得到校正后的质心摆角幅度。
本申请实施例的第二方面提供了一种机器人控制装置，可以包括：
步长获取模块，用于获取机器人在行进过程中的步长；
摆角幅度确定模块，用于根据所述步长确定所述机器人的质心摆角幅度和双臂摆角幅度；
位置矢量差获取模块，用于获取所述机器人的质心到两脚之间的位置矢量差；
摆角系数计算模块，用于根据所述位置矢量差和所述步长计算所述机器人的摆角系数；
摆角确定模块，用于根据所述摆角系数、所述质心摆角幅度和所述双臂摆角幅度确定所述机器人的质心摆角和双臂摆角；
运动控制模块，用于控制所述机器人按照所述质心摆角和所述双臂摆角进行运动。
在第二方面的一种具体实现中，所述位置矢量差获取模块可以包括：
第一位置矢量获取单元，用于获取所述机器人的质心到左脚在行进方向上的第一位置矢量；
第二位置矢量获取单元，用于获取所述机器人的质心到右脚在行进方向上的第二位置矢量；
位置矢量差计算单元，用于根据所述第一位置矢量和所述第二位置矢量计算所述位置矢量差。
在第二方面的一种具体实现中，所述位置矢量差计算单元具体用于根据下式计算所述位置矢量差：
Δd＝dLx-dRx
其中，dLx为所述第一位置矢量，dRx为所述第二位置矢量，Δd为所述位置矢量差。
在第二方面的一种具体实现中，所述摆角系数计算模块具体用于根据下式计算所述摆角系数：
λ＝Δd/sd
其中，Δd为所述位置矢量差，sd为所述步长，λ为所述摆角系数。
在第二方面的一种具体实现中，所述摆角确定模块可以包括：
质心摆角计算单元，用于根据下式计算所述机器人的质心摆角：
Aw＝λA1
其中，A1为所述质心摆角幅度，λ为所述摆角系数，Aw为所述机器人的质心摆角；
双臂摆角计算单元，用于根据下式计算所述机器人的双臂摆角：
Ar＝λA2
Al＝-λA2
其中，A2为所述双臂摆角幅度，Ar为所述机器人的右臂摆角，Al为所述机器人的左臂摆角。
在第二方面的一种具体实现中，所述摆角幅度确定模块可以包括：
质心摆角幅度确定单元，用于根据下式确定所述机器人的质心摆角幅度：
Figure BDA0003048093830000051
其中，sd为所述步长，sd1为预设的步长阈值，a1和b1为预设的系数，A1为所述质心摆角幅度；
双臂摆角幅度确定单元，用于根据下式确定所述机器人的双臂摆角幅度：
Figure BDA0003048093830000052
其中，a2和b2为预设的系数，A2为所述双臂摆角幅度。
在第二方面的一种具体实现中，所述机器人控制装置还可以包括：
历史摆角幅度获取模块，用于获取历史摆角幅度，所述历史摆角幅度为所述机器人在上一步时的质心摆角幅度；
质心偏转角度测量模块，用于测量所述机器人在上一步时的质心偏转角度；
质心摆角幅度校正模块，用于根据所述历史摆角幅度、所述质心偏转角度对所述质心摆角幅度进行校正，得到校正后的质心摆角幅度。
本申请实施例的第三方面提供了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，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一种机器人控制方法的步骤。
本申请实施例的第四方面提供了一种机器人，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，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一种机器人控制方法的步骤。
本申请实施例的第五方面提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在机器人上运行时，使得机器人执行上述任一种机器人控制方法的步骤。
本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本申请实施例获取机器人在行进过程中的步长；根据所述步长确定所述机器人的质心摆角幅度和双臂摆角幅度；获取所述机器人的质心到两脚之间的位置矢量差；根据所述位置矢量差和所述步长计算所述机器人的摆角系数；根据所述摆角系数、所述质心摆角幅度和所述双臂摆角幅度确定所述机器人的质心摆角和双臂摆角；控制所述机器人按照所述质心摆角和所述双臂摆角进行运动。通过本申请实施例，为机器人的质心和双臂均规划出对应的摆角，能够有效抵消行走过程中产生的偏转力矩，极大提升了机器人的稳定性。
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它的附图。
图1为机器人在摆动期的双足步态情况示意图；
图2为机器人的摆动腿在摆动期前向的轨迹规划曲线示意图；
图3为摆动腿加速度与支撑腿所受偏转力矩的关系示意图；
图4为支撑腿发生侧滑的示意图；
图5为本申请实施例中一种机器人控制方法的一个实施例流程图；
图6为机器人的质心到两脚的位置矢量的示意图；
图7为本申请实施例中一种机器人控制装置的一个实施例结构图；
图8为本申请实施例中一种机器人的示意框图。
具体实施方式
