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公开(公告)号：CN115061370B
公开(公告)日：2025-01-07
申请号：CN202210638409.0
申请日：2022-06-07
Applicant: 中国北方车辆研究所
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明属于机器人运动控制技术领域，具体涉及一种行为驱动的四足机器人伺服层细粒度演进优化模型，包括：结合机器人的雅克比动力学，对足底力进行在线估计；采用反向史密斯触发器对支撑与摆动行为进行在线判别和控制通道的行为切换；基于切换结果，针对摆动行为控制通道采用位置+速度，实现对期望关节位置与力指令的跟踪；针对支撑行为控制通道采用位置+速度+力前馈，实现对期望关节位置与力指令的跟踪；采用自抗扰ADRC控制器对系统扰动在线估计，并对通道控制参数进行细粒度优化。该方案能提升四足机器人在未知环境下足地接触的可靠性以及力控制的鲁棒性。
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公开(公告)号：CN115042174B
公开(公告)日：2024-08-30
申请号：CN202210637668.1
申请日：2022-06-07
Applicant: 中国北方车辆研究所
Abstract: 本发明属于机器人运动控制技术领域，具体涉及一种分层驱动的自主无人系统类人控制架构。本发明首先通过“大脑层”产生粗粒度的行为驱动控制命令其主要是控制无人平台本体质心位置、速度和姿态的粗粒度指令；“中枢层”通过接收上述粗粒度指令后结合无人平台模型产生细粒度的虚拟直觉控制，以虚拟力和虚拟扭矩完成对平台本体对粗粒度行为命令的跟随，并将该虚拟控制量向物理执行单元进行分配产生其细粒度的期望控制量；最终，“末梢层”通过驱动无人平台执行器单元对细粒度控制量的反馈闭环跟踪，面向典型的执行器单元采用多通道耦合控制方法达到伺服驱动的目的，最终将复杂的无人平台整体控制简化为分层驱动控制。
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公开(公告)号：CN115167389B
公开(公告)日：2024-07-19
申请号：CN202210638408.6
申请日：2022-06-07
Applicant: 中国北方车辆研究所
IPC: G05D1/43 , G05D1/633 , G05D1/644 , G05D1/648 , G05D109/12
Abstract: 本发明属于机器人运动控制技术领域，具体涉及一种行为驱动的四足机器人中枢层细粒度演进优化模型。所述四足机器人中枢层细粒度演进优化模型采用多模态切换控制的策略，其原理是将实际环境中的地形划分归类为台阶与斜坡两大类，针对台阶地形和斜坡地形分别采用不同的细粒度摆动轨迹规划；通过本体运动学和IMU等感知数据实现对台阶和斜坡两类典型地形的快速判别，进一步基于模态判别结果对细粒度摆动行为进行在线演进优化，提高整体地形的通过能力，并提升四足机器人在“全自主”任务下的复杂地形自适应通过能力。
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公开(公告)号：CN114578836B
公开(公告)日：2024-06-25
申请号：CN202210127357.0
申请日：2022-02-11
Applicant: 中国北方车辆研究所
Inventor： 许鹏 , 苏波 , 江磊 , 姚其昌 , 党睿娜 , 许威 , 蒋云峰 , 王志瑞 , 慕林栋 , 梁振杰 , 汪建兵 , 邢伯阳 , 刘宇飞 , 郭亮 , 邱天奇 , 赵建新 , 邓秦丹 , 闫瞳 , 侯茂新 , 杨超宁
IPC: G05D1/49 , G05D109/12
Abstract: 本发明提出一种双轮足机器人跳跃控制方法，用于解决由于复杂建模方式所导致的双轮足机器人跳跃控制方式复杂的问题。本发明以虚拟腿为研究对象建立双轮足简化动力学模型，将其作为控制的模型基础，通过控制轮子的驱动力矩，实现机器人可变虚拟腿长度下的平衡控制；设计虚拟腿足的z方向运动轨迹，通过腿部逆运动学计算关系，由计算得到的虚拟腿足运动轨迹得到每个支撑腿的足运动轨迹，再计算每个关节的角度，进而通过控制关节角度实现弹跳控制；计算沿驱动轮前进方向的水平弹跳作用力补偿，用于平衡弹跳时由于驱动轮与地面的冲击产生的x方向的扰动，与平衡控制共同作用，实现双轮足机器人跳跃稳定控制，该方法简单易实现，且控制效果好。
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公开(公告)号：CN114021376B
公开(公告)日：2024-04-09
申请号：CN202111364706.2
申请日：2021-11-17
Applicant: 中国北方车辆研究所 , 智能移动机器人(中山)研究院
IPC: G06F30/20 , G06F119/14
Abstract: 本发明提出一种四足机器人地形坡度估计方法，主要步骤包括单腿运动学解算，姿态解算坐标系转换，TD状态缓存。最小二乘平面拟合和ARMA模型回归预测。本发明基于ARMA模型，引入地形类型先验知识实现对坡面角度拟合数据的滤波、预测与估计，面向四足机器人常用Trot步态仅有两腿支撑的特点，以历史足地接触信号为触发采集足端运动学数据与机载惯性传感器测量姿态，从而获取四个离散点数据并进一步采用最小二乘法进行拟合坡面角度，能够提高拟合结果的平滑性能。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN116679735A
