机器人的足腰协调步态规划方法、装置、介质及机器人与流程

本申请属于机器人技术领域，尤其涉及一种机器人的足腰协调步态规划方法、装置、计算机可读存储介质及机器人。

背景技术：

仿人机器人的拟人化双足不仅可以在平地行走，还能够在复杂的环境中行走，例如，上下台阶或斜坡，跨越障碍，在凹凸不平的地面运动等。典型的双足行走步态都是按照足部脚底板与地面贴合(不考虑与地面接触时足部姿态角的影响)，然后求解逆运动学，将规划好的运动轨迹转换成期望的关节角，并由关节伺服驱动控制来实现轨迹跟踪。这种方式未能充分考虑足部和腰部姿态变化，无法进行有效的足腰协调，精确度较低，难以完成舞蹈、动作模仿等各项复杂动作。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请实施例提供了一种机器人的足腰协调步态规划方法、装置、计算机可读存储介质及机器人，以解决现有的机器人步态规划方法未能充分考虑足部和腰部姿态变化，无法进行有效的足腰协调，精确度较低，难以完成各项复杂动作的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种机器人的足腰协调步态规划方法，可以包括：

获取双足机器人的足部姿态角，并根据所述足部姿态角计算所述双足机器人的踝关节位置补偿量；

获取所述双足机器人的腰部姿态角，并根据所述腰部姿态角计算所述双足机器人的髋关节位置补偿量；

计算所述双足机器人的髋踝位置矢量，所述髋踝位置矢量为髋关节到踝关节的位置矢量；

根据所述踝关节位置补偿量和所述髋关节位置补偿量对所述髋踝位置矢量进行补偿，得到补偿后的髋踝位置矢量；

对所述补偿后的髋踝位置矢量进行逆运动学分析，得到所述双足机器人的关节角度。

进一步地，所述根据所述足部姿态角计算所述双足机器人的踝关节位置补偿量包括：

根据所述足部姿态角确定所述双足机器人的脚底板与地面之间的支撑点位置；

根据所述足部姿态角和所述支撑点位置计算所述双足机器人的踝关节位置补偿量。

进一步地，所述根据所述足部姿态角确定所述双足机器人的脚底板与地面之间的支撑点位置包括：

根据所述足部姿态角中的俯仰角确定支撑点位置矢量的第一分量，所述支撑点位置矢量为所述双足机器人的脚踝到所述支撑点位置的矢量；

根据所述足部姿态角中的翻滚角确定所述支撑点位置矢量的第二分量；

根据所述双足机器人的脚踝高度确定所述支撑点位置矢量的第三分量。

进一步地，所述根据所述足部姿态角和所述支撑点位置计算所述双足机器人的踝关节位置补偿量包括：

根据所述足部姿态角中的偏航角和所述支撑点位置矢量计算踝关节位置第一补偿量；

根据所述足部姿态角中的俯仰角、翻滚角、偏航角和所述支撑点位置矢量计算踝关节位置第二补偿量；

将所述踝关节位置第一补偿量和所述踝关节位置第二补偿量之和确定为所述踝关节位置补偿量。

进一步地，所述获取所述双足机器人的腰部姿态角，并根据所述腰部姿态角计算所述双足机器人的髋关节位置补偿量包括：

获取第一姿态角、第二姿态角和髋关节距离，所述第一姿态角为所述双足机器人的腰部在世界坐标系下的姿态角，所述第二姿态角为所述双足机器人的腰部在腰部坐标系下的姿态角，所述髋关节距离为所述腰部坐标系的原点到髋关节的距离；

根据所述第一姿态角、所述第二姿态角和所述髋关节距离计算所述双足机器人的髋关节位置补偿量。

进一步地，所述根据所述踝关节位置补偿量和所述髋关节位置补偿量对所述髋踝位置矢量进行补偿，得到补偿后的髋踝位置矢量包括：

根据下式计算所述补偿后的髋踝位置矢量：

p_hip2ankle_new＝p_hip2ankle_old+d_ankle-d_hip

其中，p_hip2ankle_old为所述髋踝位置矢量，d_ankle为所述踝关节位置补偿量，d_hip为所述髋关节位置补偿量，p_hip2ankle_new为所述补偿后的髋踝位置矢量。

