本公開涉及智能機(jī)器人，具體涉及一種機(jī)器人及其控制方法、裝置、存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)如今，機(jī)器人廣泛應(yīng)用于各種生活場景中，以雙足機(jī)器人為例，雙足機(jī)器人相較于四足機(jī)器人更加接近人體運(yùn)動(dòng)，而且雙足機(jī)器人可以解放上肢，從而實(shí)現(xiàn)更多操作，因此，針對雙足機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制是機(jī)器人領(lǐng)域的重點(diǎn)研究方向之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為提高機(jī)器人的控制穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性，本公開實(shí)施方式提供了一種機(jī)器人的控制方法、裝置、機(jī)器人及存儲(chǔ)介質(zhì)。

2、第一方面，本公開實(shí)施方式提供了一種機(jī)器人的控制方法，包括：

3、獲取機(jī)器人運(yùn)動(dòng)時(shí)并聯(lián)關(guān)節(jié)處電機(jī)的運(yùn)動(dòng)信息；

4、將所述運(yùn)動(dòng)信息輸入預(yù)先訓(xùn)練的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)模型，得到所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)模型輸出的所述機(jī)器人的足底姿態(tài)信息；

5、根據(jù)所述足底姿態(tài)信息以及所述機(jī)器人足底板的期望姿態(tài)信息進(jìn)行閉環(huán)控制，得到所述足底板的第一控制力矩；

6、基于所述足底板的第一控制力矩和所述并聯(lián)關(guān)節(jié)的期望運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行閉環(huán)控制，得到所述并聯(lián)關(guān)節(jié)的第二控制力矩；

7、根據(jù)所述第二控制力矩控制所述并聯(lián)關(guān)節(jié)處的電機(jī)工作。

8、在一些實(shí)施方式中，所述運(yùn)動(dòng)信息包括電機(jī)角度和電機(jī)角速度，所述足底姿態(tài)信息包括足底姿態(tài)角度和足底姿態(tài)角速度；

9、所述將所述運(yùn)動(dòng)信息輸入預(yù)先訓(xùn)練的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)模型，得到所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)模型輸出的所述機(jī)器人的足底姿態(tài)信息，包括：

10、將所述電機(jī)角度輸入預(yù)先訓(xùn)練的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)模型，得到所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)模型輸出的所述機(jī)器人的所述足底姿態(tài)角度；

11、基于所述機(jī)器人的足底板與所述并聯(lián)關(guān)節(jié)的雅克比矩陣，確定所述電機(jī)角速度對應(yīng)的所述足底姿態(tài)角速度。

12、在一些實(shí)施方式中，所述足底姿態(tài)信息包括足底姿態(tài)角度和足底姿態(tài)角速度，所述期望姿態(tài)信息包括所述足底板的期望姿態(tài)角度、期望姿態(tài)角速度以及期望前饋力矩；

13、所述根據(jù)所述足底姿態(tài)信息以及所述機(jī)器人足底板的期望姿態(tài)信息進(jìn)行閉環(huán)控制，得到所述足底板的第一控制力矩，包括：

14、根據(jù)所述足底姿態(tài)角度與所述期望姿態(tài)角度的差異、所述足底姿態(tài)角速度與所述期望姿態(tài)角速度的差異，以及所述期望前饋力矩進(jìn)行閉環(huán)控制，得到所述第一控制力矩。

15、在一些實(shí)施方式中，所述運(yùn)動(dòng)信息包括電機(jī)角度和電機(jī)角速度，所述期望姿態(tài)信息包括所述足底板的期望姿態(tài)角度和期望姿態(tài)角速度，所述期望運(yùn)動(dòng)信息包括所述并聯(lián)關(guān)節(jié)的期望電機(jī)角度和期望電機(jī)角速度；

16、所述基于所述足底板的第一控制力矩和所述并聯(lián)關(guān)節(jié)的期望運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行閉環(huán)控制，得到所述并聯(lián)關(guān)節(jié)的第二控制力矩，包括：

17、基于所述期望姿態(tài)角度確定所述期望電機(jī)角度，基于所述期望姿態(tài)角速度確定所述期望電機(jī)角速度；

18、基于所述機(jī)器人的足底板與所述并聯(lián)關(guān)節(jié)的雅克比矩陣，確定所述第一控制力矩對應(yīng)的電機(jī)前饋力矩；

19、根據(jù)所述期望電機(jī)角度與所述電機(jī)角度的差異、所述期望電機(jī)角速度與所述電機(jī)角速度的差異以及所述電機(jī)前饋力矩進(jìn)行閉環(huán)控制，得到所述第二控制力矩。

