CN108657303A - 六足动物机器人的转弯控制方法、装置和六足动物机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种六足动物机器人的转弯控制方法、装置和六足动物机器人。其中，该方法包括：控制机器人腹部下方的髋关节绕待转弯的圆心沿预设的运动轨迹进行旋转移动；控制机器人绕待转弯的圆心旋转移动腹部下方左侧的前边腿与后边腿的脚，同时旋转腹部下方右侧的中间腿的脚；控制机器人绕待转弯的圆心旋转移动腹部下方右侧的前边腿与后边腿的脚，同时旋转腹部下方左侧的中间腿的脚完成转弯。通过本发明解决了解决了六足动物机器人的机械臂的转弯运动问题，达到了更好模仿六足哺乳动物转弯的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，具体而言，涉及六足动物机器人的转弯控制方法、装置和六足动物机器人。
背景技术
现有技术中六足机器人的结构设计是参考模仿节肢动物的肢体结构，机械臂位于本体侧面，自由度的设计也充分考虑到了转弯运动的需求。不同于六足节肢类机器人，六足哺乳类机器人的机械臂位于本体的下方，并且机械臂的自由度有限，因此，针对六足哺乳类机器人的转弯运动规划相较于六足节肢类机器人有明显的不同，也更为复杂，目前，没有技术对六足哺乳类机器人的机械臂转弯运动提出过有效的解决方案。
发明内容
本发明提供了六足动物机器人的转弯控制方法、装置和六足动物机器人，以解决六足哺乳动物机器人的机械臂的转弯运动问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种六足动物机器人的转弯控制方法，包括：控制所述机器人腹部下方的髋关节绕待转弯的圆心沿预设的运动轨迹进行旋转移动；控制所述机器人绕所述待转弯的圆心旋转移动腹部下方左侧的前边腿与后边腿的脚，同时旋转腹部下方右侧的中间腿的脚；控制所述机器人绕所述待转弯的圆心旋转移动腹部下方右侧的前边腿与后边腿的脚，同时旋转腹部下方左侧的中间腿的脚完成转弯。
进一步地，控制所述机器人腹部下方的髋关节绕待转弯的圆心沿预设的运动轨迹进行旋转移动包括：使用旋转角多项式规划旋转角度轨迹；根据所述旋转角度轨迹计算所述有髋关节移动轨迹；保持所有脚的初始位置不变，同时根据所述髋关节移动轨迹将所述髋关节从髋关节初始位置移动到目标位置，所述所有脚的初始位置与所述髋关节的初始位置在同一条垂直线上，所述垂直线垂直于地面。
进一步地，控制所述机器人绕所述待转弯的圆心旋转移动腹部下方右侧的前边腿与后边腿的脚，同时旋转腹部下方左侧的中间腿的脚包括：使用旋转角多项式规划旋转角度轨迹；根据所述旋转角度轨迹计算第一待移动脚的运动轨迹，所述第一待移动脚包括腹部下方右侧的前边腿、后边腿的脚，和腹部下方左侧的中间腿的脚；保持第一髋关节所在的目标位置不变，同时根据所述第一待移动脚的运动轨迹将所述第一待移动脚从所述第一待移动脚的初始位置移动到第一位置处，所述第一位置与所述第一髋关节的目标位置在同一条垂直线上，所述垂直线垂直于地面，所述第一髋关节与所述第一待移动脚通过腿连接。
进一步地，控制所述机器人绕所述待转弯的圆心旋转移动腹部下方左侧的前边腿与后边腿的脚，同时旋转腹部下方右侧的中间腿的脚包括：使用旋转角多项式规划旋转角度轨迹；根据所述旋转角度轨迹计算第二待移动脚的运动轨迹，所述第二待移动脚包括腹部下方左侧的前边腿、后边腿的脚，和腹部下方右侧的中间腿的脚；保持第二髋关节所在目标位置不变，同时根据所述第二待移动脚的运动轨迹从所述第二待移动脚的初始位置将所述第二待移动脚移动到第二位置处，所述第二位置与所述第二髋关节的目标位置在同一条垂直线上，所述垂直线垂直于地面，所述第二髋关节与所述第二待移动脚通过腿连接。
进一步地，使用旋转角多项式规划旋转角度轨迹包括：对旋转角进行多项式拟合，具体根据下列公式拟合：theta(0)＝0,theta(T1)＝angle_step,dtheta(0)＝0,dtheta(T1)＝0；theta(t)为旋转角轨迹，T1为任一单个阶段持续时间，angle_step为旋转角度，dtheta(t)为角速度。
进一步地，控制所述机器人腹部下方的髋关节绕待转弯的圆心沿预设的运动轨迹进行旋转移动包括：控制所述机器人腹部下方的全部髋关节绕待转弯的圆心沿预设的运动轨迹进行旋转移动，或者，控制所述机器人腹部下方的部分髋关节绕待转弯的圆心沿预设的运动轨迹进行旋转移动，其中，所述部分髋关节为待旋转的脚所在的腿连接的髋关节。
进一步地，根据所述旋转角度轨迹计算第一待移动或第二待移动脚的运动轨迹包括：根据公式z＝HW*sin(theta)计算所述第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚在运动空间中前后移动轨迹；其中，HW为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚与待转弯的圆心之间距离，z为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚在运动空间中前进方向上的位移，theta为旋转角；根据公式y＝HW*cos(theta)计算所述第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚在运动空间中侧向移动轨迹；其中，HW为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚到待转弯的圆心之间的距离，y为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚在运动空间中水平面上垂直于前进方向的侧向位移，theta为旋转角；采用多项式拟合计算所述第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚在运动空间中纵向移动轨迹，具体根据x(0)＝0,x(T2/2)＝H1,x(T2)＝0,dx(0)＝0,dx(T2/2)＝0,dx(T2)＝0进行拟合，其中，dx为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚的移动速度，H1为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚距离地面的高度，x(t)为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚在运动空间中垂直于水平面的纵向位移,T2为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚移动的时间。
