特許 7577107 運動制御方法、装置、コントローラ、媒体及びロボット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-24

(45)【発行日】2024-11-01

(54)【発明の名称】運動制御方法、装置、コントローラ、媒体及びロボット

(51)【国際特許分類】

   B25J 5/00 20060101AFI20241025BHJP

   G05D 1/43 20240101ALI20241025BHJP

【ＦＩ】

B25J5/00 F

G05D1/43

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2022210535

(22)【出願日】2022-12-27

(65)【公開番号】P2024023117

(43)【公開日】2024-02-21

【審査請求日】2022-12-27

(31)【優先権主張番号】202210945451.7

(32)【優先日】2022-08-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】523392349

【氏名又は名称】ベイジン シャオミ ロボット テクノロジー カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100114557

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 英仁

(74)【代理人】

【識別番号】100078868

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 登夫

(72)【発明者】

【氏名】ヂョウ，ミンリャン

【審査官】神山 貴行

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－０２３６１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５２７６４６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ ５／００

Ｇ０５Ｄ １／４３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

運動制御方法であって、
二足ロボットの歩容パラメータを取得するステップと、
前記歩容パラメータを予め設定された歩容計画モデルに入力するステップと、
前記予め設定された歩容計画モデルによって前記歩容パラメータに基づいて、前記二足ロボットの歩容軌跡パラメータを決定するステップであって、前記歩容軌跡パラメータは、二足支持期に対応する質量中心状態、及び片足支持期に対応する質量中心状態を含み、前記質量中心状態が質量中心位置と質量中心移動速度とを含むステップと、
前記歩容軌跡パラメータに基づいて前記二足ロボットの運動を制御するステップと、を含み、
前記歩容パラメータは、質量中心の高さと二足支持期の時間長とを含み、前記質量中心状態は、前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度とを含み、
前記予め設定された歩容計画モデルによって前記歩容パラメータに基づいて、前記二足ロボットの歩容軌跡パラメータを決定するステップは、
前記質量中心の高さと前記二足支持期の時間長とを前記予め設定された歩容計画モデルに入力するステップと、
前記予め設定された歩容計画モデルにおける片足支持期に対応するモデルによって、前記質量中心の高さと第１の予め設定されたパラメータとに基づいて、前記二足ロボットの片足支持期における前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度とを決定するステップと、
前記予め設定された歩容計画モデルにおける二足支持期に対応するモデルによって、二足支持期の時間長と第２の予め設定されたパラメータとに基づいて、前記二足ロボットの二足支持期における前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度とを決定するステップと、を含む、
ことを特徴とする運動制御方法。

【請求項2】

前記歩容パラメータは、片足支持期の時間長、前方向平均速度及び横方向平均速度をさらに含み、前記歩容軌跡パラメータは、片足支持期の終了状態における前記二足ロボットの横方向質量中心移動速度、前記二足ロボットの第１の運動歩幅、及び前記二足ロボットの垂直方向の質量中心の高さをさらに含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の運動制御方法。

【請求項3】

前記予め設定された歩容計画モデルによって前記歩容パラメータに基づいて、前記二足ロボットの歩容軌跡パラメータを決定するステップは、
前記片足支持期の時間長、前記二足支持期の時間長、前記前方向平均速度及び前記横方向平均速度を前記予め設定された歩容計画モデルに入力するステップと、
前記予め設定された歩容計画モデルにおける前記片足支持期に対応するモデルによって、前記片足支持期の時間長、前記二足支持期の時間長、前記前方向平均速度、第３の予め設定されたパラメータ及び前記横方向平均速度に基づいて、片足支持期の終了状態における前記二足ロボットの前方向質量中心移動速度と横方向質量中心移動速度とを決定するステップと、
前記予め設定された歩容計画モデルにおける前記二足支持期に対応するモデルによって、片足支持期の時間長、前記二足支持期の時間長及び前記前方向平均速度に基づいて、前記二足ロボットの第１の運動歩幅を決定するステップと、
前記質量中心の高さを前記二足ロボットの垂直方向の質量中心の高さとして決定するステップと、を含む、
ことを特徴とする請求項２に記載の運動制御方法。

【請求項4】

前記二足ロボットの実際の前方向質量中心移動速度と実際の横方向質量中心移動速度とを取得するステップと、
前記二足ロボットの実際の前方向質量中心移動速度が前記前方向平均速度と一致するか否かを決定し、前記実際の横方向質量中心移動速度が前記横方向平均速度と一致するか否かを決定するステップと、
前記実際の前方向質量中心移動速度が前記前方向平均速度と一致しない場合、及び／又は前記実際の横方向質量中心移動速度が前記横方向平均速度と一致しない場合、前記二足ロボットの第２の運動歩幅を決定するステップと、
前記第２の運動歩幅に基づいて前記二足ロボットの運動を制御するステップと、をさらに含む、
ことを特徴とする請求項２に記載の運動制御方法。

【請求項5】

前記二足ロボットの第２の運動歩幅を決定するステップは、
前記二足ロボットの現在の時点の前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度とを取得するステップと、
前記二足ロボットの現在の時点の前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度、前記片足支持期の時間長、前記二足支持期の時間長、前記前方向平均速度、及び前記第１の運動歩幅を前記予め設定された歩容計画モデルに入力するステップと、
予め設定された歩容計画モデルによって、二足ロボットの現在の時点の前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度、前記片足支持期の時間長、前記二足支持期の時間長、前記前方向平均速度、前記第１の運動歩幅、及び第３の予め設定されたパラメータに基づいて、前記二足ロボットの第２の運動歩幅を決定するステップと、を含む、
ことを特徴とする請求項４に記載の運動制御方法。

【請求項6】

運動制御装置であって、
二足ロボットの歩容パラメータを取得するためのパラメータ取得モジュールと、
前記歩容パラメータを予め設定された歩容計画モデルに入力するための入力モジュールと、
前記予め設定された歩容計画モデルによって前記歩容パラメータに基づいて、前記二足ロボットの歩容軌跡パラメータを決定するための決定モジュールであって、前記歩容軌跡パラメータは、二足支持期に対応する質量中心状態、及び片足支持期に対応する質量中心状態を含み、前記質量中心状態が質量中心位置と質量中心移動速度とを含む決定モジュールと、
前記歩容軌跡パラメータに基づいて前記二足ロボットの運動を制御するための第１の運動モジュールと、を含み、
前記歩容パラメータは、質量中心の高さと二足支持期の時間長とを含み、前記質量中心状態は、前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度とを含み、
前記決定モジュールが、
前記質量中心の高さと前記二足支持期の時間長とを前記予め設定された歩容計画モデルに入力するための第１の入力ユニットと、
前記予め設定された歩容計画モデルにおける片足支持期に対応するモデルによって、前記質量中心の高さと第１の予め設定されたパラメータとに基づいて、前記二足ロボットの片足支持期における前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度とを決定するための第１の決定ユニットと、
前記予め設定された歩容計画モデルにおける二足支持期に対応するモデルによって、二足支持期の時間長と第２の予め設定されたパラメータとに基づいて、前記二足ロボットの二足支持期における前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度とを決定するための第２の決定ユニットと、を含む、
ことを特徴とする運動制御装置。

【請求項7】

前記歩容パラメータは、片足支持期の時間長、前方向平均速度及び横方向平均速度をさらに含み、前記歩容軌跡パラメータは、片足支持期の終了状態における前記二足ロボットの横方向質量中心移動速度、前記二足ロボットの第１の運動歩幅、及び前記二足ロボットの垂直方向の質量中心の高さをさらに含む、
ことを特徴とする請求項６に記載の運動制御装置。

