[发明专利]基于三条及以上支撑腿的足式机器人地形参数测量方法

摘要

本发明公开了一种基于三条及以上支撑腿的足式机器人地形参数测量方法，利用足式机器人运动控制所必须的传感器信息即可计算出所处地形的姿态角，即翻滚角以及俯仰角，可满足足式机器人运动控制的要求，简单易行、精度比较高；对于运动过程中，总有腿处于支撑相(每个腿的支撑状态由足端的力所决定，测量值大于门限值，则认为该腿处于支撑相)，且支撑腿数目大于2的足式机器人步态控制来说，可仅采用本方法计算地形姿态角以及机身高度，而不需要外在的激光雷达或者视觉摄像机，降低了成本，不存在复杂的数学运算，精度更高。

主权项

1.一种基于三条及以上支撑腿的足式机器人地形参数测量方法，其特征在于，包括以下步骤：足式机器人在行走时，在支撑腿不发生滑移的情况下，根据传感器测量得到足式机器人的支撑腿的足端在机身坐标系下的位置矢量，所述支撑腿为着地的腿，支撑腿速度为零表示所述支撑腿不发生滑移；把足式机器人支撑腿位置矢量写成下面矩阵的形式：公式(1)中：pi_x pi_y pi_z分别为第i条支撑腿在世界坐标系下的x y z方向的足端位置，n≥3；记n条腿所在平面的法向量为：则有：其中，为n维单位向量；由公式(3)求解可得：的单位矢量为：由大地相对于世界坐标系的法向量可得大地相对于世界坐标系的翻滚角及俯仰角：公式(6)中，G_roll为大地相对于世界坐标系的翻滚角；为方向上的分量；公式(7)中，G_pitch为大地相对于世界坐标系的俯仰角，为方向上的分量，为方向上的分量；公式(8)中，Hr_g为相对于大地坐标系的机身高度；公式(9)中，Hr_w为相对于世界坐标系的机身高度。