CN114661595A - 机器人的静步态调试方法、系统、电子装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种机器人的静步态调试方法、系统、电子装置及存储介质，包括:无接触力仿真步骤:使用预先构建的静步态的初始动作节点指令对机器人模型进行无接触力仿真调试，得到第一调试指令；有接触力仿真步骤:使用所述第一调试指令对所述机器人模型进行有接触力仿真调试，得到第二调试指令；真实调试步骤:使用所述第二调试指令对真实机器人进行真实调试，得到静步态的目标动作节点指令。运用本技术方案解决了现有技术中在对机器人进行步态调试时出现的工作量大、得到步态规划的准确性低，以及调试成本高的技术问题。

Description

机器人的静步态调试方法、系统、电子装置及存储介质

技术领域

本发明涉及机器人的技术领域，尤其涉及一种机器人的静步态调试方法、系 统、电子装置及存储介质。

背景技术

步态规划是机器人实现稳定步行的基础和实现类人动作的关键，在机器人的 步态规划研究上，一般采用仿真验证的方式去调整双足机器人的步态规划，这一 过程需要大量的计算和仿真训练，并且得到步态规划与真实环境下机器人所需要 的步态规划之间存在较大的偏差。而选择在真实环境下调试机器人的时候，容易 会出现机器人不稳定不平衡而摔倒的情况，从而导致机器人出现较大损害，增加 了调试成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机器人的静步态调试方法、系统、电子装置及存 储介质，以解决现有技术中在对机器人进行步态调试时出现的工作量大、得到步 态规划的准确性低，以及调试成本高的技术问题。

第一方面，本发明提供了一种机器人的静步态调试方法，包括：

无接触力仿真步骤:使用预先构建的静步态的初始动作节点指令对机器人模 型进行无接触力仿真调试，得到第一调试指令；

有接触力仿真步骤:使用所述第一调试指令对所述机器人模型进行有接触力 仿真调试，得到第二调试指令；

真实调试步骤:使用所述第二调试指令对真实机器人进行真实调试，得到静步 态的目标动作节点指令。

作为本发明的一个实施例，在所述无接触力仿真步骤之前，还包括:

动作节点划分步骤:将静步态的动作节点划分为多个动作不同的初始动作点；

动作节点算法构建步骤:基于所述多个动作不同的初始动作点构建出动作节 点算法；

初始指令获取步骤:选定初始动作参数，使用所述初始动作参数对所述动作节 点算法进行计算，得到初始动作节点指令。

作为本发明的一个实施例，所述无接触力仿真步骤包括:

第一加载步骤:使用所述机器人模型执行所述初始动作节点指令，使机器人模 型进行无接触力的动作；

第一判断步骤:判断所述机器人模型是否稳定完成所述动作节点，若是，则将 所述初始动作点确定为第一调试动作点，将所述初始动作节点指令确定为第一调 试指令；若否，则转至第一划分步骤；

第一划分步骤:对所述机器人模型无法完成所述初始动作点进行分段得到多 个第一试验动作点，并基于多个所述第一试验动作点构建出第一试验指令；

第二加载步骤:使用机器人模型执行所述第一试验指令，使机器人模型进行无 接触力的动作；

第二判断步骤:判断所述机器人模型是否稳定完成所述动作节点，若是，则将 所述第一试验动作点、未进行分段的所述初始动作点确定为第一调试动作点，将 所述第一试验指令确定为第一调试指令；若否，则转至所述第一划分步骤，使用 所述第一试验动作点更新所述初始动作点。

作为本发明的一个实施例，所述基于多个所述第一试验动作点构建出第一试 验指令包括:

基于所述机器人模型无法完成的所述初始动作点的动作幅度和所述第一试 验动作点的动作幅度计算出第一试验参数；

使用所述第一试验参数对所述动作节点算法进行计算，得到第一调试指令。

作为本发明的一个实施例，在所述第二加载步骤之前，还包括:

第一核对步骤:核对所述第一试验参数的是否位于预先规划的可行参数范围 内，若是，则转所述第二加载步骤，若否，则转至所述第一划分步骤。

作为本发明的一个实施例，所述有接触力仿真步骤包括:

第三加载步骤:使用所述机器人模型执行所述第一调试指令，使机器人模型进 行有接触力的动作；

第三判断步骤:判断所述机器人模型是否稳定完成所述动作节点，若是，则将 所述第一调试动作点确定为第二调试动作点，将所述第一调试指令确定为第二调 试指令；若否，则转至第二划分步骤；

第二划分步骤:对所述机器人模型无法完成的所述第一调试动作点进行分段 得到多个第二试验动作点，并基于多个所述第二试验动作点构建出第二试验指令；

第四加载步骤:使用机器人模型执行所述第二试验指令，使机器人模型进行无 接触力的动作；

第四判断步骤:判断所述机器人模型是否稳定完成所述动作节点，若是，则将 所述第二试验动作点、未进行分段的第一调试动作点确定为第二调试动作点，将 所述第二试验指令确定为第二调试指令；若否，则转至所述第二划分步骤，使用 所述第二试验动作点更新所述第一调试动作点。

作为本发明的一个实施例，所述基于多个所述第二试验动作点构建出第二试 验指令包括:

基于所述机器人模型无法完成的所述第一调试动作点的动作幅度和所述第 二试验动作点的动作幅度计算出第二试验参数；

使用所述第二试验参数对所述动作节点算法进行计算，得到第二调试指令。

作为本发明的一个实施例，在所述第四加载步骤之前，还包括:

第二核对步骤:核对所述第二试验参数的是否位于预先规划的可行范围内，若是，则转所述第四加载步骤，若否，则转至所述第二划分步骤。

作为本发明的一个实施例，，所述真实调试步骤包括:

第五加载步骤:使用真实机器人执行所述第二调试指令；

第五判断步骤:判断所述真实机器人是否稳定完成所述动作节点，若是，则将 所述第二调试动作点确定为目标动作点，将所述第二调试指令确定为目标动作节 点指令；若否，则转至动作点插入步骤；

动作点插入步骤:在所述机器人无法完成的第二调试动作点的前面插入第三 试验动作点，并基于所述第三试验动作点构建出第三试验指令；

第六加载步骤:将所述第三试验指令加载到真实机器人上，使真实机器人进行 真实动作；

第六判断步骤:判断所述真实机器人是否稳定完成该动作节点，若是，则将所 述第三试验动作点、所述第二调试动作点确定为目标动作点，将所述第三试验指 令确定为目标动作节点指令；若否，则转至所述动作点插入步骤，对所述第三试 验动作点重新赋值。

作为本发明的一个实施例，所述基于所述第三试验动作点构建出第三试验指 令包括:

基于所述第三试验动作点的动作幅度计算出第三试验参数；

使用所述第三试验参数对所述动作节点算法进行计算，得到第三调试指令。

作为本发明的一个实施例，在所述第六加载步骤之前，还包括:

第三核对步骤:核对所述第三试验参数的是否位于预先规划的可行范围内，若是，则转所述第六加载步骤，若否，则转至所述动作点插入步骤，对所述第三试 验动作点重新赋值。

作为本发明的一个实施例，在所述第五加载步骤之前，还包括:

判断是否第一次得到目标动作节点指令，若是，则转至所述第五加载步骤； 若否，则将所述第二调试指令与已经存在的目标动作指令串联。

作为本发明的一个实施例，所述判断所述真实机器人模型是否完成所述动作 节点包括:

在所述真实机器人执行完加载在其上的指令后；

判断所述真实机器人用于完成该动作节点的各个关节是否归位至预先标记 的零点位置，若是，判断所述真实机器人稳定完成该动作节点。

作为本发明的一个实施例，判断机器人模型是否完成该动作节点包括:

在所述机器人模型执行完加载在其上的指令后；

判断所述机器人模型用于完成该动作节点的各个关节是否归位至预先标记 的零点位置，若是，判断所述机器人模型稳定完成该动作节点。

第二方面，本发明提供了一种机器人的静步态调试系统，包括：

无接触力仿真模块，用于使用预先构建的静步态的初始动作节点指令对机器 人模型进行无接触力仿真调试，得到第一调试指令；

有接触力仿真步骤，用于使用所述第一调试指令对所述机器人模型进行有接 触力仿真调试，得到第二调试指令；

真实调试步骤，用于使用所述第二调试指令对真实机器人进行真实调试，得 到静步态的目标动作节点指令。

第三方面，本发明提供了一种电子装置，包括：存储器、处理器及存储在所 述存储器上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，实现第一方面所述的机器人的静步态调试方法。

第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序， 其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现第一方面所述的机器人的静 步态调试方法。

实施本发明实施例，将具有如下有益效果：

在本发明中，先执行无接触力仿真步骤，在该步骤中，使用静步态的初始动 作节点指令对预先建立的机器人模型进行无接触力仿真调试以得到第一调试指 令，无接触力仿真调试是指以机器人模型的脚不着地来进行仿真调试，因此，在 该调试中不需要考虑外界环境对机器人的运行动作的影响，只需要考虑机器人关 节处的驱动电机的影响，从而容易将机器人调试到能够稳定实现所规划的步态， 减小步态规划时的训练量和计算量；然而机器人实际行走时会受到外界环境对影 响，因此，需要继续执行有接触力仿真步骤，在该步骤中，使用第一调试指令对 机器人模型进行有接触力仿真调试以得到第二调试指令，有接触力仿真调试是指 以机器人模型的脚着地的环境中进行仿真调试，因此，在该仿真调试中考虑到了 外界行走环境对机器人的运行动作的影响，以提高步态规划的准确性，同时避免 了机器人摔倒而带来损害；而仿真的接触力与实际行走时的接触力不可以避免的 存在偏差，机器人模型与真实机器人之间也存在偏差，因此，需要继续执行真实 调试步骤，在该步骤中，使用第二调试指令对真实机器人进行真实调试以得到静 步态的目标动作节点指令，由于第二调试指令是通过有接触力仿真调试来得到， 因此，在将第二调试指令加载到真实机器人上时，在一定程度上减小了真实机器 人摔倒的概率，同时，在该调试中需要考虑真实环境和真实机器人的影响，从而 保证了目标动作节点指令的准确性，即通过目标动作节点指令可以使机器人实现 稳定的静步态。运用本技术方案解决了现有技术中在对机器人进行步态调试时出 现的工作量大、得到步态规划的准确性低，以及调试成本高的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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 附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例所示的机器人的静步态调试方法的流程示意图；

图2为本发明实施例所示的电子装置的结构示意框图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合 本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发 明中的实施例，本领域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，都属于本发明保护的范围。

静步态是双足机器人的一种主要走路方式，静步态是指机器人移动的时候， 先把重心移动到其中一条腿上，然后再抬起另一条腿。其中，动作节点表示机器 人静步态行走时一个完整的动作，比如一个动作节点表示让机器人往前走一步， 但这一步中存在很多个动作点，比如先抬腿到某个高度(抬起动作点)，然后向 前(前伸动作点)，最后放下腿(放下动作点)，即此时动作节点包括三个动作点。