为使得本申请的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本申请保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
另外，在本申请的描述中，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。
为了便于描述，本申请实施例中将机器人的前向设置为x轴，侧向设置为y轴，纵向设置为z轴。
图1所示为机器人在任意一个摆动期的双足步态情况示意图，以平地行走为例，摆动腿首先追上支撑腿，然后继续向前迈动到期望位置。如此，摆动期被划分为两个部分，在前半部分，摆动腿向前加速运动，即
Figure BDA0003048093830000071
在后半部分，摆动腿向前减速运动，即
Figure BDA0003048093830000072
其中，
Figure BDA0003048093830000073
为摆动腿的前向加速度。
机器人的摆动腿在摆动期前向的轨迹规划曲线如图2所示，其中，t为时间变量，T为摆动期时长。以正弦曲线规划为例，摆动腿在前半个摆动期会产生正向的加速度，后半个周期会产生负向的加速度。其它的轨迹规划曲线与之类似，此处不再赘述。
摆动腿的加减速过程会给支撑腿施加偏转力矩，图3所示即为摆动腿加速度与支撑腿所受偏转力矩的关系示意图，其中，M即为支撑腿所受偏转力矩。需要注意的是，图3中仅示出了以右腿为支撑腿，左腿为摆动腿的情况，以左腿为支撑腿，右腿为摆动腿的情况与之类似，此处不再赘述。
如图3中所示，当t<0.5T时，加速度
Figure BDA0003048093830000081
偏转力矩M＞0，若地面摩擦力不足，则支撑腿向左打滑；
当t＝0.5T时，加速度
Figure BDA0003048093830000082
偏转力矩M＝0；
当t＞0.5T时，加速度
Figure BDA0003048093830000083
偏转力矩M<0，若地面摩擦力不足，则支撑腿向右打滑。
图4所示即为支撑腿发生侧滑的示意图，支撑腿在受到摆动腿的偏转力矩M的作用，由于地面摩擦力不足以抵消偏转力矩，导致支撑腿发生侧滑，侧滑角度为φ。
为了抵消或减小偏转力矩，在本申请实施例中，可以在摆动腿摆动加减速的时候，为质心(可以是机器人的腰部)主动规划一个期望的摆角(yaw角)，并为双臂主动规划一个前后摆臂的摆角，其加减速过程刚好跟摆动腿加减速过程相反，这样正好就抵消或减小了偏转力矩。
当左腿摆动时，偏转力矩M是先向右，后向左；因此可以给质心规划一个向左的摆角，给右臂规划一个向前的摆角，同时左臂对称向后摆动；
当右腿摆动时，偏转力矩M是先向左，后向右；因此可以给质心规划一个向右的摆角，给右臂规划一个向后的摆角，同时左臂对称向前摆动。
请参阅图5，本申请实施例中一种机器人控制方法的一个实施例可以包括：
步骤S501、获取机器人在行进过程中的步长。
容易理解地，机器人的行进速度与步长之间成正相关关系，行进速度越快，则所需的步长也越大，反之，行进速度越慢，则所需的步长也越小。在本申请实施例中，可以预先设置机器人的行进速度与步长之间的对应关系，以函数或者列表的形式进行存储，在已知行进速度的情况下，通过这一对应关系即可确定对应的步长。
步骤S502、根据所述步长确定所述机器人的质心摆角幅度和双臂摆角幅度。
在步长较小的小步态情况下，偏转力矩较小，偏转力矩对稳定性影响较小，且摩擦力足以抵消偏转力矩，此时无需主动规划摆角；在步长较大的大步态情况下，偏转力矩较大，偏转力矩对稳定性影响较大，且摩擦力不足以抵消偏转力矩，此时可以采用质心摆角及双臂摆角的控制来抵消偏转力矩的影响，增加行走的稳定性。
具体地，可以根据下式确定所述机器人的质心摆角幅度：
Figure BDA0003048093830000091
其中，sd为所述步长，sd1为预设的步长阈值，a1和b1为预设的系数，其具体取值可以根据实际情况进行设置，本申请实施例对其不作具体限定，A1为所述质心摆角幅度。
可以根据下式确定所述机器人的双臂摆角幅度：
Figure BDA0003048093830000092
其中，a2和b2为预设的系数，其具体取值可以根据实际情况进行设置，A2为所述双臂摆角幅度。
步骤S503、获取所述机器人的质心到两脚之间的位置矢量差。
图6为机器人的质心到两脚的位置矢量的示意图。在本申请实施例中，可以首先获取所述机器人的质心到左脚在行进方向上的第一位置矢量(即图中的dLx)，并获取所述机器人的质心到右脚在行进方向上的第二位置矢量(即图中的dRx)，然后根据下式计算所述位置矢量差：
Δd＝dLx-dRx
其中，Δd为所述位置矢量差。
需要注意的是，图6中是以右腿支撑，左腿摆动为例进行说明，左腿支撑，右腿摆动的情况与之类似，此处不再赘述。
在本申请实施例中，可以以Δd来代替时间变量作为规划的自变量，这样可以不用区分左腿摆动还是右腿摆动，同时不用考虑在实际步态中由于质心滞后或超前于规划引起的摆动不均匀问题。
