CN113359792A - 一种双足机器人控制方法、装置、双足机器人及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请适用于双足机器人技术领域，提供一种双足机器人控制方法、装置、双足机器人及存储介质，通过获取双足机器人的双倒立摆模型的质心与支撑点之间的初始距离、质心的初始移动速度和质心的初始位移；根据初始距离和初始移动速度，获取双倒立摆模型的稳定点的测量值；根据初始移动速度和稳定点的测量值，获取控制输出量；根据初始移动速度、初始位移和控制输出量，获取双倒立摆模型的质心的位移的期望值；根据位移的期望值，控制双足机器人侧向移动，能够有效提升双足机器人受到外界环境或人为因素的干扰时，侧向移动的稳定性与适应能力，实现对双足机器人侧向移动的稳定控制，提升双足机器人的抗干扰能力。
Description
技术领域
本申请属于机器人技术领域，尤其涉及一种双足机器人控制方法、装置、双足机器人及存储介质。
背景技术
随着机器人技术的不断发展，服务机器人、娱乐机器人、生产机器人、农业机器人等各种类型的机器人层出不穷，为人们的日常生产和生活带来了极大便利。双足机器人是一种仿生类型的机器人，能够实现双足行走和相关动作。双足机器人在踏步或行走时，容易受到外界环境或人为因素的干扰，导致其质心运动偏向一侧，使得稳定性降低。
发明内容
本申请实施例提供了一种双足机器人控制方法、装置、双足机器人及存储介质，以解决现有的双足机器人在踏步或行走时，容易受到外界环境或人为因素的干扰，导致其质心运动偏向一侧，使得稳定性降低的问题。
本申请实施例的第一方面提供了一种双足机器人控制方法，包括：
获取双足机器人的双倒立摆模型的质心与支撑点之间的初始距离、质心的初始移动速度和质心的初始位移；
根据所述初始距离和所述初始移动速度，获取所述双倒立摆模型的稳定点的测量值；
根据所述初始移动速度和所述稳定点的测量值，获取控制输出量；
根据所述初始移动速度、所述初始位移和所述控制输出量，获取所述双倒立摆模型的质心的位移的期望值；
根据所述位移的期望值，控制所述双足机器人侧向移动。
本申请实施例的第二方面提供了一种双足机器人控制装置，包括：
第一获取模块，用于获取双足机器人的双倒立摆模型的质心与支撑点之间的初始距离、质心的初始移动速度和质心的初始位移；
第二获取模块，用于根据所述初始距离和所述初始移动速度，获取所述双倒立摆模型的稳定点的测量值；
第三获取模块，用于根据所述初始移动速度和所述稳定点的测量值，获取控制输出量；
第四获取模块，用于根据所述初始移动速度、所述初始位移和所述控制输出量，获取所述双足机器人的位移的期望值；
控制模块，用于根据所述位移的期望值，控制所述双足机器人侧向移动。
本申请实施例的第三方面提供了一种双足机器人，包括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如本申请实施例的第一方面所述双足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如本申请实施例的第一方面所述双足机器人控制方法的步骤。
本申请实施例的第一方面提供的双足机器人控制方法，获取双足机器人的双倒立摆模型的质心与支撑点之间的初始距离、质心的初始移动速度和质心的初始位移；根据初始距离和初始移动速度，获取双倒立摆模型的稳定点的测量值；根据初始移动速度和稳定点的测量值，获取控制输出量；根据初始移动速度、初始位移和控制输出量，获取双倒立摆模型的质心的位移的期望值；根据位移的期望值，控制双足机器人侧向移动，通过采用基于双倒立摆模型的双足机器人的稳定点的控制方式，能够有效提升双足机器人受到外界环境或人为因素的干扰时，侧向移动的稳定性与适应能力，实现对双足机器人侧向移动的稳定控制，提升双足机器人的抗干扰能力。
可以理解的是，上述第二方面至第四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双足机器人控制方法的流程示意图；
图2是本申请实施例提供的将双足机器人简化为双倒立摆模型的简化过程示意图；
图3是本申请实施例提供的双倒立摆模型的参数示意图；
图4是本申请实施例提供的双足机器人控制装置的结构示意图；
图5是本申请实施例提供的双足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。