【請求項8】

前記決定モジュールが、
前記片足支持期の時間長、前記二足支持期の時間長、前記前方向平均速度及び前記横方向平均速度を前記予め設定された歩容計画モデルに入力するための第２の入力ユニットと、
前記予め設定された歩容計画モデルにおける前記片足支持期に対応するモデルによって、前記片足支持期の時間長、前記二足支持期の時間長、前記前方向平均速度、第３の予め設定されたパラメータ及び前記横方向平均速度に基づいて、片足支持期の終了状態における前記二足ロボットの前方向質量中心移動速度と横方向質量中心移動速度とを決定するための第３の決定ユニットと、
前記予め設定された歩容計画モデルにおける前記二足支持期に対応するモデルによって、片足支持期の時間長、前記二足支持期の時間長及び前記前方向平均速度に基づいて、前記二足ロボットの第１の運動歩幅を決定するための第４の決定ユニットと、
前記質量中心の高さを前記二足ロボットの垂直方向の質量中心の高さとして決定するための第５の決定ユニットと、を含む、
ことを特徴とする請求項７に記載の運動制御装置。

【請求項9】

前記二足ロボットの実際の前方向質量中心移動速度と実際の横方向質量中心移動速度とを取得するための速度取得モジュールと、
前記二足ロボットの実際の前方向質量中心移動速度が前記前方向平均速度と一致するか否かを決定し、前記実際の横方向質量中心移動速度が前記横方向平均速度と一致するか否かを決定するための速度決定モジュールと、
前記実際の前方向質量中心移動速度が前記前方向平均速度と一致しない場合、及び／又は前記実際の横方向質量中心移動速度が前記横方向平均速度と一致しない場合、前記二足ロボットの第２の運動歩幅を決定するための歩幅決定モジュールと、
前記第２の運動歩幅に基づいて前記二足ロボットの運動を制御するための第２の運動モジュールと、をさらに含む、
ことを特徴とする請求項７または８に記載の運動制御装置。

【請求項10】

前記歩幅決定モジュールが、
前記二足ロボットの現在の時点の前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度とを取得するための速度取得ユニットと、
前記二足ロボットの現在の時点の前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度、前記片足支持期の時間長、前記二足支持期の時間長、前記前方向平均速度、及び前記第１の運動歩幅を前記予め設定された歩容計画モデルに入力するための第３の入力ユニットと、
予め設定された歩容計画モデルによって、二足ロボットの現在の時点の前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度、前記片足支持期の時間長、前記二足支持期の時間長、前記前方向平均速度、前記第１の運動歩幅、及び第３の予め設定されたパラメータに基づいて、前記二足ロボットの第２の運動歩幅を決定するための第６の決定ユニットと、を含む、
ことを特徴とする請求項９に記載の運動制御装置。

【請求項11】

コントローラであって、
プロセッサと、
前記プロセッサによって実行可能な命令を記憶するためのメモリと、を含み、
前記プロセッサは、請求項１～５のいずれかに記載の運動制御方法を実現するように、
前記命令を実行するように構成される、
ことを特徴とするコントローラ。

【請求項12】

コンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、
前記コンピュータ読み取り可能な記憶媒体における命令がコントローラのプロセッサによって実行される場合、コントローラに請求項１～５のいずれかに記載の運動制御方法を実行させる、
ことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。

【請求項13】

二足ロボットであって、
二足ロボット本体、及び前記二足ロボット本体に設けられた下肢アセンブリとコントローラを含み、
前記コントローラは、
二足ロボットの歩容パラメータを取得し、
前記歩容パラメータを予め設定された歩容計画モデルに入力し、
前記予め設定された歩容計画モデルによって前記歩容パラメータに基づいて、前記二足ロボットの歩容軌跡パラメータを決定し、前記歩容軌跡パラメータが、二足支持期に対応する質量中心状態、及び片足支持期に対応する質量中心状態を含み、前記質量中心状態が質量中心位置と質量中心移動速度とを含み、
前記歩容軌跡パラメータに基づいて前記二足ロボットの前記下肢アセンブリの運動を制御し、
前記歩容パラメータは、質量中心の高さと二足支持期の時間長とを含み、前記質量中心状態は、前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度とを含み、
前記予め設定された歩容計画モデルによって前記歩容パラメータに基づいて、前記二足ロボットの歩容軌跡パラメータを決定することは、
前記質量中心の高さと前記二足支持期の時間長とを前記予め設定された歩容計画モデルに入力することと、
前記予め設定された歩容計画モデルにおける片足支持期に対応するモデルによって、前記質量中心の高さと第１の予め設定されたパラメータとに基づいて、前記二足ロボットの片足支持期における前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度とを決定することと、
前記予め設定された歩容計画モデルにおける二足支持期に対応するモデルによって、二足支持期の時間長と第２の予め設定されたパラメータとに基づいて、前記二足ロボットの二足支持期における前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度とを決定することと、を含む、
ことを特徴とする二足ロボット。

【請求項14】

コンピュータプログラムであって、
前記コンピュータプログラムがプロセッサによって実行される場合、請求項１～５のいずれかに記載の運動制御方法が実現される、
ことを特徴とするコンピュータプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電子技術の分野に関し、特に運動制御方法、装置、コントローラ、媒体及びロボットに関する。

【背景技術】

【0002】

関連技術では、通常、線形倒立振子モデルに基づいて二足ロボットの歩行歩容計画を実現する。しかしながら、線形倒立振子モデルは、二足ロボットの歩行歩容を計画する際、通常、二足ロボットの片足支持期における質量中心状態のみを計画し、片足支持期の質量中心状態に基づいて二足ロボットの歩行を制御する。しかしながら、二足ロボットの歩行時に、片足支持期があるだけでないため、片足支持期の質量中心状態のみに基づいて二足ロボット歩行の歩行を制御すると、二足ロボットの歩行時の安定性が低下する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本開示は、関連技術における二足ロボットの歩行時の安定性が悪いという課題を少なくとも解決するために、運動制御方法、装置、コントローラ、媒体及びロボットを提供する。本開示の技術案は以下の通りである。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本開示の実施例の第１の態様によれば、運動制御方法を提供し、前記方法は、二足ロボットの歩容パラメータを取得するステップと、前記歩容パラメータを予め設定された歩容計画モデルに入力するステップと、前記予め設定された歩容計画モデルによって前記歩容パラメータに基づいて、前記二足ロボットの歩容軌跡パラメータを決定するステップであって、前記歩容軌跡パラメータは、二足支持期に対応する質量中心状態、及び片足支持期に対応する質量中心状態を含み、前記質量中心状態が質量中心位置と質量中心移動速度とを含むステップと、前記歩容軌跡パラメータに基づいて前記二足ロボットの運動を制御するステップと、を含む。

【0005】

可能な一実施形態では、前記歩容パラメータは、質量中心の高さと二足支持期の時間長とを含み、前記質量中心状態は、前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度とを含む。

【0006】

可能な一実施形態では、前記予め設定された歩容計画モデルによって前記歩容パラメータに基づいて、前記二足ロボットの歩容軌跡パラメータを決定するステップは、前記質量中心の高さと前記二足支持期の時間長とを前記予め設定された歩容計画モデルに入力するステップと、前記予め設定された歩容計画モデルにおける片足支持期に対応するモデルによって、前記質量中心の高さと第１の予め設定されたパラメータとに基づいて、前記二足ロボットの片足支持期における前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度とを決定するステップと、前記予め設定された歩容計画モデルにおける二足支持期に対応するモデルによって、二足支持期の時間長と第２の予め設定されたパラメータとに基づいて、前記二足ロボットの二足支持期における前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度とを決定するステップと、を含む。

【0007】

可能な一実施形態では、前記歩容パラメータは、片足支持期の時間長、前方向平均速度及び横方向平均速度をさらに含み、前記歩容軌跡パラメータは、片足支持期の終了状態における前記二足ロボットの横方向質量中心移動速度、前記二足ロボットの第１の運動歩幅、及び前記二足ロボットの垂直方向の質量中心の高さをさらに含む。

【0008】

可能な一実施形態では、前記予め設定された歩容計画モデルによって前記歩容パラメータに基づいて、前記二足ロボットの歩容軌跡パラメータを決定するステップは、前記片足支持期の時間長、前記二足支持期の時間長、前記前方向平均速度及び前記横方向平均速度を前記予め設定された歩容計画モデルに入力するステップと、前記予め設定された歩容計画モデルにおける前記片足支持期に対応するモデルによって、前記片足支持期の時間長、前記二足支持期の時間長、前記前方向平均速度及び第３の予め設定されたパラメータに基づいて、片足支持期の終了状態における前記二足ロボットの前方向移動速度と横方向移動速度とを決定するステップと、前記予め設定された歩容計画モデルにおける前記二足支持期に対応するモデルによって、片足支持期の時間長、前記二足支持期の時間長及び前記前方向平均速度に基づいて、前記二足ロボットの第１の運動歩幅を決定するステップと、前記質量中心の高さを前記二足ロボットの垂直方向の質量中心の高さとして決定するステップと、を含む。