进一步地，所述对所述补偿后的髋踝位置矢量进行逆运动学分析，得到所述双足机器人的关节角度包括：

根据所述补偿后的髋踝位置矢量和所述足部姿态角计算在足部坐标系下的髋关节位置矢量；

对所述髋关节位置矢量进行逆运动学分析，得到所述双足机器人的关节角度。

本申请实施例的第二方面提供了一种机器人的足腰协调步态规划装置，可以包括：

踝关节位置补偿量计算模块，用于获取双足机器人的足部姿态角，并根据所述足部姿态角计算所述双足机器人的踝关节位置补偿量；

髋关节位置补偿量计算模块，用于获取所述双足机器人的腰部姿态角，并根据所述腰部姿态角计算所述双足机器人的髋关节位置补偿量；

髋踝位置矢量计算模块，用于计算所述双足机器人的髋踝位置矢量，所述髋踝位置矢量为髋关节到踝关节的位置矢量；

髋踝位置矢量补偿模块，用于根据所述踝关节位置补偿量和所述髋关节位置补偿量对所述髋踝位置矢量进行补偿，得到补偿后的髋踝位置矢量；

逆运动学分析模块，用于对所述补偿后的髋踝位置矢量进行逆运动学分析，得到所述双足机器人的关节角度。

进一步地，所述踝关节位置补偿量计算模块可以包括：

支撑点位置确定子模块，用于根据所述足部姿态角确定所述双足机器人的脚底板与地面之间的支撑点位置；

踝关节位置补偿量计算子模块，用于根据所述足部姿态角和所述支撑点位置计算所述双足机器人的踝关节位置补偿量。

进一步地，所述支撑点位置确定子模块可以包括：

第一分量确定单元，用于根据所述足部姿态角中的俯仰角确定支撑点位置矢量的第一分量，所述支撑点位置矢量为所述双足机器人的脚踝到所述支撑点位置的矢量；

第二分量确定单元，用于根据所述足部姿态角中的翻滚角确定所述支撑点位置矢量的第二分量；

第三分量确定单元，用于根据所述双足机器人的脚踝高度确定所述支撑点位置矢量的第三分量。

进一步地，所述踝关节位置补偿量计算子模块可以包括：

第一补偿量计算单元，用于根据所述足部姿态角中的偏航角和所述支撑点位置矢量计算踝关节位置第一补偿量；

第二补偿量计算单元，用于根据所述足部姿态角中的俯仰角、翻滚角、偏航角和所述支撑点位置矢量计算踝关节位置第二补偿量；

踝关节位置补偿量计算单元，用于将所述踝关节位置第一补偿量和所述踝关节位置第二补偿量之和确定为所述踝关节位置补偿量。

进一步地，所述髋关节位置补偿量计算模块可以包括：

参数获取子模块，用于获取第一姿态角、第二姿态角和髋关节距离，所述第一姿态角为所述双足机器人的腰部在世界坐标系下的姿态角，所述第二姿态角为所述双足机器人的腰部在腰部坐标系下的姿态角，所述髋关节距离为所述腰部坐标系的原点到髋关节的距离；

髋关节位置补偿量计算子模块，用于根据所述第一姿态角、所述第二姿态角和所述髋关节距离计算所述双足机器人的髋关节位置补偿量。

进一步地，所述髋踝位置矢量补偿模块具体用于根据下式计算所述补偿后的髋踝位置矢量：

p_hip2ankle_new＝p_hip2ankle_old+d_ankle-d_hip

其中，p_hip2ankle_old为所述髋踝位置矢量，d_ankle为所述踝关节位置补偿量，d_hip为所述髋关节位置补偿量，p_hip2ankle_new为所述补偿后的髋踝位置矢量。

