專利名稱:仿人機(jī)器人身體姿態(tài)角度誤差的補(bǔ)償方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種仿人機(jī)器人身體姿態(tài)俯仰角度誤差的補(bǔ)償方法和裝置,屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
仿人機(jī)器人具有人的外形特征,可以更好地適應(yīng)人類的生活環(huán)境,更好地為人們服務(wù)。近年來,國內(nèi)外掀起了研究仿人機(jī)器人的熱潮,其研究內(nèi)容主要包括穩(wěn)定行走、靈巧作業(yè)、人機(jī)友好交互等方面。仿人機(jī)器人快速、連續(xù)、定目標(biāo)點作業(yè)是一種目標(biāo)點固定、作業(yè)中動作完成時間隨要求變化的作業(yè)方式,隨著仿人機(jī)器人越來越接近實用化,這種作業(yè)方、式將具有廣泛的應(yīng)用場合。仿人機(jī)器人作業(yè)時的末端位姿由機(jī)器人自身的身體位姿和作業(yè)手臂的位姿共同決定,它對機(jī)器人能否完成作業(yè)起著至關(guān)重要的作用。當(dāng)給出作業(yè)要求的動作完成時間時,仿人機(jī)器人身體和作業(yè)手臂的位姿可由一組動作規(guī)劃算法得出的關(guān)節(jié)角度確定。當(dāng)動作執(zhí)行時,作業(yè)手臂要以很大加速度運動,由此產(chǎn)生非常大的慣性力,而手臂相對于腳踝關(guān)節(jié)又有很大的力臂,因而,產(chǎn)生的力矩導(dǎo)致機(jī)器人身體的晃動。這種晃動主要是由于仿人機(jī)器人腳踝關(guān)節(jié)俯仰方向具有柔性,在大力矩作用下實際關(guān)節(jié)角度值偏離規(guī)劃的角度值,使機(jī)器人身體姿態(tài)俯仰角度產(chǎn)生誤差,進(jìn)而影響手臂末端的作業(yè)精度。作業(yè)要求的動作完成時間不同,動作劇烈程度不同,產(chǎn)生的俯仰角度誤差也就不同。動作完成時間與俯仰角度誤差有確定的關(guān)系。目前,仿人機(jī)器人身體姿態(tài)俯仰角度誤差補(bǔ)償主要是針對穩(wěn)定性保持和平衡保持等方面?,F(xiàn)有技術(shù)中教導(dǎo)了一種防止仿人機(jī)器人前后傾斜的運動規(guī)劃方法和裝置。該方法和裝置主要針對仿人機(jī)器人行走過程中單腳支撐期身體前后傾斜的補(bǔ)償而提出,防止身體傾斜弓I起的擺動腳著地不穩(wěn)?,F(xiàn)有技術(shù)中教導(dǎo)了一種仿人機(jī)器人雙腳站立時,身體受到外界干擾推力作用時保持平衡的方法。如果干擾力較小,可以通過調(diào)整髖、踝、膝等關(guān)節(jié)的力矩,使機(jī)器人保持平衡。如果干擾力較大,機(jī)器人將通過彎曲身體或者跨步重新保持平衡。此技術(shù)解決的是平衡保持問題,而不管機(jī)器人的身體俯仰角度是否會改變。在對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行調(diào)研和探索后,發(fā)明人提出了一種仿人機(jī)器人快速、連續(xù)、定目標(biāo)點作業(yè)時身體姿態(tài)俯仰角度誤差補(bǔ)償方法和裝置。本發(fā)明簡單可行,節(jié)省機(jī)器人的運算時間,通過調(diào)整踝關(guān)節(jié)進(jìn)行快速補(bǔ)償,提高了仿人機(jī)器人作業(yè)精度。
發(fā)明內(nèi)容