【0009】

可能な一実施形態では、前記方法は、前記二足ロボットの実際の前方向移動速度と実際の横方向移動速度とを取得するステップと、前記二足ロボットの実際の前方向移動速度が前記前方向平均速度と一致するか否かを決定し、前記実際の横方向移動速度が前記横方向平均速度と一致するか否かを決定するステップと、前記実際の前方向移動速度が前記前方向平均速度と一致しない場合、及び／又は前記実際の横方向移動速度が前記横方向平均速度と一致しない場合、前記二足ロボットの第２の運動歩幅を決定するステップと、前記第２の運動歩幅に基づいて前記二足ロボットの運動を制御するステップと、をさらに含む。

【0010】

可能な一実施形態では、前記二足ロボットの第２の運動歩幅を決定するステップは、前記二足ロボットの現在の時点の前方向質量中心位置と前方向移動速度とを取得するステップと、前記二足ロボットの現在の時点の前方向質量中心位置と前方向移動速度、前記片足支持期の時間長、前記二足支持期の時間長、前記前方向平均速度、及び前記第１の運動歩幅を前記予め設定された歩容計画モデルに入力するステップと、予め設定された歩容計画モデルによって、二足ロボットの現在の時点の前方向質量中心位置と前方向移動速度、前記片足支持期の時間長、前記二足支持期の時間長、前記前方向平均速度、前記第１の運動歩幅、及び第３の予め設定されたパラメータに基づいて、前記二足ロボットの第２の運動歩幅を決定するステップと、を含む。

【0011】

本開示の実施例の第２の態様によれば、運動制御装置を提供し、前記装置は、二足ロボットの歩容パラメータを取得するためのパラメータ取得モジュールと、前記歩容パラメータを予め設定された歩容計画モデルに入力するための入力モジュールと、前記予め設定された歩容計画モデルによって前記歩容パラメータに基づいて、前記二足ロボットの歩容軌跡パラメータを決定するための決定モジュールであって、前記歩容軌跡パラメータは、二足支持期に対応する質量中心状態、及び片足支持期に対応する質量中心状態を含み、前記質量中心状態が質量中心位置と質量中心移動速度とを含む決定モジュールと、前記歩容軌跡パラメータに基づいて前記二足ロボットの運動を制御するための第１の運動モジュールと、を含む。

【0012】

可能な一実施形態では、前記歩容パラメータは、質量中心の高さと二足支持期の時間長とを含み、前記質量中心状態は、前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度とを含む。

【0013】

可能な一実施形態では、前記決定モジュールは、前記質量中心の高さと前記二足支持期の時間長とを前記予め設定された歩容計画モデルに入力するための第１の入力ユニットと、前記予め設定された歩容計画モデルにおける片足支持期に対応するモデルによって、前記質量中心の高さと第１の予め設定されたパラメータとに基づいて、前記二足ロボットの片足支持期における前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度とを決定するための第１の決定ユニットと、前記予め設定された歩容計画モデルにおける二足支持期に対応するモデルによって、二足支持期の時間長と第２の予め設定されたパラメータとに基づいて、前記二足ロボットの二足支持期における前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度とを決定するための第２の決定ユニットと、を含む。

【0014】

可能な一実施形態では、前記歩容パラメータは、片足支持期の時間長、前方向平均速度及び横方向平均速度をさらに含み、前記歩容軌跡パラメータは、片足支持期の終了状態における前記二足ロボットの横方向質量中心移動速度、前記二足ロボットの第１の運動歩幅、及び前記二足ロボットの垂直方向の質量中心の高さをさらに含む。

【0015】

可能な一実施形態では、前記決定モジュールは、前記片足支持期の時間長、前記二足支持期の時間長、前記前方向平均速度及び前記横方向平均速度を前記予め設定された歩容計画モデルに入力するための第２の入力ユニットと、前記予め設定された歩容計画モデルにおける前記片足支持期に対応するモデルによって、前記片足支持期の時間長、前記二足支持期の時間長、前記前方向平均速度及び第３の予め設定されたパラメータに基づいて、片足支持期の終了状態における前記二足ロボットの前方向移動速度と横方向移動速度とを決定するための第３の決定ユニットと、前記予め設定された歩容計画モデルにおける前記二足支持期に対応するモデルによって、片足支持期の時間長、前記二足支持期の時間長及び前記前方向平均速度に基づいて、前記二足ロボットの第１の運動歩幅を決定するための第４の決定ユニットと、前記質量中心の高さを前記二足ロボットの垂直方向の質量中心の高さとして決定するための第５の決定ユニットと、を含む。

【0016】

可能な一実施形態では、前記装置は、前記二足ロボットの実際の前方向移動速度と実際の横方向移動速度とを取得するための速度取得モジュールと、前記二足ロボットの実際の前方向移動速度が前記前方向平均速度と一致するか否かを決定し、前記実際の横方向移動速度が前記横方向平均速度と一致するか否かを決定するための速度決定モジュールと、前記実際の前方向移動速度が前記前方向平均速度と一致しない場合、及び／又は前記実際の横方向移動速度が前記横方向平均速度と一致しない場合、前記二足ロボットの第２の運動歩幅を決定するための歩幅決定モジュールと、前記第２の運動歩幅に基づいて前記二足ロボットの運動を制御するための第２の運動モジュールと、をさらに含む。

【0017】

可能な一実施形態では、前記歩幅決定モジュールは、前記二足ロボットの現在の時点の前方向質量中心位置と前方向移動速度とを取得するための速度取得ユニットと、前記二足ロボットの現在の時点の前方向質量中心位置と前方向移動速度、前記片足支持期の時間長、前記二足支持期の時間長、前記前方向平均速度、及び前記第１の運動歩幅を前記予め設定された歩容計画モデルに入力するための第３の入力ユニットと、予め設定された歩容計画モデルによって、二足ロボットの現在の時点の前方向質量中心位置と前方向移動速度、前記片足支持期の時間長、前記二足支持期の時間長、前記前方向平均速度、前記第１の運動歩幅、及び第３の予め設定されたパラメータに基づいて、前記二足ロボットの第２の運動歩幅を決定するための第６の決定ユニットと、を含む。

【0018】

本開示の実施例の第３の態様によれば、コントローラを提供し、プロセッサと、前記プロセッサによって実行可能な命令を記憶するためのメモリと、を含み、前記プロセッサは、第１の態様のいずれかに記載の運動制御方法を実現するように、前記命令を実行するように構成される。

【0019】

本開示の実施例の第４の態様によれば、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体を提供し、前記コンピュータ読み取り可能な記憶媒体における命令がコントローラのプロセッサによって実行される場合、コントローラに第１の態様のいずれかに記載の運動制御方法を実行させる。

【0020】

本開示の実施例の第５の態様によれば、二足ロボットを提供し、二足ロボット本体、及び前記二足ロボット本体に設けられた下肢アセンブリとコントローラを含み、前記コントローラは、二足ロボットの歩容パラメータを取得し、前記歩容パラメータを予め設定された歩容計画モデルに入力し、前記予め設定された歩容計画モデルによって前記歩容パラメータに基づいて、前記二足ロボットの歩容軌跡パラメータを決定し、前記歩容軌跡パラメータが、二足支持期に対応する質量中心状態、及び片足支持期に対応する質量中心状態を含み、前記質量中心状態が質量中心位置と質量中心移動速度とを含み、前記歩容軌跡パラメータに基づいて前記二足ロボットの前記下肢アセンブリの運動を制御する。

【0021】

本開示の実施例の第６の態様によれば、コンピュータプログラムを提供し、前記コンピュータプログラムはプロセッサによって実行される場合、第１の態様のいずれかに記載の運動制御方法が実現される。