进一步地，所述逆运动学分析模块可以包括：

髋关节位置矢量计算子模块，用于根据所述补偿后的髋踝位置矢量和所述足部姿态角计算在足部坐标系下的髋关节位置矢量；

逆运动学分析子模块，用于对所述髋关节位置矢量进行逆运动学分析，得到所述双足机器人的关节角度。

本申请实施例的第三方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一种机器人的足腰协调步态规划方法的步骤。

本申请实施例的第四方面提供了一种机器人，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一种机器人的足腰协调步态规划方法的步骤。

本申请实施例的第五方面提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在机器人上运行时，使得机器人执行上述任一种机器人的足腰协调步态规划方法的步骤。

本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本申请实施例获取双足机器人的足部姿态角，并根据所述足部姿态角计算所述双足机器人的踝关节位置补偿量；获取所述双足机器人的腰部姿态角，并根据所述腰部姿态角计算所述双足机器人的髋关节位置补偿量；计算所述双足机器人的髋踝位置矢量，所述髋踝位置矢量为髋关节到踝关节的位置矢量；根据所述踝关节位置补偿量和所述髋关节位置补偿量对所述髋踝位置矢量进行补偿，得到补偿后的髋踝位置矢量；对所述补偿后的髋踝位置矢量进行逆运动学分析，得到所述双足机器人的关节角度。通过本申请实施例，在现有技术的基础上，将足部姿态角和腰部姿态角的变化也加以考虑，对踝关节位置和髋关节位置(即所述髋踝位置矢量)进行补偿，并据此进行逆运动学分析，从而可以实现有效的足腰协调，提高动作的精确度，完成各项复杂动作。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请实施例中一种机器人的足腰协调步态规划方法的一个实施例流程图；

图2为根据足部姿态角计算双足机器人的踝关节位置补偿量的示意流程图；

图3为根据足部姿态角确定双足机器人的脚底板与地面之间的支撑点位置的示意流程图；

图4为根据足部姿态角确定双足机器人的脚底板与地面之间的支撑点位置的示意图；

图5为脚踝位置的变化示意图；

图6为根据足部姿态角和支撑点位置计算双足机器人的踝关节位置补偿量的示意流程图；

图7为计算髋关节位置补偿量的示意图；

图8为计算踝偏航关节角的示意图；

图9为计算踝翻滚关节角和踝俯仰关节角的示意图；

图10为本申请实施例中一种机器人的足腰协调步态规划装置的一个实施例结构图；

图11为本申请实施例中一种机器人的示意框图。

具体实施方式

为使得本申请的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参阅图1，本申请实施例中一种机器人的足腰协调步态规划方法的一个实施例可以包括：

步骤s101、获取双足机器人的足部姿态角，并根据所述足部姿态角计算所述双足机器人的踝关节位置补偿量。

此处可以将所述足部姿态角记为：(roll，pitch，yaw)，其中，roll为所述足部姿态角中的翻滚角，pitch为所述足部姿态角中的俯仰角，yaw为所述足部姿态角中的偏航角。

如图2所示，根据所述足部姿态角计算所述双足机器人的踝关节位置补偿量的步骤具体可以包括以下过程：

步骤s1011、根据所述足部姿态角确定所述双足机器人的脚底板与地面之间的支撑点位置。

此处可以将支撑点位置矢量记为：(ll，dd，hh)^t，其中，所述支撑点位置矢量为所述双足机器人的脚踝到所述支撑点位置的矢量，ll为所述支撑点位置矢量的第一分量，dd为所述支撑点位置矢量的第二分量，hh为所述支撑点位置矢量的第三分量，t为转置符号。则步骤s1011具体可以包括如图3所示的过程：

步骤s10111、根据所述足部姿态角中的俯仰角确定支撑点位置矢量的第一分量。

当pitch＞0时，为脚尖支撑(即图4中所示的ab边支撑)的情况，此时则有：ll＝l_soles_forward，其中，l_soles_forward为脚踝到脚尖的投影长度；

当pitch＝0时，为脚底面支撑(即图4中所示的ef边支撑)的情况，此时则有：ll＝0；

当pitch＜0时，为脚后跟支撑(即图4中所示的cd边支撑)的情况，此时则有：ll＝-l_soles_back，其中，l_soles_back为脚踝到脚后跟的投影长度。

