CN113246125B - 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

Info

Publication number
CN113246125B
CN113246125B CN202110479997.3A CN202110479997A CN113246125B CN 113246125 B CN113246125 B CN 113246125B CN 202110479997 A CN202110479997 A CN 202110479997A CN 113246125 B CN113246125 B CN 113246125B
Authority
CN
China
Prior art keywords
robot
deviation
amount
preset
correction amount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110479997.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113246125A (zh
Inventor
白杰
陈春玉
葛利刚
刘益彰
麻星星
罗秋月
周江琛
王鸿舸
熊友军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Youbixuan Intelligent Robot Co ltd
Original Assignee
Shenzhen Ubtech Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Ubtech Technology Co ltd filed Critical Shenzhen Ubtech Technology Co ltd
Priority to CN202110479997.3A priority Critical patent/CN113246125B/zh
Publication of CN113246125A publication Critical patent/CN113246125A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113246125B publication Critical patent/CN113246125B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1602—Programme controls characterised by the control system, structure, architecture
    • B25J9/161—Hardware, e.g. neural networks, fuzzy logic, interfaces, processor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1628—Programme controls characterised by the control loop
    • B25J9/1633—Programme controls characterised by the control loop compliant, force, torque control, e.g. combined with position control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1664—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D57/00—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track
    • B62D57/02—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members
    • B62D57/032—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members with alternately or sequentially lifted supporting base and legs; with alternately or sequentially lifted feet or skid

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Manipulator (AREA)

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：获取机器人在侧向的偏移量和在偏航角方向的偏转量；根据所述机器人在偏航角方向的偏转量确定所述机器人的第一纠偏量；根据所述机器人在侧向的偏移量确定所述机器人的第二纠偏量；对所述第一纠偏量和所述第二纠偏量进行叠加，得到所述机器人的叠加纠偏量；根据所述叠加纠偏量确定所述机器人的纠偏轨迹，并控制所述机器人按照所述纠偏轨迹进行运动。通过本申请，对机器人在侧向的纠偏和在偏航角方向的纠偏进行综合考虑，能够达到良好的纠偏效果，提高了机器人的稳定性。