进一步地，根据所述旋转角度轨迹计算所述髋关节移动轨迹包括：根据公式z’＝HW*sin(theta)计算所述髋关节在运动空间中前后移动轨迹；其中，HW为所有脚中的任意一只脚到待转弯的圆心之间的距离，theta为旋转角，z’为所述髋关节在运动空间中前进方向的位移；根据公式y’＝HW*cos(theta)计算所述髋关节在运动空间中侧向移动轨迹；其中，HW为所有脚中的任意一只脚到待转弯的圆心之间的距离，theta为旋转角，y’为所述髋关节在运动空间中水平面上垂直于前进方向的侧向位移；根据公式x’(t)＝H2计算所述髋关节在运动空间中纵向移动轨迹；其中，H2为所述髋关节距离地面的高度，x’(t)为所述髋关节在运动空间中垂直于水平面的纵向位移。
根据本发明实施例的另一方面，提供了六足动物机器人的转弯控制装置，本发明的一种六足动物机器人的转弯控制装置，包括：第一控制单元，用于控制所述机器人腹部下方的髋关节绕待转弯的圆心沿预设的运动轨迹进行旋转移动；第二控制单元，用于控制所述机器人绕所述待转弯的圆心旋转移动腹部下方左侧的前边腿与后边腿的脚，同时旋转腹部下方右侧的中间腿的脚；第三控制单元，用于控制所述机器人绕所述待转弯的圆心旋转移动腹部下方右侧的前边腿与后边腿的脚，同时旋转腹部下方左侧的中间腿的脚完成转弯。
进一步地，所述第一控制单元包括：第一规划模块，用于使用旋转角多项式规划旋转角度轨迹；第一计算模块，用于根据所述旋转角度轨迹计算所述有髋关节移动轨迹；第一控制模块，用于保持所有脚的初始位置不变，同时根据所述髋关节移动轨迹将所述髋关节从髋关节初始位置移动到目标位置，所述所有脚的初始位置与所述髋关节的初始位置在同一条垂直线上，所述垂直线垂直于地面。
进一步地，所述第二控制单元包括：第二规划模块，用于使用旋转角多项式规划旋转角度轨迹；第二计算模块，用于根据所述旋转角度轨迹计算第一待移动脚的运动轨迹，所述第一待移动脚包括腹部下方右侧的前边腿、后边腿的脚，和腹部下方左侧的中间腿的脚；第二控制模块，用于保持第一髋关节所在的目标位置不变，同时根据所述第一待移动脚的运动轨迹将所述第一待移动脚从所述第一待移动脚的初始位置移动到第一位置处，所述第一位置与所述第一髋关节的目标位置在同一条垂直线上，所述垂直线垂直于地面，所述第一髋关节与所述第一待移动脚通过腿连接。
进一步地，所述第三控制单元包括：第三规划模块，用于使用旋转角多项式规划旋转角度轨迹；第三计算模块，用于根据所述旋转角度轨迹计算第二待移动脚的运动轨迹，所述第二待移动脚包括腹部下方左侧的前边腿、后边腿的脚，和腹部下方右侧的中间腿的脚；第三控制模块，用于保持第二髋关节所在目标位置不变，同时根据所述第二待移动脚的运动轨迹从所述第二待移动脚的初始位置将所述第二待移动脚移动到第二位置处，所述第二位置与所述第二髋关节的目标位置在同一条垂直线上，所述垂直线垂直于地面，所述第二髋关节与所述第二待移动脚通过腿连接。
进一步地，所述第一规划模块、第二规划模块、第三规划模块均包括：第一拟合子模块，用于对旋转角根据下列公式进行多项式拟合：theta(0)＝0,theta(T1)＝angle_step,dtheta(0)＝0,dtheta(T1)＝0；theta(t)为旋转角轨迹，T1为任一单个阶段持续时间，angle_step为旋转角度，dtheta(t)为角速度。
进一步地，所述第一控制单元包括：整体控制模块，用于控制所述机器人腹部下方的全部髋关节绕待转弯的圆心沿预设的运动轨迹进行旋转移动，或者，部分控制模块，用于控制所述机器人腹部下方的部分髋关节绕待转弯的圆心沿预设的运动轨迹进行旋转移动，其中，所述部分髋关节为待旋转的脚所在的腿连接的髋关节。
进一步地，所述第二控制单元或所述第三控制单元包括：第一计算子模块，用于根据公式z＝HW*sin(theta)计算所述第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚在运动空间中前后移动轨迹；其中，HW为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚与待转弯的圆心之间距离，z为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚在运动空间中前进方向上的位移，theta为旋转角；第二计算子模块，用于根据公式y＝HW*cos(theta)计算所述第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚在运动空间中侧向移动轨迹；其中，HW为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚到待转弯的圆心之间的距离，y为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚在运动空间中水平面上垂直于前进方向的侧向位移，theta为旋转角；第二拟合子模块，用于根据x(0)＝0,x(T2/2)＝H1,x(T2)＝0,dx(0)＝0,dx(T2/2)＝0,dx(T2)＝0多项式拟合计算所述第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚在运动空间中纵向移动轨迹，其中，dx为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚的移动速度，H1为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚距离地面的高度，x(t)为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚在运动空间中垂直于水平面的纵向位移,T2为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚移动的时间。
进一步地，所述第一计算模块包括：第三计算子模块，用于根据公式z’＝HW*sin(theta)计算所述髋关节在运动空间中前后移动轨迹；其中，HW为所有脚中的任意一只脚到待转弯的圆心之间的距离，theta为旋转角，z’为所述髋关节在运动空间中前进方向的位移；第四计算子模块，用于根据公式y’＝HW*cos(theta)计算所述髋关节在运动空间中侧向移动轨迹；其中，HW为所有脚中的任意一只脚到待转弯的圆心之间的距离，theta为旋转角，y’为所述髋关节在运动空间中水平面上垂直于前进方向的侧向位移；第三拟合子模块，用于根据公式x’(t)＝H2计算所述髋关节在运动空间中纵向移动轨迹；其中，H2为所述髋关节距离地面的高度，x’(t)为所述髋关节在运动空间中垂直于水平面的纵向位移。
根据本发明实施例的另一方面，提供了一种六足动物机器人，包括权利要求中任意一项所述的六足动物机器人的转弯控制装置。
根据本发明实施例的另一方面，提供了一种存储介质，所述存储介质上保存有程序，所述程序被运行时执行权利要求中任一项所述的六足动物机器人的转弯控制方法。
