[发明专利]机器人及其控制方法

说明书

本申请实施例公开了一种机器人及其控制方法，属于机器人控制的技术领域。其中，该方法包括：获取机器人所在平面与水平面之间的角度；获取机器人在平面上的方向向量，其中，方向向量用于表征机器人在平面上的运动方向；基于方向向量和平面的法向量，确定机器人在平面上的偏转角；基于角度和偏转角控制机器人的状态参数，其中，状态参数包括如下至少之一：机身在预设坐标系中的位置、机身的姿态。因此，本申请实施例可以解决相关技术中机器人无法在斜坡上保持平衡的同时保障机器人跨越障碍的能力的技术问题。

技术领域

本发明涉及机器人控制领域，具体而言，涉及一种机器人及其控制方法。

背景技术

斜坡地形是自然环境中最为常见的地形之一，四足机器人在斜坡上运行时，稳定性的控制比在平地上更加困难，一是四足机器人的足端容易打滑，二是机器人容易翻到，这就造成机器人在斜坡上的稳定性大幅降低。

如图1所示，机器人可以采用机身水平方案保持机身在斜坡上可以保持平衡，但是，由于机身在斜坡上处于水平时，机器人的前后腿摆腿高度不同，若遇到坡度较大的斜坡时，会存在一侧腿可允许的最大摆腿高度变小，那么对于跨越障碍物来说则是十分不利的，即，机身水平方案虽然可以使机器人在斜坡上保持平衡，但是无法保证机器人在斜坡上跨越障碍的能力。

如图2所示，机器人可以采用机身跟随方案来保证机器人在斜坡上跨越障碍的能力，虽然在机身跟随方案中机器人的前后摆腿高度一致，但是，机器人此时哪怕是静止站立在斜坡上，也无法保持机器人能平衡稳定的站立在斜坡上，甚至当斜坡的坡度较大时，机器人会存在颠覆的风险。

由上可知，在现有技术中，机器人在斜坡上保持平衡的同时无法保证机器人跨越障碍的能力，机器人在斜坡上具有跨越障碍的能力的情况下，无法保证机器人的稳定。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种机器人及其控制方法，以至少解决相关技术中机器人无法在斜坡上保持平衡的同时保障机器人跨越障碍的能力的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种机器人的控制方法，包括：获取机器人所在平面与水平面之间的角度；获取机器人在平面上的方向向量，其中，方向向量用于表征机器人在平面上的运动方向；基于方向向量和平面的法向量，确定机器人在平面上的偏转角；基于角度和偏转角控制机器人的状态参数，其中，状态参数包括如下至少之一：机身在预设坐标系中的位置、机身的姿态。

可选地，基于角度和偏转角控制机器人的状态参数，包括：获取角度与偏转角正弦值的乘积，得到第一旋转角度，其中，第一旋转角度为机器人的机身绕预设坐标系中的第一坐标轴旋转的角度；获取角度与偏转角余弦值的乘积，得到第二旋转角度，其中，第二旋转角度为机器人的机身绕预设坐标系中的第二坐标轴旋转的角度；基于第一旋转角度和第二旋转角度，控制机器人机身的姿态。

可选地，基于角度和偏转角控制机器人的状态参数，包括：获取角度正弦值、偏转角余弦值以及机身高度的乘积，得到第一位移，其中，第一位移为机器人的机身沿预设坐标系中的第一坐标轴移动的位移；获取角度正弦值、偏转角余弦值以及机身高度的乘积的负值，得到第二位移，其中，第二位移为机器人的机身沿预设坐标系中的第二坐标轴移动的位移；基于第一位移和第二位移，控制机器人机身在预设坐标系中的位置。

可选地，获取机器人所在平面与水平面之间的角度，包括：获取机器人的足端在预设坐标系中的位置坐标；基于位置坐标，确定平面的法向量；基于法向量与水平面之间的夹角，得到平面与水平面之间的角度。

可选地，在基于位置坐标，确定平面的法向量之前，该方法还包括：当平面上机器人足端的数量为第一预设数量时，确定平面的法向量为预先存储的法向量；当平面上机器人足端的数量为第二预设数量时，基于位置坐标确定平面的法向量；其中，第二预设数量大于第一预设数量。