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，摆动腿的加减速过程会给支撑腿施加偏转力矩，该偏转力矩一般可以由支撑腿与地面的摩擦力抵消掉，但是，当产生的偏转力矩大到无法被摩擦力抵消的程度时，将会导致机器人在行走过程支撑腿出现偏转，也即“打滑”现象，稳定性极差。
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：
获取机器人在侧向的偏移量和在偏航角方向的偏转量；
根据所述机器人在偏航角方向的偏转量确定所述机器人的第一纠偏量：
Figure GDA0003704732700000011
其中，Δθ1为所述机器人在偏航角方向的偏转量，th1为预设的第一阈值，th2为预设的第二阈值，且th1>th2，abs为求绝对值函数，θ1m为预设的第一最大纠偏量，c1为预设的第一调整系数，θd1为所述第一纠偏量；
根据所述机器人在侧向的偏移量确定所述机器人的第二纠偏量：
Figure GDA0003704732700000021
其中，Δy1为所述机器人在侧向的偏移量，thy1为预设的第三阈值，thy2为预设的第四阈值，且thy1＞thy2，θ2m为预设的第二最大纠偏量，c2为预设的第二调整系数，θd2为所述第二纠偏量；
对所述第一纠偏量和所述第二纠偏量进行叠加，得到所述机器人的叠加纠偏量：
θd＝k1θd1+k2θd2
其中，k1和k2为预设的权重系数，θd为所述叠加纠偏量；
根据所述叠加纠偏量确定所述机器人的纠偏轨迹，并控制所述机器人按照所述纠偏轨迹进行运动。
在第一方面的一种具体实现中，所述权重系数的设置过程可以包括：
建立如下式所示的优化目标函数：
Figure GDA0003704732700000022
其中，t0为预设的初始时刻，te是预设的终止时刻，t为时间变量，Δy1为所述机器人在侧向的偏移量，Δθ1为所述机器人在偏航角方向的偏转量，a1、a2和a3为预设的系数，
Figure GDA0003704732700000023
为所述优化目标函数；
通过预设的优化算法求解得到所述优化目标函数的最小值；
根据所述优化目标函数的最小值确定所述权重系数。
在第一方面的一种具体实现中，在根据所述机器人在侧向的偏移量确定所述机器人的第二纠偏量之前，还可以包括：
获取安装在所述机器人上的相机的位置偏移量，所述相机用于测量所述机器人在侧向的偏移量；
根据所述相机的位置偏移量对所述机器人在侧向的偏移量进行补偿，得到在侧向的补偿后的偏移量。
在第一方面的一种具体实现中，所述根据所述叠加纠偏量确定所述机器人的纠偏轨迹，可以包括：
确定所述纠偏轨迹的初始状态和终止状态，所述初始状态为所述机器人的摆动腿开始摆动时纠偏量为0的状态，所述终止状态为所述机器人的摆动腿终止摆动时纠偏量为所述叠加纠偏量的状态；
对所述机器人的摆动腿从所述初始状态到所述终止状态的过程进行规划，得到所述纠偏轨迹。
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：
偏移量获取模块，用于获取机器人在侧向的偏移量和在偏航角方向的偏转量；
第一纠偏量确定模块，用于根据所述机器人在偏航角方向的偏转量确定所述机器人的第一纠偏量：
Figure GDA0003704732700000031
其中，Δθ1为所述机器人在偏航角方向的偏转量，th1为预设的第一阈值，th2为预设的第二阈值，且th1＞th2，abs为求绝对值函数，θ1m为预设的第一最大纠偏量，c1为预设的第一调整系数，θd1为所述第一纠偏量；
第二纠偏量确定模块，用于根据所述机器人在侧向的偏移量确定所述机器人的第二纠偏量：
Figure GDA0003704732700000032
其中，Δy1为所述机器人在侧向的偏移量，thy1为预设的第三阈值，thy2为预设的第四阈值，且thy1＞thy2，θ2m为预设的第二最大纠偏量，c2为预设的第二调整系数，θd2为所述第二纠偏量；
纠偏量叠加模块，用于对所述第一纠偏量和所述第二纠偏量进行叠加，得到所述机器人的叠加纠偏量：
θd＝k1θd1+k2θd2
其中，k1和k2为预设的权重系数，θd为所述叠加纠偏量；
纠偏轨迹确定模块，用于根据所述叠加纠偏量确定所述机器人的纠偏轨迹，并控制所述机器人按照所述纠偏轨迹进行运动。
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权重系数设置模块；
所述权重系数设置模块可以包括：
优化目标函数建立单元，用于建立如下式所示的优化目标函数：
Figure GDA0003704732700000041
其中，t0为预设的初始时刻，te是预设的终止时刻，t为时间变量，Δy1为所述机器人在侧向的偏移量，Δθ1为所述机器人在偏航角方向的偏转量，a1、a2和a3为预设的系数，
Figure GDA0003704732700000042
为所述优化目标函数；