应当理解，当在本申请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。
如在本申请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，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，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。
在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
本申请实施例提供一种双足机器人控制方法，可以由双足机器人的处理器在运行相应的计算机程序时执行，通过采用基于双倒立摆模型的双足机器人的稳定点的控制方式，能够有效提升双足机器人受到外界环境或人为因素的干扰时，侧向移动的稳定性与适应能力，实现对双足机器人侧向移动的稳定控制，提升双足机器人的抗干扰能力。
在应用中，双足机器人可以是具有行走功能的任意类型的双足机器人，服务机器人、娱乐机器人、生产机器人、农业机器人等各种类型的双足机器人中都存在具有行走功能的双足机器人类型，例如，仿生教育机器人、仿生迎宾机器人、仿生跳舞机器人、仿生保姆机器人等。
如图1所示，本申请实施例提供的双足机器人控制方法，包括如下步骤S101至S105：
步骤S101、获取双足机器人的双倒立摆模型的质心与支撑点之间的初始距离、质心的初始移动速度和质心的初始位移。
在应用中，双足机器人侧向移动时，可以简化为一个双倒立摆模型。
如图2所示，示例性的示出了将双足机器人1简化为双倒立摆模型2的简化过程。
在应用中，可以采用双倒立摆模型来描述双足机器人侧向移动时是否处于稳定状态。根据双倒立摆模型，在质点运动时，为了能够准确的描述双足机器人处于稳定状态且为常量，需要构建双倒立摆模型的稳定点的概念。在双倒立摆模型中，存在捕捉点(CapturePoint)的定义，用于描述单个倒立摆模型的状态，以判断倒立摆模型是否处于稳定状态。捕捉点的计算公式如下：
其中，ξ表示捕捉点，x表示倒立摆模型的质心与支撑点之间的距离，
表示质心的移动速度，w表示倒立摆模型的固有频率。
在应用中，在捕捉点的定义中，当
x＝0时，倒立摆模型处于稳定状态。双足机器人的侧向运动可以表示为一个往复循环运动，因此，基于捕捉点的概念，可设计双足机器人侧向运动时用于描述其状态的常量(即倒立摆模型的稳定点的期望值)，然后通过合理设计双足机器人的支撑点的位置，使捕捉点(即倒立摆模型的稳定点)为零，即可使倒立摆模型处于稳定状态。
在应用中，双倒立摆模型包括分别与双足机器人的左腿和右腿对应的两个倒立摆模型，双倒立摆模型中每个倒立摆模型的捕捉点均采用上述公式一进行计算。在双足机器人采用左腿支撑(也即双足机器人的重心在左腿)时，采用双倒立摆模型的左腿的质心与支撑点之间的距离和左腿的质心的移动速度计算捕捉点；在双足机器人采用右腿支撑(也即双足机器人的重心在右腿)时，采用双倒立摆模型的右腿的质心与支撑点之间的距离和右腿的质心的移动速度计算捕捉点。
在应用中，双足机器人受用户控制开始侧向移动时，需要根据双足机器人的实际侧向移动情况，获取其等效双倒立摆模型的质心与支撑点之间的初始距离(当双足机器人采用左腿支撑时，获取双倒立摆模型的左腿的质心与支撑点之间的初始距离；当双足机器人采用右腿支撑时，获取双倒立摆模型的右腿的质心与支撑点之间的初始距离)、初始移动速度和初始位移。当双足机器人受用户控制从静止状态开始侧向移动时，其双倒立摆模型的质心与支撑点之间的初始距离、初始移动速度和初始位移分别为静止状态下的质心与支撑点之间的距离、移动速度和位移；其中，静止状态下的移动速度和位移为0。相对于第K+1时刻，双倒立摆模型的质心在第K时刻与支撑点之间的距离、移动速度和位移分别为初始距离、初始速度和初始位移；其中，K为任意正整数，第K时刻可以为当前时刻，第K+1时刻可以为下一时刻。
在应用中，用户可以通过双足机器人的人机交互器件输入移动控制指令，以直接控制双足机器人根据移动控制指令侧向移动；用户也可以通过用户终端的人机交互器件控制用户终端向双足机器人发送移动控制指令，以间接控制双足机器人根据移动控制指令侧向移动，用户终端能够与双足机器人进行通信连接。