為了減小仿人機(jī)器人連續(xù)、快速、定目標(biāo)點作業(yè)過程中,由于手臂劇烈動作和機(jī)器人踝關(guān)節(jié)的柔性造成的仿人機(jī)器人姿態(tài)俯仰角度誤差,提高作業(yè)精度,本發(fā)明提供了一種機(jī)器人身體姿態(tài)俯仰角度誤差的補(bǔ)償方法和裝置,節(jié)省計算時間,滿足快速、連續(xù)作業(yè)精度要求。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種仿人機(jī)器人身體姿態(tài)誤差的補(bǔ)償方法,其中所述仿人機(jī)器人具有關(guān)節(jié),所述方法包括以下步驟對所述仿人機(jī)器人的關(guān)節(jié)的動作進(jìn)行規(guī)劃;檢測與所述仿人機(jī)器人的所述動作相關(guān)的參數(shù)信息;根據(jù)所述參數(shù)信息確定所述仿人機(jī)器人的角度誤差;將所述角度誤差設(shè)置為所述關(guān)節(jié)的動作規(guī)劃值的補(bǔ)償角度值。
優(yōu)選地,所述參數(shù)信息為要求的動作完成時間。優(yōu)選地,所述角度誤差為俯仰角度誤差。優(yōu)選地,所述確定仿人機(jī)器人的角度誤差的步驟包括檢測仿人機(jī)器人動作規(guī)劃時刻和動作完成時刻的身體姿態(tài)俯仰角度;根據(jù)實驗記錄的身體姿態(tài)俯仰角度,取得一次作業(yè)過程的誤差數(shù)據(jù)組,包含俯仰角度誤差、要求的動作完成時間;用實驗方法獲得若干組機(jī)器人作業(yè)要求的動作完成時間不同時,機(jī)器人身體姿態(tài)俯仰角度誤差數(shù)據(jù)組,并通過處理使得到的新的數(shù)據(jù)組能在可能的取值范圍內(nèi)連續(xù)取值,構(gòu)造出數(shù)據(jù)組中俯仰角度誤差與要求的動作完成時間的對應(yīng)關(guān)系。優(yōu)選地,所述關(guān)節(jié)包括踝關(guān)節(jié)。一種仿人機(jī)器人身體姿態(tài)角度誤差的補(bǔ)償裝置,包括動作規(guī)劃模塊,用于對所述仿人機(jī)器人的關(guān)節(jié)的動作進(jìn)行規(guī)劃;參數(shù)信息檢測模塊,用于檢測與所述仿人機(jī)器人的所述動作相關(guān)的參數(shù)信息;角度誤差確定模塊,用于根據(jù)所述參數(shù)信息確定所述仿人機(jī)器人的角度誤差;角度誤差補(bǔ)償模塊,用于將所述角度誤差設(shè)置為所述關(guān)節(jié)的動作規(guī)劃值的補(bǔ)償角度值。優(yōu)選地,所述參數(shù)信息為要求的動作完成時間。優(yōu)選地,所述角度誤差為俯仰角度誤差。優(yōu)選地,所述角度誤差確定模塊包括用于檢測仿人機(jī)器人動作規(guī)劃時刻和動作完成時刻的身體姿態(tài)俯仰角度的單元;用于根據(jù)實驗記錄的身體姿態(tài)俯仰角度,取得一次作業(yè)過程的誤差數(shù)據(jù)組,包含俯仰角度誤差、要求的動作完成時間的單元;用于用實驗方法獲得若干組機(jī)器人作業(yè)要求的動作完成時間不同時,機(jī)器人身體姿態(tài)俯仰角度誤差數(shù)據(jù)組,并通過處理使得到的新的數(shù)據(jù)組能在可能的取值范圍內(nèi)連續(xù)取值,構(gòu)造出數(shù)據(jù)組中俯仰角度誤差與要求的動作完成時間的對應(yīng)關(guān)系的單元。優(yōu)選地,所述關(guān)節(jié)包括踝關(guān)節(jié)。本發(fā)明的有益效果是I、通過補(bǔ)償身體姿態(tài)俯仰角度誤差,大幅度減小了仿人機(jī)器人在快速、連續(xù)、定目標(biāo)點作業(yè)時末端位姿的不確定性,提高了機(jī)器人末端姿態(tài)的準(zhǔn)確性,保證了動態(tài)作業(yè)的連續(xù)性。
2、誤差補(bǔ)償方法簡單、有效。3、在動作規(guī)劃階段,根據(jù)作業(yè)要求的動作完成時間信息即可快速得到俯仰角度誤差,保證了作業(yè)的快速性和連續(xù)性。