根据本发明实施例的另一方面，提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，所述程序被运行时执行权利要求中任一项所述的六足动物机器人的转弯控制方法。
根据发明实施例，控制所述机器人腹部下方的髋关节绕待转弯的圆心沿预设的运动轨迹进行旋转移动；控制所述机器人绕所述待转弯的圆心旋转移动腹部下方左侧的前边腿与后边腿的脚，同时旋转腹部下方右侧的中间腿的脚；控制所述机器人绕所述待转弯的圆心旋转移动腹部下方右侧的前边腿与后边腿的脚，同时旋转腹部下方左侧的中间腿的脚完成转弯。通过本发明解决了解决了六足哺乳动物机器人的机械臂的转弯运动问题，达到了更好模仿六足哺乳动物转弯的技术效果。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的六足动物机器人的转弯控制方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的六足动物机器人腿部的示意图；
图3是根据本发明实施例的六足动物机器人转弯时髋关节移动的轨迹图；
图4是根据本发明实施例的六足动物机器人转弯时一部分脚移动的轨迹图；
图5是是根据本发明实施例的六足动物机器人转弯时另一部分脚移动的轨迹图；
图6是根据本发明实施例的六足动物机器人转弯时旋转角度轨迹拟合图；
图7是根据本发明实施例的六足动物机器人的脚(也可以是踝)前后移动轨迹的拟合图；
图8是根据本发明实施例的六足动物机器人的脚(也可以是踝)侧向移动轨迹的拟合图
图9是根据本发明实施例的六足动物机器人的脚(也可以是踝)纵向移动轨迹的拟合图；
图10是根据本发明实施例的六足动物机器人的髋关节前后移动轨迹的拟合图；
图11是根据本发明实施例的六足动物机器人的髋关节侧向移动轨迹的拟合图；
图12是根据本发明实施例的六足动物机器人的转弯控制装置的示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明实施例提供了一种机器人转弯方法。图1是根据本发明实施例的一种六足动物机器人的转弯控制方法的流程图。图2是本实施例的一种六足动物机器人腿部的示意图，如图1和2所示，该方法包括步骤如下：
步骤S102，控制机器人腹部下方的髋关节1绕待转弯的圆心沿预设的运动轨迹进行旋转移动；髋关节1是机器人的腿与机器人腹部4相连接的活动关节；该活动关节可以做俯仰及横向滚动旋转的动作。在机器人行走时最先控制髋关节1向所要转弯的方向转动，其他关节保持不变。
步骤S104，控制机器人绕待转弯的圆心旋转移动腹部4下方左侧的前边腿与后边腿的脚，同时旋转腹部下方右侧的中间腿的脚3；脚指机器人腿跟地面接触的末端；该脚也可以是踝关节；脚移动的幅度与踝关节移动的幅度类似，并且脚的移动也可以根据待转的弯来确定，也可以根据髋关节的移动来确定。
步骤S106，控制机器人绕待转弯的圆心旋转移动腹部下方右侧的前边腿与后边腿的脚3，同时旋转腹部下方左侧的中间腿的脚3完成转弯；
上述过程中，也可以是先移动右侧的前边腿与后边腿的脚，同移动左侧中间腿的脚。根据待转弯的方向确定最优方案，最优方案是选择远离移动转弯方向一侧的前边脚与后边脚先移动，比如，机器人向前行走遇到顺时针转弯时，则最先移动的是左侧的前边脚和后边脚外加右侧的中间脚，机器人向前行走遇到需要逆时针转弯时，则最先移动的是右侧的前边脚和后边脚外加左侧的中间脚，以此保证机器人转动时的稳定，上述过程中机器人的腿也可以是6条以上，只要保证远离移动转弯方向一侧的前边脚与后边脚先移动就保持相对的稳定。
在上述步骤，如图2所示，图2是根据本发明实施例的六足动物机器人腿部的示意图，先朝预定方向移动髋关节1，再移动机器人腹部4一侧中前后两头的脚3外加另一侧中间的脚3，然后再移动其他剩下的脚3，这不同于现有技术中节肢动物的腿部运动，从而解决了解决了六足哺乳类机器人的机械臂的转弯运动问题，达到了更好模仿哺乳动物转弯的技术效果。
当机器人控制髋关节移动时，需要控制移动的幅度与方向，在一个可选的实施方式中，绕待转弯的圆心旋转移动机器人腹部下方的髋关节包括：
步骤S202，使用旋转角多项式规划旋转角度轨迹；
步骤S204，根据旋转角度轨迹计算有髋关节移动轨迹；
步骤S206，保持所有脚的初始位置不变，同时根据髋关节移动轨迹将髋关节从髋关节初始位置移动到目标位置，所有脚的初始位置与髋关节的初始位置在同一条垂直线上，垂直线垂直于地面。
下面举例对上述步骤进行说明，图3是根据本发明实施例的六足动物机器人转弯时髋关节移动的轨迹图，如图3所示，图中横轴代表机器人的前进方向，纵轴代表侧向位移，横纵轴单位均为米，标注6的“米”字代表前腿的髋关节所在位置移动的轨迹，标注5的“米”字代表中间腿的髋关节所在位置移动的轨迹，标注4的“米”字代表后腿的髋关节所在位置移动的轨迹；带圆圈的十字代表脚的位置。在图3中，待转的方向为逆时针，所有腿的髋关节一起向待转的方向移动，也就是按照计算的轨迹移动，髋关节的初始位置为图3中带圆圈的十字处，该初始位置也是每条腿对应脚的初始位置，在髋关节移动的过程中，脚的位置不变，依然保持初始位置。
通过上述实施方式，所有的髋关节一起先按照髋关节移动轨迹移动，脚保持原位置，将机器人移动的动作进行分解运动，保证了机器人移动的稳定性。
机器人在移动完髋关节后，移动一部分的脚，下面结合一个可选的实施例进行说明，控制机器人绕待转弯的圆心旋转移动腹部下方右侧的前边腿与后边腿的脚，同时旋转腹部下方左侧的中间腿的脚可以是：首先，使用旋转角多项式规划旋转角度轨迹；其次，根据旋转角度轨迹计算第一待移动脚的运动轨迹，第一待移动脚包括腹部下方右侧的前边腿、后边腿的脚，和腹部下方左侧的中间腿的脚；最后，保持第一髋关节所在的目标位置不变，同时根据第一待移动脚的运动轨迹将第一待移动脚从第一待移动脚的初始位置移动到第一位置处，第一位置与第一髋关节的目标位置在同一条垂直线上，垂直线垂直于地面，第一髋关节与第一待移动脚通过腿连接。
下面举例对上述步骤进行说明，图4是本发明实施例的机器人转弯时一部分脚移动的轨迹图。如图4所示，图中横轴代表机器人的前进方向，纵轴代表侧向位移，横纵轴单位均为米，标注6的“米”字代表前腿的髋关节所在位置，标注5的“米”字代表中间腿的髋关节所在位置，标注4的“米”字代表后腿的髋关节所在位置；带圆圈的十字代表脚的位置，没有带圆圈的十字代表脚所在位置的移动轨迹，在图4中，旋转方向为逆时针，图4中，左边的中间腿外加右边的前边腿和后后腿的脚同时移动，移动轨迹与髋关节的可以一致。
通过上述步骤保持髋关节的位置不变，先移动远离移动转弯方向一侧的前边脚与后边脚，可以仿哺乳动物的行走方式并且保持了机器人的移动时的稳定性。
