机器人的控制方法、装置、设备及存储介质与流程

    专利查询2026-06-28  14


    本申请实施例涉及人工智能,特别涉及一种机器人的控制方法、装置、设备及存储介质。


    背景技术:

    1、随着机器人控制技术的发展,一些组织和科研机构相继推出了以轮为足的轮腿式机器人,该轮腿式机器人不仅可依靠足轮快速滑行,还可依靠足轮爬楼梯、越障碍等。

    2、以轮腿式机器人爬楼梯为例,相关技术采用启发式方法控制轮腿式机器人,如通过规划轮腿式机器人的机械腿在楼梯上的位置,控制轮腿式机器人的重心投影在其支撑区域内缓慢移动来实现上楼梯,此类方法属于静态上楼梯,即机器人的重心投影不会超过机器人的支撑区域,从而导致机器人上楼梯的效率不高。


    技术实现思路

    1、本申请实施例提供了一种机器人的控制方法、装置、设备及存储介质,能够提高机器人的移动效率,以及机器人的控制准确性,所述技术方案如下:

    2、根据本申请实施例的一个方面,提供了一种机器人的控制方法,所述机器人包括机身、通过髋关节与所述机身相连的第一机械腿组和第二机械腿组,所述第一机械腿组和所述第二机械腿组中的至少一个机械腿组包括至少两个机械腿,所述第一机械腿组对应的髋关节的旋转中心和所述第二机械腿组对应的髋关节的旋转中心位于同一竖直平面;所述方法包括:

    3、获取所述机器人在支撑面上的期望操作空间任务,所述期望操作空间任务包括所述机器人的各个部位分别在所述机器人的操作空间下的期望加速度,所述期望操作空间任务用于引导所述机器人交替摆动所述第一机械腿组和所述第二机械腿组,以在所述支撑面上移动;

    4、根据所述期望操作空间任务和所述机器人的全身动力学模型,获取所述期望操作空间任务对应的期望关节力矩集,所述期望关节力矩集包括用于控制所述机器人的各个部位的期望关节力矩;

    5、根据所述期望关节力矩集,控制所述机器人在所述期望操作空间任务的引导下进行移动。

    6、根据本申请实施例的一个方面,提供了一种机器人的控制装置,所述机器人包括机身、通过髋关节与所述机身相连的第一机械腿组和第二机械腿组,所述第一机械腿组和所述第二机械腿组中的至少一个机械腿组包括至少两个机械腿,所述第一机械腿组对应的髋关节的旋转中心和所述第二机械腿组对应的髋关节的旋转中心位于同一竖直平面;所述装置包括:

    7、期望任务获取模块,用于获取所述机器人在支撑面上的期望操作空间任务,所述期望操作空间任务包括所述机器人的各个部位分别在所述机器人的操作空间下的期望加速度,所述期望操作空间任务用于引导所述机器人交替摆动所述第一机械腿组和所述第二机械腿组,以在所述支撑面上移动;

    8、期望力矩获取模块,用于根据所述期望操作空间任务和所述机器人的全身动力学模型,获取所述期望操作空间任务对应的期望关节力矩集,所述期望关节力矩集包括用于控制所述机器人的各个部位的期望关节力矩;

    9、机器人移动模块,用于根据所述期望关节力矩集,控制所述机器人在所述期望操作空间任务的引导下进行移动。

    10、根据本申请实施例的一个方面,提供了一种计算机设备,所述机器人包括处理器和存储器,所述存储器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上述机器人的控制方法。

    11、根据本申请实施例的一个方面,提供了一种计算机可读存储介质,所述可读存储介质中存储有计算机程序,所述计算机程序由处理器加载并执行以实现上述机器人的控制方法。

    12、根据本申请实施例的一个方面,提供了一种计算机程序产品,该计算机程序产品包括计算机程序,该计算机程序存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机程序,处理器执行该计算机程序,使得该计算机设备执行上述机器人的控制方法。

    13、本申请实施例提供的技术方案可以包括如下有益效果:

    14、对于拥有第一机械腿组和第二机械腿组的机器人,由于其对应的各个髋关节的旋转中心位于同一竖直平面,因此可通过规划期望操作空间任务,实现机器人以一组机械腿保持站立,以另一组机械腿摆动的方式,在动态平衡状态(即机器人的重心可超出机器人的支撑区域)下快速移动,从而提高了机器人的移动效率。同时,以第一机械腿组和第二机械腿组交替摆动的方式来控制机器人移动,可以进一步提高机器人的移动效率。