圖I仿人機(jī)器人快速、連續(xù)、定目標(biāo)點作業(yè)時身體姿態(tài)俯仰角度誤差的補(bǔ)償流程圖;圖2仿人機(jī)器人乒乓球?qū)Υ蜃鳂I(yè)示意圖;圖3仿人機(jī)器人擊球過程中俯仰角度誤差產(chǎn)生與補(bǔ)償示意圖;圖4 一次擊球作業(yè)中俯仰角度誤差獲取實驗流程圖;圖5機(jī)器人身體俯仰角度誤差的補(bǔ)償方法流程圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案更加清楚,下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式進(jìn)一步地詳細(xì)描述。一種仿人機(jī)器人快速、連續(xù)、定目標(biāo)點作業(yè)時身體姿態(tài)俯仰角度誤差的補(bǔ)償方法,包括以下步驟檢測仿人機(jī)器人俯仰角度誤差;將俯仰角度誤差設(shè)置為踝關(guān)節(jié)規(guī)劃值的補(bǔ)償角度值。所述步驟“檢測仿人機(jī)器人俯仰角度誤差”包括檢測仿人機(jī)器人動作規(guī)劃時刻和動作完成時刻的身體姿態(tài)俯仰角度;根據(jù)實驗記錄的身體姿態(tài)俯仰角度,取得一次作業(yè)過程的誤差數(shù)據(jù)組,包含俯仰角度誤差、要求的動作完成時間;用實驗方法獲得若干組機(jī)器人上肢作業(yè)要求的動作完成時間不同時,機(jī)器人身體姿態(tài)俯仰角度誤差數(shù)據(jù)組,并通過處理使得到的新的數(shù)據(jù)組能在可能的取值范圍內(nèi)連續(xù)取值,構(gòu)造出數(shù)據(jù)組中俯仰角度誤差與要求的動作完成時間的對應(yīng)關(guān)系。所述步驟“將俯仰角度誤差設(shè)置為踝關(guān)節(jié)規(guī)劃值的補(bǔ)償角度值”包括根據(jù)上述步驟得到的對應(yīng)關(guān)系,在作業(yè)要求的動作完成時間已知的情況下,可確定動作完成時需補(bǔ)償?shù)母┭鼋嵌日`差,將此角度誤差作為補(bǔ)償角度值加在踝關(guān)節(jié)的規(guī)劃角度值上。機(jī)器人作業(yè)一次(假設(shè)為第i次)的身體姿態(tài)俯仰角度誤差ei獲取過程為假設(shè)本次作業(yè)要求動作完成時間為t,仿人機(jī)器人由當(dāng)前俯仰角度和當(dāng)前手臂姿態(tài)開始動作規(guī)劃,此時即為動作規(guī)劃時刻。動作規(guī)劃時刻固定的身體姿態(tài)俯仰角度P,過時間\后,即動作完成時刻由于作業(yè)手臂引起的身體晃動,身體姿態(tài)俯仰角度檢測單元檢測到實際身體姿態(tài)俯仰角度為Qi。機(jī)器人作業(yè)一次的身體姿態(tài)俯仰角度誤差ei為規(guī)劃時刻俯仰角度P和動作完成時刻的俯仰角度Qi之差,即ei = Qi-P,相應(yīng)的誤差數(shù)據(jù)組為(要求的動作完成時間對應(yīng)的身體姿態(tài)角度誤差。連續(xù)作業(yè)時的身體姿態(tài)俯仰角度誤差獲取過程為用實驗方法獲得若干組機(jī)器人上肢要求不同的動作完成時間時,機(jī)器人身體姿態(tài)俯仰角度誤差數(shù)據(jù)組。對于所有誤差數(shù)據(jù)組,假設(shè)在m次作業(yè)過程中,要求的動作完成時間值有m個,對應(yīng)的動作完成時刻身體俯
仰角度誤差也為m個,則誤差數(shù)據(jù)組為(h,e0), (tp ei),......(V1, e^),根據(jù)實驗確定
動作完成時間的變化區(qū)間[tmin,t_]。確定m的原則主要是獲取的數(shù)據(jù)量能夠確定通常作業(yè)環(huán)境條件下動作完成時間范圍即可,根據(jù)經(jīng)驗m取200即可確定仿人機(jī)器人快速、連續(xù)、定目標(biāo)點作業(yè)時的動作完成時間范圍。剔除掉重復(fù)的數(shù)據(jù),則新的誤差數(shù)據(jù)組為(h,e0),
