[发明专利]基于DMP的机器人工作空间适应性行走控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于DMP的机器人工作空间适应性行走控制系统，其特征在于，包括：

DMP质心轨迹生成器，根据规划目标和反馈信息，基于DMP训练生成仿人机器人的质心轨迹；

DMP脚掌轨迹生成器，根据规划目标和反馈信息，基于DMP训练生成仿人机器人的脚掌轨迹；

关节映射模块，对所述质心轨迹和脚掌轨迹，进行逆运动学计算，利用运动引擎，将工作空间的适应性映射到关节空间，实现仿人机器人的适应性行走控制；

所述DMP质心轨迹生成器和DMP脚掌轨迹生成器基于机器人工作空间的示例轨迹训练学习获得。

2.根据权利要求1所述的基于DMP的机器人工作空间适应性行走控制系统，其特征在于，所述DMP质心轨迹生成器的建立具体为：

采用共用规范系统的两个DMP单元分别对机器人前进和左右方向上的示例轨迹进行训练学习，获得可在线调节的DMP质心轨迹生成器。

3.根据权利要求1所述的基于DMP的机器人工作空间适应性行走控制系统，其特征在于，所述DMP脚掌轨迹生成器的建立具体为：

采用共用规范系统的两个DMP单元分别对机器人前进和竖直方向上的示例轨迹进行训练学习，获得可在线调节的DMP脚掌轨迹生成器。

4.根据权利要求2或3所述的基于DMP的机器人工作空间适应性行走控制系统，其特征在于，所述DMP单元的数学模型描述为：

转移系统：

规范系统：

其中，y,z,分别表述系统中的位置、速度及加速度，τ表示时间常数，y₀表示轨迹的初始位置，g表示目标位置，feed表示反馈信息，f表示强迫函数项，x表示相位变量，Ψ_i(x)表示高斯核函数，ω_i表示核函数权值，为需要学习训练的参数，σ_i、c_i分别表示带宽和中心位置，均为正常数，α_z,β_z,α_x为调节系统响应时间的常数，均为正数，N为高斯核函数的个数。

5.根据权利要求1所述的基于DMP的机器人工作空间适应性行走控制系统，其特征在于，所述反馈信息基于机器人身体姿态角度和反馈增益参数获得。

6.根据权利要求5所述的基于DMP的机器人工作空间适应性行走控制系统，其特征在于，引入所述DMP质心轨迹生成器的反馈信息设计为：

其中，feed_comx表示质心轨迹前进方向的反馈信息，表示质心反馈增益，θ表示机器人身体姿态角度。

7.根据权利要求5所述的基于DMP的机器人工作空间适应性行走控制系统，其特征在于，引入所述DMP脚掌轨迹生成器的反馈信息设计为：

feed_footx＝-K_footx×θ

feed_footz＝-K_footz×θ

其中，feed_footx和feed_footz分别表示迈步跨度和抬腿高度的反馈信息，K_footx和K_footz分别表示前进和竖直方向上的反馈增益，θ表示机器人身体姿态角度。