CN118990467B 机器人的控制方法、装置、设备及存储介质 （腾讯科技（深圳）有限公司）

A,2015.10.14A,2021.04.30本申请公开了一种机器人的控制方法、装和第二机械腿组对应的髋关节的旋转中心位于的支撑区域)下快速移动，从而提高了机器人的2基于所述机器人在所述第一方向下的质心参考移动轨迹，控制所以ZMP的位置、所述机器人在所述第一方向下的质心位置和所述机器人在所述第一方利用奇异线性二次调节器SLQR控制方法，根据所述ZMP在ZMP参考轨迹中的参考位置，根据所述反馈增益矩阵、所述机器人在所述第一方向下的质心位置和将所述状态变量和所述控制变量带入所述离散时间状态方程，迭代得到所所述迈步周期用于指示所述第一机械腿组或所述第二机械腿组完成一个摆动的时长，n为所述基于所述机器人在所述第一方向下的质心参考移动轨对于各个所述迈步周期，从所述第一机械腿组和所述第二机械腿组中以所述支撑机械腿组为支撑，基于所述机器人在所述第一方向下的质心参考移动轨述机器人在所述第一方向下的质心参考移动轨迹，向所述第一方向摆动所述摆动机械腿根据所述迈步周期在所述支撑面上对应的区域的尺寸信息，以及根据所述支撑机械腿组的支撑参考移动轨迹和所述机器人在所述第一方向下的质心根据所述摆动机械腿组在所述迈步周期内对应的初始位置和期3根据所述质心参考移动轨迹和所述摆动参考移动轨迹，控制所所述根据所述支撑机械腿组的支撑参考移动轨迹和所述机器人在所述第一方向下的根据所述支撑参考移动轨迹、支撑期比例，以及所述机器人的质心撑期比例用于指示所述机器人的摆动机械腿在每个迈步周期内处于所述支撑状态的时长根据所述机器人在所述第二方向下的质心参考移动轨迹，以及所述机构建所述机器人对应的世界坐标系，所述世界坐标系采用样条曲线插值方法，对所述初始位置在所述第一方向下的位置分采用样条曲线插值方法，对所述初始位置在所述第二方向下的位置分根据所述摆动机械腿组在所述第一方向下的摆动参考移动轨迹，以及所述根据所述摆动机械腿组在所述迈步周期内对应的初始位置和期望位置，对于各个所述台阶，获取所述摆动机械腿组在所述台阶处的子期望位按时间顺序依次逐个在所述初始位置、所述m个台阶分别对应的子期望位置和所述期4所述从所述第一机械腿组和所述第二机械腿组中，确定所述迈步周期对支撑期比例用于指示所述机器人的摆动机械腿在每个迈步周期内处于所述支撑状态的时长占比，所述步态信息用于指示所述机器人的机械腿在每个迈步周期内是否为摆动机械根据所述步态信息，从所述第一机械腿组和所述第二机械腿组中，在所述迈步周期中的摆动周期内，在所述摆动机械腿组向所述第一方向摆动的过程站立状态控制模块，用于以重叠站立状态站立在支摆动状态控制模块，用于基于所述机器人在所述第一方向下制所述第一机械腿组和所述第二机械腿组交替摆动，在所述支撑面上向所述第一方向移机械腿分配子模块，用于对于各个所述迈步周期，从所述第一机械5摆动状态控制子模块，用于以所述支撑机械腿组为支撑，基于所述机器人在所述第一所述摆动状态控制子模块，还用于在所述摆动机械腿组达到所述迈步支撑轨迹确定单元，用于根据所述迈步周期在所述支撑面上对应的区域的尺寸信息，质心轨迹确定单元，用于根据所述支撑机械腿组的支撑参考移动轨摆动轨迹确定单元，用于根据所述摆动机械腿组在所述迈步周期内对摆动状态控制单元，用于根据所述质心参考移动轨迹和所述摆动参考移14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述迈步周期包括摆动周期和支撑周根据所述支撑参考移动轨迹、支撑期比例，以及所述机器人的质心撑期比例用于指示所述机器人的摆动机械腿在每个迈步周期内处于所述支撑状态的时长根据所述机器人在所述第二方向下的质心参考移动轨迹，以及所述机构建所述机器人对应的世界坐标系，所述世界坐标系采用样条曲线插值方法，对所述初始位置在所述第一方向下的位置分采用样条曲线插值方法，对所述初始位置在所述第二方向下的位置分根据所述摆动机械腿组在所述第一方向下的摆动参考移动轨迹，以及6对于各个所述台阶，获取所述摆动机械腿组在所述台阶处的子期望位按时间顺序依次逐个在所述初始位置、所述m个台阶分别对应的子期望位置和所述期17.