(t1; ej),......(V1, ew), b 為新的誤差數(shù)據(jù)組數(shù)量,且 tmin = t0 < <...... < V1 =
tmax。由于仿人機(jī)器人平臺和實驗環(huán)境影響,b的大小以及新的誤差數(shù)據(jù)組會有差別。實驗過程中的誤差數(shù)據(jù)組不同,說明俯仰角度誤差和動作完成時間的對應(yīng)關(guān)系不同,反映了特定環(huán)境下仿人機(jī)器人本身機(jī)構(gòu)、控制性能不同。對通過實驗獲得的身體姿態(tài)俯仰角度誤差數(shù)據(jù)組進(jìn)行處理過程為實驗得到的誤差數(shù)據(jù)都是離散的實驗值,而在實際作業(yè)中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)可能是此范圍內(nèi)的任意值,因此須將數(shù)據(jù)連續(xù)化,此處將俯仰角度誤差視為動作完成時間的函數(shù)并采用分段線性插值的辦法。分段線性插值計算量小,可保證計算速度,并可 通過加密數(shù)據(jù)點提高插值精度。對數(shù)據(jù)組(tQ,e0), (t1; ej),......(tw, 構(gòu)造一組基函數(shù) Ii (t) (i = 0,
1,......,b_l),每個 Ii (t)滿足lMj) = |0,J 矣 J(i,j = 0,1, ...,b - I);
3 U,J = i且IiU)在每個小區(qū)間[tj,tj+1] (j = 0,1,......b-2)上是線性函數(shù)。Ii (t) (i =
I,2,......b-2)的表達(dá)式如下
7 ,、 ————,t G [亡0,tAl0(t) = j
、0,te Ct1, th_x]
-——,te t.} ti - h-,I人t) = t -,
-出~,te [ty, ty+l]
h -
0,t e \t0, tj_}) U (ti+x, th_^
,,、 —-^b~2 - , t G \th_o, t.-AIh^it) = j tb_x - tb_22 1
、 0,t G O0,插值公式為/⑴=Yje2i2(f)。
y=o當(dāng)一次作業(yè)任務(wù)確定時,作業(yè)要求的動作完成時間也被確定下來,假設(shè)為時間t,
t可在區(qū)間[tmin,t_]內(nèi)任意取值,當(dāng)極少數(shù)情況下出現(xiàn)不在此范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)時,可不做補(bǔ)m
\-ZX o確定角度誤差的計算公式為
j*-I
e _ f(j^ , ^ (^), t G [^min, ^maxJ1=0
、0,其它其中t為實際作業(yè)時要求的動作完成時間,e為實際作業(yè)時動作完成時刻身體俯仰角度相對于規(guī)劃時刻俯仰角度的角度誤差,e,為實驗獲取的已知的誤差數(shù)據(jù)組確定的俯仰角度誤差,Ii (t)為插值公式確定的基函數(shù)。為了保證動作完成時刻末端位姿的精度,需要在動作規(guī)劃時刻確定角度誤差,并在動作完成時刻完成角度誤差補(bǔ)償。角度補(bǔ)償?shù)木唧w方法是將確定的誤差量e作為補(bǔ)償值加在踝關(guān)節(jié)俯仰方向自由度的規(guī)劃角度值e ref上,即0 ' ref = 0 Mf+e,其中,e ' 為補(bǔ)償角度誤差后,踝關(guān)節(jié)俯仰方向自由度新的規(guī)劃角度值。仿人機(jī)器人快速、連續(xù)、定目標(biāo)點作業(yè)時身體姿態(tài)俯仰角度誤差的補(bǔ)償流程圖如圖I所示。下面將以仿人機(jī)器人連續(xù)對打乒乓球為例對本發(fā)明實施方式進(jìn)一步地詳細(xì)描述。