CN114932961B - 一种四足机器人运动控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种四足机器人运动控制系统，包括：指令接收处理模块、动作管理模块、运动控制功能模块、数据交互模块、模拟仿真模块和实机执行模块。本发明提供的四足机器人运动控制系统，实现各模块的独立开发；可通过硬件接入/网络接入等多种控制方式实现运动控制指令的发送，可实时监控机器人状态数据，做问题分析，系统架构清晰，模块耦合度低，系统健壮性好，将算法独立封装为模块，可在不改动其他软件逻辑的情况下，直接验证控制算法，适用于各种基于嵌入式设备的机器人功能开发仿真调试，应用范围广。

Description

一种四足机器人运动控制系统

技术领域

本发明属于机器人运动控制领域，具体涉及一种四足机器人运动控制系统。

背景技术

在复杂的自然地形面前，腿足式机器人有着很大的潜力。与轮式或者履带式车辆相比，支腿在部署方式上提供了高度的多功能性，在不规则环境中行走有着明显的优势。其中，四足机器人是腿足式机器人中十分重要的一环，发展前景广阔，有着巨大的潜力。类比四足哺乳动物，四足机器人的机械结构可以理解为是它的“运动结构系统”，要实现四足机器人的多功能性，需要搭建“神经系统”来对其进行控制。

由于电驱动相对于液压驱动更通用，更方便，近几年研究人员针对电驱动四足机器人的“神经系统”开展了大量研究并不断进行创新，目前主流四足机器人每条腿具有三个关节，即一共有十二个关节，对四足机器人的控制实际上是对十二个关节电机的控制。也就是说，机器人需要不断地更新关节电机的数据才能实现腿部的柔顺控制，使整个机器人的运动更加流畅，更加自然，这就对“神经系统”的控制效果有着很高的要求，而机器人的运动控制软件系统架构和仿真调试手段是保证机器人运动控制效果调试的基础，是除了运动控制算法之外的一个非常重要的技术。

现有技术包括基于ROS机器人系统的实时性系统和UP Board结合多个STM32搭建的控制系统，例如中国专利文献CN109946974A为提升硬件系统的整体实时性和可靠性以及四足机器人的高速运动，提出了一种新型的电驱动四足机器人控制系统，但是其管理分布不够灵活。

目前四足机器人控制系统主要以实现功能为主，在软件系统的架构、模块耦合度、仿真调试中没有做深入设计，在实际开发调试时效率较低；而其它机器人的仿真调试系统不适用于基于嵌入式设备的特种机器人开发，只能应用于指定的机器人设备做仿真调试，难以应用于四足机器人的软件控制系统、仿真调试的开发；并且目前针对四足机器人控制系统的调试方法中的数据采集分析前需要先做配对，且配对后只能在配对后的远程终端采集保存，也不能在线实时分析，应用场景有限。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种四足机器人运动控制系统，系统架构清晰，模块耦合度低，系统健壮性好。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种四足机器人运动控制系统，所述四足机器人运动控制系统包括：指令接收处理模块、动作管理模块、运动控制功能模块、数据交互模块、模拟仿真模块和实机执行模块，其中：

所述指令接收处理模块，用于接收控制指令，并在判断控制指令为单一动作后将控制指令转发至所述运动控制功能模块，在判断控制指令为连续性动作后将控制指令转发至所述动作管理模块；

所述动作管理模块，用于接收所述指令接收处理模块发送的控制指令，根据控制指令调用对应的动作序列，并将动作序列中每一动作对应的控制指令按时间序列顺次发送至运动控制功能模块；

所述运动控制功能模块，用于接收并解析所述指令接收处理模块发送的控制指令或者所述动作管理模块发送的控制指令，同时从数据交互模块获取四足机器人腿部关节电机的状态数据，根据解析数据以及状态数据计算得到四足机器人各腿部的电机控制量，将所述电机控制量发送至所述数据交互模块储存；

所述模拟仿真模块，用于提供仿真接口，在所述四足机器人运动控制系统处于仿真状态下，读取数据交互模块内最新的电机控制量发送至仿真环境，供仿真环境基于电机控制量对四足机器人进行仿真控制，并将仿真控制得到的四足机器人腿部关节电机的状态数据反馈至数据交互模块储存；

