[发明专利]机器人及其躯干晃动抑制方法和装置

说明书

本申请属于机器人领域，提出了一种机器人及其躯干晃动抑制方法和装置，该方法包括：获取机器人的操作任务对应的运动参考轨迹；根据所述运动参考轨迹和预先确定的输入整形器，得到所述运动参考轨迹对应的修订运动轨迹，所述输入整形器根据所述机器人的模态参数所确定；根据所述修订运动轨迹控制所述机器人运动。由于本申请对机器人的参考运动轨迹进行修订得到修订运动轨迹，通过修订运动轨迹控制机器人运动，从而在保证机器人手臂操作效率的基础上，从根本上减少机器人晃动，有利于提升用户使用体验。

技术领域

本申请属于机器人领域，尤其涉及机器人及其躯干晃动抑制方法和装置。

背景技术

双足机器人的身体结构中，包括由双足支撑的上肢躯干。上肢手臂在完成操作任务时，由于手臂的运动惯性和下肢本身的运动，会引起机器人躯干质心的变化，使得机器人躯干产生较大程度的晃动，对机器人手臂末端的操作精细产生影响。因此，在精细化操作场景下，必须解决躯干晃动问题。

目前的躯干晃动解决方法中，通常降低手臂操作的速度来减小躯干的晃动幅度，但这种方式无法从根本上解决躯干晃动的问题，并且会降低手臂完成操作任务的效率，影响用户体验。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种机器人及其躯干晃动抑制方法和装置，以解决现有技术中的躯干晃动抑制方法无法从根本上解决躯干晃动问题，并且会降低手臂操作效率的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种机器人的躯干晃动抑制方法，所述方法包括：

获取机器人的操作任务对应的运动参考轨迹；

根据所述运动参考轨迹和预先确定的输入整形器，得到所述运动参考轨迹对应的修订运动轨迹，所述输入整形器根据所述机器人的模态参数所确定；

根据所述修订运动轨迹控制所述机器人运动。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能实现方式中，在根据所述运动参考轨迹和预先确定的输入整形器之前，所述方法还包括：

根据预设的采集频率采集所述机器人晃动的时域信号；

通过傅里叶变换将所述机器人晃动的时域信号变换为频域信号；

根据所述频域信号确定所述机器人模态参数；

根据所述模态参数确定所述机器人的输入整形器。

结合第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第二种可能实现方式中，所述模态参数包括机器人的固有频率和机器人的阻尼比。

结合第一方面的第一种可能实现方式或第一方面的第二种可能实现方式，在第一方面的第三种可能实现方式中，根据所述模态参数确定所述机器人的输入整形器，包括：

根据公式确定所述机器人的输入整形器的参数，其中，ω为固有频率，ξ为阻尼比，t_n为完成操作任务的时间，A_i表示第i个脉冲的幅值，t_i表示第i个脉冲作用于系统的时刻，所述输入整形器的参数包括第i个脉冲的幅值A_i和第i个脉冲作用于系统的时刻t_i，V(ω,ξ)为机器人在脉冲激励下的输出响应幅值，且：

结合第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第四种可能实现方式中，通过傅里叶变换将所述机器人晃动的时域信号变换为频域信号，包括：

通过公式：将所述机器人晃动的时域信号变换为频域信号，其中，DFT为快速傅里叶变换，x(n)为机器人晃动的时域信号，N为时域信号x(n)的数据长度。

结合第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第五种可能实现方式中，根据预设的采集频率采集所述机器人晃动的时域信号，包括：