仿人機(jī)器人連續(xù)對打乒乓球過程中,我們指定乒乓球每次到達(dá)仿人機(jī)器人身體前一個固定平面時,球拍擊打乒乓球,此平面我們稱為約定平面。為了保證能夠連續(xù)擊打作業(yè),通過控制球拍姿態(tài)可以使乒乓球到達(dá)約定平面時的位置變化較小,因此,乒乓球連續(xù)對打作業(yè)可視為連續(xù)、快速、定目標(biāo)點作業(yè)。仿人機(jī)器人檢測到乒乓球信息,結(jié)合當(dāng)前的身體 姿態(tài)俯仰角度進(jìn)行回球的動作規(guī)劃,該時刻定為動作規(guī)劃時刻,該身體姿態(tài)俯仰角度定為規(guī)劃時刻俯仰角度。執(zhí)行回球動作時,機(jī)器人手臂末端帶動球拍擊球,該時刻定為擊球時亥IJ,即動作完成時刻。規(guī)劃時刻到擊球時刻的時間稱為“剩余時間”,即動作完成時間。由于每次擊打作業(yè)中,乒乓球速度不同導(dǎo)致乒乓球被對手擊回后,留給仿人機(jī)器人完成回球動作的時間,即要求的動作完成時間也不同?;厍騽幼鲌?zhí)行時,由于手臂擊球動作劇烈導(dǎo)致身體晃動。在擊球時刻,仿人機(jī)器人身體俯仰角度由于晃動偏離了原來規(guī)劃時刻的俯仰角度值,進(jìn)而影響了擊球時刻末端姿態(tài)精度。本發(fā)明可以消除擊球時刻由于身體晃動引起的俯仰角度誤差,保證擊球時刻機(jī)器人身體俯仰角度和規(guī)劃時刻俯仰角度值一樣。仿人機(jī)器人對打乒乓球的系統(tǒng)由身體視覺系統(tǒng)、乒乓球軌跡預(yù)測系統(tǒng)以及運動控制系統(tǒng)三部分組成,參見圖2。乒乓球軌跡預(yù)測視覺系統(tǒng)檢測到乒乓球的信息后,根據(jù)空中飛行模型和碰撞模型進(jìn)行軌跡預(yù)測,將預(yù)測信息發(fā)送給運動控制計算機(jī)。預(yù)測信息包括乒乓球到達(dá)約定平面的坐標(biāo)即目標(biāo)點和剩余時間t。運動控制計算機(jī)收到視覺系統(tǒng)的信息,根據(jù)當(dāng)前的身體姿態(tài)俯仰角度P進(jìn)行擊球運動規(guī)劃。機(jī)器人將在剩余時間t內(nèi)由當(dāng)前狀態(tài)加、減速手臂到達(dá)目標(biāo)擊球點完成擊球動作。由于擊球過程中手臂加速度很大,機(jī)器人踝關(guān)節(jié)具有柔性,擊球時刻身體姿態(tài)俯仰角變?yōu)镼,導(dǎo)致機(jī)器人擊球時刻身體俯仰角度產(chǎn)生誤差,此誤差為e = Q-P。因此,通過檢測擊球時刻的身體俯仰角度Q和動作規(guī)劃時刻的身體俯仰角度P,即可測量出機(jī)器人俯仰角度誤差。這種誤差和剩余時間有確定的對應(yīng)關(guān)系,即滿足e = f(t),因為剩余時間決定了機(jī)器人手臂的響應(yīng)時間和動作劇烈程度。為了減小誤差,通過實驗得到擊球時刻身體俯仰角度誤差e與剩余時間t對應(yīng)關(guān)系。根據(jù)該對應(yīng)關(guān)系,利用踝關(guān)節(jié)的俯仰方向自由度對機(jī)器人擊球作業(yè)身體俯仰角度誤差e進(jìn)行補(bǔ)償。誤差產(chǎn)生及補(bǔ)償過程如圖3所示。其具體實施方案為第一步,在已搭建的仿人機(jī)器人對打乒乓球系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行實驗,獲取一次擊球作業(yè)中擊球時刻的身體俯仰角度誤差e,流程圖參見圖4。步驟101 :對手發(fā)球后,乒乓球軌跡預(yù)測系統(tǒng)將剩余時間t以及球的軌跡預(yù)測信息發(fā)送給運動控制計算機(jī),身體視覺系統(tǒng)將檢測到的身體俯仰角度實時發(fā)送給運動控制計算機(jī)。步驟102 :運動控制計算機(jī)讀取剩余時間t,身體俯仰角度P,執(zhí)行動作規(guī)劃算法,此時即為動作規(guī)劃時刻。運動控制計算機(jī)通過對軌跡預(yù)測信息的處理控制機(jī)器人手臂擊球。步驟103 :運動控制計算機(jī)讀取乒乓球機(jī)器人擊球時刻的身體俯仰角度Q。步驟104 :運動控制計算機(jī)進(jìn)行誤差計算e = Q-P。步驟105 :記錄下這組實驗數(shù)據(jù),所述數(shù)據(jù)包括剩余時間t,擊球時刻俯仰方向身