所述实机执行模块，用于提供驱动接口，在所述四足机器人运动控制系统处于工作状态下，读取数据交互模块内最新的电机控制量，将电机控制量发送至四足机器人的电机执行，并将电机执行后四足机器人腿部关节电机的状态数据反馈至数据交互模块储存。

以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。

作为优选，所述指令接收处理模块，接收控制指令包括：

在所述四足机器人运动控制系统处于仿真状态下，接收测试程序发送的控制指令；在所述四足机器人运动控制系统处于工作状态下，接收无线遥控器发送的控制指令。

作为优选，所述运动控制功能模块包括控制算法单元、运动学正解单元、运动学逆解单元、PD控制单元，其中：

所述运动学正解单元，用于从所述数据交互模块读取四足机器人腿部关节电机的状态数据，对状态数据计算后得到当前时刻四足机器人的腿足端空间数据并发送至所述控制算法单元；

所述控制算法单元，用于基于四足机器人的轨迹数据、所述运动学正解单元发送的腿足端空间数据以及当前时刻四足机器人的姿态数据，计算四足机器人下一时刻的腿足端空间数据，并输出至所述运动学逆解单元；

所述运动学逆解单元，用于基于所述控制算法单元发送的下一时刻的腿足端空间数据，计算得到下一时刻的四足机器人腿部关节电机的状态数据，并发送至所述PD控制单元；

所述PD控制单元，用于根据四足机器人腿部关节电机当前时刻的状态数据以及下一时刻的状态数据，计算得到四足机器人各腿部的电机控制量以供模拟仿真或实机执行。

作为优选，所述运动控制功能模块还包括腿部单元；

所述腿部单元与所述PD控制单元连接，用于接收所述PD控制单元输出的电机控制量并进行格式封装；所述腿部单元与所述数据交互模块连接，用于将封装后的数据发送至所述数据交互模块储存。

作为优选，所述运动控制功能模块还包括轨迹规划单元、状态机和步态调整单元；

所述状态机，与所述腿部单元连接，用于根据四足机器人当前时刻的姿态数据和腿足端空间数据调整四足机器人下一时刻腿部的状态；

所述步态调整单元，与所述状态机连接，用于根据四足机器人当前时刻的姿态数据和腿足端空间数据调整四足机器人下一时刻步态的频率和步幅，并将调整后的步态的频率和步幅以及四足机器人腿部的目标位置发送至所述轨迹规划单元；

所述轨迹规划单元，与所述步态调整单元连接，用于接收并解析所述指令接收处理模块发送的控制指令或者所述动作管理模块发送的控制指令，根据所述控制指令、当前时刻的腿足端空间数据、腿部的目标位置、下一时刻步态的频率和步幅进行路径规划，得到四足机器人的轨迹数据发送至所述控制算法单元。

作为优选，所述四足机器人运动控制系统还包括数据采集发布模块，所述数据采集发布模块提供数据发布接口和数据采集接口；

所述数据发布接口，用于在指令接收处理模块中被调用，将指令接收处理模块接收的控制指令发布到局域网中；或者用于在运动控制功能模块中被调用，将运动控制功能模块中的电机控制量发布到局域网中；或者用于在仿真接口和驱动接口中被调用，将四足机器人腿部关节电机的状态数据发布到局域网中；

所述数据采集接口，用于接收局域网中的广播或组播数据进行显示或保存。

本发明提供的四足机器人运动控制系统，实现各模块的独立开发；可通过硬件接入/网络接入等多种控制方式实现运动控制指令的发送，可实时监控机器人状态数据，做问题分析，系统架构清晰，模块耦合度低，系统健壮性好，将算法独立封装为模块，可在不改动其他软件逻辑的情况下，直接验证控制算法，适用于各种基于嵌入式设备的机器人功能开发仿真调试，应用范围广。

附图说明

图1为本发明的四足机器人运动控制系统的结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本发明。

为了解决现有技术中运动控制系统普适性差，且无法兼容仿真调试和实际运行的弊端，本实施例提出一种四足机器人运动控制系统。

如图1所示，本实施例的一种四足机器人运动控制系统，包括：指令接收处理模块、动作管理模块、运动控制功能模块、数据交互模块、模拟仿真模块和实机执行模块。

由于使本实施例兼容仿真调试和实际运行，因此需要在系统工作前判断当前的运行状态，本实施例优选在系统的配置文件中执行该逻辑判断，系统启动时根据启动参数0和1判断当前是仿真状态还是工作状态，如果为0则为仿真状态，就通过程序逻辑判断启动模拟仿真模块，如果为1则为工作状态，就启动实机执行模块。

