[发明专利]一种四足机器人模型参数的实时校正方法

说明书

本发明公开了一种四足机器人模型参数的实时校正方法，涉及机器人控制技术领域。当接收到用于控制四足机器人运动状态的控制指令，将当前四足机器人的传感器模块采集的数据，送入预设的状态估计算法，得到四足机器人当前的运动状态数据；根据控制指令，计算四足机器人当前的运动力矩；将四足机器人当前的运动状态数据和运动力矩，代入四足机器人的动力学模型，计算出动力学模型的实时参数；使用实时参数校正动力学模型的历史参数。实现了根据四足机器人当前的运动状态数据和运动力矩，实时计算四足机器人动力学模型的实时参数，对动力学模型的历史参数进行实时矫正，保证四足机器人的实际使用效果。

技术领域

本发明涉及机器人控制技术领域，具体涉及一种四足机器人模型参数的实时校正方法。

背景技术

基于四足机器人具备较强的灵活性、优秀的环境适应性的特性，其在灾后救援、野外勘探以及军事物资运输等领域都有较明朗的应用场景。并且近年来已经陆续开始应用于巡检，物流配送等各个领域。

机器人模型参数一般只会在出厂时进行一次测量，但是机器人的模型参数会随着在机器人身上加装设备或者存放货物后有较大的变化，进而影响到控制算法的力矩计算结果，最终会导致机器人对运动轨迹跟随的误差较大或者导致运动性能大大减弱从而摔倒，使得四足机器人的实际使用效果不佳。

发明内容

本发明的目的就在于解决上述背景技术的问题，而提出一种四足机器人模型参数的实时校正方法，实现根据四足机器人当前的运动状态数据和运动力矩，实时计算四足机器人动力学模型的实时参数，对动力学模型的历史参数进行实时矫正，保证四足机器人的实际使用效果。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

本发明实施例提供了一种四足机器人模型参数的实时校正方法，所述方法包括：

当接收到用于控制四足机器人运动状态的控制指令，将当前所述四足机器人的传感器模块采集的数据，送入预设的状态估计算法，得到所述四足机器人当前的运动状态数据；

根据所述控制指令，计算所述四足机器人当前的运动力矩；所述运动力矩用于控制所述四足机器人的关节电机，以使所述四足机器人运动；

将所述四足机器人当前的所述运动状态数据和所述运动力矩，代入所述四足机器人的动力学模型，计算出所述动力学模型的实时参数；

使用所述实时参数校正所述动力学模型的历史参数。

可选地，在根据所述控制指令，计算所述四足机器人当前的运动力矩之前，所述方法还包括：

使用模型预测控制MPC算法对所述四足机器人进行数学建模，得到所述动力学模型。

可选地，根据所述控制指令，计算所述四足机器人当前的运动力矩，包括：

根据所述控制指令，预测所述四足机器人的期望轨迹状态数据；

根据所述动力学模型，得到所述四足机器人的运动状态方程；

根据所述运动状态方程，得到所述四足机器人的运动状态离散迭代方程；所述运动状态离散迭代方程用于根据四足机器人当前的运动状态数据预测四足机器人未来若干时刻的运动状态数据；

将使用所述运动状态离散迭代方程预测的运动状态数据与所述期望轨迹状态数据进行拟合，求解得到所述四足机器人当前的运动力矩。

可选地，将使用所述运动状态离散迭代方程预测的运动状态数据与所述期望轨迹状态数据进行拟合，求解得到所述四足机器人当前的运动力矩，包括：

将使用所述运动状态离散迭代方程预测的运动状态数据与所述期望轨迹状态数据采用最小二乘法进行拟合，并添加摩擦力约束，拟合方程组为：