在移动机器人的一部分的脚后，再移动剩下的脚，在一个可选的实施方式中，控制机器人绕待转弯的圆心旋转移动腹部下方左侧的前边腿与后边腿的脚，同时旋转腹部下方右侧的中间腿的脚可以是：首先，使用旋转角多项式规划旋转角度轨迹；其次，根据旋转角度轨迹计算第二待移动脚的运动轨迹，第二待移动脚包括腹部下方左侧的前边腿、后边腿的脚，和腹部下方右侧的中间腿的脚；最后，保持第二髋关节所在目标位置不变，同时根据第二待移动脚的运动轨迹从第二待移动脚的初始位置将第二待移动脚移动到第二位置处，第二位置与第二髋关节的目标位置在同一条垂直线上，垂直线垂直于地面，第二髋关节与第二待移动脚通过腿连接。
下面举例对上述步骤进行说明，图5是本发明实施例的机器人转弯时移动另一部分脚移动的轨迹图。如图5所示，图中横轴代表机器人的前进方向，纵轴代表侧向位移，横纵轴单位均为米，标注6的“米”字代表前腿的髋关节所在位置，标注5的“米”字代表中间腿的髋关节所在位置，标注4的“米”字代表后腿的髋关节所在位置；带圆圈的十字代表脚的位置，没有带圆圈的十字代表脚所在位置的移动轨迹，在图5中，旋转方向为逆时针，图5中，移动剩下的未移动的脚，包括右边的中间腿外加左边的前边腿和后后腿的脚，移动轨迹与髋关节的可以一致，移动的过程中其他的脚与所有的髋关节可以保持不变。
通过上述步骤保持移动过的一部分脚的位置与髋关节的位置不变，再移动剩下的脚脚，可以仿哺乳动物的行走方式并且保持了机器人的移动时的稳定性。
上述步骤中，使用旋转角多项式规划旋转角度轨迹可以通过matlab进行拟合，在一个可选的实施方式中，根据下列公式拟合theta(0)＝0,theta(T1)＝angle_step,dtheta(0)＝0,dtheta(T1)＝0；theta(t)为旋转角轨迹，T1为任一单个阶段持续时间，angle_step为旋转角度，dtheta(t)为角速度。
如图6所示，图6是根据本发明实施例的六足动物机器人转弯时旋转角度轨迹拟合图，纵轴代表旋转角，单位为弧度，横轴代表时间，单位为秒，随着时间的延长，机器人旋转的角度逐渐增长。
上述步骤中，需要根据旋转角度轨迹计算第一待移动或第二待移动脚的运动轨迹，再根据计算后的脚的运动轨迹再控制移动脚，在一个可选的实施方式中，计算脚的运动轨迹分为三个方向分别进行计算，如下：
第一个方向的计算是计算脚在运动空间中前后移动轨迹；根据公式z＝HW*sin(theta)计算第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚在运动空间中前后移动轨迹；其中，HW为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚与待转弯的圆心之间距离，z为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚在运动空间中前进方向上的位移，theta为旋转角；
第二个方向的计算是计算脚在运动空间中侧向移动轨迹；根据公式y＝HW*cos(theta)计算第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚在运动空间中侧向移动轨迹；其中，HW为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚到待转弯的圆心之间的距离，y为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚在运动空间中水平面上垂直于前进方向的侧向位移，theta为旋转角；
第三个方向的计算是计算脚在运动空间中纵向移动轨迹，采用多项式拟合计算第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚在运动空间中纵向移动轨迹，具体根据x(0)＝0,x(T2/2)＝H1,x(T2)＝0,dx(0)＝0,dx(T2/2)＝0,dx(T2)＝0进行拟合，其中，dx为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚的移动速度，H1为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚距离地面的高度，x(t)为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚在运动空间中垂直于水平面的纵向位移,T2为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚移动的时间。
如图7所示，图7是六足动物机器人的脚(也可以是踝)前后移动轨迹的拟合图，纵轴代表位移，单位为米，横轴代表时间，单位为秒，图7显示了脚沿前进方向上随着时间的运动轨迹。如图8所示，图8是六足动物机器人的脚(也可以是踝)侧向移动轨迹的拟合图，纵轴代表位移，单位为米，横轴代表时间，单位为秒。图8显示了脚沿前进方向上随着时间的运动轨迹。机器人的脚在转弯过程中，随着时间的延长，侧向及前后向(也就是脚的前进方向，因为是转弯的前进)的位移均增加。
如图9所示，图9是六足机器人的脚(也可以是踝)纵向移动轨迹的拟合图，纵轴代表位移，单位为米，横轴代表时间，单位为秒，图9显示了机器人的脚在纵向上的移动是随着时间延续位移先增大又减小，对应着机器人的脚抬起又落下的过程。
通过上述步骤准确的计算出机器人脚的运动轨迹。
上述步骤中，需要根据旋转角度轨迹计算髋关节移动轨迹，再根据计算后的髋关节移动轨迹来移动髋关节，在一个可选的实施方式中，髋关节移动轨迹分为三个方向分别计算：
第一个方向是计算髋关节在运动空间中前后移动轨迹：根据公式z’＝HW*sin(theta)计算髋关节在运动空间中前后移动轨迹；其中，HW为所有脚中的任意一只脚到待转弯的圆心之间的距离，theta为旋转角，z’为髋关节在运动空间中前进方向的位移；
第二个方向是计算髋关节在运动空间中侧向移动轨迹；根据公式y’＝HW*cos(theta)计算髋关节在运动空间中侧向移动轨迹；其中，HW为所有脚中的任意一只脚到待转弯的圆心之间的距离，theta为旋转角，y’为髋关节在运动空间中水平面上垂直于前进方向的侧向位移；
第三个方向是计算髋关节在运动空间中纵向移动轨迹，根据公式x’(t)＝H2计算髋关节在运动空间中纵向移动轨迹；其中，H2为髋关节距离地面的高度，x’(t)为髋关节在运动空间中垂直于水平面的纵向位移。
如图10所示，图10是六足动物机器人的髋关节前后移动轨迹的拟合图，纵轴代表位移，单位为米，横轴代表时间，单位为秒，图10显示了六足动物机器人的髋关节沿前进方向上随着时间的运动轨迹。如图11所示，图11是六足动物机器人的髋关节侧向移动轨迹的拟合图，纵轴代表位移，单位为米，横轴代表时间，单位为秒。图7显示了六足动物机器人的髋关节沿前进方向上随着时间的运动轨迹。机器人在转弯过程中，髋关节随着时间的延长，髋关节的侧向及前后向(也就是机器人的前进方向，因为是转弯的前进)的位移均增加。