步骤s10112、根据所述足部姿态角中的翻滚角确定所述支撑点位置矢量的第二分量。

当roll＞0时，为脚右侧支撑(即图4中所示的bd边支撑)的情况，此时则有：dd＝-l_soles_right，其中，l_soles_right为脚踝到脚右侧的投影长度；

当roll＝0时，为脚底面支撑(即图4中所示的x轴支撑)的情况，此时则有：dd＝0；

当roll＜0时，为脚左侧支撑(即图4中所示的ac边支撑)的情况，此时则有：dd＝l_soles_left，其中，l_soles_left为脚踝到脚左侧的投影长度。

步骤s10113、根据所述双足机器人的脚踝高度确定所述支撑点位置矢量的第三分量。

即有：hh＝-h_soles，其中，h_soles为脚踝高度。

步骤s1012、根据所述足部姿态角和所述支撑点位置计算所述双足机器人的踝关节位置补偿量。

如图5所示，当足部姿态角不变化时，脚踝原始位置为o1；当足部姿态角发生改变时，脚踝位置o1将绕着足底支撑点o2旋转到新位置o3。求解脚踝姿态引起脚踝位置的改变量(即所述踝关节位置补偿量)，等价于求解位置矢量o1o3。进一步地，可以将其分解成两部分：足底支撑点o2在脚踝坐标系下的位置矢量o1o2(即踝关节位置第一补偿量)，以及脚踝新位置o3在脚踝坐标系下的位置矢量o2o3(即踝关节位置第二补偿量)，则步骤s1012具体可以包括如图6所示的过程：

步骤s10121、根据所述足部姿态角中的偏航角和所述支撑点位置矢量计算踝关节位置第一补偿量。

具体地，可以根据下式计算所述踝关节位置第一补偿量：

o1o2＝rz(yaw)*(ll，dd，hh)^t

其中，rz(yaw)为第一旋转矩阵，且

步骤s10122、根据所述足部姿态角中的俯仰角、翻滚角、偏航角和所述支撑点位置矢量计算踝关节位置第二补偿量。

具体地，可以根据下式计算所述踝关节位置第一补偿量：

o2o3＝rz(yaw)ry(pitch)rx(roll)*(-ll，-dd，-hh)^t

其中，ry(pitch)为第二旋转矩阵，且rx(roll)为第三旋转矩阵，且

步骤s10123、将所述踝关节位置第一补偿量和所述踝关节位置第二补偿量之和确定为所述踝关节位置补偿量。

将所述踝关节位置补偿量记为d_ankle，则有：

d_ankle＝rz(yaw)*(ll，dd，hh)^t+rz(yaw)ry(pitch)rx(roll)*(-ll，-dd，-hh)^t。

步骤s102、获取所述双足机器人的腰部姿态角，并根据所述腰部姿态角计算所述双足机器人的髋关节位置补偿量。

首先，获取第一姿态角、第二姿态角和髋关节距离，所述第一姿态角为所述双足机器人的腰部在世界坐标系(记为∑w)下的姿态角，所述第二姿态角为所述双足机器人的腰部在腰部坐标系下(记为∑0)的姿态角，所述髋关节距离为所述腰部坐标系的原点到髋关节的距离。然后，根据所述第一姿态角、所述第二姿态角和所述髋关节距离计算所述双足机器人的髋关节位置补偿量。如图7所示，可以根据下式计算所述髋关节位置补偿量：