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述迈步周期包括摆动周期和支撑周支撑期比例用于指示所述机器人的摆动机械腿在每个迈步周期内处于所述支撑状态的时长占比，所述步态信息用于指示所述机器人的机械腿在每个迈步周期内是否为摆动机械根据所述步态信息，从所述第一机械腿组和所述第二机械腿组中，20.根据权利要求11_18任一项所述的装置，其特中存储有计算机程序，所述计算机程序由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1至10程序，所述计算机程序由处理器加载并执行以实现如权利要求1至10任一项所述的机器人7[0010]摆动状态控制模块，用于控制所述第一机械腿组和所述89[0036]人工智能(ArtificialIntelligence，AI)是利用数字计算机或者数字计算机控器可以是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系第二机械腿组，第一机械腿组和第二机械腿组中的至少一个机械腿组包括至少两个机械组)和2个内侧机械腿202(即第二机械腿组)，2个内侧机械腿202位于2个外侧机械腿201之个足轮203均可以单独驱动。四足轮腿式机器人200可通过2个内侧机械腿202或2个外侧机械腿201站立，以处于双足轮支撑状态；四足轮腿式机器人200可同时通过2个内侧机械腿[0049]四个机械腿的另一个末端各自连接一个髋关节204，各个机械腿可绕各自的髋关平行。两条内侧机械腿202对应的髋关节204位于两条外侧机械腿201对应的髋关节204之[0054]躯体207的另一端与头部208和上肢209相连接，上肢209可以是多自由度的上[0057]本申请实施例提供的机器人的控制方法可适用于多种场景，诸如机器人爬楼梯、401完全跨过路肩，内侧机械腿组403和外侧机械腿组402依次交替摆动，以完成跨路肩任501完全跨过凹坑，内侧机械腿组503和外侧机械腿组502依次交替摆动，以完成跨凹坑任swingstanceswingstance可以是机器人中预先设置好的参数，也可以是机器人根据真实环境自动调整得到的参数，[0086]每条机械腿的步态信息可以表示为支撑状态和摆动状态[0103]在摆动机械腿组的摆动过程中，各个摆动机械腿的腿长可根据真实环境进行调[0104]步骤602c，在摆动机械腿组达到迈步周期在支撑面上对个迈步周期对应的期望位置可以根据机器人的迈步步长和支撑面的尺寸信息确定得足轮腿式机器人1000的四个机械腿在前进方向(如水平向右)上同控制两个外侧机械腿继续向前进方向同步摆动的同时，同步伸长两个外侧机械腿的腿长，控制两个内侧机械腿继续向前进方向同步摆动的同时，同步伸长两个内侧机械腿的腿长，器人的重心可超出机器人的支撑区域)下快速爬楼梯，从而提高了机器人的移动效率。同可以采用支撑机械腿对应的足部的期望移动轨向不产生位移)，且支撑机械腿组内的机械腿同步运动，摆动机械腿组内的机械腿同步运模型1400包括机身1401，机身1401通过腰关节1402(对应上述侧摆旋转中心与俯仰旋转中心)与腰部1403相连接，腰部1403通过髋部1404与外侧机械腿1406和内侧机械腿1407相连[0133]上述初始接触点1502也可以为初始状态下的四足轮腿式机器人的重心在地面的[0134]再以平面模型1500的髋关节1501为原点构建四足轮腿式机器人的浮动基坐标系的初始位置与第一个台阶之间的距离为l，四足轮腿式机器人在每个迈步周期内的迈步步s，j为第j个迈步周期对应的迈步步长(即第j个台阶的长度)，Hs，j为第j个台阶的高机器人的摆动机械腿在每个迈步周期内处于支撑状态的步周期的支撑机械腿的参考位置和当前迈步周期的下一个迈步周期的支撑机械腿的参考第n个迈步周期的支撑机械腿的参考位置插值到第n+1个迈步周期的支撑机械腿的参考位[0147]其中，Pcom，z(t)表示在控制时刻t，机器人的质心在第二方向下的参考位置，期内质心的结束位置(即第n+1个迈步周期的支撑约束条件的插值方法。