1)指令接收处理模块：

指令接收处理模块用于接收控制指令，并在判断控制指令为单一动作(例如前进、后退)后将控制指令转发至运动控制功能模块，在判断控制指令为连续性动作后将控制指令转发至动作管理模块。

本实施例中的连续性动作应理解为两个或两个以上动作的集合，本实施例针对连续性动作设置动作管理模块。动作管理模块预存储每个连续性动作的动作集合，并且该动作集合中的各动作之间具有明确的时间顺序。

根据系统不同的状态，指令接收处理模块在四足机器人运动控制系统处于仿真状态下，接收测试程序发送的控制指令；在四足机器人运动控制系统处于工作状态下，接收无线遥控器发送的控制指令。

其中测试程序通过网络发送控制指令，无线遥控器的控制指令通过射频发送给无线数据接收模块，然后通过uart通信协议输入到系统，指令接收处理模块读取uart数据后发送给运动控制功能模块或动作管理模块。

本实施例中指令接收处理模块将控制指令的输入对象抽象化，使得既可以通过遥控器实现对四足机器人的运动控制，也可以通过测试程序发送控制指令，实现对四足机器人运动功能的控制或调试验证。

本实施例控制指令的输入对象抽象化基于通用技术实现，例如是利用软件编程常用的分层思想，另增加一个抽象层向上对接控制模块，向下可以处理不同的指令输入形式。

2)动作管理模块：

动作管理模块管理四足机器人各种固定动作如蹲下、站立、翻跟头等，通过连续执行预设的动作序列实现机器人的特殊动作功能，在接收到指令接收处理模块的控制指令后，调用对应的动作序列，然后将期望的动作序列发送给运动控制功能模块，实现执行对应动作的功能。

3)运动控制功能模块：

用于接收并解析指令接收处理模块发送的控制指令或者动作管理模块发送的控制指令，同时从数据交互模块获取四足机器人腿部关节电机的状态数据，根据解析数据以及状态数据计算得到四足机器人各腿部的电机控制量，将电机控制量发送至数据交互模块储存。

在一个实施例中，运动控制功能模块包括控制算法单元、运动学正解单元、运动学逆解单元、PD控制单元，其中：运动学正解单元，用于从数据交互模块读取四足机器人腿部关节电机的状态数据(例如电机角度、速度、力矩等)，对状态数据计算后得到当前时刻四足机器人的腿足端空间数据并发送至控制算法单元。

运动学正解单元以预设时间间隔(例如1ms)定时读取四足机器人腿部关节电机的状态数据。运动学正解单元主要用于根据腿部关节电机的状态数据解析得到腿足端空间数据。

其中，腿足端空间数据涉及的腿部的位置为相对位置，通过三个关节电机和腿部连杆通过DH坐标转换可以得到腿部末端在机器人质心下的相对坐标，在根据机器人质心在世界坐标系下的坐标可以计算得到腿部末端在世界坐标系下的坐标位置。

需要说明的是，运动学正解单元的解析过程基于现有技术实现即可。并且为了便于数据利用，运动学正解单元将原始读取的四足机器人腿部关节电机的状态数据同时传递给控制算法单元。

控制算法单元，用于基于四足机器人的轨迹数据、所述运动学正解单元发送的腿足端空间数据以及当前时刻四足机器人的姿态数据，计算四足机器人下一时刻的腿足端空间数据，并输出至运动学逆解单元。

其中四足机器人的姿态数据包括姿态角等，通过IMU测得并发送给控制算法单元。需要说明的是，控制算法单元根据实际应用场景中机器人的类型以及运动场景等采取对应的算法进行执行即可，本实施例不对控制算法单元中执行的算法进行具体限制。

并且为了便于数据利用，本实施例控制算法单元将当前时刻四足机器人的姿态数据以及下一时刻的腿足端空间数据发送至运动学逆解单元，同时将原始的四足机器人的轨迹数据以及运动学正解单元发送的相关数据也同时发送至运动学逆解单元，以实现信息的向后传递。