最小值求解单元，用于通过预设的优化算法求解得到所述优化目标函数的最小值；
权重系数确定单元，用于根据所述优化目标函数的最小值确定所述权重系数。
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：
相机偏移量获取模块，用于获取安装在所述机器人上的相机的位置偏移量，所述相机用于测量所述机器人在侧向的偏移量；
偏移量补偿模块，用于根据所述相机的位置偏移量对所述机器人在侧向的偏移量进行补偿，得到在侧向的补偿后的偏移量。
在第二方面的一种具体实现中，所述纠偏轨迹确定模块可以包括：
状态确定单元，用于确定所述纠偏轨迹的初始状态和终止状态，所述初始状态为所述机器人的摆动腿开始摆动时纠偏量为0的状态，所述终止状态为所述机器人的摆动腿终止摆动时纠偏量为所述叠加纠偏量的状态；
轨迹规划单元，用于对所述机器人的摆动腿从所述初始状态到所述终止状态的过程进行规划，得到所述纠偏轨迹。
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侧向的偏移量和在偏航角方向的偏转量；根据所述机器人在偏航角方向的偏转量确定所述机器人的第一纠偏量；根据所述机器人在侧向的偏移量确定所述机器人的第二纠偏量；对所述第一纠偏量和所述第二纠偏量进行叠加，得到所述机器人的叠加纠偏量；根据所述叠加纠偏量确定所述机器人的纠偏轨迹，并控制所述机器人按照所述纠偏轨迹进行运动。通过本申请实施例，对机器人在侧向的纠偏和在偏航角方向的纠偏进行综合考虑，能够达到良好的纠偏效果，避免出现“打滑”现象，提高了机器人的稳定性。
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为本申请实施例中所使用的世界坐标系的示意图；
图2为坐标轴与旋转方向的对应关系图；
图3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4为机器人在侧向的偏移示意图；
图5为机器人在偏航角方向的偏转示意图；
图6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7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。
为了便于叙述，在本申请实施例中，可以建立如图1所示的世界坐标系∑w，在该坐标系下，机器人的前向为x轴，侧向为y轴，纵向为z轴。图2所示为坐标轴与旋转方向的对应关系图，如图所示，绕着x轴旋转的方向为rx，记为翻滚角(roll角)；绕着y轴旋转的方向为ry，记为俯仰角(pitch角)；绕着z轴旋转的方向为rz，记为偏航角(yaw角)。
请参阅图3，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S301、获取机器人在侧向的偏移量和在偏航角方向的偏转量。
在机器人的行走过程中，摆动腿的加减速过程会给支撑腿施加偏转力矩，该偏转力矩一般可以由支撑腿与地面的摩擦力抵消掉，但是，当产生的偏转力矩大到无法被摩擦力抵消的程度时，将会导致机器人在行走过程支撑腿出现偏转，也即“打滑”现象。由于机器人摆动腿的提前或滞后着地，会造成加减速过程不对称，导致机器人在侧向位置和偏航角方向均存在偏转。图4所示为机器人在侧向的偏移示意图，其中，Δy为机器人在侧向的偏移量；图5所示为机器人在偏航角方向的偏转示意图，其中，Δθ为机器人在偏航角方向的偏转量。
在本申请实施例中，可以通过安装在所述机器人上的相机进行这些物理量的测量，但由于相机会随着机器人本体进行摆动，因此需要对其测量的结果进行补偿。
对于机器人在侧向的偏移量而言，可以通过正运动学求解得到所述相机的位置偏移量，然后根据所述相机的位置偏移量对所述机器人在侧向的偏移量进行补偿，得到在侧向的补偿后的偏移量。
具体地，可以根据下式对所述机器人在侧向的偏移量进行补偿：
Δy1＝Δy-R*dy
其中，dy为所述相机的位置偏移量，R为从机器人本体坐标系到世界坐标系的旋转矩阵，Δy1为在侧向的补偿后的偏移量。
对于机器人在偏航角方向的偏转量而言，一般不会受到相机摆动的影响，因此，一般可以设置：
Δθ1＝Δθ
其中，Δθ1为在偏航角方向的补偿后的偏转量。
如无特殊说明，后续内容中所提及的在侧向的偏移量和在偏航角方向的偏转量均指代补偿后的结果。
步骤S302、根据所述机器人在偏航角方向的偏转量确定所述机器人的第一纠偏量。
具体地，可以根据下式确定所述机器人的第一纠偏量：
Figure GDA0003704732700000081
其中，Δθ1为所述机器人在偏航角方向的偏转量，th1为预设的第一阈值，th2为预设的第二阈值，且th1＞th2，两者的具体取值均可根据实际情况进行设置，本申请实施例对其不作具体限定，abs为求绝对值函数，θ1m为预设的第一最大纠偏量，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，c1为预设的第一调整系数，且c1＝θ1m/th2，θd1为所述第一纠偏量。