dhip＝(r0-i)*(0，d，0)^t

其中，dhip为所述髋关节位置补偿量，r0为所述第二姿态角，i为所述第一姿态角，d为所述髋关节距离。

步骤s103、计算所述双足机器人的髋踝位置矢量。

所述髋踝位置矢量为髋关节到踝关节的位置矢量，具体地，可以根据下式计算所述髋踝位置矢量：

p_hip2ankle_old＝p6-p1

其中，p_hip2ankle_old为所述髋踝位置矢量，p6为髋关节的位置，p1为踝关节的位置，且p1＝p0+(0，d，0)^t，p0为腰部位置。

步骤s104、根据所述踝关节位置补偿量和所述髋关节位置补偿量对所述髋踝位置矢量进行补偿，得到补偿后的髋踝位置矢量。

具体地，可以根据下式计算所述补偿后的髋踝位置矢量：

p_hip2ankle_new＝p_hip2ankle_old+d_ankle-d_hip

其中，p_hip2ankle_new为所述补偿后的髋踝位置矢量。

步骤s105、对所述补偿后的髋踝位置矢量进行逆运动学分析，得到所述双足机器人的关节角度。

首先，根据所述补偿后的髋踝位置矢量和所述足部姿态角计算在足部坐标系下的髋关节位置矢量。

具体地，可以根据下式计算所述髋关节位置矢量：

其中，r为所述髋关节位置矢量，且r＝(rx，ry，rz)^t，rx，ry，rz分别为所述髋关节位置矢量的三个分量，r6为所述足部姿态角。

然后，对所述髋关节位置矢量进行逆运动学分析，得到所述双足机器人的关节角度。

将髋关节与踝关节之间的距离记为c，则有：

参见图8中所示的δabc，根据余弦定理可以计算得到踝偏航关节角，即：

其中，q4为所述膝俯仰偏航角，a为大腿长度，b为小腿长度。

将δabc中的下端角度记为α，则有：

如图9所示，在踝关节坐标系下，根据矢量r可以求得踝翻滚关节角q6和踝俯仰关节角q5分别为：

q6＝atan2(ry，rz)

根据链式法则，各连杆姿态之间的关系为：

r6＝r0rz(q1)rx(q2)ry(q3)ry(q4+q5)rx(q6)

对上式进行变形可以得到：

将上式展开，可以得到：

其中，ci＝cosqi，si＝sinqi，i∈{1，2，3}。

基于上式，可以得到髋偏航关节角q1、髋翻滚关节角q2和髋俯仰关节角q3分别为：

q1＝atan2(-r12，r22)

q3＝atan2(-r31，r33)

至此，完成逆运动学分析过程，得到所述双足机器人的各个关节角度。

综上所述，本申请实施例获取双足机器人的足部姿态角，并根据所述足部姿态角计算所述双足机器人的踝关节位置补偿量；获取所述双足机器人的腰部姿态角，并根据所述腰部姿态角计算所述双足机器人的髋关节位置补偿量；计算所述双足机器人的髋踝位置矢量，所述髋踝位置矢量为髋关节到踝关节的位置矢量；根据所述踝关节位置补偿量和所述髋关节位置补偿量对所述髋踝位置矢量进行补偿，得到补偿后的髋踝位置矢量；对所述补偿后的髋踝位置矢量进行逆运动学分析，得到所述双足机器人的关节角度。通过本申请实施例，在现有技术的基础上，将足部姿态角和腰部姿态角的变化也加以考虑，对踝关节位置和髋关节位置(即所述髋踝位置矢量)进行补偿，并据此进行逆运动学分析，从而可以实现有效的足腰协调，提高动作的精确度，完成各项复杂动作。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