    15、另外,通过采用机器人的全身动力学模型,根据期望操作空间任务,可以准确地获取对应于期望操作空间任务的期望关节力矩集,进而可根据期望关节力矩集,准确地实现期望操作空间任务,从而提高了机器人的控制准确性。



    技术特征:

    1.一种机器人的控制方法,其特征在于,所述机器人包括机身、通过髋关节与所述机身相连的第一机械腿组和第二机械腿组,所述第一机械腿组和所述第二机械腿组中的至少一个机械腿组包括至少两个机械腿,所述第一机械腿组对应的髋关节的旋转中心和所述第二机械腿组对应的髋关节的旋转中心位于同一竖直平面;所述方法包括:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述期望操作空间任务和所述机器人的全身动力学模型,获取所述期望操作空间任务对应的期望关节力矩集,包括:

    3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述将所述期望操作空间任务带入所述待求解的动力学方程,求解得到所述期望关节力矩集,包括:

    4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述在所述机器人的关节物理约束表达式和摩擦约束表达式的约束下,对所述中间动力学方程进行求解,得到所述期望关节力矩集,包括:

    5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述机器人的移动过程中,用于摆动的机械腿组为摆动机械腿组,用于支撑的机械腿组为支撑机械腿组;

    6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述机器人在多个控制时刻后停止移动;

    7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,在所述支撑机械腿的支撑过程中,所述支撑机械腿的足部与所述支撑面之间无相对滑动,所述第二期望加速度的值恒为零。

    8.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述机器人向第一方向移动;

    9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述机器人在多个控制时刻后停止移动;

    10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述机器人在多个控制时刻后停止移动;

    11.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述机器人在多个控制时刻后停止移动;

    12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述机器人的机身在所述机器人的移动过程中保持竖直,所述机身对应的参考姿态角度的值、参考姿态角速度的值和参考姿态角加速度的值均为零。

    13.根据权利要求1至12任一项所述的方法,其特征在于,所述机器人的各个髋关节同轴。

    14.根据权利要求1至12任一项所述的方法,其特征在于,所述第一机械腿组中的机械腿同步运动,所述第二机械腿组中的机械腿同步运动。

    15.一种机器人的控制装置,其特征在于,所述机器人包括机身、通过髋关节与所述机身相连的第一机械腿组和第二机械腿组,所述第一机械腿组和所述第二机械腿组中的至少一个机械腿组包括至少两个机械腿,所述第一机械腿组对应的髋关节的旋转中心和所述第二机械腿组对应的髋关节的旋转中心位于同一竖直平面;所述装置包括:

    16.一种计算机设备,其特征在于,所述计算机设备包括处理器和存储器,所述存储器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14任一项所述的机器人的控制方法。

    17.一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中存储有计算机程序,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14任一项所述的机器人的控制方法。

    18.一种计算机程序产品,其特征在于,所述计算机程序产品包括计算机程序,所述计算机程序存储在计算机可读存储介质中,处理器从所述计算机可读存储介质读取并执行所述计算机程序,以实现如权利要求1至14任一项所述的机器人的控制方法。


    技术总结
    本申请公开了一种机器人的控制方法、装置、设备及存储介质,涉及人工智能技术领域。所述方法包括:对于具有第一机械腿组和第二机械腿组的机器人,获取机器人在支撑面上的期望操作空间任务,该期望操作空间任务用于引导机器人交替摆动第一机械腿组和第二机械腿组,以在支撑面上移动;根据期望操作空间任务和机器人的全身动力学模型,获取期望操作空间任务对应的期望关节力矩集,该期望关节力矩集包括用于控制机器人的各个部位的期望关节力矩;根据期望关节力矩集,控制机器人在期望操作空间任务的引导下进行移动。本申请实施例通过全身动力学模型,提高了机器人的控制准确性,以及通过期望操作空间任务,提高了机器人的移动效率。

    技术研发人员:周钦钦,王海涛,王帅,迟万超,郑宇,黎雄
    受保护的技术使用者:腾讯科技(深圳)有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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