步骤S504、根据所述位置矢量差和所述步长计算所述机器人的摆角系数。
具体地，可以根据下式计算所述摆角系数：
λ＝Δd/sd
其中，λ为所述摆角系数，且-1≤λ≤1。
步骤S505、根据所述摆角系数、所述质心摆角幅度和所述双臂摆角幅度确定所述机器人的质心摆角和双臂摆角。
具体地，可以根据下式计算所述机器人的质心摆角：
Aw＝λA1
其中，Aw为所述机器人的质心摆角。
可以根据下式计算所述机器人的双臂摆角：
Ar＝λA2
Al＝-λA2
其中，Ar为所述机器人的右臂摆角，Al为所述机器人的左臂摆角。
步骤S506、控制所述机器人按照所述质心摆角和所述双臂摆角进行运动。
以左脚摆动，右脚支撑为例，当左脚摆动在后时，dLx＜dRx，则λ＜0，质心摆角Aw＜0，随着λ逐渐增大到0，质心摆角从-A1逐渐恢复到0；右臂摆角Ar＜0，随着λ逐渐增大到0，右臂摆角从-A2逐渐恢复到0；左臂摆角Al＞0，随着λ逐渐增大到0，左臂摆角从A2逐渐恢复到0。
当左脚摆动在前时，dLx＞dRx，则λ＞0，质心摆角Aw＞0，随着λ逐渐增大到1，质心摆角从0逐渐增加到A1；右臂摆角Ar＞0，随着λ逐渐增大到1，右臂摆角从0逐渐增加到A2；左臂摆角Al＜0，随着λ逐渐增大到0，左臂摆角从0逐渐变化到-A2。
左腿支撑，右腿摆动的情况与之类似，此处不再赘述。
综上所述，本申请实施例获取机器人在行进过程中的步长；根据所述步长确定所述机器人的质心摆角幅度和双臂摆角幅度；获取所述机器人的质心到两脚之间的位置矢量差；根据所述位置矢量差和所述步长计算所述机器人的摆角系数；根据所述摆角系数、所述质心摆角幅度和所述双臂摆角幅度确定所述机器人的质心摆角和双臂摆角；控制所述机器人按照所述质心摆角和所述双臂摆角进行运动。通过本申请实施例，为机器人的质心和双臂均规划出对应的摆角，能够有效抵消行走过程中产生的偏转力矩，极大提升了机器人的稳定性。
以上是对机器人进行主动方向控制的过程，从打滑现象的源头入手，抵消或减小偏转力矩。在本申请实施例的另一种具体实现中，还可以对机器人进行被动方向控制，在计算得到所述质心摆角幅度之后，根据机器人在上一步时的测量数据对其进行校正，即对已有的偏转进行纠偏。
具体地，可以首先获取历史摆角幅度，所述历史摆角幅度为所述机器人在上一步(即机器人行走的第k步)时的质心摆角幅度。为了便于区分，此处可以将所述机器人在当前一步(即机器人行走的第k+1步)的质心摆角幅度(也即步骤S502中计算得到的A1)表示为Bk+1，而将在上一步(即机器人行走的第k步)时的质心摆角幅度表示为Bk。
然后，可以通过视觉测量或IMU测量得到所述机器人在上一步时的质心偏转角度，将其记为φk。
最后，可以根据所述历史摆角幅度、所述质心偏转角度对所述质心摆角幅度进行校正，得到校正后的质心摆角幅度。
具体地，可以根据下式对所述质心摆角幅度进行校正：
φd＝Bk+1-(φk-Bk)
其中，φd即为校正后的质心摆角幅度，可以将其代替A1进行步骤S505中对于质心摆角的计算，通过这种主动和被动方向控制相结合的方式，能够对机器人进行更加精准的控制，进一步提高其稳定性。
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。
对应于上文实施例所述的一种机器人控制方法，图7示出了本申请实施例提供的一种机器人控制装置的一个实施例结构图。
本实施例中，一种机器人控制装置可以包括：
步长获取模块701，用于获取机器人在行进过程中的步长；
摆角幅度确定模块702，用于根据所述步长确定所述机器人的质心摆角幅度和双臂摆角幅度；
位置矢量差获取模块703，用于获取所述机器人的质心到两脚之间的位置矢量差；
摆角系数计算模块704，用于根据所述位置矢量差和所述步长计算所述机器人的摆角系数；
摆角确定模块705，用于根据所述摆角系数、所述质心摆角幅度和所述双臂摆角幅度确定所述机器人的质心摆角和双臂摆角；
运动控制模块706，用于控制所述机器人按照所述质心摆角和所述双臂摆角进行运动。
在本申请实施例的一种具体实现中，所述位置矢量差获取模块可以包括：
第一位置矢量获取单元，用于获取所述机器人的质心到左脚在行进方向上的第一位置矢量；
第二位置矢量获取单元，用于获取所述机器人的质心到右脚在行进方向上的第二位置矢量；
位置矢量差计算单元，用于根据所述第一位置矢量和所述第二位置矢量计算所述位置矢量差。
在本申请实施例的一种具体实现中，所述位置矢量差计算单元具体用于根据下式计算所述位置矢量差：
Δd＝dLx-dRx
其中，dLx为所述第一位置矢量，dRx为所述第二位置矢量，Δd为所述位置矢量差。
在本申请实施例的一种具体实现中，所述摆角系数计算模块具体用于根据下式计算所述摆角系数：
λ＝Δd/sd
其中，Δd为所述位置矢量差，sd为所述步长，λ为所述摆角系数。
在本申请实施例的一种具体实现中，所述摆角确定模块可以包括：
质心摆角计算单元，用于根据下式计算所述机器人的质心摆角：
Aw＝λA1
