技术特征：
1.一种用于双足机器人踝部的路面自适应姿态控制方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、采集机器人足底力传感器的信息，经放大滤波后，转换为压力信号；根据传感器在足底的实际位置对压力信号进行区域划分，并据此得到足部各区域压力分布；s2、由步骤s1得到的足部区域压力分布，根据传感器在足底的位置，得到路面凸起在机器人足底的分布情况，处理得到路面不平度信息；s3、再通过布置于机器人小腿部的倾角传感器采集的信息，处理得到机器人小腿姿态；s4、根据步骤s3得到的小腿姿态，得到足部倾斜度信息；s5、通过步骤s2得到的路面不平度和步骤s4得到的足部倾斜度信息，得到机器人足部稳定所需的运动状态；s6、根据步骤s5得到的运动状态判断足部所需执行的命令，所述足部所需执行的命令包括驱动、停止或复位命令；s7、由步骤s5和s6得到的足部稳定所需运动状态和足部所需执行的命令，解算得到踝关节电机的运动角度；s8、基于步骤s7得到的踝关节电机运动角度，驱动踝关节各电机，控制足部运动。2.如权利要求1所述的用于双足机器人踝部的路面自适应姿态控制方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述足底力传感器为均匀分布在足底的压力传感器阵列。3.如权利要求1所述的用于双足机器人踝部的路面自适应姿态控制方法，其特征在于，所述步骤s3中，对安装于机器人小腿处的倾角传感器电信号进行采集，滤除其中的噪声，并转换为实际倾角数据；根据倾角传感器所在的实际位置和小腿结构，得到小腿姿态角。4.如权利要求1所述的用于双足机器人踝部的路面自适应姿态控制方法，其特征在于，所述步骤s4中，将小腿姿态角转化为足部倾斜度信息，得到机器人足部在前倾、侧倾两个自由度上的倾斜情况。5.如权利要求1所述的用于双足机器人踝部的路面自适应姿态控制方法，其特征在于，所述步骤s5中，通过步骤s2得到的路面不平度和步骤s4得到的足部倾斜度信息，得到机器人足部稳定所需运动状态，即足部在踝关节两个自由度上的运动方向和角度；根据足底压力分布情况得到的足部运动方向为：其中，pf为足部向前转动，pb为足部向后转动，rl为足部向左转动，rr为足部向右转动，f1为足部左前区域受力，f2为足部右前区域受力，f3为足部左后区域受力，f4为足部右后区域受力。上述结果结合小腿倾角传感器得到的足部倾斜度，得到足部运动角度为：其中，θ
p
为足部前倾转动角，θ
pf
为足部当前前倾角，为小腿俯仰角，θ
r
为足部左倾转动
角，θ
rf
为足部当前左倾角，为小腿滚转角，pf为足部向前转动，pb为足部向后转动，rl为足部向左转动，rr为足部向右转动。6.如权利要求1所述的用于双足机器人踝部的路面自适应姿态控制方法，其特征在于，所述步骤s6中，基于前述判断的路面信息，各传感器数据反馈，以及足部稳定所需运动状态，结合足部当前实际运动状态，判断足部执行驱动、停止或是复位命令。该判断过程的步骤如下：步骤一，由各标志位状态，结合倾角传感器数据判断运动标志位，即其中，f
m
为运动标志位值，θ
pf
为足部当前前倾角，θ
rf
为足部当前左倾角；f
m
＝1为足部向前转动，f
m
＝2为足部向后转动，f
m
＝3为足部向左转动，f
m
＝4为足部向右转动。步骤二，由各标志位状态，结合压力传感器数据判断复位标志位，即其中，f
z
为复位标志位值，f
f
为足底压力数值，f
m
为运动标志位值。步骤三，由各标志位状态，判断停止标志位，即其中，f
s
为停止标志位值，f
z
为复位标志位值，f
m
为当前运动标志位值，f
mf
为前一条命令中的运动标志位值。步骤四，由当前各标志位的值，判断发送命令的类型，即其中，f
s
为停止标志位值，f
z
为复位标志位值，f
m
为运动标志位值，move即足部运动，stop即足部停止，zero即足部复位。7.如权利要求1所述的用于双足机器人踝部的路面自适应姿态控制方法，其特征在于，所述步骤s7中，若步骤s6得到的命令为足部运动命令，则通过踝部驱动方式和足部实际结构尺寸，解算得到踝部驱动电机运动角度，解算方法为：其中，δ
p1
为驱动电机1在足部俯仰方向上的运动距离，δ
p2
为驱动电机2在足部俯仰方向上的运动距离，δ
r1
为驱动电机1在足部滚转方向上的运动距离，δ
r2
为驱动电机2在足部滚转
方向上的运动距离，l
l
为驱动连杆长，l
a
为连杆足部铰接端与踝部在足部俯仰方向上的距离，θ0为连杆足部铰接端与踝部连线与足底面的夹角，θ
p
为足部前倾转动角，l
s
为连杆电机铰接端与踝部水平距离，l
d
为连杆电机铰接端与踝部初始垂直距离，l
θ
为连杆在腿部的投影长度，d
l
为连杆足部铰接端与踝部在足部滚转方向上的距离，θ
r
为足部左倾转动角，d
a
为连杆足部铰接端与踝部在足部俯仰方向上的垂直距离。
技术总结
本发明公开了一种用于双足机器人踝部的路面自适应姿态控制方法。首先，通过布置于机器人足底的力传感器处理得到足部各区域压力分布；然后，根据足部区域压力分布，得到路面不平度信息；再通过布置于机器人小腿部的倾角传感器采集信息，并处理得到机器人小腿部姿态；然后根据小腿姿态，得到足部倾斜度信息；然后，根据路面不平度和足部倾斜度信息，得到机器人足部稳定所需运动状态；再根据该运动状态，解算得到踝关节电机运动角度；最后，向踝关节各电机发送相应驱动命令，实现足部对路面的自适应控制。利用本发明方法可帮助双足机器人在各类具有一定不平度的非平整路面上稳定行走，为双足机器人提供基于踝部运动的路面自适应姿态控制。态控制。态控制。
技术研发人员：沈方岩 田蒋仁 施佳晨 顾建军
受保护的技术使用者：之江实验室
技术研发日：2021.12.09
技术公布日：2022/3/18