运动学逆解单元，用于基于控制算法单元发送的下一时刻的机器人腿足端空间数据，计算得到下一时刻的四足机器人腿部关节电机的状态数据，并发送至PD控制单元。

需要说明的是，运动学逆解单元的解析过程基于现有技术实现即可。并且运动学逆解单元向PD控制单元传输的数据即包括其解析到的下一时刻的四足机器人腿部关节电机的状态数据，还包括控制算法单元发送给运动学逆解单元的数据。

PD控制单元，用于根据四足机器人腿部关节电机当前时刻的状态数据以及下一时刻的状态数据，计算得到四足机器人各腿部的电机控制量以供模拟仿真或实机执行。PD控制单元是根据电机当前状态和期望状态通过PD运动控制算法计算得到电机对应控制量。

电机对应的控制量发送至数据交互模块存储以供仿真接口或驱动接口读取执行。为了提高数据传输的准确性和效率，在另一个实施例中，运动控制功能模块还包括腿部单元。腿部单元与PD控制单元连接，用于接收PD控制单元输出的电机控制量并进行格式封装(例如封装为can协议格式)；腿部单元与所述数据交互模块连接，用于将封装后的数据发送至所述数据交互模块储存，实现对四足机器人四条腿共12个电机的运动控制。

同理，PD控制单元向腿部单元传递电机控制量的同时，也将运动学逆解单元发送给PD控制单元的数据同时传递。

本实施例中控制算法单元应用的四足机器人的轨迹数据可用是预设的数据，也可以是根据当前状态实时规划的数据，本实施例中进一步提供包含在运动控制功能模块中的轨迹规划单元、状态机和步态调整单元。

本实施例的轨迹数据是规划的未来的运动数据，状态数据是机器人当前时刻各硬件的状态数据如机器人IMU侧得的姿态数据、每条腿部关节电机的状态数据(根据每条腿的关节电机的返回数据计算得到)等，而运动数据则是期望机器人在未来一段时间(几秒钟)期望的机器人本体质心运动轨迹、机器人每条腿足端的运动轨迹，也可理解为状态数据是运动数据的子集，即运动数据的第一个点，初始状态点。

其中状态机，与腿部单元连接，用于根据四足机器人当前时刻的姿态数据和腿足端空间数据调整四足机器人下一时刻腿部的状态。腿部的状态为支撑状态或摆动状态，对应于四足机器人为站立状态或行走状态。

步态调整单元，与状态机连接，用于根据当前时刻的四足机器人姿态数据和腿足端空间数据调整四足机器人下一时刻步态的频率和步幅。步态调整机制为根据采集到的机器人姿态数据和腿足的状态数据实时调整步态频率、步幅等保证机器人在受到冲击后的稳定性。步态调整单元将调整后的步态的频率和步幅以及四足机器人腿部的目标位置发送至所述轨迹规划单元。

轨迹规划单元，与步态调整单元连接，用于接收并解析指令接收处理模块发送的控制指令或者动作管理模块发送的控制指令，根据控制指令、当前时刻的腿足端空间数据、腿部的目标位置、下一时刻步态的频率和步幅进行路径规划，得到四足机器人的轨迹数据发送至控制算法单元。

需要说明的是，轨迹规划单元用于根据已知参数规划机器人在未来一段时间(几秒钟)期望的机器人本体质心运动轨迹、机器人每条腿足端的运动轨迹，所规划的轨迹数据用于控制算法单元求解下一时刻的腿足端空间数据。其所采用的规划算法为现有算法，根据实际应用场景取用即可。

4)数据交互模块：为系统启动后初始化得到的一块共享内存区域，运动控制功能模块以固定的数据结构向共享内存区域中读写数据，仿真接口或驱动接口也通过相同的数据结构向共享内存中读写数据，实现运动控制功能模块和仿真接口、驱动接口的数据交互，实现电机运动控制指令、电机状态数据的交互。

5)模拟仿真模块：用于提供仿真接口，在四足机器人运动控制系统处于仿真状态下，读取数据交互模块内最新的电机控制量发送至仿真环境，供仿真环境基于电机控制量对四足机器人进行仿真控制，并将仿真控制得到的四足机器人腿部关节电机的状态数据反馈至数据交互模块储存。