对应于上文实施例所述的一种机器人的足腰协调步态规划方法，图10示出了本申请实施例提供的一种机器人的足腰协调步态规划装置的一个实施例结构图。

本实施例中，一种机器人的足腰协调步态规划装置可以包括：

踝关节位置补偿量计算模块1001，用于获取双足机器人的足部姿态角，并根据所述足部姿态角计算所述双足机器人的踝关节位置补偿量；

髋关节位置补偿量计算模块1002，用于获取所述双足机器人的腰部姿态角，并根据所述腰部姿态角计算所述双足机器人的髋关节位置补偿量；

髋踝位置矢量计算模块1003，用于计算所述双足机器人的髋踝位置矢量，所述髋踝位置矢量为髋关节到踝关节的位置矢量；

髋踝位置矢量补偿模块1004，用于根据所述踝关节位置补偿量和所述髋关节位置补偿量对所述髋踝位置矢量进行补偿，得到补偿后的髋踝位置矢量；

逆运动学分析模块1005，用于对所述补偿后的髋踝位置矢量进行逆运动学分析，得到所述双足机器人的关节角度。

进一步地，所述踝关节位置补偿量计算模块可以包括：

支撑点位置确定子模块，用于根据所述足部姿态角确定所述双足机器人的脚底板与地面之间的支撑点位置；

踝关节位置补偿量计算子模块，用于根据所述足部姿态角和所述支撑点位置计算所述双足机器人的踝关节位置补偿量。

进一步地，所述支撑点位置确定子模块可以包括：

第一分量确定单元，用于根据所述足部姿态角中的俯仰角确定支撑点位置矢量的第一分量，所述支撑点位置矢量为所述双足机器人的脚踝到所述支撑点位置的矢量；

第二分量确定单元，用于根据所述足部姿态角中的翻滚角确定所述支撑点位置矢量的第二分量；

第三分量确定单元，用于根据所述双足机器人的脚踝高度确定所述支撑点位置矢量的第三分量。

进一步地，所述踝关节位置补偿量计算子模块可以包括：

第一补偿量计算单元，用于根据所述足部姿态角中的偏航角和所述支撑点位置矢量计算踝关节位置第一补偿量；

第二补偿量计算单元，用于根据所述足部姿态角中的俯仰角、翻滚角、偏航角和所述支撑点位置矢量计算踝关节位置第二补偿量；

踝关节位置补偿量计算单元，用于将所述踝关节位置第一补偿量和所述踝关节位置第二补偿量之和确定为所述踝关节位置补偿量。

进一步地，所述髋关节位置补偿量计算模块可以包括：

参数获取子模块，用于获取第一姿态角、第二姿态角和髋关节距离，所述第一姿态角为所述双足机器人的腰部在世界坐标系下的姿态角，所述第二姿态角为所述双足机器人的腰部在腰部坐标系下的姿态角，所述髋关节距离为所述腰部坐标系的原点到髋关节的距离；

髋关节位置补偿量计算子模块，用于根据所述第一姿态角、所述第二姿态角和所述髋关节距离计算所述双足机器人的髋关节位置补偿量。

进一步地，所述髋踝位置矢量补偿模块具体用于根据下式计算所述补偿后的髋踝位置矢量：

p_hip2ankle_new＝p_hip2ankle_old+d_ankle-d_hip

其中，p_hip2ankle_old为所述髋踝位置矢量，d_ankle为所述踝关节位置补偿量，d_hip为所述髋关节位置补偿量，p_hip2ankle_new为所述补偿后的髋踝位置矢量。

进一步地，所述逆运动学分析模块可以包括：

髋关节位置矢量计算子模块，用于根据所述补偿后的髋踝位置矢量和所述足部姿态角计算在足部坐标系下的髋关节位置矢量；

逆运动学分析子模块，用于对所述髋关节位置矢量进行逆运动学分析，得到所述双足机器人的关节角度。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置，模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

图11示出了本申请实施例提供的一种机器人的示意框图，为了便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的部分。

如图11所示，该实施例的机器人11包括：处理器110、存储器111以及存储在所述存储器111中并可在所述处理器110上运行的计算机程序112。所述处理器110执行所述计算机程序112时实现上述各个机器人的足腰协调步态规划方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤s101至步骤s105。或者，所述处理器110执行所述计算机程序112时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图10所示模块1001至模块1005的功能。

示例性的，所述计算机程序112可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器111中，并由所述处理器110执行，以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序112在所述机器人11中的执行过程。

本领域技术人员可以理解，图11仅仅是机器人11的示例，并不构成对机器人11的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述机器人11还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所述处理器110可以是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器111可以是所述机器人11的内部存储单元，例如机器人11的硬盘或内存。所述存储器111也可以是所述机器人11的外部存储设备，例如所述机器人11上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard，smc)，安全数字(securedigital，sd)卡，闪存卡(flashcard)等。进一步地，所述存储器111还可以既包括所述机器人11的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器111用于存储所述计算机程序以及所述机器人11所需的其它程序和数据。所述存储器111还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/机器人和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/机器人实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。