步骤S303、根据所述机器人在侧向的偏移量确定所述机器人的第二纠偏量。
具体地，可以根据下式确定所述机器人的第二纠偏量：
Figure GDA0003704732700000082
其中，Δy1为所述机器人在侧向的偏移量，thy1为预设的第三阈值，thy2为预设的第四阈值，且thy1＞thy2，两者的具体取值均可根据实际情况进行设置，本申请实施例对其不作具体限定，abs为求绝对值函数，θ2m为预设的第二最大纠偏量，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，c2为预设的第二调整系数，且c2＝θ2m/thy2，θd2为所述第二纠偏量。
步骤S304、对所述第一纠偏量和所述第二纠偏量进行叠加，得到所述机器人的叠加纠偏量。
具体地，可以根据下式对所述第一纠偏量和所述第二纠偏量进行叠加，得到所述机器人的叠加纠偏量：
θd＝k1θd1+k2θd2
其中，k1和k2为预设的权重系数，θd为所述叠加纠偏量，其具体取值可以根据实际情况进行设置。
在本申请实施例的一种具体实现中，可以通过最优控制的方式对所述权重系数进行设置。首先，建立如下式所示的优化目标函数：
Figure GDA0003704732700000091
其中，t0为预设的初始时刻，te是预设的终止时刻，te＝t0+n*T，n为正整数，T为所述机器人的摆动腿的摆动期时长，t为时间变量，a1、a2和a3为预设的系数，其具体取值可以根据实际情况进行设置，例如，可以将这三个系数均设置为1，
Figure GDA0003704732700000092
为所述优化目标函数。
然后，可以通过预设的优化算法求解得到所述优化目标函数的最小值。所述优化算法可以包括但不限于变分法、梯度下降法、遗传算法等现有技术中的优化算法。
在求解得到所述优化目标函数的最小值之后，即可将其取得最小值时所对应的k1和k2的取值确定为权重系数的最优解。
步骤S305、根据所述叠加纠偏量确定所述机器人的纠偏轨迹，并控制所述机器人按照所述纠偏轨迹进行运动。
在所述机器人的双腿支撑期计算得到的θd，即为下一阶段摆动腿传给机器人的偏航角方向的纠偏期望，通过这一叠加过程将侧向的纠偏和偏航角方向的纠偏融合到偏航角方向的控制中，从而实现通过一个自由度控制两个自由度的目的。
首先，可以确定所述纠偏轨迹的初始状态和终止状态。
其中，所述初始状态为所述机器人的摆动腿开始摆动时(t0)的状态，此时对应的初始纠偏量(x0)，所述终止状态为所述机器人的摆动腿终止摆动时(t1)的终止纠偏量(x1)。
然后，对所述机器人的摆动腿从所述初始状态到所述终止状态的过程进行规划，得到所述纠偏轨迹。
将所述纠偏轨迹记为θ(t)，则有：
θ(t)＝f(x0，x1，t0，t1，t)
在本申请实施例中，可以根据实际情况选择现有技术中的任意一种轨迹规划形式，包括但不限于五次多项式，正弦曲线，摆线曲线，S型曲线等轨迹规划形式。以摆线曲线为例，所述纠偏轨迹可以记为：
Figure GDA0003704732700000101
在本申请实施例中，可以设置t0＝0，t1＝T，x0＝0，x1＝θd，代入上式则有：
Figure GDA0003704732700000102
在确定所述纠偏轨迹之后，即可控制所述机器人的摆动腿按照所述纠偏轨迹在偏航角方向进行纠偏控制。
综上所述，本申请实施例获取机器人在侧向的偏移量和在偏航角方向的偏转量；根据所述机器人在偏航角方向的偏转量确定所述机器人的第一纠偏量；根据所述机器人在侧向的偏移量确定所述机器人的第二纠偏量；对所述第一纠偏量和所述第二纠偏量进行叠加，得到所述机器人的叠加纠偏量；根据所述叠加纠偏量确定所述机器人的纠偏轨迹，并控制所述机器人按照所述纠偏轨迹进行运动。通过本申请实施例，对机器人在侧向的纠偏和在偏航角方向的纠偏进行综合考虑，能够达到良好的纠偏效果，避免出现“打滑”现象，提高了机器人的稳定性。
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6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：
偏移量获取模块601，用于获取机器人在侧向的偏移量和在偏航角方向的偏转量；
第一纠偏量确定模块602，用于根据所述机器人在偏航角方向的偏转量确定所述机器人的第一纠偏量；
第二纠偏量确定模块603，用于根据所述机器人在侧向的偏移量确定所述机器人的第二纠偏量；
纠偏量叠加模块604，用于对所述第一纠偏量和所述第二纠偏量进行叠加，得到所述机器人的叠加纠偏量；
纠偏轨迹确定模块605，用于根据所述叠加纠偏量确定所述机器人的纠偏轨迹，并控制所述机器人按照所述纠偏轨迹进行运动。
在本申请实施例的一种具体实现中，所述第一纠偏量确定模块具体用于根据下式确定所述机器人的第一纠偏量：