参见图1，本发明提供了一种机器人的静步态调试方法，包括：

S1、无接触力仿真步骤:使用预先构建的静步态的初始动作节点指令对机器 人模型进行无接触力仿真调试，得到第一调试指令；

S2、有接触力仿真步骤:使用所述第一调试指令对所述机器人模型进行有接 触力仿真调试，得到第二调试指令；

S3、真实调试步骤:使用所述第二调试指令对真实机器人进行真实调试，得 到静步态的目标动作节点指令。

在本发明中，先执行无接触力仿真步骤，在该步骤中，使用静步态的初始动 作节点指令对预先建立的机器人模型进行无接触力仿真调试以得到第一调试指 令，无接触力仿真调试是指以机器人模型的脚不着地来进行仿真调试，因此，在 该调试中不需要考虑外界环境对机器人的运行动作的影响，只需要考虑机器人关 节处的驱动电机的影响，从而容易将机器人调试到能够稳定实现所规划的步态， 减小步态规划时的训练量和计算量；然而机器人实际行走时会受到外界环境对影 响，因此，需要继续执行有接触力仿真步骤，在该步骤中，使用第一调试指令对 机器人模型进行有接触力仿真调试以得到第二调试指令，有接触力仿真调试是指 以机器人模型的脚着地的环境中进行仿真调试，因此，在该仿真调试中考虑到了 外界行走环境对机器人的运行动作的影响，以提高步态规划的准确性，同时避免 了机器人摔倒而带来损害；而仿真的接触力与实际行走时的接触力不可以避免的 存在偏差，机器人模型与真实机器人之间也存在偏差，因此，需要继续执行真实 调试步骤，在该步骤中，使用第二调试指令对真实机器人进行真实调试以得到静 步态的目标动作节点指令，由于第二调试指令是通过有接触力仿真调试来得到， 因此，在将第二调试指令加载到真实机器人上时，在一定程度上减小了真实机器 人摔倒的概率，同时，在该调试中需要考虑真实环境和真实机器人的影响，从而 保证了目标动作节点指令的准确性，即通过目标动作节点指令可以使机器人实现 稳定的静步态。运用本技术方案解决了现有技术中在对机器人进行步态调试时出 现的工作量大、得到步态规划的准确性低，以及调试成本高的技术问题。

在一种实施例中，在所述无接触力仿真步骤之前，还包括:

动作节点划分步骤:将静步态的动作节点划分为多个动作不同的初始动作点；

动作节点算法构建步骤:基于所述多个动作不同的初始动作点构建出动作节 点算法；

初始指令获取步骤:选定初始动作参数，使用所述初始动作参数对所述动作节 点算法进行计算，得到初始动作节点指令。

机器人在进行静步态行走时，一个动作节点表示向前走一步；将静步态的动 作节点划分为多个动作不同的初始动作点，如将一个动作节点划分为三个初始动 作点，三个初始动作点分别是抬起动作点、前伸动作点、放下动作点；因此，基 于所述多个动作不同的初始动作点可以构建出动作节点算法，动作节点算法用于 确定动作节点的整个动作幅度，即用于确定机器人向前走一步为多少米；动作参 数代表着抬起动作点的动作幅度(抬起多少米)、前伸动作点的动作幅度(前伸 多少米)、放下动作点(放下多少米)；因此，选定初始动作参数后可以用来计算 动作节点算法从而得到初始动作节点指令，在使用机器人执行初始动作节点指令 时表示机器人的腿部先完成抬起动作点(抬起多少米)、再完成前伸动作点(前 伸多少米)、最后完成放下动作(放下多少米)，从而使机器人向前走一步。

在一些具体的实施例中，在选定初始动作参数之后，核对所述初始动作参数 是否位于预先划定的可行参数范围内，若否，则对初始动作参数重新选定，直至 初始动作参数位于可行参数范围内，若是，则使用所述初始动作参数对所述动作 节点算法进行计算，得到初始动作节点指令。

在一些具体的实施例中，可行参数范围的确定方法具体为：确定机器人各关 节处的驱动电机的最大驱动角度，基于该最大驱动角度计算出可行参数范围，因 此，当初始动作参数超出可行参数范围时，可能会导致驱动电机出现损坏等现象。

在一种实施例中，所述无接触力仿真步骤包括:

第一加载步骤:使用所述机器人模型执行所述初始动作节点指令，使机器人模 型进行无接触力的动作；

第一判断步骤:判断所述机器人模型是否稳定完成所述动作节点，若是，则将 所述初始动作点确定为第一调试动作点，将所述初始动作节点指令确定为第一调 试指令；若否，则转至第一划分步骤；

第一划分步骤:对所述机器人模型无法完成的所述初始动作点进行分段得到 多个第一试验动作点，并基于所述第一试验动作点构建出第一试验指令；

第二加载步骤:使用机器人模型执行所述第一试验指令，使机器人模型进行无 接触力的动作；

第二判断步骤:判断所述机器人模型是否稳定完成所述动作节点，若是，则将 所述第一试验动作点、未进行分段的所述初始动作点确定为第一调试动作点，将 所述第一试验指令确定为第一调试指令；若否，则转至所述第一划分步骤，使用 所述第一试验动作点更新所述初始动作点。