Spline()用于在摆动周期内，对第n个迈步周期内质心的步周期对应的支撑机械腿的足部与支撑面之间的接触点zmpzmpSpline()用于在支撑周期内，对第n个迈步周期的支撑机械腿的参考位置和第n+1个迈步[0158]机器人在第一方向下的质心参考移动轨迹则可以为各个控制时刻下的Pcom，x组成[0159]示例性地，可以基于SLQR(SingularQuadraticRegulator，奇异线性二次调节器)控制来计算各个控制时刻下的Pcom，x。其中，SLQR控制是LQR(LinearQuadratic[0160]1)以ZMP的位置、机器人在第一方向下的质心位置和机器人在第一方向下的质心pp期内对应的支撑机械腿的初始位置(即当前迈步周期的支撑机械腿的参考位置)和结束位[0187]在一个示例中，机器人的摆动机械腿的参考动轨迹可以分为第一方向(即x周方在第一方向下的位置分量进行插值，得到摆动机械腿组在第一方向下的摆动参考移动轨)＝a0+a1tn+a2tn2+a3tn3；[0197]pig.x(T)=a,+2a2T+3a,T2=0。在第二方向下的位置分量进行插值，得到摆动机械腿组在第二方向下的摆动参考移动轨[0200]第二方向下的摆动参考移动轨迹的获取过程与第一方向下的摆动参考移动轨迹分别对应的子期望位置和期望位置之间进行插值，得到摆动机械腿组的摆动参考移动轨段进行规划。望位置对应的时刻为摆动周期的1/2(其可根据实际使用需求进行设置与调整)，采用三次样条曲线插值方法进行插值，第一阶段下的第二方向下的摆动参考移动轨迹可以表示如)＝a0+a1tn+a2tn2+a3tn3；)＝a0+a1tn+a2tn2+a3tn3；化后的控制时刻，Pswing，z(tn)表示控制时刻他，摆动机械腿在第二方向下的参考位置，[0217]pg.z(T)=a,+2a2T+3aT2=0。[0218]将第一阶段下的第二方向下的摆动参考移动轨迹和第二阶段下的第二方向下的[0220]可选地，摆动参考移动轨迹即为摆动机械腿组在第一方向下的摆动参考移动轨[0227]在图19和图20中，曲线1901为ZMP对应的第一方向下(即前进方向)的ZMP参考轨算机设备中。如图21所示，该装置2100包括站立状态控制模块2101和摆动状态控制模块态下的机器人的各个机械腿在第一方向上的[0238]所述摆动状态控制子模块2102b，还用于在所述摆动机械腿组达到所述迈步周期械腿处于摆动状态，所述支撑周期下的机械腿处于支撑状态；所述质心轨迹确定单元第二方向下的质心参考移动轨迹由所述支撑参考移动轨迹中的结束位置和所述恒定高度[0246]根据所述支撑参考移动轨迹和所述支撑期比例，确定所述机器人的零力矩点ZMP[0250]以所述ZMP的位置、所述机器人在所述第一方向下的质心位置和所述机器人在所[0253]根据所述反馈增益矩阵、所述机器人在所述第一方向下的质心位置和所述ZMP在[0262]按时间顺序依次逐个在所述初始位置、所述m个台阶分别对应的子期望位置和所械腿处于摆动状态，所述支撑周期下的机械腿处于支撑状态；所述机械腿分配子模块所述支撑期比例用于指示所述机器人的摆动机械腿在每个迈步周期内处于所述支撑状态处理器2301加载并执行以实现上述机器人行为且相关用户数据的收集、使用和处理需要遵守相关国家和地区的相关法律法规和标