在应用中，双足机器人的人机交互器件可以包括实体按键、触控传感器、手势识别传感器和语音识别单元中的至少一种，使得用户可以通过对应的触控方式、手势操控方式或语音控制方式输入移动控制指令。实体按键和触控传感器可以设置于双足机器人的任意位置，例如，控制面板。对实体按键的触控方式具体可以是按压或拨动。对触控传感器的触控方式具体可以为按压或触摸等。手势识别传感器可以设置在双足机器人的壳体外部的任意位置。用于控制双足机器人的手势可以由用户根据实际需要自定义设置或者采用出厂时的默认设置。语音识别单元可以包括麦克风和语音识别芯片，也可以仅包括麦克风并由双足机器人的处理器来实现语音识别功能。用于控制双足机器人的语音可以由用户根据实际需要自定义设置或者采用出厂时的默认设置。
在应用中，用户终端可以是遥控器、手机、智能手环、平板电脑、笔记本电脑、上网本、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、计算机、服务器等具有无线或有线通信功能，能够与双足机器人进行通信连接的计算设备，本申请实施例对用户终端的具体类型不作任何限制。用户终端的人机交互器件可以与双足机器人相同，此处不再赘述。
步骤S102、根据所述初始距离和所述初始移动速度，获取所述双倒立摆模型的稳定点的测量值。
在应用中，双足机器人在移动过程中其实际稳定点会随着质心与支撑点之间的距离和移动速度的改变而发生改变，因此，若需要控制双足机器人在下一时刻的侧向移动处于稳定状态，需要根据双足机器人在当前时刻的质心与支撑点之间的距离和移动速度(即初始移动速度)计算其在当前时刻的实际稳定点(即稳定点的测量值)，然后根据实际稳定点反馈调节用于控制双足机器人的位移的控制输出量，进而根据控制输出量计算使得双足机器人在下一时刻能够稳定侧向移动的位移(即位移的期望值)。
在一个实施例中，步骤S102包括：
根据所述初始距离、所述初始移动速度、所述双倒立摆模型的固有频率和所述双倒立摆模型的稳定点的期望值，获取所述稳定点的测量值。
在应用中，双倒立摆模型的稳定点的期望值是由用户根据实际需要设定的常量。理论上来说，当双足机器人处于稳定状态时，稳定点的测量值应当等于稳定点的期望值，然而在实际的侧向移动过程中，稳定点会随着质心与支撑点之间的距离和移动速度的改变而发生改变，因此，稳定点的测量值不一定等于期望值，需要根据实际的质心与支撑点之间的距离、移动速度和稳定点的期望值重新计算稳定点的测量值。
在一个实施例中，所述稳定点的测量值的计算公式如下：
其中，ρm表示所述稳定点的测量值，xl表示所述双倒立模型的左腿的质心与支撑点之间的初始距离，
表示所述双倒立模型的左腿的质心的移动速度，xr表示所述双倒立模型的右腿的质心与支撑点之间的初始距离，
表示所述双倒立模型的右腿的质心的移动速度，w表示所述双倒立摆模型的固有频率，
和
等于所述初始移动速度。
如图3所示，示例性的示出了双倒立摆模型的左腿的质心Ol与支撑点之间的初始距离xl、双倒立摆模型的右腿的质心Or与支撑点之间的距离xr，其中，箭头方向为双足机器人的侧向移动方向。
步骤S103、根据所述初始移动速度和所述稳定点的测量值，获取控制输出量。
在应用中，基于比例、积分和微分(Proportion Integral Differential，PID)控制方法的基本思路，可以根据双足机器人的双倒立摆模型的初始移动速度和稳定点的测量值，反馈调节用于对双足机器人进行侧向移动控制的控制输出量，从而根据控制输出量调节初始移动速度，进而根据调节后的初始移动速度调节初始位移。控制输出量具体可以是加速度。
在一个实施例中，步骤S103包括：
根据控制比例系数、所述稳定点的期望值、所述稳定点的测量值、控制微分系数和所述初始移动速度，获取控制输出量。
在应用中，控制比例系数、稳定点的期望值和控制微分系数均为用户事先根据实际需要设定的已知参数。控制输出量与控制比例系数、稳定点的期望值、稳定点的测量值、控制微分系数和移动速度的期望值(也即期望调节控制输出量之后双足机器人能够实现的移动速度)有关，移动速度的期望值与初始移动速度和控制输出量有关。
在一个实施例中，所述控制输出量的计算公式如下：
a＝kp(ρd-ρm)+kd(0-v)
v＝v0+a*t
其中，a表示所述控制输出量，kp表示所述控制比例系数，ρd表示所述稳定点的期望值，ρm表示所述稳定点的测量值，kd表示所述控制微分系数，v表示所述双倒立模型的质心的移动速度的期望值，v0表示所述初始移动速度，t表示时间常数。
在应用中，时间常数具体等于当前时刻与下一时刻之间的时间差。根据在当前时刻获取的稳定点的测量值和初始移动速度结合控制比例系数、稳定点的期望值和控制微分系数这些已知参数，即可计算得到用于控制双足机器人在下一时刻稳定侧向移动的控制输出量。