【発明の効果】

【0022】

本開示の実施例が提供する技術案は、少なくとも以下の有益な効果をもたらす。
本開示の実施例では、二足ロボットの歩容パラメータを取得し、歩容パラメータを予め設定された歩容計画モデルに入力し、予め設定された歩容計画モデルによって歩容パラメータに基づいて、二足ロボットの歩容軌跡パラメータを決定し、ここで、歩容軌跡パラメータが、二足支持期に対応する質量中心状態、及び片足支持期に対応する質量中心状態を含み、質量中心状態が質量中心位置と質量中心移動速度とを含み、そして歩容軌跡パラメータに基づいて二足ロボットの運動を制御する。これにより、片足支持期に対応する質量中心状態を基に、二足支持期の質量中心状態と組み合わせて二足ロボットの運動を制御することができる。このように、従来の技術における片足支持期の質量中心状態に基づいて二足ロボットの歩行を制御することに比べて、片足支持期に対応する質量中心状態と二足支持期に対応する質量中心状態とを組み合わせて二足ロボットの運動を制御することにより、二足ロボットの運動過程がさらに穏やかになり、二足ロボットの安定性を向上させることができる。

【0023】

なお、上記一般的な説明及び後文の詳細な説明は、単なる例示的及び解釈的なものであり、本開示を限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

【0024】

ここでの図面は、明細書に組み込まれ、本明細書の一部として構成され、本開示に適合する実施例を示し、本開示の原理を説明するために明細書とともに使用され、本開示に対する不当な限定を構成するものではない。

【図1】例示的な一実施例によって示される運動制御方法のフローチャートである。

【図2】例示的な一実施例によって示される二足ロボットの二足支持期の概略図である。

【図3】例示的な一実施例によって示される二足ロボットの片足支持期の概略図である。

【図4】例示的な一実施例によって示される運動制御装置のブロック図である。

【図5】例示的な一実施例によって示されるコントローラのブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

本開示の技術案を当業者がよりよく理解するために、以下に添付の図面と組み合わせて、本開示の実施例の技術案を明確かつ完全に説明する。

【0026】

なお、本開示の明細書及び特許請求の範囲及び上記図面における「第１」、「第２」などの用語は、特定の順序や優先順位を説明する必要なく、類似のオブジェクトを区別するためのものである。このようにして使用されるデータは、本明細書で説明される本開示の実施例が、本明細書で図示または説明されるもの以外の順序で実施できるように、適切な場合に交換可能であることを理解することができる。以下の例示的な実施例に記載の実施形態は、本開示と一致する全ての実施形態を表すものではない。むしろ、それらは、添付の特許請求の範囲に詳細に記載された、本開示のいくつかの態様と一致する装置及び方法の例にすぎない。

【0027】

以下、図面を参照しながら、本開示の実施例によって提供される運動制御方法、装置、電子機器及び記憶媒体を説明する。

【0028】

図１は、例示的な一実施例によって示される運動制御方法のフローチャートである。当該運動制御方法は、二足ロボットのコントローラに適用できる。図１に示すように、運動制御方法は以下のステップＳ１０１～１０４を含むことができる。

【0029】

ステップＳ１０１において、二足ロボットの歩容パラメータを取得する。

【0030】

本開示の実施例では、二足ロボットの運動を制御する必要がある場合、ユーザは、二足ロボットと通信接続を実現する電子機器を操作して二足ロボットに歩容パラメータを送信することができ、前記電子機器は二足ロボットに歩容パラメータを自動的に送信することもでき、あるいは、二足ロボット自体も前記歩容パラメータを生成することができる。その後、コントローラは前記二足ロボットの歩容パラメータを取得することができる。

【0031】

可能な一実施形態では、歩容パラメータは、質量中心の高さと二足支持期（Ｄｏｕｂｌｅ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｐｈａｓｅ、ＤＳＰ）の時間長とを含むことができる。図２は、例示的な一実施例によって示される二足ロボットの二足支持期の概略図である。図２に示すように、図２のｆｏｏｔ１とｆｏｏｔ２はそれぞれ二足ロボットの２本の足を表し、ｇは重力加速度を表し、質量中心の高さは、二足ロボットの質量中心の地面に垂直な方向（すなわちｚ方向）における高さＨであってもよく、図２ではｚ＝Ｈで表される。ＤＳＰは二足ロボットの２本の足がすべて地面に接触する時期であり、二足支持期の時間長は二足ロボットの２本の足が毎回地面に接触する時の時間長であってよく、二足ロボットは両足が片足支持期と二足支持期とで交換することにより、歩を進めて歩行することを実現する。

【0032】

ステップＳ１０２において、歩容パラメータを予め設定された歩容計画モデルに入力する。

【0033】

本開示の実施例では、二足ロボットの歩容パラメータが取得された後、前記歩容パラメータを予め設定された歩容計画モデルに入力することができる。ここで、予め設定された歩容計画モデルは、線形倒立振子モデル（Ｌｉｎｅａｒ Ｉｎｖｅｒｔｅｄ Ｐｅｎｄｕｌｕｍ Ｍｏｄｅｌ ｗｉｔｈ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｐｈａｓｅ、Ｄ－ＬＩＰ）であってもよく、それは予め設定された、二足ロボットの歩容パラメータに基づいて処理して二足ロボットの歩容軌跡パラメータを得るためのモデルであってもよく、例えば、歩容軌跡パラメータを得るために、二足ロボットの歩容パラメータに基づいて運動学分析処理を行うことができ、歩容軌跡パラメータは、二足ロボットの歩行を制御するためのデータ根拠である。

【0034】

ステップＳ１０３において、予め設定された歩容計画モデルによって歩容パラメータに基づいて、二足ロボットの歩容軌跡パラメータを決定する。

【0035】

ここで、歩容軌跡パラメータは、二足支持期に対応する質量中心状態、及び片足支持期に対応する質量中心状態を含み、質量中心状態は質量中心位置と質量中心移動速度とを含む。図３は、例示的な一実施例によって示される二足ロボットの片足支持期の概略図である。図３に示すように、片足支持期は、二足ロボットの１本の足が地面に接触する時期である。

【0036】

本開示の実施例では、歩容パラメータを予め設定された歩容計画モデルに入力した後、予め設定された歩容計画モデルによって二足ロボットの歩容パラメータに基づいて、二足ロボットの歩容軌跡パラメータを決定することができる。例えば、歩容パラメータに対して運動学分析処理を行って、二足ロボットの歩容軌跡パラメータを出力するように予め設定された歩容計画モデルを制御することができる。

【0037】

可能な一実施形態では、質量中心状態は前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度とを含むことができ、すなわち、歩容軌跡パラメータは、ＤＳＰに対応する前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度、及び片足支持期（Ｓｉｎｇｌｅ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｐｈａｓｅ、ＳＳＰ）に対応する質量中心位置と質量中心移動速度を含む。

【0038】

ステップＳ１０４において、歩容軌跡パラメータに基づいて二足ロボットの運動を制御する。

【0039】

本開示の実施例では、予め設定された歩容計画モデルによって歩容パラメータに基づいて、二足ロボットの歩容軌跡パラメータを決定した後、歩容軌跡パラメータに基づいて二足ロボットの運動を制御することができる。例えば、作動空間制御方法で歩容軌跡パラメータに基づいて二足ロボットの運動を制御することができ、前記作動空間制御方法は、例えば全身運動制御方法、逆動力学制御、逆運動学制御方法などを含むことができるが、これらに限定されない。

【0040】

本開示の実施例では、二足ロボットの歩容パラメータを取得し、歩容パラメータを予め設定された歩容計画モデルに入力し、さらに予め設定された歩容計画モデルによって歩容パラメータに基づいて、二足ロボットの歩容軌跡パラメータを決定し、ここで、歩容軌跡パラメータが、二足支持期に対応する質量中心状態、及び片足支持期に対応する質量中心状態を含み、質量中心状態が質量中心位置と質量中心移動速度とを含み、そして歩容軌跡パラメータに基づいて二足ロボットの運動を制御する。このように、片足支持期に対応する質量中心状態を基に、二足支持期の質量中心状態と組み合わせて二足ロボットの運動を制御することができる。このように、従来の技術における片足支持期の質量中心状態に基づいて二足ロボットの歩行を制御することに比べて、片足支持期に対応する質量中心状態と二足支持期に対応する質量中心状態とを組み合わせて二足ロボットの運動を制御することにより、二足ロボットの運動過程がさらに穏やかになり、二足ロボットの安定性を向上させることができる。

