[发明专利]智能机器人的前馈控制方法及装置、存储介质、电子装置

说明书

本发明提供了一种智能机器人的前馈控制方法及装置、存储介质、电子装置，上述方法包括：接收用户指令，其中，所述用户指令用于控制至少以下之一：所述智能机器人的所要到达的目标位置、速度、轨迹点和动作序列；根据所述用户指令生成所述智能机器人的步态信息；将所述步态信息输入所述智能机器人的全身动力学模型，并根据所述步态信息得到所述智能机器人的控制指令；根据所述步态信息生成所述智能机器人的前馈控制器；通过所述前馈控制器接收所述控制指令，并根据所述控制指令对所述智能机器人进行前馈控制。

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种智能机器人的前馈控制方法及装置、存储介质、电子装置。

背景技术

随着智能机器人技术的快速发展，智能机器人现在已经被应用到了各行各业的使用中各个领域。工作人员通过控制智能机器人的关节电机来实现智能机器人移动，其中，是通过将关节电机的关节力矩经过动力学模型转化为质心的驱动力和驱动力矩来移动智能机器人。在能机器步态控制方法中，多足智能机器人在支撑腿（脚触地）和摆动腿（脚不触地）切换时会伴随关节的力矩突变，容易造成控制失稳和损坏电机。目前的现有技术，通过给智能机器人的每个关节电机增加前馈控制来缓解这一问题。但是现有技术由于不能根据智能机器人的步态信息来生成前馈控制方案，导致不能考虑不同步态下各个腿之间的力矩关系，以及单个腿的关节力矩之间的关系，增加了控制系统的复杂度。同时，过度依赖动力学求解的结果，严重开环，效率不高。

现有技术中智能机器人的前馈控制方法会造成的控制系统复杂、效率不高的问题。

因此，有必要对现有技术予以改良以克服现有技术中的所述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能机器人的前馈控制方法及装置、存储介质、电子装置，以至少解决现有技术由于不能根据智能机器人的步态信息来生成前馈控制方案，导致不能考虑不同步态下各个腿之间的力矩关系，以及单个腿的关节力矩之间的关系，造成的控制系统复杂、效率不高的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现：

根据本发明的一个可选实施例，提供了一种智能机器人的前馈控制方，所述方法包括：接收用户指令，其中，所述用户指令用于控制至少以下之一：所述智能机器人的所要到达的目标位置、速度、轨迹点和动作序列；根据所述用户指令生成所述智能机器人的步态信息；将所述步态信息输入所述智能机器人的全身动力学模型，并根据所述步态信息得到所述智能机器人的控制指令；根据所述步态信息生成所述智能机器人的前馈控制器；通过所述前馈控制器接收所述控制指令，并根据所述控制指令对所述智能机器人进行前馈控制。

进一步的，所述步态信息包括以下至少之一：所述智能机器人的落脚点位置、脚底受力、落脚序列和时长。

进一步的，根据所述步态信息生成所述智能机器人的前馈控制器，包括：通过所述智能机器人的全身动力学模型将所述智能机器人的步态进行分类，其中，步态类别包括行走步态和弹跳步态：在所述行走步态中，所述智能机器人的左前腿与右后腿为第一组，所述智能机器人的右前腿与左后腿为第二组，同组腿的步态信息保持一致；在所述弹跳步态中，所述智能机器人的左前腿与右前腿为第一组，所述智能机器人的左后腿与右后腿为第二组，同组腿的步态信息保持一致；根据分类后的步态信息生成所述智能机器人的前馈控制器。

进一步的，所述全身动力学模型为M(q)∙ddq + H(q, dq) + G – Jc∙Fext = τ，其中，q代表所述智能机器人的关节的角度，dq代表所述关节的角速度，ddq代表所述关节的角加速度，G为重力，Fext和Jc分别是所述智能机器人受到的外力和其对应的雅克比矩阵，M是惯性矩阵，M(q)是关于q的M函数，H是向心力科氏力矩阵，τ为所述智能机器人的关节控制力矩。

进一步的，根据所述步态信息生成所述智能机器人的前馈控制器，包括：通过第一传递函数对所述智能机器人的关节电机的位置、速度和力矩进行前馈控制，其中，所述第一传递函数的增益与所述关节电机的最大力矩满足预设比例关系。