步骤S104、根据所述初始移动速度、所述初始位移和所述控制输出量，获取所述双倒立摆模型的质心的位移的期望值。
在应用中，在获得用于控制双足机器人在下一时刻稳定侧向移动的控制输出量之后，即可根据控制输出量和已获取的当前时刻的初始移动速度和初始位移，进一步的计算得到用于控制双足机器人在下一时刻稳定侧向移动的位移的期望值。
在一个实施例中，所述位移的期望值的计算公式如下：
p＝p0+v*t+0.5*t2
v＝v0+a*t
其中，p表示所述位移的期望值，p0表示所述初始位移，v表示所述双倒立模型的质心的移动速度的期望值，v0表示所述初始移动速度，t表示时间常数，a表示所述控制输出量。
步骤S105、根据所述位移的期望值，控制所述双足机器人侧向移动。
在应用中，在获得用于控制双足机器人在下一时刻稳定侧向移动的位移的期望值之后，即可结合该位移的期望值和质心侧向移动轨迹方程，逆求解双足机器人的关节角度，从而控制双足机器人的相应关节以该关节角度移动，实现对双足机器人侧向移动控制。
在一个实施例中，步骤S105包括：
根据所述位移的期望值和所述双足机器人的侧向移动轨迹，获取所述双足机器人的关节角度；
根据所述关节角度，控制所述双足机器人侧向移动。
本申请实施例提供的双足机器人控制方法，通过采用基于双倒立摆模型的双足机器人的稳定点的控制方式，能够有效提升双足机器人受到外界环境或人为因素的干扰时，侧向移动的稳定性与适应能力，实现对双足机器人侧向移动的稳定控制，提升双足机器人的抗干扰能力。
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。
本申请实施例还提供一种双足机器人控制装置，用于执行上述方法实施例中的方法步骤。该装置可以是双足机器人中的虚拟装置(virtual appliance)，由双足机器人的处理器运行，也可以是双足机器人本身。
如图4所示，本申请实施例提供的双足机器人控制装置100包括：
第一获取模块101，用于获取双足机器人的双倒立摆模型的质心与支撑点之间的初始距离、质心的初始移动速度和质心的初始位移；
第二获取模块102，用于根据所述初始距离和所述初始移动速度，获取所述双倒立摆模型的稳定点的测量值；
第三获取模块103，用于根据所述初始移动速度和所述稳定点的测量值，获取控制输出量；
第四获取模块104，用于根据所述初始移动速度、所述初始位移和所述控制输出量，获取所述双足机器人的位移的期望值；
控制模块105，用于根据所述位移的期望值，控制所述双足机器人侧向移动。
在应用中，上述装置中的各模块可以为软件程序模块，也可以通过处理器中集成的不同逻辑电路或与处理器连接的独立物理部件实现，还可以通过多个分布式处理器实现。
如图5所示，本申请实施例还提供一种双足机器人200，包括：至少一个处理器201(图5中仅示出一个处理器)、存储器202以及存储在存储器202中并可在至少一个处理器201上运行的计算机程序203，处理器201执行计算机程序203时实现上述各个双足机器人控制方法实施例中的步骤。
在应用中，双足机器人可包括，但不仅限于，处理器以及存储器，图5仅仅是双足机器人的举例，并不构成对双足机器人的限定，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，还可以包括移动部件、输入输出设备、网络接入设备等。移动部件可以包括用于驱动机器人的关节移动的舵机、电机、驱动器等器件。输入输出设备可以包括前述人机交互器件，还可以包括显示屏，用于显示双足机器人的工作参数。网络接入设备可以包括通信模块，用于双足机器人与用户终端进行通信。
在应用中，处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，该处理器还可以是其他通用处理器、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。处理器具体可以是PID控制器。
在应用中，存储器在一些实施例中可以是双足机器人的内部存储单元，例如双足机器人的硬盘或内存。存储器在另一些实施例中也可以是双足机器人的外部存储设备，例如，双足机器人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。存储器还可以既包括双足机器人的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器用于存储操作系统、应用程序、引导装载程序(BootLoader)、数据以及其他程序等，例如计算机程序的程序代码等。存储器还可以用于暂时存储已经输出或者将要输出的数据。
