基于NURBS曲线的双足机器人落足点规划方法、计算机可读存储介质、足部装置

本发明涉及路径规划，尤其涉及一种基于nurbs曲线的双足机器人落足点规划方法、计算机可读存储介质、足部装置。

背景技术：

1、当前，足式机器人以机身为参考系，当处于摆动相时，脚的速度大于机身速度往前摆动，当处于支撑相时，脚的速度小于机身前进速度，因此在状态切换时落脚点位置存在速度的不连续，机身速度越快，不连续越大，使得双足机器人容易出现在快速行走中摔倒的现象。

2、因此，现有技术还有待于进一步的改进和提升。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足，本发明提供一种基于nurbs曲线的双足机器人落足点规划方法、计算机可读存储介质、足部装置，旨在解决现有双足机器人因为落足点规划路径不合理导致双足机器人容易出现在快速行走中摔倒的问题。

2、本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

3、第一方面，一种基于nurbs曲线的双足机器人落足点规划方法，其中，包括：

4、获取双足机器人的起足点、落足点以及摆腿高度作为nurbs曲线的控制点；

5、基于所述控制点生成初始落足点轨迹曲线，对所述初始落足点轨迹曲线求一阶导，得到实际落足点的速度；

6、将所述实际落足点的速度与期望的落足点速度进行比较，当所述实际落足点的速度与期望的落足点速度的误差绝对值小于等于预设值时，得到控制落足点轨迹曲线；

7、根据所述控制落足点轨迹曲线，控制双足机器人摆动腿的摆动。

8、以下作为本发明的优选技术方案，但不作为对本发明提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好地达到和实现本发明的目的和有益效果。

9、作为优选的技术方案，所述的基于nurbs曲线的双足机器人落足点规划方法，其中，所述获取双足机器人的起足点、落足点以及摆腿高度具体包括：利用双足机器人的状态估计模块获取双足机器人的起足点、落足点以及摆腿高度。

10、作为优选的技术方案，所述的基于nurbs曲线的双足机器人落足点规划方法，其中，所述期望的落足点速度的获取方法包括：

11、利用双足机器人的状态估计模块获取该双足机器人状态估计；

12、根据所述状态估计得到机器人在起脚点世界坐标和速度，期望的行走速度和行走周期时间预测得到在落脚点处机器人的世界坐标位置和速度，将所述机身水平面移动速度取反，纵轴速度取零，得到所述期望的落脚点脚的速度。

13、作为优选的技术方案，所述的基于nurbs曲线的双足机器人落足点规划方法，其中，所述落足点规划方法还包括：

14、将所述实际落足点的速度与期望的落足点速度进行比较，当所述实际落足点的速度与期望的落足点速度的误差绝对值大于预设值时，对所述控制点进行更新；

15、基于所述更新后的控制点对初始落足点轨迹曲线进行迭代，对迭代后的所述初始落足点轨迹曲线求一阶导，得到实际落足点的速度；

16、将所述实际落足点的速度与期望的落足点速度进行比较，当所述实际落足点的速度与期望的落足点速度的误差绝对值大于所述预设值时，继续对所述控制点进行更新，利用更新后的控制点对初始落足点轨迹曲线进行迭代，直到所述实际落足点的速度与期望的落足点速度的误差绝对值小于等于所述预设值。

17、作为优选的技术方案，所述的基于nurbs曲线的双足机器人落足点规划方法，其中，所述预设值为0.01m/s；所述nurbs曲线为三阶nurbs曲线。

18、第二方面，一种基于nurbs曲线的双足机器人落足点规划装置，其中，包括：

19、获取模块，用于获取双足机器人的起足点、落足点以及摆腿高度作为nurbs曲线的控制点；

20、生成模块，用于基于所述控制点生成初始落足点轨迹曲线，对所述初始落足点轨迹曲线求一阶导，得到实际落足点的速度；

21、比较模块，用于将所述实际落足点的速度与期望的落足点速度进行比较，当所述实际落足点的速度小于等于期望的落足点速度时，得到控制落足点轨迹曲线；

22、控制模块，用于根据所述控制落足点轨迹曲线，控制双足机器人摆动腿的摆动。

23、第三方面，一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述所述的基于nurbs曲线的双足机器人落足点规划方法中的步骤。

24、第四方面，一种终端设备，其中，包括：处理器和存储器；所述存储器上存储有可被所述处理器执行的计算机可读程序；所述处理器执行所述计算机可读程序时以实现如上述所述的基于nurbs曲线的双足机器人落足点规划方法中的步骤。

25、第五方面，一种用于第一方面所述双足机器人落足点规划方法的足部装置，其中，所述足部装置包括依次连接的连接部件、踝关节电机、支撑件、足底部件；

26、所述连接部件与地面相反方向的一端与腿部进行连接；所述支撑部件与所述足底部件接触的表面分布多个压力传感器，所述足底部件内嵌惯性测量单元，当所述足部装置行走时，所述压力传感器检测抬脚与落脚时与地面的接触压力，由所述惯性测量单元检测足部相对地面的加速度和角度。

27、作为优选的技术方案，所述的足部装置，其中，所述压力传感器呈一维矩阵排列。

28、有益效果：与现有技术相比，本发明提供的双足机器人落足点规划方法，通过将双足机器人的落脚点相对于地面的速度与双足机器人相对于地面速度相匹配，将双足机器人运动的摆动态和支撑态的结合，使运动状态切换更加平顺，从而提高机器人的行走速度。

1.一种基于nurbs曲线的双足机器人落足点规划方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于nurbs曲线的双足机器人落足点规划方法，其特征在于，所述获取双足机器人的起足点、落足点以及摆腿高度具体包括：利用双足机器人的状态估计模块获取双足机器人的起足点、落足点以及摆腿高度。

3.根据权利要求1所述的基于nurbs曲线的双足机器人落足点规划方法，其特征在于，所述期望的落足点速度的获取方法包括：

4.根据权利要求1所述的基于nurbs曲线的双足机器人落足点规划方法，其特征在于，所述落足点规划方法还包括：

5.根据权利要求1所述的基于nurbs曲线的双足机器人落足点规划方法，其特征在于，所述预设值为0.01m/s；所述nurbs曲线为三阶nurbs曲线。

6.一种基于nurbs曲线的双足机器人落足点规划装置，其特征在于，包括：

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求1-5任意一项所述的基于nurbs曲线的双足机器人落足点规划方法中的步骤。

8.一种终端设备，其特征在于，包括：处理器和存储器；所述存储器上存储有可被所述处理器执行的计算机可读程序；所述处理器执行所述计算机可读程序时以实现如权利要求1-5任意一项所述的基于nurbs曲线的双足机器人落足点规划方法中的步骤。

9.一种用于权利要求1所述双足机器人落足点规划方法的足部装置，其特征在于，所述足部装置包括依次连接的连接部件、踝关节电机、支撑件、足底部件；

10.根据权利要求9所述的足部装置，其特征在于，所述压力传感器呈一维矩阵排列。