20、在一些實(shí)施方式中，所述基于所述期望姿態(tài)角度確定所述期望電機(jī)角度，基于所述期望姿態(tài)角速度確定所述期望電機(jī)角速度，包括：

21、基于運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解算法確定所述期望姿態(tài)角度與所述期望電機(jī)角度的第一方程，以及所述期望姿態(tài)角速度與所述期望電機(jī)角速度的第二方程；

22、基于所述期望姿態(tài)角度和所述第一方程確定對應(yīng)的所述期望電機(jī)角度，基于所述期望姿態(tài)角速度和所述第二方程確定對應(yīng)的所述期望電機(jī)角速度。

23、在一些實(shí)施方式中，所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)模型的訓(xùn)練過程，包括：

24、獲取訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)集中的樣本數(shù)據(jù)包括機(jī)器人的所述并聯(lián)關(guān)節(jié)處電機(jī)的樣本運(yùn)動(dòng)信息，以及所述樣本運(yùn)動(dòng)信息對應(yīng)的機(jī)器人的足底板的參考姿態(tài)信息；

25、將所述樣本運(yùn)動(dòng)信息輸入待訓(xùn)練的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)模型，得到所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)模型輸出的機(jī)器人的足底板的足底姿態(tài)信息；

26、根據(jù)所述足底姿態(tài)信息與所述參考姿態(tài)信息之間的差異，對所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)模型的模型參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，直至滿足收斂條件，得到訓(xùn)練后的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)模型。

27、在一些實(shí)施方式中，所述并聯(lián)關(guān)節(jié)包括所述機(jī)器人的膝關(guān)節(jié)電機(jī)以及連桿機(jī)構(gòu)，所述膝關(guān)節(jié)電機(jī)通過所述連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述機(jī)器人的足底板運(yùn)動(dòng)。

28、第二方面，本公開實(shí)施方式提供了一種機(jī)器人的控制裝置，包括：

29、信息獲取模塊，被配置為獲取機(jī)器人運(yùn)動(dòng)時(shí)并聯(lián)關(guān)節(jié)處電機(jī)的運(yùn)動(dòng)信息；

30、運(yùn)動(dòng)估計(jì)模塊，被配置為將所述運(yùn)動(dòng)信息輸入預(yù)先訓(xùn)練的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)模型，得到所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)模型輸出的所述機(jī)器人的足底姿態(tài)信息；

31、第一力矩模塊，被配置為根據(jù)所述足底姿態(tài)信息以及所述機(jī)器人足底板的期望姿態(tài)信息進(jìn)行閉環(huán)控制，得到所述足底板的第一控制力矩；

32、第二力矩模塊，被配置為基于所述足底板的第一控制力矩和所述并聯(lián)關(guān)節(jié)的期望運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行閉環(huán)控制，得到所述并聯(lián)關(guān)節(jié)的第二控制力矩；

33、運(yùn)動(dòng)控制模塊，被配置為根據(jù)所述第二控制力矩控制所述并聯(lián)關(guān)節(jié)處的電機(jī)工作。

34、在一些實(shí)施方式中，所述運(yùn)動(dòng)信息包括電機(jī)角度和電機(jī)角速度，所述足底姿態(tài)信息包括足底姿態(tài)角度和足底姿態(tài)角速度；所述運(yùn)動(dòng)估計(jì)模塊被配置為：

35、將所述電機(jī)角度輸入預(yù)先訓(xùn)練的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)模型，得到所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)模型輸出的所述機(jī)器人的所述足底姿態(tài)角度；

36、基于所述機(jī)器人的足底板與所述并聯(lián)關(guān)節(jié)的雅克比矩陣，確定所述電機(jī)角速度對應(yīng)的所述足底姿態(tài)角速度。

37、在一些實(shí)施方式中，所述足底姿態(tài)信息包括足底姿態(tài)角度和足底姿態(tài)角速度，所述期望姿態(tài)信息包括所述足底板的期望姿態(tài)角度、期望姿態(tài)角速度以及期望前饋力矩；所述第一力矩模塊被配置為：

38、根據(jù)所述足底姿態(tài)角度與所述期望姿態(tài)角度的差異、所述足底姿態(tài)角速度與所述期望姿態(tài)角速度的差異，以及所述期望前饋力矩進(jìn)行閉環(huán)控制，得到所述第一控制力矩。