Figure GDA0003704732700000111
其中，Δθ1为所述机器人在偏航角方向的偏转量，th1为预设的第一阈值，th2为预设的第二阈值，且th1＞th2，abs为求绝对值函数，θ1m为预设的第一最大纠偏量，c1为预设的第一调整系数，θd1为所述第一纠偏量。
在本申请实施例的一种具体实现中，所述第二纠偏量确定模块具体用于根据下式确定所述机器人的第二纠偏量：
Figure GDA0003704732700000121
其中，Δy1为所述机器人在侧向的偏移量，thy1为预设的第三阈值，thy2为预设的第四阈值，且thy1＞thy2，abs为求绝对值函数，θ2m为预设的第二最大纠偏量，c2为预设的第二调整系数，θd2为所述第二纠偏量。
在本申请实施例的一种具体实现中，所述纠偏量叠加模块具体用于根据下式对所述第一纠偏量和所述第二纠偏量进行叠加，得到所述机器人的叠加纠偏量：
θd＝k1θd1+k2θd2
其中，θd1为所述第一纠偏量，θd2为所述第二纠偏量，k1和k2为预设的权重系数，θd为所述叠加纠偏量。
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权重系数设置模块；
所述权重系数设置模块可以包括：
优化目标函数建立单元，用于建立如下式所示的优化目标函数：
Figure GDA0003704732700000122
其中，t0为预设的初始时刻，te是预设的终止时刻，t为时间变量，Δy1为所述机器人在侧向的偏移量，Δθ1为所述机器人在偏航角方向的偏转量，a1、a2和a3为预设的系数，
Figure GDA0003704732700000123
为所述优化目标函数；
最小值求解单元，用于通过预设的优化算法求解得到所述优化目标函数的最小值；
权重系数确定单元，用于根据所述优化目标函数的最小值确定所述权重系数。
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：
相机偏移量获取模块，用于获取安装在所述机器人上的相机的位置偏移量，所述相机用于测量所述机器人在侧向的偏移量；
偏移量补偿模块，用于根据所述相机的位置偏移量对所述机器人在侧向的偏移量进行补偿，得到在侧向的补偿后的偏移量。
在本申请实施例的一种具体实现中，所述纠偏轨迹确定模块可以包括：
状态确定单元，用于确定所述纠偏轨迹的初始状态和终止状态，所述初始状态为所述机器人的摆动腿开始摆动时纠偏量为0的状态，所述终止状态为所述机器人的摆动腿终止摆动时纠偏量为所述叠加纠偏量的状态；
轨迹规划单元，用于对所述机器人的摆动腿从所述初始状态到所述终止状态的过程进行规划，得到所述纠偏轨迹。
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7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7所示，该实施例的机器人7包括：处理器70、存储器71以及存储在所述存储器71中并可在所述处理器70上运行的计算机程序72。所述处理器70执行所述计算机程序72时实现上述各个机器人控制方法实施例中的步骤，例如图3所示的步骤S301至步骤S305。或者，所述处理器70执行所述计算机程序72时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图6所示模块601至模块605的功能。
示例性的，所述计算机程序72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71中，并由所述处理器70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72在所述机器人7中的执行过程。
本领域技术人员可以理解，图7仅仅是机器人7的示例，并不构成对机器人7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7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70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71可以是所述机器人7的内部存储单元，例如机器人7的硬盘或内存。所述存储器71也可以是所述机器人7的外部存储设备，例如所述机器人7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71还可以既包括所述机器人7的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器71用于存储所述计算机程序以及所述机器人7所需的其它程序和数据。所述存储器71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 (7)