在本实施例中，先执行第一加载步骤，使用机器人模型执行初始动作节点指 令，使机器人模型进行无接触力的动作；接着执行第一判断步骤，判断机器人模 型在无接触力的仿真环境中是否能够稳定的完成该动作节点，若是，则表示使用 初始动作节点指令能够让机器人模型在无接触力的仿真环境中完成所规划的动 作节点，可以直接将初始动作点确定为第一调试动作点，将初始动作节点指令确 定为第一调试指令；若否，则表示使用初始动作节点指令并不能让机器人模型在 无接触力的仿真环境中完成所规划的动作节点，因此，需要对动作节点中的初始 动作点进行进一步规划，具体地，对机器人模型无法完成的初始动作点进行分段 得到多个第一试验动作点，并基于第一试验动作点构建出第一试验指令，如机器 人模型无法完成的抬起20cm动作点，那么将抬起20cm动作点划分抬起10cm动 作点和抬起10cm动作点，即机器人模型的腿部先抬起10cm，接着再抬起10cm， 从而达到抬起20cm动作点的效果；接着，执行第二加载步骤，使用机器人模型 执行第一试验指令，并继续对机器人模型是否稳定完成所述动作节点进行判断， 若是，则表示使用第一试验指令能够让机器人模型在无接触力的仿真环境中完成 所规划的动作节点，可以将第一试验动作点、未进行分段的所述初始动作点确定 为第一调试动作点，将第一试验指令确定为第一调试指令；若否，则表示使用第 一试验指令并不能让机器人模型在无接触力的仿真环境中完成所规划的动作节 点，依然需要对机器人模型无法完成的动作点继续划分，即重复第一划分步骤， 使用第一试验动作点更新初始动作点，以得到新一轮的第一试验动作点和第一试 验指令，直到通过第一试验指令能够使机器人模型在无接触力的仿真环境中能够 稳定的完成该动作节点。

在一些具体的实施例中，第一试验动作点的动作幅度为初始动作点的动作幅 度的一半，即在第一划分步骤中，将初始动作点划分成两个动作幅度一样的第一 试验动作点。

在一种实施例中，所述基于所述第一试验动作点构建出第一试验指令包括:

基于所述机器人模型无法完成的所述初始动作点的动作幅度和所述第一试 验动作点的动作幅度计算出第一试验参数；

使用所述第一试验参数对所述动作节点算法进行计算，得到第一调试指令。

在一种实施例中，在所述第二加载步骤之前，还包括:

第一核对步骤:核对所述第一试验参数的是否位于预先规划的可行参数范围 内，若是，则转所述第二加载步骤，若否，则转至所述第一划分步骤。可行参数 范围与机器人各关节处的驱动电机的最大驱动角度相关，当第一试验参数超出可 行参数范围时，可能会导致电机出现损坏等现象，因此，需要对初始动作点进行 重新分段得到新一轮的第一试验动作点和第一试验参数，直到第一试验参数位于 可行参数范围内。

在一些具体的实施例中，判断机器人模型是否稳定完成所述动作节点包括:

在所述机器人模型执行完加载在其上的指令后；

判断所述机器人模型用于完成该动作节点的各个关节是否归位至预先标记 的零点位置，若是，判断所述机器人模型稳定完成该动作节点。

在本实施例中，通过零点姿态核验方法来判断机器人模型是否稳定完成所述 动作节点，由于一个动作做完都会恢复到原来的样子(机器人往前走一步后，腿 肯定站在地上)，在机器人模型用于完成该动作节点的各个关节处标记一零点位 置，零点姿态核验就是当机器人模型做完一个动作(动作节点)，各个关节是否 回到零点位置，若是，则表示机器人模型稳定完成了该动作节点，若否，则表示 机器人模型执行初始动作节点指令(或第一试验指令)进行的动作存在有偏差， 偏差的累计可能会导致机器人走路出现严重不稳定现象，需要对引起偏差的动作 点(无法完成的动作点)进行规划。

在一种实施例中，有接触力仿真步骤包括:

第三加载步骤:使用所述机器人模型执行所述第一调试指令，使机器人模型进 行有接触力的动作；

第三判断步骤:判断所述机器人模型是否稳定完成所述动作节点，若是，则将 所述第一调试动作点确定为第二调试动作点，将所述第一调试指令确定为第二调 试指令；若否，则转至第二划分步骤；

第二划分步骤:对所述机器人模型无法完成的所述第一调试动作点进行分段 得到多个第二试验动作点，并基于所述第二试验动作点构建出第二试验指令；

第四加载步骤:使用机器人模型执行所述第二试验指令，使机器人模型进行无 接触力的动作；

第四判断步骤:判断所述机器人模型是否稳定完成所述动作节点，若是，则将 所述第二试验动作点、未进行分段的所述第一调试动作点确定为第二调试动作点， 将所述第二试验指令确定为第二调试指令；若否，则转至所述第二划分步骤，使 用所述第二试验动作点更新所述第一调试动作点。

在本实施例中，先执行第二加载步骤，使用机器人模型执行第一调试指令， 使机器人模型进行有接触力的动作；接着执行第三判断步骤，判断机器人模型在 有接触力的仿真环境中是否能够稳定的完成该动作节点，若是，则表示使用第一 调试指令能够让机器人模型在有接触力的仿真环境中完成所规划的动作节点，可 以直接将第一调试动作点确定为第二调试动作点，将第一调试指令确定为第二调 试指令；若否，则表示使用第一调试指令并不能让机器人模型在有接触力的仿真 环境中完成所规划的动作节点，因此，需要对第一调试动作点进行进一步规划， 具体地，对机器人模型无法完成的第一调试动作点进行分段得到多个第二试验动 作点，并基于第二试验动作点构建出第二试验指令，接着，执行第四加载步骤， 使用机器人模型执行第二试验指令，并继续对机器人模型是否稳定完成所述动作 节点进行判断，若是，则表示使用第二试验指令能够让机器人模型在有接触力的 仿真环境中完成所规划的动作节点，可以将第二试验动作点、未进行分段的所述 第一调试动作点确定为第二调试动作点，将第二试验指令确定为第二调试指令； 若否，则表示使用第二试验指令并不能让机器人模型在有接触力的仿真环境中完 成所规划的动作节点，依然需要对机器人模型无法完成的动作点继续划分，即重 复第二划分步骤，使用第二试验动作点更新第一调试动作点，以得到新一轮的第 二试验动作点和第二试验指令，直到通过第二试验指令能够使机器人模型在有接 触力的仿真环境中能够稳定的完成该动作节点。