【0041】

可能な一実施形態では、歩容パラメータが質量中心の高さと二足支持期の時間長とを含み、質量中心状態が前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度とを含む場合、上記ステップＳ１０３において、予め設定された歩容計画モデルによって歩容パラメータに基づいて、二足ロボットの歩容軌跡パラメータを決定する具体的にな実現形態は、以下の通りであってもよい。
質量中心の高さと二足支持期の時間長とを予め設定された歩容計画モデルに入力し、予め設定された歩容計画モデルにおける片足支持期に対応するモデルによって、質量中心の高さと第１の予め設定されたパラメータとに基づいて、二足ロボットの片足支持期における前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度とを決定し、予め設定された歩容計画モデルにおける二足支持期に対応するモデルによって、二足支持期の時間長と第２の予め設定されたパラメータとに基づいて、二足ロボットの二足支持期における前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度とを決定する。

【0042】

本開示の実施例では、予め設定された歩容計画モデルによって歩容パラメータに基づいて、二足ロボットの歩容軌跡パラメータを決定する場合、質量中心の高さと二足支持期の時間長とをそれぞれ予め設定された歩容計画モデルに入力し、予め設定された歩容計画モデルにおける片足支持期に対応するモデルと二足支持期に対応するモデルとにより、質量中心の高さと第１の予め設定されたパラメータ、二足支持期の時間長と第２の予め設定されたパラメータに基づいて、二足ロボットの片足支持期における前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度、二足ロボットの二足支持期における前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度をそれぞれ決定することができる。なお、予め設定された歩容計画モデルは、片足支持期に対応するモデル（図３に示すように）と二足支持期に対応するモデル（図２に示すように）を含むことができ、片足支持期に対応するモデルは、質量中心の高さと第１の予め設定されたパラメータとに基づいて、二足ロボットの片足支持期における前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度とを決定することができ、二足支持期に対応するモデルは、二足支持期の時間長と第２の予め設定されたパラメータとに基づいて、二足ロボットの二足支持期における前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度とを決定することができる。

【0043】

例示的に、片足支持期に、予め設定された歩容計画モデルによって、質量中心の高さと第１の予め設定されたパラメータとに基づいて、二足ロボットの片足支持期における前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度とを決定するとき、片足支持期に対応するモデルによって質量中心の高さに基づいて応力分析を行うことができる。具体的には、図３に示すように、二足ロボットの質量中心の高さを一定に保つために、ｆｏｏｔ１が地面からの力Ｆ１を受け、Ｆ１は脚の長さ方向に沿って二足ロボットの質量中心位置にかかり、Ｆ１のｚ方向分力は常に重力ｍｇに等しく、ｍは二足ロボットの質量であり、これに基づいて応力分析を行い、支持足ｆｏｏｔ１を座標原点として、Ｘ方向（すなわち前方向）質量中心動力学方程式は以下の通りである。

【0044】

【数1】

【0045】

上記運動方程式（１）の解析解は以下の通りである。

【0046】

【数2】

【0047】

【数3】

【0048】

【数4】

【0049】

例示的に、二足支持期に、予め設定された歩容計画モデルによって、二足支持期の時間長と第２の予め設定されたパラメータとに基づいて、二足ロボットの二足支持期における前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度とを決定するとき、二足支持期に対応するモデルによって質量中心の高さに基づいて応力分析を行うことができる。具体的には、図２と組み合わせて、ＤＳＰ段階は、揺動脚と支持脚の作用遷移段階と見なすことができ、遷移時間（ＤＳＰの持続時間）をＴｄと仮定すると、下付き文字「ｄ」がＤＳＰを表し、通常ＤＳＰ期間の質量中心の高さが一定に保つことが望ましいため、物理的実現性を考慮して、ＤＳＰ期間内に加速度変化を滑らかにすることを確保するように、二足ロボットの両脚間の支持力遷移曲線を設計することができ、以下の式のように示される。

【0050】

【数5】

【0051】

ここで、Ｆｚ１、Ｆｚ２は、それぞれ二足ロボットの元の支持脚（ｆｏｏｔ１）、元の揺動脚（ｆｏｏｔ２）の二足ロボットの質量中心にかかる力のＺ方向での成分を表し、ＴｄはＤＳＰ時間長であり、ｇは重力加速度であり、ｍは二足ロボットの質量である。

【0052】

元の支持足ｆｏｏｔ１を座標原点とし、質量中心の高さが一定で、応力分析を行い、二足ロボットのＤＳＰ段階のＸ方向質量中心動力学方程式は以下の通りである。

【0053】

【数6】

【0054】

同様に、当該常微分方程式（６）の解析解、すなわちＤＳＰ運動学方程式を得ることができる。

【0055】

【数7】

【0056】

【数8】

【0057】

なお、二足ロボットの運動中には、ＳＳＰとＤＳＰとの間の状態遷移も発生し、遷移中の質量中心状態のマッピング関係は、以下の通りであってもよい。lは二足ロボットの運動歩幅である。

【0058】

【数9】

【0059】

このように、片足支持期と二足支持期にそれぞれ対応するモデルによって、歩容パラメータに基づいて、異なる支持期における二足ロボットに対応する前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度とを決定することができる。このように、異なるモデルに基づいて異なる場合の歩容質量中心状態を決定することにより、決定された質量中心状態の精度を向上させることができる。同時に、前記モデルがいずれも実際の応力状況に基づいて分析処理を行って得られるため、モデルから出力された歩容軌跡パラメータもより物理的な条件に合致し、加速度レベルの滑らかな質量中心運動軌跡を生成することができる。

【0060】

いくつかの可能な実施形態では、歩容パラメータは、片足支持期の時間長、前方向平均速度及び横方向平均速度をさらに含むことができ、歩容軌跡パラメータは、片足支持期の終了状態における二足ロボットの横方向質量中心移動速度、二足ロボットの第１の運動歩幅、及び二足ロボットの垂直方向の質量中心の高さをさらに含むことができる。

【0061】

それに応じて、上記ステップＳ１０３において、予め設定された歩容計画モデルによって歩容パラメータに基づいて、二足ロボットの歩容軌跡パラメータを決定する具体的な実現形態は以下の通りであってもよい。
片足支持期の時間長、二足支持期の時間長、前方向平均速度及び横方向平均速度を予め設定された歩容計画モデルに入力し、予め設定された歩容計画モデルにおける片足支持期に対応するモデルによって、片足支持期の時間長、二足支持期の時間長、前方向平均速度及び第３の予め設定されたパラメータに基づいて、片足支持期の終了状態における二足ロボットの前方向移動速度と横方向移動速度とを決定し、予め設定された歩容計画モデルにおける二足支持期に対応するモデルによって、片足支持期の時間長、二足支持期の時間長及び前方向平均速度に基づいて、二足ロボットの第１の運動歩幅を決定し、質量中心の高さを二足ロボットの垂直方向の質量中心の高さとして決定する。

【0062】

本開示の実施例では、片足支持期の時間長、二足支持期の時間長、前方向平均速度及び横方向平均速度を予め設定された歩容計画モデルに入力し、さらに予め設定された歩容計画モデルにおける片足支持期に対応するモデルによって、片足支持期の時間長、二足支持期の時間長、前方向平均速度及び第３の予め設定されたパラメータに基づいて、片足支持期の終了状態における二足ロボットの前方向移動速度と横方向移動速度とを決定することができる。

【0063】

例示的には、質量中心の高さＨ、ＳＳＰ時間長、及びＤＳＰ時間長が与えられた場合、各平均速度はそれに対応する一意の限界ループ軌道（「歩容」とも呼ばれる）があり、ＳＳＰの終了状態の前方向移動速度は、以下の通りである。