1.一种机器人控制方法，其特征在于，包括：
获取机器人在侧向的偏移量和在偏航角方向的偏转量；
根据所述机器人在偏航角方向的偏转量确定所述机器人的第一纠偏量：
Figure FDA0003704732690000011
其中，Δθ1为所述机器人在偏航角方向的偏转量，th1为预设的第一阈值，th2为预设的第二阈值，且th1＞th2，abs为求绝对值函数，θ1m为预设的第一最大纠偏量，c1为预设的第一调整系数，θd1为所述第一纠偏量；
根据所述机器人在侧向的偏移量确定所述机器人的第二纠偏量：
Figure FDA0003704732690000012
其中，Δy1为所述机器人在侧向的偏移量，thy1为预设的第三阈值，thy2为预设的第四阈值，且thy1＞thy2，θ2m为预设的第二最大纠偏量，c2为预设的第二调整系数，θd2为所述第二纠偏量；
对所述第一纠偏量和所述第二纠偏量进行叠加，得到所述机器人的叠加纠偏量：
θd＝k1θd1+k2θd2
其中，k1和k2为预设的权重系数，θd为所述叠加纠偏量；
根据所述叠加纠偏量确定所述机器人的纠偏轨迹，并控制所述机器人按照所述纠偏轨迹进行运动。
2.根据权利要求1所述的机器人控制方法，其特征在于，所述权重系数的设置过程包括：
建立如下式所示的优化目标函数：
Figure FDA0003704732690000021
其中，t0为预设的初始时刻，te是预设的终止时刻，t为时间变量，Δy1为所述机器人在侧向的偏移量，Δθ1为所述机器人在偏航角方向的偏转量，a1、a2和a3为预设的系数，
Figure FDA0003704732690000022
为所述优化目标函数；
通过预设的优化算法求解得到所述优化目标函数的最小值；
根据所述优化目标函数的最小值确定所述权重系数。
3.根据权利要求1所述的机器人控制方法，其特征在于，在根据所述机器人在侧向的偏移量确定所述机器人的第二纠偏量之前，还包括：
获取安装在所述机器人上的相机的位置偏移量，所述相机用于测量所述机器人在侧向的偏移量；
根据所述相机的位置偏移量对所述机器人在侧向的偏移量进行补偿，得到在侧向的补偿后的偏移量。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的机器人控制方法，其特征在于，所述根据所述叠加纠偏量确定所述机器人的纠偏轨迹，包括：
确定所述纠偏轨迹的初始状态和终止状态，所述初始状态为所述机器人的摆动腿开始摆动时纠偏量为0的状态，所述终止状态为所述机器人的摆动腿终止摆动时纠偏量为所述叠加纠偏量的状态；
对所述机器人的摆动腿从所述初始状态到所述终止状态的过程进行规划，得到所述纠偏轨迹。
5.一种机器人控制装置，其特征在于，包括：
偏移量获取模块，用于获取机器人在侧向的偏移量和在偏航角方向的偏转量；
第一纠偏量确定模块，用于根据所述机器人在偏航角方向的偏转量确定所述机器人的第一纠偏量：
Figure FDA0003704732690000031
其中，Δθ1为所述机器人在偏航角方向的偏转量，th1为预设的第一阈值，th2为预设的第二阈值，且th1＞th2，abs为求绝对值函数，θ1m为预设的第一最大纠偏量，c1为预设的第一调整系数，θd1为所述第一纠偏量；
第二纠偏量确定模块，用于根据所述机器人在侧向的偏移量确定所述机器人的第二纠偏量：
Figure FDA0003704732690000032
其中，Δy1为所述机器人在侧向的偏移量，thy1为预设的第三阈值，thy2为预设的第四阈值，且thy1＞thy2，θ2m为预设的第二最大纠偏量，c2为预设的第二调整系数，θd2为所述第二纠偏量；
纠偏量叠加模块，用于对所述第一纠偏量和所述第二纠偏量进行叠加，得到所述机器人的叠加纠偏量：
θd＝k1θd1+k2θd2
其中，k1和k2为预设的权重系数，θd为所述叠加纠偏量；
纠偏轨迹确定模块，用于根据所述叠加纠偏量确定所述机器人的纠偏轨迹，并控制所述机器人按照所述纠偏轨迹进行运动。
6.一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4中任一项所述的机器人控制方法的步骤。
7.一种机器人，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4中任一项所述的机器人控制方法的步骤。
CN202110479997.3A 2021-04-30 2021-04-30 机器人控制方法、装置、计算机可读存储介质及机器人 Active CN113246125B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110479997.3A CN113246125B (zh) 2021-04-30 2021-04-30 机器人控制方法、装置、计算机可读存储介质及机器人