在一些具体的实施例中，第二试验动作点的动作幅度为第一调试动作点的动 作幅度的一半，即在第二划分步骤中，将第一调试动作点划分成两个动作幅度一 样的第二试验动作点。

在一种实施例中，基于所述第二试验动作点构建出第二试验指令包括:

基于所述机器人模型无法完成的所述第一调试动作点的动作幅度和所述第 二试验动作点的动作幅度计算出第二试验参数；

使用所述第二试验参数对所述动作节点算法进行计算，得到第二调试指令。

在一种实施例中，在所述第四加载步骤之前，还包括:

第二核对步骤:核对所述第二试验参数的是否位于预先规划的可行范围内，若是，则转所述第四加载步骤，若否，则转至所述第二划分步骤。可行参数范围与 机器人各关节处的驱动电机的最大驱动角度相关，当第二试验参数超出可行参数 范围时，可能会导致驱动电机出现损坏等现象，因此，需要对第一调试动作点进 行重新分段得到新一轮的第二试验动作点和第二试验参数，直到第二试验参数位 于可行参数范围内。

在一些具体的实施例中，判断机器人模型是否稳定完成所述动作节点包括:

在所述机器人模型执行完加载在其上的指令后；

判断所述机器人模型用于完成该动作节点的各个关节是否归位至预先标记 的零点位置，若是，判断所述机器人模型稳定完成该动作节点。

在本实施例中，通过零点姿态核验方法来判断机器人模型是否稳定完成所述 动作节点，由于一个动作做完都会恢复到原来的样子(机器人往前走一步后，腿 肯定站在地上)，在机器人模型用于完成该动作节点的各个关节处标记一原点位 置，零点姿态核验就是当机器人模型做完一个动作(动作节点)，各个关节是否 回到零点位置，若是，则表示机器人模型稳定完成了该动作节点，若否，则表示 机器人模型执行第一调试指令(或第二试验指令)进行的动作存在有偏差，偏差 的累计可能会导致机器人走路出现严重不稳定现象，需要对引起偏差的动作点 (无法完成的动作点)进行规划。

在一种实施例中，所述真实调试步骤包括:

第五加载步骤:使用真实机器人执行所述第二调试指令；

第五判断步骤:判断所述真实机器人是否稳定完成所述动作节点，若是，则将 所述第二调试动作点确定为目标动作点，将所述第二调试指令确定为目标动作节 点指令；若否，则转至动作点插入步骤；

动作点插入步骤:在所述机器人无法完成的第二调试动作点的前面插入第三 试验动作点，并基于所述第三试验动作点构建出第三试验指令；

第六加载步骤:将所述第三试验指令加载到真实机器人上，使真实机器人进行 真实动作；

第六判断步骤:判断所述真实机器人是否稳定完成该动作节点，若是，则将所 述第三试验动作点、所述第二调试动作点确定为目标动作点，将所述第三试验指 令确定为目标动作节点指令；若否，则转至所述动作点插入步骤，对所述第三试 验点重新赋值。

在本实施例中，先执行第五加载步骤，使用真实机器人执行第二调试指令， 使真实机器人在真实地面上；接着执行第五判断步骤，判断真实机器人在真实地 面上是否能够稳定的完成该动作节点，若是，则表示使用第二调试指令能够让真 实机器人在真实地面上完成所规划的动作节点，可以直接将第二调试动作点确定 为目标动作点，将第二调试指令确定为目标动作节点指令；若否，则表示使用第 二调试指令并不能让真实机器人在真实地面上完成所规划的动作节点，因此，需 要对第二调试动作点进行进一步规划，具体地，在机器人无法完成的第二调试动 作点的前面插入第三试验动作点，并基于第三试验动作点构建出第二试验指令， 如，机器人无法完成从10cm高度抬高到20cm高度这个第二调试动作点，则在 这个第二调试动作点的前面插入抬高5cm这个第三试验动作点，即机器人先抬高5cm，再以5cm为基础抬高10cm；接着，执行第六加载步骤，使用机器人模型 执行第三试验指令，并继续对真实机器人是否稳定完成所述动作节点进行判断， 若是，则表示使用第三试验指令能够让机器人模型在真实地面上完成所规划的动 作节点，可以将第三试验动作点、第二调试动作点确定为目标动作点，将第三试 验指令确定为目标动作节点指令；若否，则表示使用第三试验指令并不能让真实 机器人在真实地面上完成所规划的动作节点，依然需要在机器人无法完成的动作 点前面重新插入第三试验动作点，即重复动作点插入步骤，对第三试验动作点重 新赋值，以得到新一轮的第三试验指令，直到通过第三试验指令能够使真实机器 人模型在真实地面上能够稳定的完成该动作节点。

在一种实施例中，所述基于所述第三试验动作点构建出第三试验指令包括:

基于所述第三试验动作点的动作幅度计算出第三试验参数；

使用所述第三试验参数对所述动作节点算法进行计算，得到第三调试指令。

在一种实施例中，在所述第六加载步骤之前，还包括:

第三核对步骤:核对所述第三试验参数的是否位于预先规划的可行范围内，若是，则转所述第六加载步骤，若否，则转至所述动作点插入步骤，对所述第三试 验动作点重新赋值。可行参数范围与机器人各关节处的驱动电机的最大驱动角度 相关，当第三试验参数超出可行参数范围时，可能会导致驱动电机出现损坏等现 象，因此，需要重新插入第三试验动作点以得到新一轮的第三试验参数，直到第 三试验参数位于可行参数范围内。