通过上述步骤准确的计算出机器人髋关节的运动轨迹。
当控制机器人腹部下方的髋关节绕待转弯的圆心沿预设的运动轨迹进行旋转移动时，髋关节可以先是全部的髋关节同时进行移动，再移动待移动的脚，也可以先是移动与待移动脚相对应的髋关节，再移动脚，即，控制机器人腹部下方的全部髋关节绕待转弯的圆心沿预设的运动轨迹进行旋转移动，或者，控制机器人腹部下方的部分髋关节绕待转弯的圆心沿预设的运动轨迹进行旋转移动，其中，部分髋关节为待移动的脚所在的腿连接的髋关节。
下面用一个可选的实施例举例进行说明：
哺乳动物机器人的转弯步骤规划：1)绕中心(可以指待转弯的圆心也可以指机器人的几何中心)扭动髋关节2)绕中心旋转一部分腿的末端(可以是脚，也可以是踝)3)绕中心旋转剩余其他腿的末端。
在上述步骤中六足类哺乳动物机器人移动轨迹的规划是：
用多项式方法规划旋转角度轨迹；
根据角度轨迹计算髋关节轨迹；
根据角度轨迹计算踝关节轨迹。
上述步骤中机器人的腿也可以是6条以上，活动的顺序选择保证活动时身体的稳定的顺序。
本发明实施例还提供了一种六足动物机器人的转弯控制装置。该装置可以控制单元实现其功能。需要说明的是，本发明实施例的一种六足动物机器人的转弯控制装置可以用于执行本发明实施例所提供的一种六足动物机器人的转弯控制方法，本发明实施例的一种六足动物机器人的转弯控制方法也可以通过本发明实施例所提供的一种六足动物机器人的转弯控制装置来执行。
图12是根据本发明实施例的一种六足动物机器人的转弯控制装置的示意图。如图12所示，一种六足动物机器人的转弯控制装置包括：
第一控制单元122，用于控制机器人腹部下方的髋关节绕待转弯的圆心沿预设的运动轨迹进行旋转移动；
第二控制单元124，用于控制机器人绕待转弯的圆心旋转移动腹部下方左侧的前边腿与后边腿的脚，同时旋转腹部下方右侧的中间腿的脚；
第三控制单元126，用于控制机器人绕待转弯的圆心旋转移动腹部下方右侧的前边腿与后边腿的脚，同时旋转腹部下方左侧的中间腿的脚完成转弯。
在一个可选的实施方式中，第一控制单元包括：
第一规划模块，用于使用旋转角多项式规划旋转角度轨迹；
第一计算模块，用于根据旋转角度轨迹计算有髋关节移动轨迹；
第一控制模块，用于保持所有脚的初始位置不变，同时根据髋关节移动轨迹将髋关节从髋关节初始位置移动到目标位置，所有脚的初始位置与髋关节的初始位置在同一条垂直线上，垂直线垂直于地面。
在一个可选的实施方式中，第二控制单元包括：
第二规划模块，用于使用旋转角多项式规划旋转角度轨迹；
第二计算模块，用于根据旋转角度轨迹计算第一待移动脚的运动轨迹，第一待移动脚包括腹部下方右侧的前边腿、后边腿的脚，和腹部下方左侧的中间腿的脚；
第二控制模块，用于保持第一髋关节所在的目标位置不变，同时根据第一待移动脚的运动轨迹将第一待移动脚从第一待移动脚的初始位置移动到第一位置处，第一位置与第一髋关节的目标位置在同一条垂直线上，垂直线垂直于地面，第一髋关节与第一待移动脚通过腿连接。
在一个可选的实施方式中，第三控制单元包括：
第三规划模块，用于使用旋转角多项式规划旋转角度轨迹；
第三计算模块，用于根据旋转角度轨迹计算第二待移动脚的运动轨迹，第二待移动脚包括腹部下方左侧的前边腿、后边腿的脚，和腹部下方右侧的中间腿的脚；
第三控制模块，用于保持第二髋关节所在目标位置不变，同时根据第二待移动脚的运动轨迹从第二待移动脚的初始位置将第二待移动脚移动到第二位置处，第二位置与第二髋关节的目标位置在同一条垂直线上，垂直线垂直于地面，第二髋关节与第二待移动脚通过腿连接。
在一个可选的实施方式中，第一规划模块、第二规划模块、第三规划模块均包括：
第一拟合子模块，用于对旋转角根据下列公式进行多项式拟合：theta(0)＝0,theta(T1)＝angle_step,dtheta(0)＝0,dtheta(T1)＝0；theta(t)为旋转角轨迹，T1为任一单个阶段持续时间，angle_step为旋转角度，dtheta(t)为角速度。
在一个可选的实施方式中，第一控制单元包括：
整体控制模块，用于控制机器人腹部下方的全部髋关节绕待转弯的圆心沿预设的运动轨迹进行旋转移动，或者，
部分控制模块，用于控制机器人腹部下方的部分髋关节绕待转弯的圆心沿预设的运动轨迹进行旋转移动，其中，部分髋关节为与待移动的脚所在的腿相连接的髋关节。
在一个可选的实施方式中，第二控制单元或第三控制单元包括：
第一计算子模块，用于根据公式z＝HW*sin(theta)计算第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚在运动空间中前后移动轨迹；其中，HW为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚与待转弯的圆心之间距离，z为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚在运动空间中前进方向上的位移，theta为旋转角；
第二计算子模块，用于根据公式y＝HW*cos(theta)计算第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚在运动空间中侧向移动轨迹；其中，HW为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚到待转弯的圆心之间的距离，y为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚在运动空间中水平面上垂直于前进方向的侧向位移，theta为旋转角；
第二拟合子模块，用于根据x(0)＝0,x(T2/2)＝H1,x(T2)＝0,dx(0)＝0,dx(T2/2)＝0,dx(T2)＝0多项式拟合计算第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚在运动空间中纵向移动轨迹，其中，dx为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚的移动速度，H1为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚距离地面的高度，x(t)为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚在运动空间中垂直于水平面的纵向位移,T2为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚移动的时间。
在一个可选的实施方式中，第一计算模块包括：
第三计算子模块，用于根据公式z’＝HW*sin(theta)计算髋关节在运动空间中前后移动轨迹；其中，HW为所有脚中的任意一只脚到待转弯的圆心之间的距离，theta为旋转角，z’为髋关节在运动空间中前进方向的位移；