在应用中，显示屏可以为薄膜晶体管液晶显示屏(Thin Film Transistor LiquidCrystal Display，TFT-LCD)、液晶显示屏(Liquid Crystal Display，LCD)、有机电激光显示屏(Organic Electroluminesence Display，OLED)、量子点发光二极管(Quantum DotLight Emitting Diodes，QLED)显示屏，七段或八段数码管等。
在应用中，通信模块可以根据实际需要设置为任意能够与客户端直接或间接进行远距离有线或无线通信的器件，例如，通信模块可以提供应用在网络设备上的包括无线局域网(Wireless Localarea Networks，WLAN)(如Wi-Fi网络)，蓝牙，Zigbee，移动通信网络，全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)，调频(FrequencyModulation，FM)，近距离无线通信技术(Near Field Communication，NFC)，红外技术(Infrared，IR)等通信的解决方案。通信模块可以包括天线，天线可以只有一个阵元，也可以是包括多个阵元的天线阵列。通信模块可以通过天线接收电磁波，将电磁波信号调频以及滤波处理，将处理后的信号发送到处理器。通信模块还可以从处理器接收待发送的信号，对其进行调频、放大，经天线转为电磁波辐射出去。
需要说明的是，上述装置/模块之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本申请方法实施例基于同一构思，其具体功能及带来的技术效果，具体可参见方法实施例部分，此处不再赘述。
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，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中，上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。另外，各功能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。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机程序，计算机程序被处理器所执行时可实现上述各个方法实施例中的步骤。
本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在双足机器人上运行时，使得双足机器人可实现上述各个方法实施例中的步骤。
所述集成的模块如果以软件功能模块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取存储介质中。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，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，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。所述计算机可读介质至少可以包括：能够将计算机程序代码携带到双足机器人的任何实体或装置、记录介质、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。例如U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。
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模块及算法步骤，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，所述模块的划分，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，例如多个模块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，装置或模块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模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