【0064】

【数10】

【0065】

【数11】

【0066】

例示的に、片足支持期の時間長、二足支持期の時間長及び前方向平均速度に基づいて、二足ロボットの二足支持期における所望の運動歩幅、すなわち第１の運動歩幅を決定するとき、式（９ａ）、（９ｂ）、（１１）と組み合わせて二足ロボットの第１の運動歩幅を決定することができ、その具体的な計算方式は以下の通りであってもよい。

【0067】

【数12】

【0068】

例示的に、歩容パラメータ中の質量中心の高さを二足ロボットの垂直方向（ｚ方向）の質量中心の高さとして決定し、歩容パラメータ中の質量中心の高さを歩容軌跡パラメータ中のｚ方向の質量中心の高さとして決定することができ、すなわち二足ロボットの質量中心のＺ方向の運動軌跡はｚ（ｔ）＝Ｈである。なお、ＳＳＰ段階では、二足ロボットの揺動足の軌跡は以下の条件を満たす必要がある。１．Ｚ方向の揺動中に、ｔ＝０時点で地面から離れ、ｔ＝０．５Ｔ_ｓ前後で指定された高さまで上昇し、ｔ＝Ｔ_ｓ時点で地面に落ちる。２．Ｘ方向の揺動中に、ｔ＝０時点でＤＳＰ終了時点の位置に位置し、ｔ＝Ｔ_ｓ時点で（１３）で決定された第１の運動歩幅ｌ^＊まで実行する。

【0069】

このように、異なる歩容パラメータを組み合わせて、二足ロボットの横方向、垂直方向などのより豊富な歩容軌跡パラメータを決定することができ、歩容軌跡パラメータの全面性と精度を向上させることができ、さらに二足ロボットの安定性を向上させる。

【0070】

いくつかの可能な実施形態では、二足ロボットの実際の運動速度に基づいて二足ロボットの運動を調整することもでき、それに応じて、具体的な実現形態は以下の通りであってもよい。
二足ロボットの実際の前方向移動速度と実際の横方向移動速度とを取得し、二足ロボットの実際の前方向移動速度が前方向平均速度と一致するか否かを決定し、実際の横方向移動速度が横方向平均速度と一致するか否かを決定し、実際の前方向移動速度が前方向平均速度と一致しない場合、及び／又は実際の横方向移動速度が横方向平均速度と一致しない場合、二足ロボットの第２の運動歩幅を決定し第２の運動歩幅に基づいて二足ロボットの運動を制御する。

【0071】

本開示の実施例では、二足ロボットが運動中に外乱を受ける可能性があり、二足ロボットの実際の所望の運動速度（上記歩容パラメータ中の前方向平均速度、及び横方向平均速度のうちの少なくとも１つを含む）が変化することが考慮される。そのため、二足ロボットの歩容軌跡パラメータに基づく運動を制御した後、二足ロボットの実際の前方向移動速度と実際の横方向移動速度とをリアルタイムまたは周期的に監視することができる。実際の前方向移動速度と実際の横方向移動速度のうちの少なくとも１つが対応する平均速度と一致しない場合、例えば、実際の前方向移動速度が前方向平均速度と一致しなくてもよく、または実際の横方向移動速度が横方向平均速度と一致しなくてもよく、または実際の前方向移動速度が前方向平均速度と一致しなくて実際の横方向移動速度が横方向平均速度と一致しなくてもよい。この場合、二足ロボットの運動時の歩行歩幅、すなわち第２の運動歩幅を再決定することができ、第２の運動歩幅に基づいて二足ロボットの運動を制御することができる。このように、二足ロボットの実際の運動情况に基づいて二足ロボットの運動状況を調整することにより、二足ロボットの運動状況を実際の需要に合致させ、二足ロボットの安定性をさらに向上させることができる。

【0072】

さらなる可能な実施形態では、上記ステップにおいて二足ロボットの第２の運動歩幅を決定する具体的な実現形態は以下の通りであってもよい。
二足ロボットの現在の時点の前方向質量中心位置と前方向移動速度とを取得し、二足ロボットの現在の時点の前方向質量中心位置と前方向移動速度、片足支持期の時間長、二足支持期の時間長、前方向平均速度、及び第１の運動歩幅を予め設定された歩容計画モデルに入力し、予め設定された歩容計画モデルによって、二足ロボットの現在の時点の前方向質量中心位置と前方向移動速度、片足支持期の時間長、二足支持期の時間長、前方向平均速度、第１の運動歩幅、及び第３の予め設定されたパラメータに基づいて、二足ロボットの第２の運動歩幅を決定する。

【0073】

本開示の実施例では、二足ロボットの第２の運動歩幅を決定する場合、二足ロボットの現在の時点の前方向質量中心位置と前方向移動速度とを取得し、さらに二足ロボットの現在の時点の前方向質量中心位置と前方向移動速度、片足支持期の時間長、二足支持期の時間長、及び前方向平均速度を予め設定された歩容計画モデルに入力することができる。その後、二足ロボットの現在の時点の前方向質量中心位置と前方向移動速度、片足支持期の時間長、二足支持期の時間長、前方向平均速度、及び第３の予め設定されたパラメータに対して運動学分析処理を行って、二足ロボットの新たな所望の運動歩幅、すなわち第２の運動歩幅を出力するように予め設定された歩容計画モデルを制御することができる。

【0074】

【数13】

【0075】

【数14】

【0076】

このように、二足ロボットの実際の運動情况に基づいて二足ロボットの運動歩幅を調整することができ、二足ロボットの運動を実際の需要により合致させることができ、二足ロボットの運動の安定性と外乱を抵抗するロバスト性をさらに向上させることができる。同時に、上記の式と組み合わせて分かるように、本実施例の歩容軌跡パラメータは、解析解から得られ、計算時間がかからないため、歩容軌跡パラメータのオンライン調整を実現し、二足ロボットの質量中心の高さ及び歩行速度を可変できる。

【0077】

同じ発明の構想に基づいて、本開示の実施例は、運動制御装置をさらに提供し、図４に示すように、図４は、例示的な一実施例によって示される運動制御装置のブロック図である。図４を参照すると、当該装置４００は、二足ロボットの歩容パラメータを取得するためのパラメータ取得モジュール４１０と、前記歩容パラメータを予め設定された歩容計画モデルに入力するための入力モジュール４２０と、前記予め設定された歩容計画モデルによって前記歩容パラメータに基づいて、前記二足ロボットの歩容軌跡パラメータを決定するための決定モジュール４３０であって、前記歩容軌跡パラメータは、二足支持期に対応する質量中心状態、及び片足支持期に対応する質量中心状態を含み、前記質量中心状態が質量中心位置と質量中心移動速度とを含む決定モジュール４３０と、前記歩容軌跡パラメータに基づいて前記二足ロボットの運動を制御するための第１の運動モジュール４４０と、を含むことができる。

【0078】

可能な一実施形態では、前記歩容パラメータは、質量中心の高さと二足支持期の時間長とを含み、前記質量中心状態は、前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度とを含む。

【0079】

可能な一実施形態では、前記決定モジュール４３０は、前記質量中心の高さと前記二足支持期の時間長とを前記予め設定された歩容計画モデルに入力するための第１の入力ユニットと、前記予め設定された歩容計画モデルにおける片足支持期に対応するモデルによって、前記質量中心の高さと第１の予め設定されたパラメータとに基づいて、前記二足ロボットの片足支持期における前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度とを決定するための第１の決定ユニットと、前記予め設定された歩容計画モデルにおける二足支持期に対応するモデルによって、二足支持期の時間長と第２の予め設定されたパラメータとに基づいて、前記二足ロボットの二足支持期における前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度とを決定するための第２の決定ユニットと、を含む。

【0080】

可能な一実施形態では、前記歩容パラメータは、片足支持期の時間長、前方向平均速度及び横方向平均速度をさらに含み、前記歩容軌跡パラメータは、片足支持期の終了状態における前記二足ロボットの横方向質量中心移動速度、前記二足ロボットの第１の運動歩幅、及び前記二足ロボットの垂直方向の質量中心の高さをさらに含む。

