一种仿人机器人身体姿态角度实时估计方法

摘要

本发明公开了一种仿人机器人身体姿态角度实时估计方法，该方法首先建立机器人姿态的运动学模型；然后根据机器人姿态的运动学模型，建立带噪声的线性离散随机系统模型，利用卡尔曼滤波的相应方法，基于三轴加速度计的加速度数据，三轴陀螺仪的角速度数据和六维力/力矩传感器三维力数据估计机器人的姿态状态，再根据估计的机器人姿态信息，得到机器人实际的姿态角度，从而矫正机器人当前的姿态；本方法克服了角速度积分的漂移以及传统线性化方法测量范围较小的缺陷，实现了仿人机器人姿态实时准确的估计。

主权项

一种仿人机器人身体姿态角度实时估计方法，仿人机器人姿态估计系统包括三轴陀螺仪、三轴加速度计、kalman滤波器和两个六维力/力矩传感器，其中，三轴陀螺仪、三轴加速度计、和两个六维力/力矩传感器分别与kalman滤波器相连；其特征在于，该方法包括以下几个步骤：（1）安装六维力/力矩传感器及三轴陀螺仪和三轴加速度计；其中，两个六维力/力矩传感器分别安装在机器人的两个踝关节上，三轴加速度计和三轴陀螺仪安装在机器人的髋部中心点；（2）建立机器人姿态的运动学模型；（3）根据机器人姿态的运动学模型，建立带噪声的线性离散随机系统模型，利用卡尔曼滤波的相应方法，基于三轴加速度计的加速度数据，三轴陀螺仪的角速度数据和六维力/力矩传感器三维力数据估计机器人的姿态状态；（4）根据估计的机器人姿态信息，得到机器人实际的姿态角度；（5）根据得到的机器人实际的姿态角度，矫正机器人当前的姿态。