其中，A1为所述质心摆角幅度，λ为所述摆角系数，Aw为所述机器人的质心摆角；
双臂摆角计算单元，用于根据下式计算所述机器人的双臂摆角：
Ar＝λA2
Al＝-λA2
其中，A2为所述双臂摆角幅度，Ar为所述机器人的右臂摆角，Al为所述机器人的左臂摆角。
在本申请实施例的一种具体实现中，所述摆角幅度确定模块可以包括：
质心摆角幅度确定单元，用于根据下式确定所述机器人的质心摆角幅度：
Figure BDA0003048093830000131
其中，sd为所述步长，sd1为预设的步长阈值，a1和b1为预设的系数，A1为所述质心摆角幅度；
双臂摆角幅度确定单元，用于根据下式确定所述机器人的双臂摆角幅度：
Figure BDA0003048093830000132
其中，a2和b2为预设的系数，A2为所述双臂摆角幅度。
在本申请实施例的一种具体实现中，所述机器人控制装置还可以包括：
历史摆角幅度获取模块，用于获取历史摆角幅度，所述历史摆角幅度为所述机器人在上一步时的质心摆角幅度；
质心偏转角度测量模块，用于测量所述机器人在上一步时的质心偏转角度；
质心摆角幅度校正模块，用于根据所述历史摆角幅度、所述质心偏转角度对所述质心摆角幅度进行校正，得到校正后的质心摆角幅度。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置，模块和单元的具体工作过程，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。
图8示出了本申请实施例提供的一种机器人的示意框图，为了便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的部分。
如图8所示，该实施例的机器人8包括：处理器80、存储器81以及存储在所述存储器81中并可在所述处理器80上运行的计算机程序82。所述处理器80执行所述计算机程序82时实现上述各个机器人控制方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S501至步骤S506。或者，所述处理器80执行所述计算机程序82时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图7所示模块701至模块706的功能。
示例性的，所述计算机程序82可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器81中，并由所述处理器80执行，以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序82在所述机器人8中的执行过程。
本领域技术人员可以理解，图8仅仅是机器人8的示例，并不构成对机器人8的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述机器人8还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所述处理器80可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其它可编程逻辑器件、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。
所述存储器81可以是所述机器人8的内部存储单元，例如机器人8的硬盘或内存。所述存储器81也可以是所述机器人8的外部存储设备，例如所述机器人8上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器81还可以既包括所述机器人8的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器81用于存储所述计算机程序以及所述机器人8所需的其它程序和数据。所述存储器81还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
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，即将所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、或者计算机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/机器人和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/机器人实施例仅仅是示意性的，例如，所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。
所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。