【0081】

可能な一実施形態では、前記決定モジュール４３０は、前記片足支持期の時間長、前記二足支持期の時間長、前記前方向平均速度及び前記横方向平均速度を前記予め設定された歩容計画モデルに入力するための第２の入力ユニットと、前記予め設定された歩容計画モデルにおける前記片足支持期に対応するモデルによって、前記片足支持期の時間長、前記二足支持期の時間長、前記前方向平均速度及び第３の予め設定されたパラメータに基づいて、片足支持期の終了状態における前記二足ロボットの前方向移動速度と横方向移動速度とを決定するための第３の決定ユニットと、前記予め設定された歩容計画モデルにおける前記二足支持期に対応するモデルによって、片足支持期の時間長、前記二足支持期の時間長及び前記前方向平均速度に基づいて、前記二足ロボットの第１の運動歩幅を決定するための第４の決定ユニットと、前記質量中心の高さを前記二足ロボットの垂直方向の質量中心の高さとして決定するための第５の決定ユニットと、を含む。

【0082】

可能な一実施形態では、前記装置４００は、前記二足ロボットの実際の前方向移動速度と実際の横方向移動速度とを取得するための速度取得モジュールと、前記二足ロボットの実際の前方向移動速度が前記前方向平均速度と一致するか否かを決定し、前記実際の横方向移動速度が前記横方向平均速度と一致するか否かを決定するための速度決定モジュールと、前記実際の前方向移動速度が前記前方向平均速度と一致しない場合、及び／又は前記実際の横方向移動速度が前記横方向平均速度と一致しない場合、前記二足ロボットの第２の運動歩幅を決定するための歩幅決定モジュールと、前記第２の運動歩幅に基づいて前記二足ロボットの運動を制御するための第２の運動モジュールと、をさらに含む。

【0083】

可能な一実施形態では、前記歩幅決定モジュールは、前記二足ロボットの現在の時点の前方向質量中心位置と前方向移動速度とを取得するための速度取得ユニットと、前記二足ロボットの現在の時点の前方向質量中心位置と前方向移動速度、前記片足支持期の時間長、前記二足支持期の時間長、前記前方向平均速度、及び前記第１の運動歩幅を前記予め設定された歩容計画モデルに入力するための第３の入力ユニットと、予め設定された歩容計画モデルによって、二足ロボットの現在の時点の前方向質量中心位置と前方向移動速度、前記片足支持期の時間長、前記二足支持期の時間長、前記前方向平均速度、前記第１の運動歩幅、及び第３の予め設定されたパラメータに基づいて、前記二足ロボットの第２の運動歩幅を決定するための第６の決定ユニットと、を含む。

【0084】

上記実施例の装置について、その各モジュールの操作を実行する具体的な方式は、当該方法に関する実施例においてすでに詳細に説明したが、ここでは詳細に説明しない。

【0085】

同じ発明の構想に基づいて、本開示の実施例は二足ロボットをさらに提供し、二足ロボット本体、及び前記二足ロボット本体に設けられた下肢アセンブリとコントローラを含み、前記コントローラは、二足ロボットの歩容パラメータを取得し、前記歩容パラメータを予め設定された歩容計画モデルに入力し、前記予め設定された歩容計画モデルによって前記歩容パラメータに基づいて、前記二足ロボットの歩容軌跡パラメータを決定し、前記歩容軌跡パラメータが、二足支持期に対応する質量中心状態、及び片足支持期に対応する質量中心状態を含み、前記質量中心状態が質量中心位置と質量中心移動速度とを含み、前記歩容軌跡パラメータに基づいて前記二足ロボットの前記下肢アセンブリの運動を制御する。

【0086】

可能な一実施形態では、前記歩容パラメータは、質量中心の高さと二足支持期の時間長とを含み、前記質量中心状態は、前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度とを含む。

【0087】

可能な一実施形態では、前記コントローラは、さらに、前記質量中心の高さと前記二足支持期の時間長とを前記予め設定された歩容計画モデルに入力し、前記予め設定された歩容計画モデルにおける片足支持期に対応するモデルによって、前記質量中心の高さと第１の予め設定されたパラメータとに基づいて、前記二足ロボットの片足支持期における前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度とを決定し、前記予め設定された歩容計画モデルにおける二足支持期に対応するモデルによって、二足支持期の時間長と第２の予め設定されたパラメータとに基づいて、前記二足ロボットの二足支持期における前方向質量中心位置と前方向質量中心移動速度とを決定する。

【0088】

可能な一実施形態では、前記歩容パラメータは、片足支持期の時間長、前方向平均速度及び横方向平均速度をさらに含み、前記歩容軌跡パラメータは、片足支持期の終了状態における前記二足ロボットの横方向質量中心移動速度、前記二足ロボットの第１の運動歩幅、及び前記二足ロボットの垂直方向の質量中心の高さをさらに含む。

【0089】

可能な一実施形態では、前記コントローラは、さらに、前記片足支持期の時間長、前記二足支持期の時間長、前記前方向平均速度及び前記横方向平均速度を前記予め設定された歩容計画モデルに入力し、前記予め設定された歩容計画モデルにおける前記片足支持期に対応するモデルによって、前記片足支持期の時間長、前記二足支持期の時間長、前記前方向平均速度及び第３の予め設定されたパラメータに基づいて、片足支持期の終了状態における前記二足ロボットの前方向移動速度と横方向移動速度とを決定し、前記予め設定された歩容計画モデルにおける前記二足支持期に対応するモデルによって、片足支持期の時間長、前記二足支持期の時間長及び前記前方向平均速度に基づいて、前記二足ロボットの第１の運動歩幅を決定し、前記質量中心の高さを前記二足ロボットの垂直方向の質量中心の高さとして決定する。

【0090】

可能な一実施形態では、前記コントローラは、さらに、前記二足ロボットの実際の前方向移動速度と実際の横方向移動速度とを取得し、前記二足ロボットの実際の前方向移動速度が前記前方向平均速度と一致するか否かを決定し、前記実際の横方向移動速度が前記横方向平均速度と一致するか否かを決定し、前記実際の前方向移動速度が前記前方向平均速度と一致しない場合、及び／又は前記実際の横方向移動速度が前記横方向平均速度と一致しない場合、前記二足ロボットの第２の運動歩幅を決定し、前記第２の運動歩幅に基づいて前記二足ロボットの前記下肢アセンブリの運動を制御する。

【0091】

可能な一実施形態では、前記コントローラは、さらに、前記二足ロボットの現在の時点の前方向質量中心位置と前方向移動速度とを取得し、前記二足ロボットの現在の時点の前方向質量中心位置と前方向移動速度、前記片足支持期の時間長、前記二足支持期の時間長、前記前方向平均速度、及び前記第１の運動歩幅を前記予め設定された歩容計画モデルに入力し、予め設定された歩容計画モデルによって、二足ロボットの現在の時点の前方向質量中心位置と前方向移動速度、前記片足支持期の時間長、前記二足支持期の時間長、前記前方向平均速度、前記第１の運動歩幅、及び第３の予め設定されたパラメータに基づいて、前記二足ロボットの第２の運動歩幅を決定する。

【0092】

上記実施例の二足ロボットについて、その各構造が操作を実行する具体的な方式は、当該方法に関する実施例においてすでに詳細に説明されているので、ここでは詳細に説明しない。

【0093】

本開示の実施例によれば、本開示は、コントローラ、読み取り可能な記憶媒体、及びコンピュータプログラムをさらに提供する。

【0094】

図５は、本開示の実施例を実施するための例示的なコントローラ５００の概略ブロック図である。コントローラ３００は、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、ワークステーション、パーソナルデジタルアシスタント、サーバ、ブレードサーバ、メインフレームコンピュータ、および他の適切なコンピュータなどの様々な形態のデジタルコンピュータを表すことを目的とする。コントローラは、パーソナルデジタル処理、携帯電話、スマートフォン、ウェアラブルデバイス、および他の同様のコンピューティングデバイスなどの様々な形態の移動装置を表すこともできる。本明細書で示される部品、それらの接続と関係、およびそれらの機能は、単なる例であり、本明細書の説明および／または求められる本開示の実現を制限することを意図したものではない。

