申请/专利权人：南京理工大学

申请日：2020-08-31

公开（公告）日：2022-11-25

公开（公告）号：CN112147889B

主分类号：G05B13/04

分类号：G05B13/04;G05D1/02;G05D1/08;G01C21/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2022.11.25#授权;2021.01.15#实质审查的生效;2020.12.29#公开

摘要：本发明公开一种四足机器人复合式越障轨迹规划方法，建立CPG模型，通过模型输出的标准振荡信号控制四足机器人以周期性步态行走于平坦路面；当平坦路面出现障碍时，根据传感器回传的障碍物距离信息确定最佳越障起始点，更改CPG节律调节步长，使机器人在越障前一步，到达该最佳越障起始点；基于改进的复合摆线法规划越障足端轨迹，控制机器人越障。本发明将传统CPG策略与足端轨迹规划策略相结合，实现了四足机器人的稳定越障。

主权项：1.一种四足机器人复合式越障轨迹规划方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，建立CPG模型，通过模型输出的标准振荡信号控制四足机器人以周期性步态行走于平坦路面；步骤2，当平坦路面出现障碍时，根据传感器回传的障碍物距离信息，确定最佳越障起始点，更改CPG节律调节步长，使机器人在越障前一步，到达该最佳越障起始点；步骤3，基于复合摆线法规划越障足端轨迹，控制机器人越障；步骤2中，根据传感器回传的障碍物距离信息，确定最佳越障起始点，更改CPG节律调节步长，使机器人在越障前一步，到达该越障起始点，具体为：通过调节髋关节角度信号的正负值实现单腿步长的控制，使机器人能够落足于最佳越障起始点，各步步长和髋关节正负角度值之间的相互关系如下式：Si＝Lsinθhi-+Lsinθhi+其中，Si表示四足机器人第i条腿步长，L表示腿长，θhi-与θhi+分别表示髋关节角度信号的正负值，以竖直线为界，左边为-，右边为+；步骤3中，基于复合摆线法规划越障足端轨迹，控制机器人越障，具体方法为：采用改进的复合摆线法，对z轴方向的步高函数进行修正，以解决抬腿瞬间加速度跳变的问题，复合摆线方程为： 其中，S和H分别表示四足机器人足端轨迹的步长和步高；T为步态周期；t为采样时间；x为关于时间t的机器人步长函数；z为关于时间t的机器人步高函数；以能耗最低为前提确定越障轨迹的最优步长，具体为：抬腿高度和最优步长之间存在一定的数学关系： 其中，m为单腿质量，M为机身质量，h为机器人直立状态机身的质心高度，cc∈[0,h2]为摆动相腿落地过程做功的等效距离；根据已知的障碍物高度信息确定H，由数学模型求得使机器人越障过程能耗最低的S，代入足端轨迹公式，得到越障足端轨迹。

全文数据：

权利要求：

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