第四计算子模块，用于根据公式y’＝HW*cos(theta)计算髋关节在运动空间中侧向移动轨迹；其中，HW为所有脚中的任意一只脚到待转弯的圆心之间的距离，theta为旋转角，y’为髋关节在运动空间中水平面上垂直于前进方向的侧向位移；
第三拟合子模块，用于根据公式x’(t)＝H2计算髋关节在运动空间中纵向移动轨迹；其中，H2为髋关节距离地面的高度，x’(t)为髋关节在运动空间中垂直于水平面的纵向位移。
上述一种机器人转弯装置实施例是与一种机器人转弯方法相对应的，所以对于有益效果不再赘述。通过上述实施例的分析描述，相对于传统的业务系统的健康度(每个子业务对应的服务进程运行状态)检测来说，上述实施例中的部分可选实施方式有以下技术上的效果：
通过六足类哺乳动物机器人的转弯的规划解决了六足哺乳类机器人的机械臂的转弯运动问题，达到了更好模仿哺乳动物转弯的技术效果。
本发明实施例还提供了一种六足动物机器人，包括上述六足动物机器人的转弯控制装置中任意一项装置。
本发明实施例还提供了一种存储介质，存储介质上保存有程序，程序被运行时执行六足动物机器人的转弯控制方法任一项方法。
本发明实施例还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，程序被运行时执行六足动物机器人的转弯控制方法中任一项方法。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
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的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，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信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
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，在本发明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，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、移动终端、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (19)
1.一种六足动物机器人的转弯控制方法，其特征在于，包括：
控制所述机器人腹部下方的髋关节绕待转弯的圆心沿预设的运动轨迹进行旋转移动；
控制所述机器人绕所述待转弯的圆心旋转移动腹部下方左侧的前边腿与后边腿的脚，同时旋转腹部下方右侧的中间腿的脚；
控制所述机器人绕所述待转弯的圆心旋转移动腹部下方右侧的前边腿与后边腿的脚，同时旋转腹部下方左侧的中间腿的脚完成转弯。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制所述机器人腹部下方的髋关节绕待转弯的圆心沿预设的运动轨迹进行旋转移动包括：
使用旋转角多项式规划旋转角度轨迹；
根据所述旋转角度轨迹计算所述有髋关节移动轨迹；
保持所有脚的初始位置不变，同时根据所述髋关节移动轨迹将所述髋关节从髋关节初始位置移动到目标位置，所述所有脚的初始位置与所述髋关节的初始位置在同一条垂直线上，所述垂直线垂直于地面。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制所述机器人绕所述待转弯的圆心旋转移动腹部下方右侧的前边腿与后边腿的脚，同时旋转腹部下方左侧的中间腿的脚包括：
使用旋转角多项式规划旋转角度轨迹；
根据所述旋转角度轨迹计算第一待移动脚的运动轨迹，所述第一待移动脚包括腹部下方右侧的前边腿、后边腿的脚，和腹部下方左侧的中间腿的脚；
保持第一髋关节所在的目标位置不变，同时根据所述第一待移动脚的运动轨迹将所述第一待移动脚从所述第一待移动脚的初始位置移动到第一位置处，所述第一位置与所述第一髋关节的目标位置在同一条垂直线上，所述垂直线垂直于地面，所述第一髋关节与所述第一待移动脚通过腿连接。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制所述机器人绕所述待转弯的圆心旋转移动腹部下方左侧的前边腿与后边腿的脚，同时旋转腹部下方右侧的中间腿的脚包括：
使用旋转角多项式规划旋转角度轨迹；
根据所述旋转角度轨迹计算第二待移动脚的运动轨迹，所述第二待移动脚包括腹部下方左侧的前边腿、后边腿的脚，和腹部下方右侧的中间腿的脚；
保持第二髋关节所在目标位置不变，同时根据所述第二待移动脚的运动轨迹从所述第二待移动脚的初始位置将所述第二待移动脚移动到第二位置处，所述第二位置与所述第二髋关节的目标位置在同一条垂直线上，所述垂直线垂直于地面，所述第二髋关节与所述第二待移动脚通过腿连接。
5.根据权利要求2-4任意一项所述的方法，其特征在于，使用旋转角多项式规划旋转角度轨迹包括：
对旋转角进行多项式拟合，具体根据下列公式拟合：theta(0)＝0,theta(T1)＝angle_step,dtheta(0)＝0,dtheta(T1)＝0；theta(t)为旋转角轨迹，T1为任一单个阶段持续时间，angle_step为旋转角度，dtheta(t)为角速度。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制所述机器人腹部下方的髋关节绕待转弯的圆心沿预设的运动轨迹进行旋转移动包括：
控制所述机器人腹部下方的全部髋关节绕待转弯的圆心沿预设的运动轨迹进行旋转移动，或者，控制所述机器人腹部下方的部分髋关节绕待转弯的圆心沿预设的运动轨迹进行旋转移动，其中，所述部分髋关节为与待移动的脚所在的腿相连接的髋关节。
7.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，根据所述旋转角度轨迹计算第一待移动或第二待移动脚的运动轨迹包括：
根据公式z＝HW*sin(theta)计算所述第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚在运动空间中前后移动轨迹；其中，HW为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚与待转弯的圆心之间距离，z为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚在运动空间中前进方向上的位移，theta为旋转角；