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110479997.3A CN113246125B (zh) 2021-04-30 2021-04-30 机器人控制方法、装置、计算机可读存储介质及机器人

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113246125A CN113246125A (zh) 2021-08-13
CN113246125B true CN113246125B (zh) 2022-09-16

Family

ID=77223328

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110479997.3A Active CN113246125B (zh) 2021-04-30 2021-04-30 机器人控制方法、装置、计算机可读存储介质及机器人

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113246125B (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106246186A (zh) * 2016-08-26 2016-12-21 北京中煤矿山工程有限公司 一种竖井掘进机导向控制及调整方法
JP2017113847A (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 本田技研工業株式会社 移動ロボットの制御装置
CN109050661A (zh) * 2018-09-20 2018-12-21 合肥工业大学 电子差速和主动差动转向的协调控制方法及协调控制装置
CN109144078A (zh) * 2018-11-13 2019-01-04 楚天智能机器人（长沙）有限公司 一种基于二维码导航共线双舵轮agv路线纠偏方法及系统
CN111015653A (zh) * 2019-12-13 2020-04-17 深圳市优必选科技股份有限公司 机器人控制方法、装置、计算机可读存储介质及机器人
CN111098300A (zh) * 2019-12-13 2020-05-05 深圳市优必选科技股份有限公司 一种机器人平衡控制方法、装置、可读存储介质及机器人
CN112060078A (zh) * 2020-07-28 2020-12-11 深圳市优必选科技股份有限公司 机器人控制方法、装置、计算机可读存储介质及机器人
CN112091984A (zh) * 2020-11-17 2020-12-18 深圳市优必选科技股份有限公司 双足机器人的步态纠偏方法、装置和计算机设备
CN112526998A (zh) * 2020-12-21 2021-03-19 珠海格力智能装备有限公司 轨迹纠偏方法及装置、自动驾驶引导车