模拟仿真模块中的仿真接口为独立接口，嵌入到仿真环境中，如pybullet/gazebo等，以插件的形式在仿真环境中执行，接口通过打开共享内存文件描述符，然后通过共享内存和四足机器人运动控制功能模块实现数据交互；仿真模块读取共享内存中的各电机控制量，然后发送给仿真环境，并在仿真环境中模拟，每次模拟1ms的运动周期，并计算得到当前控制指令下1ms后机器人的状态参数，再将状态数据写入共享内存，供运动控制功能模块在下一个运动控制周期中使用；其中仿真环境中的运动学仿真模型和动力学仿真模型通过通用的仿真建模方法urdf的形式在仿真环境中加载生成。

容易理解的是，本实施例的运动控制系统重点在于提供了仿真接口，至于仿真环境中的运动学仿真模型和动力学仿真模型等根据实际仿真环境布置即可，本实施例中不进行限制。

6)实机执行模块，用于提供驱动接口，在四足机器人运动控制系统处于工作状态下，读取数据交互模块内最新的电机控制量，将电机控制量发送至四足机器人的电机执行，并将电机执行后四足机器人腿部关节电机的状态数据反馈至数据交互模块储存。

驱动接口读取共享内存中的电机控制量，通过can/ethercat等方式发送给电机执行，同时获取电机状态数据并发送到共享内存中，实现运动控制功能模块对实际电机硬件的控制。

为了便于运动控制系统中数据的保存和对其中数据的追踪，在另一个实施例中，四足机器人运动控制系统还包括数据采集发布模块，数据采集发布模块提供数据发布接口和数据采集接口。

数据发布接口，通过linux系统接口sendmsg将数据以广播或组播的形式发布到局域网中，数据发布接口主要包含两个参数，msg_topic和msg_struce，分别为数据主题和数据结构，数据发布接口在指令接收处理模块中收到控制指令后调用，用于发布记录实际收到的控制指令；在运动控制功能模块中调用，用于发布记录运动控制功能模块中的各状态数据、运算过程数据、电机控制量等，用于运动控制算法的分析；在仿真接口和驱动接口中调用，用于记录仿真环境中机器人的姿态数据、电机状态数据等，不同的状态数据对应不同的主题和数据结构，直接在代码中定义。

数据采集接口，用于接收局域网中的广播或组播数据进行显示或保存。通过linux系统接口recvmsg接收局域网中的广播或组播数据，并根据数据主题将接收到的数据分类，分别显示或者保存，数据采集程序可以在机器人本地执行，也可以在局域网中的其他设备中执行，不受设备限制。

本实施例的状态采集，日志记录，分析方法，将各环节数据通过网络工具lcm在局域网中广播采集到的数据，只要在局域网中的设备都可以通过网络读取状态数据，可以存储在远端，也可以存储在本地用于性能分析，可以实时在线显示当前机器人各状态参数，分析运动控制效果及问题，作为运动控制算法调试的依据，提高机器人调试效率。

本实施例的仿真/样机一体化架构，实现在仿真环境中调试完成后的软件程序源码可以直接应用于实际设备中；将控制量，采集量，抽象接口，适配实际环境或虚拟环境，接口模块可以独立开发调试，接口模块在完成开发测试后，直接集成到系统中即可，本系统可接入各种不同的物理仿真环境中如gazebo/pybullet等，更具备通用性，可以接受遥控器无线运动控制指令数据输入，也可以接受pc调试指令数据输入，提高调试的便捷性，且离线调试，仿真，在线调试，都是使用同一套软件系统，不需要在不同的系统之间移植。

需要说明的是，本实施例重点在于提供一套复用性高、可移植性强的软件框架，框架中各模块耦合度低，可独立开发使用。至于各模块中具体使用的算法根据实际应用需求进行设置即可，本实施例不进行限制。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种四足机器人运动控制系统，其特征在于，所述四足机器人运动控制系统包括：指令接收处理模块、动作管理模块、运动控制功能模块、数据交互模块、模拟仿真模块、实机执行模块和数据采集发布模块，其中：

所述指令接收处理模块，用于接收控制指令，并在判断控制指令为单一动作后将控制指令转发至所述运动控制功能模块，在判断控制指令为连续性动作后将控制指令转发至所述动作管理模块；

所述动作管理模块，用于接收所述指令接收处理模块发送的控制指令，根据控制指令调用对应的动作序列，并将动作序列中每一动作对应的控制指令按时间序列顺次发送至运动控制功能模块；