根据公式y＝HW*cos(theta)计算所述第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚在运动空间中侧向移动轨迹；其中，HW为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚到待转弯的圆心之间的距离，y为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚在运动空间中水平面上垂直于前进方向的侧向位移，theta为旋转角；
采用多项式拟合计算所述第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚在运动空间中纵向移动轨迹，具体根据x(0)＝0,x(T2/2)＝H1,x(T2)＝0,dx(0)＝0,dx(T2/2)＝0,dx(T2)＝0进行拟合，其中，dx为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚的移动速度，H1为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚距离地面的高度，x(t)为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚在运动空间中垂直于水平面的纵向位移,T2为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚移动的时间。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述旋转角度轨迹计算所述髋关节移动轨迹包括：
根据公式z’＝HW*sin(theta)计算所述髋关节在运动空间中前后移动轨迹；其中，HW为所有脚中的任意一只脚到待转弯的圆心之间的距离，theta为旋转角，z’为所述髋关节在运动空间中前进方向的位移；
根据公式y’＝HW*cos(theta)计算所述髋关节在运动空间中侧向移动轨迹；其中，HW为所有脚中的任意一只脚到待转弯的圆心之间的距离，theta为旋转角，y’为所述髋关节在运动空间中水平面上垂直于前进方向的侧向位移；
根据公式x’(t)＝H2计算所述髋关节在运动空间中纵向移动轨迹；其中，H2为所述髋关节距离地面的高度，x’(t)为所述髋关节在运动空间中垂直于水平面的纵向位移。
9.一种六足动物机器人的转弯控制装置，其特征在于，包括：
第一控制单元，用于控制所述机器人腹部下方的髋关节绕待转弯的圆心沿预设的运动轨迹进行旋转移动；
第二控制单元，用于控制所述机器人绕所述待转弯的圆心旋转移动腹部下方左侧的前边腿与后边腿的脚，同时旋转腹部下方右侧的中间腿的脚；
第三控制单元，用于控制所述机器人绕所述待转弯的圆心旋转移动腹部下方右侧的前边腿与后边腿的脚，同时旋转腹部下方左侧的中间腿的脚完成转弯。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第一控制单元包括：
第一规划模块，用于使用旋转角多项式规划旋转角度轨迹；
第一计算模块，用于根据所述旋转角度轨迹计算所述有髋关节移动轨迹；
第一控制模块，用于保持所有脚的初始位置不变，同时根据所述髋关节移动轨迹将所述髋关节从髋关节初始位置移动到目标位置，所述所有脚的初始位置与所述髋关节的初始位置在同一条垂直线上，所述垂直线垂直于地面。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二控制单元包括：
第二规划模块，用于使用旋转角多项式规划旋转角度轨迹；
第二计算模块，用于根据所述旋转角度轨迹计算第一待移动脚的运动轨迹，所述第一待移动脚包括腹部下方右侧的前边腿、后边腿的脚，和腹部下方左侧的中间腿的脚；
第二控制模块，用于保持第一髋关节所在的目标位置不变，同时根据所述第一待移动脚的运动轨迹将所述第一待移动脚从所述第一待移动脚的初始位置移动到第一位置处，所述第一位置与所述第一髋关节的目标位置在同一条垂直线上，所述垂直线垂直于地面，所述第一髋关节与所述第一待移动脚通过腿连接。
12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第三控制单元包括：
第三规划模块，用于使用旋转角多项式规划旋转角度轨迹；
第三计算模块，用于根据所述旋转角度轨迹计算第二待移动脚的运动轨迹，所述第二待移动脚包括腹部下方左侧的前边腿、后边腿的脚，和腹部下方右侧的中间腿的脚；
第三控制模块，用于保持第二髋关节所在目标位置不变，同时根据所述第二待移动脚的运动轨迹从所述第二待移动脚的初始位置将所述第二待移动脚移动到第二位置处，所述第二位置与所述第二髋关节的目标位置在同一条垂直线上，所述垂直线垂直于地面，所述第二髋关节与所述第二待移动脚通过腿连接。
13.根据权利要求10-12任意一项所述的装置，其特征在于，所述第一规划模块、第二规划模块、第三规划模块均包括：
第一拟合子模块，用于对旋转角根据下列公式进行多项式拟合：theta(0)＝0,theta(T1)＝angle_step,dtheta(0)＝0,dtheta(T1)＝0；theta(t)为旋转角轨迹，T1为任一单个阶段持续时间，angle_step为旋转角度，dtheta(t)为角速度。
14.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第一控制单元包括：
整体控制模块，用于控制所述机器人腹部下方的全部髋关节绕待转弯的圆心沿预设的运动轨迹进行旋转移动，或者，
部分控制模块，用于控制所述机器人腹部下方的部分髋关节绕待转弯的圆心沿预设的运动轨迹进行旋转移动，其中，所述部分髋关节为与待移动的脚所在的腿相连接的髋关节。
15.根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述第二控制单元或所述第三控制单元包括：
第一计算子模块，用于根据公式z＝HW*sin(theta)计算所述第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚在运动空间中前后移动轨迹；其中，HW为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚与待转弯的圆心之间距离，z为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚在运动空间中前进方向上的位移，theta为旋转角；
第二计算子模块，用于根据公式y＝HW*cos(theta)计算所述第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚在运动空间中侧向移动轨迹；其中，HW为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚到待转弯的圆心之间的距离，y为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚在运动空间中水平面上垂直于前进方向的侧向位移，theta为旋转角；