在一种实施例中，在所述第五加载步骤之前，还包括:

判断是否第一次得到目标动作节点指令，若是，则转至所述第五加载步骤； 若否，则将所述第二调试指令与已经存在的目标动作指令串联。

在本实施例中，若未存在有目标动作节点指令，则直接使用真实机器人执行 该次得到的第二调试指令，通过调试得到第一组目标动作节点指令；若是已经有 目标动作节点指令，则将第二调试指令与已经存在的目标动作节点指令串联，使 机器人先执行已经存在的目标动作节点指令，再执行第二调试指令，以对第二调 试指令进行调试，在该调试中，还将机器人行走的连续性的这一因素考虑进去， 从而提高调试的准确性，确保机器人使用目标动作节点指令实现静步态行走的稳 定性。

在一些具体的实施例中，所述判断所述真实机器人模型是否完成所述动作节 点包括:

在所述真实机器人执行完加载在其上的指令后；

判断所述真实机器人用于完成该动作节点的各个关节是否归位至预先标记 的零点位置，若是，判断所述真实机器人稳定完成该动作节点。

在本实施例中，通过零点姿态核验方法来判断机器人模型是否稳定完成所述 动作节点，由于一个动作做完都会恢复到原来的样子(机器人往前走一步后，腿 肯定站在地上)，在机器人模型用于完成该动作节点的各个关节处标记一原点位 置，零点姿态核验就是当机器人模型做完一个动作(动作节点)，各个关节是否 回到零点位置，若是，则表示机器人模型稳定完成了该动作节点，若否，则表示 机器人模型执行第二调试指令(第三试验指令)进行的动作存在有偏差，偏差的 累计可能会导致机器人走路出现严重不稳定现象，需要对引起偏差的动作点(无 法完成的动作点)进行规划。

在一些具体的实施例中，在第五加载步骤之前，还包括基于所述第二调试指 令计算出所述真实机器人用于完成该动作节点的各关节的驱动电机的角速度、角 加速度，即个关节处的驱动电机的角速度、角加速度需要取多大值才能执行第二 调试指令。

参见图2，本发明还提供了一种机器人的静步态调试系统，包括：

无接触力仿真模块，用于使用预先构建的静步态的初始动作节点指令对机器 人模型进行无接触力仿真调试，得到第一调试指令；

有接触力仿真步骤，用于使用所述第一调试指令对所述机器人模型进行有接 触力仿真调试，得到第二调试指令；

真实调试步骤，用于使用所述第二调试指令对真实机器人进行真实调试，得 到静步态的目标动作节点指令。

在一种实施例中，机器人的静步态调试系统还包括:

动作节点划分模块，用于将静步态的动作节点划分为多个动作不同的初始动 作点；

动作节点算法构建模块，用于基于所述多个动作不同的初始动作点构建出动 作节点算法；

初始指令获取模块，用于选定初始动作参数，使用所述初始动作参数对所述 动作节点算法进行计算，得到初始动作节点指令。

在一种实施例中，所述无接触力仿真模块包括:

第一加载单元，用于使用所述机器人模型执行所述初始动作节点指令，使机 器人模型进行无接触力的动作；

第一判断单元，用于判断所述机器人模型是否稳定完成所述动作节点，若是， 则将所述初始动作点确定为第一调试动作点，将所述初始动作节点指令确定为第 一调试指令；若否，则转至第一划分步骤；

第一划分单元，用于对所述机器人模型无法完成所述初始动作点进行分段得 到多个第一试验动作点，并基于多个所述第一试验动作点构建出第一试验指令；

第二加载单元，用于使用机器人模型执行所述第一试验指令，使机器人模型 进行无接触力的动作；

第二判断单元，用于判断所述机器人模型是否稳定完成所述动作节点，若是， 则将所述第一试验动作点、未进行分段的所述初始动作点确定为第一调试动作点， 将所述第一试验指令确定为第一调试指令；若否，则转至所述第一划分步骤，使 用所述第一试验动作点更新所述初始动作点。

在一种实施例中，所述第一划分单元包括:

第一参数获取单元，用于基于所述机器人模型无法完成的所述初始动作点的 动作幅度和所述第一试验动作点的动作幅度计算出第一试验参数；

第一指令获取单元，用于使用所述第一试验参数对所述动作节点算法进行计 算，得到第一调试指令。

在一种实施例中，在所述第二加载步骤单元，所述无接触力仿真模块还包括:

第一核对单元，用于核对所述第一试验参数的是否位于预先规划的可行参数 范围内，若是，则转所述第二加载步骤，若否，则转至所述第一划分步骤。

在一种实施例中，有接触力仿真模块包括:

第三加载单元，用于使用所述机器人模型执行所述第一调试指令，使机器人 模型进行有接触力的动作；

第三判断单元，用于判断所述机器人模型是否稳定完成所述动作节点，若是， 则将所述第一调试动作点确定为第二调试动作点，将所述第一调试指令确定为第 二调试指令；若否，则转至第二划分步骤；

第二划分单元，用于对所述机器人模型无法完成的所述第一调试动作点进行 分段得到多个第二试验动作点，并基于多个所述第二试验动作点构建出第二试验 指令；

第四加载单元，用于使用机器人模型执行所述第二试验指令，使机器人模型 进行无接触力的动作；

第四判断单元，用于判断所述机器人模型是否稳定完成所述动作节点，若是， 则将所述第二试验动作点、未进行分段的第一调试动作点确定为第二调试动作点， 将所述第二试验指令确定为第二调试指令；若否，则转至所述第二划分步骤，使 用所述第二试验动作点更新所述第一调试动作点。

在一些具体的实施例中，所述第二划分单元包括:

第二参数获取单元，用于基于所述机器人模型无法完成的所述第一调试动作 点的动作幅度和所述第二试验动作点的动作幅度计算出第二试验参数；

第二指令获取单元，用于使用所述第二试验参数对所述动作节点算法进行计 算，得到第二调试指令。

在一种实施例中，在所述第四加载单元之前，有接触力仿真模块还包括:

第二核对单元，用于核对所述第二试验参数的是否位于预先规划的可行范围 内，若是，则转所述第四加载步骤，若否，则转至所述第二划分步骤。

在一种实施例中，所述真实调试模块包括:

第五加载单元，用于使用真实机器人执行所述第二调试指令；

第五判断单元，用于判断所述真实机器人是否稳定完成所述动作节点，若是， 则将所述第二调试动作点确定为目标动作点，将所述第二调试指令确定为目标动 作节点指令；若否，则转至动作点插入步骤；

动作点插入单元，用于在所述机器人无法完成的第二调试动作点的前面插入 第三试验动作点，并基于所述第三试验动作点构建出第三试验指令；

第六加载步骤单元，用于将所述第三试验指令加载到真实机器人上，使真实 机器人进行真实动作；

第六判断步骤单元，用于判断所述真实机器人是否稳定完成该动作节点，若 是，则将所述第三试验动作点、所述第二调试动作点确定为目标动作点，将所述 第三试验指令确定为目标动作节点指令；若否，则转至所述动作点插入步骤，对 所述第三试验动作点重新赋值。

在一些具体的实施例中，所述动作插入单元包括:

第三参数获取单元，用于基于所述第三试验动作点的动作幅度计算出第三试 验参数；

第三指令获取单元，用于使用所述第三试验参数对所述动作节点算法进行计 算，得到第三调试指令。

在一种实施例中，在所述第六加载单元之前，所述真实调试模块还包括:

第三核对单元，用于核对所述第三试验参数的是否位于预先规划的可行范围 内，若是，则转所述第六加载步骤，若否，则转至所述动作点插入步骤，对所述 第三试验动作点重新赋值。

在一种实施例中，在所述第五加载单元之前，所述真实调试模块还包括:

串联判断单元，用于判断是否第一次得到目标动作节点指令，若是，则转至 所述第五加载步骤；若否，则将所述第二调试指令与已经存在的目标动作指令串 联。

请参阅图2，本发明还提供了一种电子装置，该电子装置包括：存储器601、 处理器602及存储在存储器601上并可在处理器602上运行的计算机程序，处理 器602执行该计算机程序时，实现前述实施例中描述的机器人的静步态调试方法 及机器人的静步态调试方法。

进一步的，该电子装置还包括：至少一个输入设备603以及至少一个输出设 备604。

上述存储器601、处理器602、输入设备603以及输出设备604，通过总线 605连接。

其中，输入设备603具体可为摄像头、触控面板、物理按键或者鼠标等等。 输出设备604具体可为显示屏。

存储器601可以是高速随机存取记忆体(RAM，Random Access Memory) 存储器，也可为非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存 储器601用于存储一组可执行程序代码，处理器602与存储器601耦合。

进一步的，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读 存储介质可以是设置于上述各实施例中的打分系统中，该计算机可读存储介质可 以是前述中的存储器601。该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该程序 被处理器602执行时实现前述实施例中描述的机器人的静步态调试方法。

进一步的，该计算机可存储介质还可以是U盘、移动硬盘、只读存储器601 (ROM，Read-Only Memory)、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的 介质。

在本申请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， 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信连接可以 是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，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。

另外，在本发明各个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。

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，本发明的 技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部 分可以以软件产品的形式体现出来。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，故将其都表述为 一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作 顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次， 本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉 及的动作和模块并不一定都是本发明所必须的。

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 的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上为对本发明所提供的机器人的静步态调试方法、系统、电子装置及存储 介质的描述，对于本领域的技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方 式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限 制。

Claims (17)

1.一种机器人的静步态调试方法，其特征在于，包括：

无接触力仿真步骤:使用预先构建的静步态的初始动作节点指令对机器人模型进行无接触力仿真调试，得到第一调试指令；

有接触力仿真步骤:使用所述第一调试指令对所述机器人模型进行有接触力仿真调试，得到第二调试指令；

真实调试步骤:使用所述第二调试指令对真实机器人进行真实调试，得到静步态的目标动作节点指令。

2.根据权利要求1所述的机器人的静步态调试方法，其特征在于，在所述无接触力仿真步骤之前，还包括:

动作节点划分步骤:将静步态的动作节点划分为多个动作不同的初始动作点；

动作节点算法构建步骤:基于所述多个动作不同的初始动作点构建出动作节点算法；

初始指令获取步骤:选定初始动作参数，使用所述初始动作参数对所述动作节点算法进行计算，得到初始动作节点指令。

3.根据权利要求2所述的机器人的静步态调试方法，其特征在于，所述无接触力仿真步骤包括:

第一加载步骤:使用所述机器人模型执行所述初始动作节点指令，使机器人模型进行无接触力的动作；

第一判断步骤:判断所述机器人模型是否稳定完成所述动作节点，若是，则将所述初始动作点确定为第一调试动作点，将所述初始动作节点指令确定为第一调试指令；若否，则转至第一划分步骤；

第一划分步骤:对所述机器人模型无法完成所述初始动作点进行分段得到多个第一试验动作点，并基于多个所述第一试验动作点构建出第一试验指令；

第二加载步骤:使用机器人模型执行所述第一试验指令，使机器人模型进行无接触力的动作；

第二判断步骤:判断所述机器人模型是否稳定完成所述动作节点，若是，则将所述第一试验动作点、未进行分段的所述初始动作点确定为第一调试动作点，将所述第一试验指令确定为第一调试指令；若否，则转至所述第一划分步骤，使用所述第一试验动作点更新所述初始动作点。