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017113847A (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 本田技研工業株式会社 移動ロボットの制御装置
CN106246186A (zh) * 2016-08-26 2016-12-21 北京中煤矿山工程有限公司 一种竖井掘进机导向控制及调整方法
CN109050661A (zh) * 2018-09-20 2018-12-21 合肥工业大学 电子差速和主动差动转向的协调控制方法及协调控制装置
CN109144078A (zh) * 2018-11-13 2019-01-04 楚天智能机器人（长沙）有限公司 一种基于二维码导航共线双舵轮agv路线纠偏方法及系统
CN111015653A (zh) * 2019-12-13 2020-04-17 深圳市优必选科技股份有限公司 机器人控制方法、装置、计算机可读存储介质及机器人
CN111098300A (zh) * 2019-12-13 2020-05-05 深圳市优必选科技股份有限公司 一种机器人平衡控制方法、装置、可读存储介质及机器人
CN112060078A (zh) * 2020-07-28 2020-12-11 深圳市优必选科技股份有限公司 机器人控制方法、装置、计算机可读存储介质及机器人
CN112091984A (zh) * 2020-11-17 2020-12-18 深圳市优必选科技股份有限公司 双足机器人的步态纠偏方法、装置和计算机设备
CN112526998A (zh) * 2020-12-21 2021-03-19 珠海格力智能装备有限公司 轨迹纠偏方法及装置、自动驾驶引导车

Also Published As

Publication number Publication date
CN113246125A (zh) 2021-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111015653B (zh) 机器人控制方法、装置、计算机可读存储介质及机器人
CN112536796B (zh) 机器人控制方法、装置、计算机可读存储介质及机器人
CN112720460B (zh) 机器人控制方法、装置、计算机可读存储介质及机器人
CN112936301B (zh) 一种机器人手眼标定方法、装置、可读存储介质及机器人
CN112744313B (zh) 一种机器人状态估计方法、装置、可读存储介质及机器人
CN112060078B (zh) 机器人控制方法、装置、计算机可读存储介质及机器人
CN110962859A (zh) 车辆车速获取方法及相关设备
CN112731953A (zh) 机器人控制方法、装置、计算机可读存储介质及机器人
CN109164819B (zh) 刚体航天器的反步自适应滑模大角度姿态机动控制方法
JP6695481B1 (ja) 接地荷重推定装置、制御装置および接地荷重推定方法
CN111208809A (zh) 机器人步态规划方法及终端设备
CN114227685A (zh) 机械臂控制方法、装置、计算机可读存储介质及机械臂
CN113246125B (zh) 机器人控制方法、装置、计算机可读存储介质及机器人
EP1930222A1 (en) Method for providing stability control for a vehicle
CN113359791B (zh) 机器人控制方法、装置、计算机可读存储介质及机器人
CN112731951A (zh) 一种机器人平衡控制方法、装置、可读存储介质及机器人
CN105945994B (zh) 一种机器人头部关节舵机位置的校准方法、装置及机器人
CN113246124B (zh) 机器人控制方法、装置、计算机可读存储介质及机器人
CN112720478B (zh) 一种机器人力矩控制方法、装置、可读存储介质及机器人
CN113119120B (zh) 一种机器人的控制方法、装置及机器人
CN115489335A (zh) 基于能量回收的扭矩控制方法、装置、设备和介质
CN112975941B (zh) 机器人控制方法、装置、计算机可读存储介质及机器人
JP6748765B1 (ja) 接地荷重推定装置、制御装置および接地荷重推定方法
CN113246123B (zh) 机器人控制方法、装置、计算机可读存储介质及机器人
CN107636418B (zh) 一种机器人控制方法、控制设备及系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20231130

Address after: Room 601, 6th Floor, Building 13, No. 3 Jinghai Fifth Road, Beijing Economic and Technological Development Zone (Tongzhou), Tongzhou District, Beijing, 100176

Patentee after: Beijing Youbixuan Intelligent Robot Co.,Ltd.

Address before: 518000 16th and 22nd Floors, C1 Building, Nanshan Zhiyuan, 1001 Xueyuan Avenue, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province

Patentee before: Shenzhen UBTECH Technology Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right