所述运动控制功能模块，用于接收并解析所述指令接收处理模块发送的控制指令或者所述动作管理模块发送的控制指令，同时从数据交互模块获取四足机器人腿部关节电机的状态数据，根据解析数据以及状态数据计算得到四足机器人各腿部的电机控制量，将所述电机控制量发送至所述数据交互模块储存；

所述模拟仿真模块，用于提供仿真接口，在所述四足机器人运动控制系统处于仿真状态下，读取数据交互模块内最新的电机控制量发送至仿真环境，供仿真环境基于电机控制量对四足机器人进行仿真控制，并将仿真控制得到的四足机器人腿部关节电机的状态数据反馈至数据交互模块储存；

所述实机执行模块，用于提供驱动接口，在所述四足机器人运动控制系统处于工作状态下，读取数据交互模块内最新的电机控制量，将电机控制量发送至四足机器人的电机执行，并将电机执行后四足机器人腿部关节电机的状态数据反馈至数据交互模块储存；

所述数据采集发布模块提供数据发布接口和数据采集接口，所述数据发布接口，用于在指令接收处理模块中被调用，将指令接收处理模块接收的控制指令发布到局域网中；或者用于在运动控制功能模块中被调用，将运动控制功能模块中的电机控制量发布到局域网中；或者用于在仿真接口和驱动接口中被调用，将四足机器人腿部关节电机的状态数据发布到局域网中；所述数据采集接口，用于接收局域网中的广播或组播数据进行显示或保存。

2.如权利要求1所述的四足机器人运动控制系统，其特征在于，所述指令接收处理模块，接收控制指令包括：

在所述四足机器人运动控制系统处于仿真状态下，接收测试程序发送的控制指令；在所述四足机器人运动控制系统处于工作状态下，接收无线遥控器发送的控制指令。

3.如权利要求1所述的四足机器人运动控制系统，其特征在于，所述运动控制功能模块包括控制算法单元、运动学正解单元、运动学逆解单元、PD控制单元，其中：

所述运动学正解单元，用于从所述数据交互模块读取四足机器人腿部关节电机的状态数据，对状态数据计算后得到当前时刻四足机器人的腿足端空间数据并发送至所述控制算法单元；

所述控制算法单元，用于基于四足机器人的轨迹数据、所述运动学正解单元发送的腿足端空间数据以及当前时刻四足机器人的姿态数据，计算四足机器人下一时刻的腿足端空间数据，并输出至所述运动学逆解单元；

所述运动学逆解单元，用于基于所述控制算法单元发送的下一时刻的腿足端空间数据，计算得到下一时刻的四足机器人腿部关节电机的状态数据，并发送至所述PD控制单元；

所述PD控制单元，用于根据四足机器人腿部关节电机当前时刻的状态数据以及下一时刻的状态数据，计算得到四足机器人各腿部的电机控制量以供模拟仿真或实机执行。

4.如权利要求3所述的四足机器人运动控制系统，其特征在于，所述运动控制功能模块还包括腿部单元；

所述腿部单元与所述PD控制单元连接，用于接收所述PD控制单元输出的电机控制量并进行格式封装；所述腿部单元与所述数据交互模块连接，用于将封装后的数据发送至所述数据交互模块储存。

5.如权利要求4所述的四足机器人运动控制系统，其特征在于，所述运动控制功能模块还包括轨迹规划单元、状态机和步态调整单元；

所述状态机，与所述腿部单元连接，用于根据四足机器人当前时刻的姿态数据和腿足端空间数据调整四足机器人下一时刻腿部的状态；

所述步态调整单元，与所述状态机连接，用于根据四足机器人当前时刻的姿态数据和腿足端空间数据调整四足机器人下一时刻步态的频率和步幅，并将调整后的步态的频率和步幅以及四足机器人腿部的目标位置发送至所述轨迹规划单元；

所述轨迹规划单元，与所述步态调整单元连接，用于接收并解析所述指令接收处理模块发送的控制指令或者所述动作管理模块发送的控制指令，根据所述控制指令、当前时刻的腿足端空间数据、腿部的目标位置、下一时刻步态的频率和步幅进行路径规划，得到四足机器人的轨迹数据发送至所述控制算法单元。