[发明专利]并联构型仿人机器人的状态估计方法、装置、设备及介质

说明书

本申请涉及机器人技术领域，揭示了一种并联构型仿人机器人的状态估计方法、装置、设备及介质，其中方法包括：获取在同一时间的根据仿人机器人的腿部关节位置的传感器得到的第一状态估计值、根据仿人机器人的腿部脚踝位置的传感器得到的第二状态估计值和根据仿人机器人的腰部位置的传感器得到的第三状态估计值；采用正运动学根据第一状态估计值和第三状态估计值得到本体坐标系下腿部位姿估计值；根据本体坐标系下腿部位姿估计值、第一状态估计值、第二状态估计值和第三状态估计值得到世界坐标系下质心位姿估计值。实现基于传感器的状态估计值准确估计出质心在世界坐标系下的位姿，解决并联构型仿人机器人的状态估计问题，提高质心状态估计精确度。

技术领域

本申请涉及到机器人技术领域，特别是涉及到一种并联构型仿人机器人的状态估计方法、装置、设备及介质。

背景技术

并联构型仿人机器人，也就是将传统的串联构型的仿人机器人设置为髋-膝并联机构或膝-踝并联机构。仿人机器人的状态估计是实现步态规划和平衡控制的基础，从而需要从传感系统的反馈量中获取精确的状态估计量。仿人机器人的状态估计是基于传感器反馈的数据实现的，因为对于仿人机器人的内部状态（比如，质心的位姿）无法直接通过传感器测量得到，而且传感器反馈的数据存在不准确性，从而降低了对仿人机器人的状态估计的准确性，降低了步态规划和平衡控制的准确性；此外因为现有的仿人机器人的步态规划与平衡控制的算法都是基于串联构型，导致对于并联构型仿人机器人的步态规划与平衡控制的算法开发提出了新的挑战。

发明内容

本申请的主要目的为提供一种并联构型仿人机器人的状态估计方法、装置、设备及介质，旨在解决现有技术中仿人机器人的状态估计是基于传感器反馈的数据实现的，因为对于仿人机器人的内状态无法直接通过传感器直接得到，而且传感器反馈的数据存在不准确性，从而降低了对仿人机器人的状态估计的准确性，而且因为现有的仿人机器人的步态规划与平衡控制的算法都是基于串联构型，导致对于并联构型仿人机器人的步态规划与平衡控制的算法开发提出了新的挑战的技术问题。

为了实现上述发明目的，本申请提出一种并联构型仿人机器人的状态估计方法，所述方法包括：

获取仿人机器人在同一时间的第一状态估计值、第二状态估计值和第三状态估计值，其中，所述第一状态估计值是根据所述仿人机器人的腿部关节位置的传感器得到的状态估计值，所述第二状态估计值是根据所述仿人机器人的腿部脚踝位置的传感器得到的状态估计值，所述第三状态估计值是根据所述仿人机器人的腰部位置的传感器得到的状态估计值；

采用正运动学，根据所述第一状态估计值和所述第三状态估计值进行在本体坐标系下的腿部位姿的估计，得到本体坐标系下腿部位姿估计值；

根据所述本体坐标系下腿部位姿估计值、所述第一状态估计值、所述第二状态估计值和所述第三状态估计值进行在世界坐标系下的世界坐标系下质心位姿的估计，得到世界坐标系下质心位姿估计值。

进一步的，所述采用正运动学，根据所述第一状态估计值和所述第三状态估计值进行在本体坐标系下的腿部位姿的估计，得到本体坐标系下腿部位姿估计值的步骤，包括：

采用径向基函数神经网络，对所述第一状态估计值进行在所述本体坐标系下的局部并联正运动学的拟合，得到待处理的等效串联关节角估计值；

根据所述第三状态估计值进行本体坐标系下腰部位姿的估计，得到本体坐标系下腰部位姿估计值；

根据所述待处理的等效串联关节角估计值和所述本体坐标系下腰部位姿估计值进行在所述本体坐标系下的等效串联正运动学计算，得到所述本体坐标系下腿部位姿估计值，其中，所述本体坐标系下腿部位姿估计值包括：本体坐标系下左脚位姿估计值和本体坐标系下右脚位姿估计值。

进一步的，所述根据所述本体坐标系下腿部位姿估计值、所述第一状态估计值、所述第二状态估计值和所述第三状态估计值进行在世界坐标系下的世界坐标系下质心位姿的估计，得到世界坐标系下质心位姿估计值的步骤，包括：