體角度誤差e。第二步,多次重復(fù)第一步的過程,獲得連續(xù)擊球時的身體俯仰角度誤差數(shù)據(jù)組。過程為通過若干實驗得到擊球數(shù)據(jù)組,也即誤差數(shù)據(jù)組,實驗次數(shù)以能夠確定乒乓球?qū)?打作業(yè)時剩余時間的變化范圍為準(zhǔn)。擊球數(shù)據(jù)組形式為(剩余時間t、對應(yīng)的擊球時刻身體俯仰角度誤差e)。對于所有誤差數(shù)據(jù)組,假設(shè)在m次擊球作業(yè)過程中,要求的剩余時間值有m個,對應(yīng)的擊球時刻身體俯仰角度誤差也為m個,則誤差數(shù)據(jù)組為(&,e0), (t:,
ei),......(Vlje^1)0對于仿人機(jī)器人乒乓球?qū)Υ蜃鳂I(yè),m = 200即可確定剩余時間范圍,
即誤差數(shù)據(jù)組為(h,e0), (tp ei),......(t199,e199)。根據(jù)實驗確定剩余時間的變化區(qū)間,剔除掉重復(fù)的數(shù)據(jù),則新的誤差數(shù)據(jù)組為(tQ,e0), (t1Jei),......(tw, , b
為新的誤差數(shù)據(jù)組數(shù)量,且tmin = t0 < <...... < tb_i = t_。由于仿人機(jī)器人平臺和
實驗環(huán)境影響,b的大小以及新的誤差數(shù)據(jù)組會有差別。實驗過程中的誤差數(shù)據(jù)組不同,說明俯仰角度誤差和剩余時間的對應(yīng)關(guān)系不同,反映了特定的乒乓球?qū)Υ蜃鳂I(yè)環(huán)境下仿人機(jī)器人本身機(jī)構(gòu)、控制性能不同。第三步,對通過實驗獲得的身體姿態(tài)俯仰角度誤差數(shù)據(jù)組進(jìn)行處理。實驗得到的誤差數(shù)據(jù)都是離散的實驗值,而在實際作業(yè)中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)可能是此范圍內(nèi)的任意值,此處將俯仰角度誤差視為剩余時間的函數(shù),并采用給出的角度誤差確定公式計算誤差,公式
權(quán)利要求
1.一種仿人機(jī)器人身體姿態(tài)誤差的補(bǔ)償方法,其中所述仿人機(jī)器人具有關(guān)節(jié),所述方法包括以下步驟 對所述仿人機(jī)器人的關(guān)節(jié)的動作進(jìn)行規(guī)劃; 檢測與所述仿人機(jī)器人的所述動作相關(guān)的參數(shù)信息; 根據(jù)所述參數(shù)信息確定所述仿人機(jī)器人的角度誤差; 將所述角度誤差設(shè)置為所述關(guān)節(jié)的動作規(guī)劃值的補(bǔ)償角度值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于,所述參數(shù)信息為要求的動作完成時間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于,所述角度誤差為俯仰角度誤差。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于,所述確定仿人機(jī)器人的角度誤差的步驟包括 檢測仿人機(jī)器人動作規(guī)劃時刻和動作完成時刻的身體姿態(tài)俯仰角度; 根據(jù)實驗記錄的身體姿態(tài)俯仰角度,取得一次作業(yè)過程的誤差數(shù)據(jù)組,包含俯仰角度誤差、要求的動作完成時間; 用實驗方法獲得若干組機(jī)器人作業(yè)要求的動作完成時間不同時,機(jī)器人身體姿態(tài)俯仰角度誤差數(shù)據(jù)組,并通過處理使得到的新的數(shù)據(jù)組能在可能的取值范圍內(nèi)連續(xù)取值,構(gòu)造出數(shù)據(jù)組中俯仰角度誤差與要求的動作完成時間的對應(yīng)關(guān)系。