【0095】

図５に示すように、コントローラ５００は、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）５０２に記憶されているコンピュータプログラムまたは記憶ユニット５０８からランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）５０３にロードされたコンピュータプログラムに従って様々な適切な動作および処理を実行できる計算ユニット５０１を含む。ＲＡＭ５０３には、コントローラ５００の動作に必要な各種のプログラムやデータも記憶されてもよい。計算ユニット５０１、ＲＯＭ５０２、及びＲＡＭ５０３は、バス５０４を介して互いに接続されている。パス５０４には、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース５０５も接続されている。

【0096】

コントローラ５００の複数のコンポーネントはＩ／Ｏインターフェース５０５に接続され、キーボード、マウスなどの入力ユニット５０６、各タイプのディスプレイ、スピーカなどの出力ユニット５０７、磁気ディスク、光ディスクなどの記憶ユニット５０８、及びネットワークカード、モデム、無線通信トランシーバなどの通信ユニット５０９を含む。通信ユニット５０９は、コントローラ５００が、インターネットなどのコンピュータネットワーク及び／又は各種の電信ネットワークを介して他のデバイスと情報／データを交換することを可能にする。

【0097】

計算ユニット５０１は、処理および計算能力を有する様々な汎用および／または専用の処理コンポーネントであってもよい。計算ユニット５０１のいくつかの例は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、グラフィック処理ユニット（ＧＰＵ）、各種の専用の人工知能（ＡＩ）計算チップ、各種のマシン運転学習モデルアルゴリズムの計算ユニット、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、およびいずれかの適切なプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラなどを含むが、これらに限定されない。計算ユニット５０１は、上記に記載された各方法及び処理、例えば、運動制御方法を実行する。例えば、いくつかの実施例では、運動制御方法を、記憶ユニット５０８などの機械読み取り可能な媒体に有形的に含まれるコンピュータソフトウェアプログラムとして実現することができる。いくつかの実施例では、コンピュータプログラムの一部または全部はＲＯＭ５０２および／または通信ユニット５０９を介してコントローラ５００にロードおよび／またはインストールされてもよい。コンピュータプログラムがＲＡＭ５０３にロードされて計算ユニット５０１によって実行される場合、前文に記載の運動制御方法の１つのまたは複数のステップを実行できる。代替的に、他の実施例では、計算ユニット５０１は運動制御方法を実行するように、他のいずれかの適切な方式（例えば、ファームウェアを介して）によって構成されてもよい。

【0098】

本明細書で上記記載のシステムと技術の様々な実施形態は、デジタル電子回路システム、集積回路システム、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、特定用途向け標準製品（ＡＳＳＰ）、システムオンチップ（ＳＯＣ）、コンプレックス・プログラマブル・ロジック・デバイス（ＣＰＬＤ）、コンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、および／またはそれらの組み合わせで実現することができる。これらの様々な実施形態は、１つ又は複数のコンピュータプログラムで実施されることを含むことができ、当該１つ又は複数のコンピュータプログラムは、少なくとも１つのプログラマブルプロセッサを含むプログラム可能なシステムで実行および／または解釈されることができ、当該プログラマブルプロセッサは、特定用途向け又は汎用プログラマブルプロセッサであってもよく、ストレージシステム、少なくとも１つの入力装置、および少なくとも１つの出力装置からデータおよび命令を受信し、データおよび命令を当該ストレージシステム、当該少なくとも１つの入力装置、および当該少なくとも１つの出力装置に伝送することができる。

【0099】

本開示の方法を実行するためのプログラムコードは、１つ又は複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで書くことができる。これらのプログラムコードは、プロセッサ又はコントローラによって実行される場合、フローチャートおよび／またはブロック図に規定された機能／操作が実施されるように、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、又は他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサ又はコントローラに提供されてもよい。プログラムコードは、完全に機械上で実行されるか、部分的に機械上で実行されるか、スタンドアロンソフトウェアパッケージとして、部分的に機械上で実行され、部分的にリモート機械上で実行され又は完全にリモート機械又はサーバ上で実行されてもよい。

【0100】

本開示のコンテクストでは、コンピュータ読み取り可能な媒体は、命令実行システム、装置、またはデバイスによって使用されるために、又は命令実行システム、装置、またはデバイスと組み合わせて使用するためのプログラムを含むか、又は記憶することができる有形の媒体であってもよい。コンピュータ読み取り可能な媒体は、機械読み取り可能な信号媒体または機械読み取り可能な記憶媒体であってもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、電子的、磁気的、光学的、電磁気的、赤外線的、又は半導体システム、装置又はデバイス、または上記コンテンツの任意の適切な組み合わせを含むことができるが、これらに限定されない。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体のより具体的な例は、１つ又は複数のラインに基づく電気的接続、ポータブルコンピュータディスク、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリーメモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、光ファイバ、ポータブルコンパクトディスクリードオンリーメモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、光学記憶装置、磁気記憶装置、または上記コンテンツの任意の適切な組み合わせを含む。

【0101】

ユーザとのインタラクションを提供するために、コンピュータ上でここで説明されるシステム及び技術を実施することができ、当該コンピュータは、ユーザに情報を表示するためのディスプレイ装置（例えば、ＣＲＴ（陰極線管）又はＬＣＤ（液晶ディスプレイ）モニタ）と、キーボード及びポインティングデバイス（例えば、マウス又はトラックボール）とを有し、ユーザは、当該キーボード及び当該ポインティングデバイスによって入力をコンピュータに提供することができる。他の種類の装置も、ユーザとのインタラクションを提供することができ、例えば、ユーザに提供されるフィードバックは、任意の形式のセンシングフィードバック（例えば、視覚フィードバック、聴覚フィードバック、又は触覚フィードバック）であってもよく、任意の形式（音響入力、音声入力、または、触覚入力を含む）でユーザからの入力を受信することができる。

【0102】

ここで説明されるシステムおよび技術は、バックエンドコンポーネントを含むコンピューティングシステム（例えば、データサーバとする）、又はミドルウェアコンポーネントを含むコンピューティングシステム（例えば、アプリケーションサーバ）、又はフロントエンドコンポーネントを含むコンピューティングシステム（例えば、グラフィカルユーザインターフェース又はウェブブラウザを有するユーザコンピュータ、ユーザは、当該グラフィカルユーザインターフェース又は当該ウェブブラウザによってここで説明されるシステムおよび技術の実施形態とインタラクションできる）、又はこのようなバックエンドコンポーネントと、ミドルウェアコンポーネントと、フロントエンドコンポーネントのいずれかの組み合わせを含むコンピューティングシステムで実行することができる。任意の形態又は媒体のデジタルデータ通信（例えば、通信ネットワーク）によってシステムのコンポーネントを相互に接続することができる。通信ネットワークの例は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）と、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）と、インターネットと、ブロックチェーンネットワークを含む。

【0103】

コンピュータシステムは、クライアントとサーバを含むことができる。クライアントとサーバは、一般的に、互いに離れており、通常に通信ネットワークを介してインタラクションする。対応するコンピュータ上で実行され、互いにクライアント－サーバ関係を有するコンピュータプログラムによってクライアントとサーバとの関係が生成される。サーバはクラウドサーバであってもよく、クラウドコンピューティングサーバまたはクラウドホストとも呼ばれ、クラウドコンピューティングサービスシステムにおける１つのホスト製品であり、従来の物理ホストとＶＰＳサービス（「Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｓｅｒｖｅｒ」，または「ＶＰＳ」と省略する）に存在する管理の難しさ、ビジネス拡張性の弱いという欠陥を解決した。サーバは分散システムのサーバであってもよく、ブロックチェーンを組み込んだサーバであってもよい。

【0104】

なお、上記に示される様々な形式のフローを使用して、ステップを並べ替え、追加、又は削除することができることを理解されたい。例えば、本開示に記載の各ステップは、並列に実行されてもよいし、順次実行されてもよいし、異なる順序で実行されてもよいが、本開示で開示されている技術案が所望の結果を実現することができれば、本明細書では限定されない。

【0105】

上記具体的な実施形態は、本開示の保護範囲を制限するものではない。当業者は、設計要求と他の要因に応じて、様々な修正、組み合わせ、サブコンビネーション、及び代替を行うことができると理解されたい。任意の本開示の精神と原則内で行われる修正、同等の置換、及び改善などは、いずれも本開示の保護範囲内に含まれなければならない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】