39、在一些實(shí)施方式中，所述運(yùn)動(dòng)信息包括電機(jī)角度和電機(jī)角速度，所述期望姿態(tài)信息包括所述足底板的期望姿態(tài)角度和期望姿態(tài)角速度，所述期望運(yùn)動(dòng)信息包括所述并聯(lián)關(guān)節(jié)的期望電機(jī)角度和期望電機(jī)角速度；所述第二力矩模塊被配置為：

40、基于所述期望姿態(tài)角度確定所述期望電機(jī)角度，基于所述期望姿態(tài)角速度確定所述期望電機(jī)角速度；

41、基于所述機(jī)器人的足底板與所述并聯(lián)關(guān)節(jié)的雅克比矩陣，確定所述第一控制力矩對應(yīng)的電機(jī)前饋力矩；

42、根據(jù)所述期望電機(jī)角度與所述電機(jī)角度的差異、所述期望電機(jī)角速度與所述電機(jī)角速度的差異以及所述電機(jī)前饋力矩進(jìn)行閉環(huán)控制，得到所述第二控制力矩。

43、在一些實(shí)施方式中，所述第二力矩模塊被配置為：

44、基于運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解算法確定所述期望姿態(tài)角度與所述期望電機(jī)角度的第一方程，以及所述期望姿態(tài)角速度與所述期望電機(jī)角速度的第二方程；

45、基于所述期望姿態(tài)角度和所述第一方程確定對應(yīng)的所述期望電機(jī)角度，基于所述期望姿態(tài)角速度和所述第二方程確定對應(yīng)的所述期望電機(jī)角速度。

46、在一些實(shí)施方式中，所述運(yùn)動(dòng)估計(jì)模塊被配置為：

47、獲取訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)集中的每個(gè)樣本數(shù)據(jù)包括機(jī)器人的所述并聯(lián)關(guān)節(jié)處電機(jī)的樣本運(yùn)動(dòng)信息，以及所述樣本運(yùn)動(dòng)信息對應(yīng)的機(jī)器人的足底板的參考姿態(tài)信息；

48、將所述樣本運(yùn)動(dòng)信息輸入待訓(xùn)練的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)模型，得到所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)模型輸出的機(jī)器人的足底板的足底姿態(tài)信息；

49、根據(jù)所述足底姿態(tài)信息與所述參考姿態(tài)信息之間的差異，對所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)模型的模型參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，直至滿足收斂條件，得到訓(xùn)練后的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)模型。

50、在一些實(shí)施方式中，所述并聯(lián)關(guān)節(jié)包括所述機(jī)器人的膝關(guān)節(jié)電機(jī)以及連桿機(jī)構(gòu)，所述膝關(guān)節(jié)電機(jī)通過所述連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述機(jī)器人的足底板運(yùn)動(dòng)。

51、第三方面，本公開實(shí)施方式提供了一種雙足機(jī)器人，包括：

52、足底板和并聯(lián)關(guān)節(jié)，所述足底板通過連桿機(jī)構(gòu)連接所述并聯(lián)關(guān)節(jié)的電機(jī)，所述電機(jī)通過所述連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述足底板運(yùn)動(dòng)；

53、控制器，包括處理器和存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令用于使處理器執(zhí)行根據(jù)第一方面任意實(shí)施方式所述的方法。

54、第四方面，本公開實(shí)施方式提供了一種存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行根據(jù)第一方面任意實(shí)施方式所述的方法。

55、本公開實(shí)施方式的控制方法，包括獲取機(jī)器人運(yùn)動(dòng)時(shí)并聯(lián)關(guān)節(jié)處電機(jī)的運(yùn)動(dòng)信息，將運(yùn)動(dòng)信息輸入預(yù)先訓(xùn)練的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)模型得到足底姿態(tài)信息，根據(jù)足底姿態(tài)信息以及機(jī)器人的期望姿態(tài)信息進(jìn)行閉環(huán)控制得到第一控制力矩，基于第一控制力矩和并聯(lián)關(guān)節(jié)的期望運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行閉環(huán)控制得到第二控制力矩，根據(jù)第二控制力矩控制并聯(lián)關(guān)節(jié)處的電機(jī)工作。本公開實(shí)施方式中，通過并聯(lián)運(yùn)動(dòng)模型對機(jī)器人的足底姿態(tài)進(jìn)行估計(jì)，相較于傳統(tǒng)的數(shù)值迭代算法，極大簡化了算法過程和數(shù)據(jù)量，提高并聯(lián)型機(jī)器人的控制效率。而且，通過對機(jī)器人采用力矩級(jí)控制，提高機(jī)器人運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性和運(yùn)動(dòng)精度。