另外，在本申请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，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/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的硬件来完成，所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，所述计算机程序包括计算机程序代码，所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。所述计算机可读存储介质可以包括：能够携带所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，所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电载波信号和电信信号。
以上所述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 (10)

1.一种机器人控制方法，其特征在于，包括：
获取机器人在行进过程中的步长；
根据所述步长确定所述机器人的质心摆角幅度和双臂摆角幅度；
获取所述机器人的质心到两脚之间的位置矢量差；
根据所述位置矢量差和所述步长计算所述机器人的摆角系数；
根据所述摆角系数、所述质心摆角幅度和所述双臂摆角幅度确定所述机器人的质心摆角和双臂摆角；
控制所述机器人按照所述质心摆角和所述双臂摆角进行运动。
2.根据权利要求1所述的机器人控制方法，其特征在于，所述获取所述机器人的质心到两脚之间的位置矢量差，包括：
获取所述机器人的质心到左脚在行进方向上的第一位置矢量；
获取所述机器人的质心到右脚在行进方向上的第二位置矢量；
根据所述第一位置矢量和所述第二位置矢量计算所述位置矢量差。
3.根据权利要求2所述的机器人控制方法，其特征在于，所述根据所述第一位置矢量和所述第二位置矢量计算所述位置矢量差，包括：
根据下式计算所述位置矢量差：
Δd＝dLx-dRx
其中，dLx为所述第一位置矢量，dRx为所述第二位置矢量，Δd为所述位置矢量差。
4.根据权利要求1所述的机器人控制方法，其特征在于，所述根据所述位置矢量差和所述步长计算所述机器人的摆角系数，包括：
根据下式计算所述摆角系数：
λ＝Δd/sd
其中，Δd为所述位置矢量差，sd为所述步长，λ为所述摆角系数。
5.根据权利要求1所述的机器人控制方法，其特征在于，所述根据所述摆角系数、所述质心摆角幅度和所述双臂摆角幅度确定所述机器人的质心摆角和双臂摆角，包括：
根据下式计算所述机器人的质心摆角：
Aw＝λA1
其中，A1为所述质心摆角幅度，λ为所述摆角系数，Aw为所述机器人的质心摆角；
根据下式计算所述机器人的双臂摆角：
Ar＝λA2
Al＝-λA2
其中，A2为所述双臂摆角幅度，Ar为所述机器人的右臂摆角，Al为所述机器人的左臂摆角。
6.根据权利要求1所述的机器人控制方法，其特征在于，所述根据所述步长确定所述机器人的质心摆角幅度和双臂摆角幅度，包括：
根据下式确定所述机器人的质心摆角幅度：
Figure FDA0003048093820000021
其中，sd为所述步长，sd1为预设的步长阈值，a1和b1为预设的系数，A1为所述质心摆角幅度；
根据下式确定所述机器人的双臂摆角幅度：
Figure FDA0003048093820000022
其中，a2和b2为预设的系数，A2为所述双臂摆角幅度。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的机器人控制方法，其特征在于，在根据所述步长确定所述机器人的质心摆角幅度和双臂摆角幅度之后，还包括：
获取历史摆角幅度，所述历史摆角幅度为所述机器人在上一步时的质心摆角幅度；
测量所述机器人在上一步时的质心偏转角度；
根据所述历史摆角幅度、所述质心偏转角度对所述质心摆角幅度进行校正，得到校正后的质心摆角幅度。
8.一种机器人控制装置，其特征在于，包括：
步长获取模块，用于获取机器人在行进过程中的步长；
摆角幅度确定模块，用于根据所述步长确定所述机器人的质心摆角幅度和双臂摆角幅度；
位置矢量差获取模块，用于获取所述机器人的质心到两脚之间的位置矢量差；
摆角系数计算模块，用于根据所述位置矢量差和所述步长计算所述机器人的摆角系数；
摆角确定模块，用于根据所述摆角系数、所述质心摆角幅度和所述双臂摆角幅度确定所述机器人的质心摆角和双臂摆角；
运动控制模块，用于控制所述机器人按照所述质心摆角和所述双臂摆角进行运动。
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7中任一项所述的机器人控制方法的步骤。
10.一种机器人，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7中任一项所述的机器人控制方法的步骤。
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