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于,所述關(guān)節(jié)包括踝關(guān)節(jié)。
6.一種仿人機(jī)器人身體姿態(tài)角度誤差的補(bǔ)償裝置,包括 動作規(guī)劃模塊,用于對所述仿人機(jī)器人的關(guān)節(jié)的動作進(jìn)行規(guī)劃; 參數(shù)信息檢測模塊,用于檢測與所述仿人機(jī)器人的所述動作相關(guān)的參數(shù)信息; 角度誤差確定模塊,用于根據(jù)所述參數(shù)信息確定所述仿人機(jī)器人的角度誤差; 角度誤差補(bǔ)償模塊,用于將所述角度誤差設(shè)置為所述關(guān)節(jié)的動作規(guī)劃值的補(bǔ)償角度值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置,其特征在于,所述參數(shù)信息為要求的動作完成時間。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置,其特征在于,所述角度誤差為俯仰角度誤差。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置,其特征在于,所述角度誤差確定模塊包括 用于檢測仿人機(jī)器人動作規(guī)劃時刻和動作完成時刻的身體姿態(tài)俯仰角度的單元; 用于根據(jù)實驗記錄的身體姿態(tài)俯仰角度,取得一次作業(yè)過程的誤差數(shù)據(jù)組,包含俯仰角度誤差、要求的動作完成時間的單元; 用于用實驗方法獲得若干組機(jī)器人作業(yè)要求的動作完成時間不同時,機(jī)器人身體姿態(tài)俯仰角度誤差數(shù)據(jù)組,并通過處理使得到的新的數(shù)據(jù)組能在可能的取值范圍內(nèi)連續(xù)取值,構(gòu)造出數(shù)據(jù)組中俯仰角度誤差與要求的動作完成時間的對應(yīng)關(guān)系的單元。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置,其特征在于,所述關(guān)節(jié)包括踝關(guān)節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種仿人機(jī)器人身體姿態(tài)角度誤差的補(bǔ)償方法和裝置,屬于機(jī)器人領(lǐng)域。所述方法包括檢測單元檢測仿人機(jī)器人俯仰角度誤差;將俯仰角度誤差設(shè)置為踝關(guān)節(jié)規(guī)劃值的補(bǔ)償角度值。所述裝置包括角度誤差確定模塊,用于檢測和處理俯仰角度誤差;角度誤差補(bǔ)償模塊,用于將確定的俯仰角度誤差利用踝關(guān)節(jié)俯仰方向自由度進(jìn)行補(bǔ)償。本發(fā)明提供的補(bǔ)償方法和裝置能夠補(bǔ)償仿人機(jī)器人快速、連續(xù)、定目標(biāo)點作業(yè)過程中身體姿態(tài)俯仰角度誤差,保證了仿人機(jī)器人作業(yè)時的快速性和末端姿態(tài)精度。
文檔編號B25J9/00GK102717381SQ201210182928
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月6日
發(fā)明者余張國, 張思, 李敬, 王化平, 許威, 陳學(xué)超, 馬淦, 黃強(qiáng) 申請人:北京理工大學(xué)