公开(公告)日：2023-09-01
申请号：CN202310420831.3
申请日：2023-04-19
Applicant: 中国北方车辆研究所
Inventor： 苏波 , 江磊 , 赵建新 , 邢伯阳 , 梁振杰 , 闫曈 , 蒋云峰 , 刘宇飞 , 王志瑞 , 邱天奇 , 许鹏 , 汪建兵 , 田翀 , 姚其昌 , 许威 , 李宇峰 , 邓秦丹 , 郭亮
IPC: G05D1/08
Abstract: 本发明属于自动控制技术领域，具体涉及一种基于神经网络的仿生机器人驱动系统参数辨识方法，采用的是基于神经网络的方法进行参数辨识，可实现不同运动下的参数辨识，相比于传统的驱动系统的建模及参数辨识方法更加精确且适应性更强。其特征是在于使用机器人关节驱动系统的本体及外部传感器采集驱动系统状态数据，从而建立一个驱动系统的训练样本集，并训练得出驱动系统的关键参数。本发明考虑电机及连杆输出的摩擦，以及减速器的摩擦，并将其引入关节驱动系统的建模中，提升了模型精度，并利用神经网络辨识得出加权系数，作为参数辨识结果。
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公开(公告)号：CN113934208B
公开(公告)日：2023-08-04
申请号：CN202111074849.X
申请日：2021-09-14
Applicant: 中国北方车辆研究所
Inventor： 苏波 , 闫曈 , 许威 , 江磊 , 党睿娜 , 汪建兵 , 邓秦丹 , 郭亮 , 姚其昌 , 蒋云峰 , 刘宇飞 , 邢伯阳 , 王志瑞 , 慕林栋 , 梁振杰 , 赵建新 , 许鹏 , 邱天奇
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开了一种被动轮式四足机器人轮滑步态控制方法，属于机器人运动控制技术领域。该方法针对四足机器人轮滑运动建立了足端单腿蹬地运动轨迹规划，针对单腿蹬地过程中保持整机稳定性提出了对称腿质心平衡法，同时建立了四足机器人轮滑运动各腿相位时序。本发明通过建立四足轮滑机器人对称腿质心平衡方程实现了四足轮滑机器人蹬地运动时机身的稳定，实现了四足机器人被动轮轮滑运动。
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公开(公告)号：CN113467247B
公开(公告)日：2023-06-30
申请号：CN202110826743.4
申请日：2021-07-21
Applicant: 中国北方车辆研究所 , 智能移动机器人(中山)研究院
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提出一种联邦扩张状态观测器设计方法，该方法基于测量值与系统状态阶次构建联邦ESO，对于具有对应各阶系统状态的n个不同观测值，构建n个子ESO，并采用一个主ESO完成对各子ESO局部状态估计结果的全局融合，在主ESO完成融合后将全局系统状态返回给各子ESO，对局部状态估计进行二次修正。本发明以传统扩张状态观测理论为核心构建子ESO，同时引入联邦滤波框架，在保留基于带宽整定方法快速、便捷确定观测器增益的同时，引入多源传感器数据对同一系统状态进行修正，从而提升ESO对高阶系统状态与扰动的估计精度。
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公开(公告)号：CN115056882A
公开(公告)日：2022-09-16
申请号：CN202210448946.9
申请日：2022-04-26
Applicant: 中国北方车辆研究所
IPC: B62D57/032 , B60K17/04 , B60L50/00
Abstract: 本发明涉及一种三自由度仿生腿足结构及应用其的四足机器人，三自由度仿生腿足结构包括大腿总装、小腿总装、前摆关节电机和髋部外展关节电机，主要利用传动机构将膝关节电机也集成在机器人的髋部位置，以减少腿部总成运动时产生的转动惯量，提高机器人机动性能。现有技术中最为常用的就是利用平行四边形或反平行四边形机构传递膝关节电机驱动小腿的动力，而带传动比起多连杆传动具有质量轻、转动惯量小、无死点、传动比稳定、噪音低、可靠性高、对材料没有刚度要求等优点，且同步带具有一定吸振减震和抗冲击的能力，因此带传动可以大大减小对关节电机的性能要求和使用负担，提高机器人整机可靠性能。
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公开(公告)号：CN113390411B
公开(公告)日：2022-08-09
申请号：CN202110647041.X
申请日：2021-06-10
Applicant: 中国北方车辆研究所 , 智能移动机器人(中山)研究院
Abstract: 本发明涉及一种基于变构型感知装置的足式机器人导航及定位方法，属于足式机器人技术领域。本发明通过设计可变的多传感外参标定、基于激光数据的全局地图构建与定位、基于变构型标定的局部及全局稠密地图构建、基于全局定位的路径导航流程，提出了一种基于变构型感知装置的足式机器人导航及定位方法，解决了足式机器人在未知地形无法完成全局及局部地图不同视角切换的问题，增强了足式机器人感知系统的鲁棒性。
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