4.根据权利要求3所述的机器人的静步态调试方法，其特征在于，所述基于多个所述第一试验动作点构建出第一试验指令包括:

基于所述机器人模型无法完成的所述初始动作点的动作幅度和所述第一试验动作点的动作幅度计算出第一试验参数；

使用所述第一试验参数对所述动作节点算法进行计算，得到第一调试指令。

5.根据权利要求4所述的机器人的静步态调试方法，其特征在于，在所述第二加载步骤之前，还包括:

第一核对步骤:核对所述第一试验参数的是否位于预先规划的可行参数范围内，若是，则转所述第二加载步骤，若否，则转至所述第一划分步骤。

6.根据权利要求5所述的机器人的静步态调试方法，其特征在于，所述有接触力仿真步骤包括:

第三加载步骤:使用所述机器人模型执行所述第一调试指令，使机器人模型进行有接触力的动作；

第三判断步骤:判断所述机器人模型是否稳定完成所述动作节点，若是，则将所述第一调试动作点确定为第二调试动作点，将所述第一调试指令确定为第二调试指令；若否，则转至第二划分步骤；

第二划分步骤:对所述机器人模型无法完成的所述第一调试动作点进行分段得到多个第二试验动作点，并基于多个所述第二试验动作点构建出第二试验指令；

第四加载步骤:使用机器人模型执行所述第二试验指令，使机器人模型进行无接触力的动作；

第四判断步骤:判断所述机器人模型是否稳定完成所述动作节点，若是，则将所述第二试验动作点、未进行分段的第一调试动作点确定为第二调试动作点，将所述第二试验指令确定为第二调试指令；若否，则转至所述第二划分步骤，使用所述第二试验动作点更新所述第一调试动作点。

7.根据权利要求6所述的机器人的静步态调试方法，其特征在于，所述基于多个所述第二试验动作点构建出第二试验指令包括:

基于所述机器人模型无法完成的所述第一调试动作点的动作幅度和所述第二试验动作点的动作幅度计算出第二试验参数；

使用所述第二试验参数对所述动作节点算法进行计算，得到第二调试指令。

8.根据权利要求7所述的机器人的静步态调试方法，其特征在于，在所述第四加载步骤之前，还包括:

第二核对步骤:核对所述第二试验参数的是否位于预先规划的可行范围内，若是，则转所述第四加载步骤，若否，则转至所述第二划分步骤。

9.根据权利要求6所述的机器人的静步态调试方法，其特征在于，所述真实调试步骤包括:

第五加载步骤:使用真实机器人执行所述第二调试指令；

第五判断步骤:判断所述真实机器人是否稳定完成所述动作节点，若是，则将所述第二调试动作点确定为目标动作点，将所述第二调试指令确定为目标动作节点指令；若否，则转至动作点插入步骤；

动作点插入步骤:在所述机器人无法完成的第二调试动作点的前面插入第三试验动作点，并基于所述第三试验动作点构建出第三试验指令；

第六加载步骤:将所述第三试验指令加载到真实机器人上，使真实机器人进行真实动作；

第六判断步骤:判断所述真实机器人是否稳定完成该动作节点，若是，则将所述第三试验动作点、所述第二调试动作点确定为目标动作点，将所述第三试验指令确定为目标动作节点指令；若否，则转至所述动作点插入步骤，对所述第三试验动作点重新赋值。

10.根据权利要求9所述的机器人的静步态调试方法，其特征在于，所述基于所述第三试验动作点构建出第三试验指令包括:

基于所述第三试验动作点的动作幅度计算出第三试验参数；

使用所述第三试验参数对所述动作节点算法进行计算，得到第三调试指令。

11.根据权利要求10所述的机器人的静步态调试方法，其特征在于，在所述第六加载步骤之前，还包括:

第三核对步骤:核对所述第三试验参数的是否位于预先规划的可行范围内，若是，则转所述第六加载步骤，若否，则转至所述动作点插入步骤，对所述第三试验动作点重新赋值。

12.根据权利要求11所述的机器人的静步态调试方法，其特征在于，在所述第五加载步骤之前，还包括:

判断是否第一次得到目标动作节点指令，若是，则转至所述第五加载步骤；若否，则将所述第二调试指令与已经存在的目标动作指令串联。

13.根据权利要求9所述的机器人的静步态调试方法，其特征在于，所述判断所述真实机器人模型是否完成所述动作节点包括:

在所述真实机器人执行完加载在其上的指令后；

判断所述真实机器人用于完成该动作节点的各个关节是否归位至预先标记的零点位置，若是，判断所述真实机器人稳定完成该动作节点。

14.根据权利要求3或6所述的机器人的静步态调试方法，其特征在于，判断机器人模型是否完成该动作节点包括:

在所述机器人模型执行完加载在其上的指令后；

判断所述机器人模型用于完成该动作节点的各个关节是否归位至预先标记的零点位置，若是，判断所述机器人模型稳定完成该动作节点。

15.一种机器人的静步态调试系统，其特征在于，包括：

无接触力仿真模块，用于使用预先构建的静步态的初始动作节点指令对机器人模型进行无接触力仿真调试，得到第一调试指令；

有接触力仿真步骤，用于使用所述第一调试指令对所述机器人模型进行有接触力仿真调试，得到第二调试指令；

真实调试步骤，用于使用所述第二调试指令对真实机器人进行真实调试，得到静步态的目标动作节点指令。

16.一种电子装置，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上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，实现权利要求1-14中任一项所述的机器人的静步态调试方法。

17.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1-14中任一项所述的机器人的静步态调试方法。

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