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)
1.一种双足机器人控制方法，其特征在于，包括：
获取双足机器人的双倒立摆模型的质心与支撑点之间的初始距离、质心的初始移动速度和质心的初始位移；
根据所述初始距离和所述初始移动速度，获取所述双倒立摆模型的稳定点的测量值；
根据所述初始移动速度和所述稳定点的测量值，获取控制输出量；
根据所述初始移动速度、所述初始位移和所述控制输出量，获取所述双倒立摆模型的质心的位移的期望值；
根据所述位移的期望值，控制所述双足机器人侧向移动。
2.如权利要求1所述的双足机器人控制方法，其特征在于，所述根据所述初始距离和所述初始移动速度，获取所述双倒立摆模型的稳定点的测量值，包括：
根据所述初始距离、所述初始移动速度、所述双倒立摆模型的固有频率和所述双倒立摆模型的稳定点的期望值，获取所述稳定点的测量值。
3.如权利要求2所述的双足机器人控制方法，其特征在于，所述稳定点的测量值的计算公式如下：
其中，ρm表示所述稳定点的测量值，xl表示所述双倒立模型的左腿的质心与支撑点之间的初始距离，
表示所述双倒立模型的左腿的质心的移动速度，xr表示所述双倒立模型的右腿的质心与支撑点之间的初始距离，
表示所述双倒立模型的右腿的质心的移动速度，w表示所述双倒立摆模型的固有频率，
和
等于所述初始移动速度。
4.如权利要求1所述的双足机器人控制方法，其特征在于，所述根据所述初始移动速度和所述稳定点的测量值，获取控制输出量，包括：
根据控制比例系数、所述稳定点的期望值、所述稳定点的测量值、控制微分系数和所述初始移动速度，获取控制输出量。
5.如权利要求4所述的双足机器人控制方法，其特征在于，所述控制输出量的计算公式如下：
a＝kp(ρd-ρm)+kd(0-v)
v＝v0+a*t
其中，a表示所述控制输出量，kp表示所述控制比例系数，ρd表示所述稳定点的期望值，ρm表示所述稳定点的测量值，kd表示所述控制微分系数，v表示所述双倒立模型的质心的移动速度的期望值，v0表示所述初始移动速度，t表示时间常数。
6.如权利要求1所述的双足机器人控制方法，其特征在于，所述位移的期望值的计算公式如下：
p＝p0+v*t+0.5*t2
v＝v0+a*t
其中，p表示所述位移的期望值，p0表示所述初始位移，v表示所述双倒立模型的质心的移动速度的期望值，v0表示所述初始移动速度，t表示时间常数，a表示所述控制输出量。
7.如权利要求1至6任一项所述的双足机器人控制方法，其特征在于，所述根据所述位移的期望值，控制所述双足机器人侧向移动，包括：
根据所述位移的期望值和所述双足机器人的侧向移动轨迹，获取所述双足机器人的关节角度；
根据所述关节角度，控制所述双足机器人侧向移动。
8.一种双足机器人控制装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取双足机器人的双倒立摆模型的质心与支撑点之间的初始距离、质心的初始移动速度和质心的初始位移；
第二获取模块，用于根据所述初始距离和所述初始移动速度，获取所述双倒立摆模型的稳定点的测量值；
第三获取模块，用于根据所述初始移动速度和所述稳定点的测量值，获取控制输出量；
第四获取模块，用于根据所述初始移动速度、所述初始位移和所述控制输出量，获取所述双足机器人的位移的期望值；
控制模块，用于根据所述位移的期望值，控制所述双足机器人侧向移动。
9.一种双足机器人，其特征在于，包括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如权利要求1至7任一项所述双足机器人控制方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，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如权利要求1至7任一项所述双足机器人控制方法的步骤。
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