第二拟合子模块，用于根据x(0)＝0,x(T2/2)＝H1,x(T2)＝0,dx(0)＝0,dx(T2/2)＝0,dx(T2)＝0多项式拟合计算所述第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚在运动空间中纵向移动轨迹，其中，dx为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚的移动速度，H1为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚距离地面的高度，x(t)为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚在运动空间中垂直于水平面的纵向位移,T2为第一待移动脚或第二待移动脚中的每只脚移动的时间。
16.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第一计算模块包括：
第三计算子模块，用于根据公式z’＝HW*sin(theta)计算所述髋关节在运动空间中前后移动轨迹；其中，HW为所有脚中的任意一只脚到待转弯的圆心之间的距离，theta为旋转角，z’为所述髋关节在运动空间中前进方向的位移；
第四计算子模块，用于根据公式y’＝HW*cos(theta)计算所述髋关节在运动空间中侧向移动轨迹；其中，HW为所有脚中的任意一只脚到待转弯的圆心之间的距离，theta为旋转角，y’为所述髋关节在运动空间中水平面上垂直于前进方向的侧向位移；
第三拟合子模块，用于根据公式x’(t)＝H2计算所述髋关节在运动空间中纵向移动轨迹；其中，H2为所述髋关节距离地面的高度，x’(t)为所述髋关节在运动空间中垂直于水平面的纵向位移。
17.一种六足动物机器人，其特征在于，包括权利要求9至16中任意一项所述的转弯控制装置。
18.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上保存有程序，所述程序被运行时执行权利要求1至8中任一项所述的方法。
19.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，所述程序被运行时执行权利要求1至8中任一项所述的方法。
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|---|---|---|---|---|
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| KR100811530B1 (ko) * | 2006-12-04 | 2008-03-10 | 건국대학교 산학협력단 | 압전작동기를 사용한 6족 이동 로봇 |
| CA2746225A1 (en) * | 2010-07-13 | 2012-01-13 | Thales | Hexapod actuator device |
| CN102689659A (zh) * | 2011-03-21 | 2012-09-26 | 洪浛檩 | 一种三舵机六足机器人精确定位的步态 |
| WO2013105849A1 (en) * | 2012-01-10 | 2013-07-18 | Wittyworx Llp | Actuated hexapod platform |
| CN104192221A (zh) * | 2014-09-26 | 2014-12-10 | 哈尔滨工业大学 | 一种电驱动六足机器人运动控制系统及方法 |
| CN105773618A (zh) * | 2016-04-21 | 2016-07-20 | 奇弩（北京）科技有限公司 | 一种六足机器人行走的实现方法 |
| CN105857432A (zh) * | 2016-04-05 | 2016-08-17 | 赵德朝 | 一种六足机器人及足部控制方法和步态控制方法 |
| CN205675128U (zh) * | 2016-06-22 | 2016-11-09 | 浙江机电职业技术学院 | 一种六足仿生机器人 |
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Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1338357A (zh) * | 2001-10-08 | 2002-03-06 | 上海交通大学 | 微型六足仿生机器人 |
| KR100811530B1 (ko) * | 2006-12-04 | 2008-03-10 | 건국대학교 산학협력단 | 압전작동기를 사용한 6족 이동 로봇 |
| CA2746225A1 (en) * | 2010-07-13 | 2012-01-13 | Thales | Hexapod actuator device |
| CN102689659A (zh) * | 2011-03-21 | 2012-09-26 | 洪浛檩 | 一种三舵机六足机器人精确定位的步态 |
| WO2013105849A1 (en) * | 2012-01-10 | 2013-07-18 | Wittyworx Llp | Actuated hexapod platform |
| CN104192221A (zh) * | 2014-09-26 | 2014-12-10 | 哈尔滨工业大学 | 一种电驱动六足机器人运动控制系统及方法 |
| CN105857432A (zh) * | 2016-04-05 | 2016-08-17 | 赵德朝 | 一种六足机器人及足部控制方法和步态控制方法 |
| CN105773618A (zh) * | 2016-04-21 | 2016-07-20 | 奇弩（北京）科技有限公司 | 一种六足机器人行走的实现方法 |
| CN205675128U (zh) * | 2016-06-22 | 2016-11-09 | 浙江机电职业技术学院 | 一种六足仿生机器人 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 陈刚: "六足步行机器人位姿控制及步态规划研究", 《中国博士学位论文全文数据库信息科技辑（月刊）》 * |
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