基于智能感知的足式机器人导航控制方法与流程

本发明涉及导航控制，具体涉及基于智能感知的足式机器人导航控制方法。

背景技术：

1、足式机器人在进行导航控制时，通常采用的方法为：通过安装在足式机器人上的摄像头采集的图像，识别周围环境，从而实现足式机器人的移动，进而实现导航控制。在机器人移动过程中，往往通过人工经验，为机器人设置固定的步幅和步速，其中，基于人工经验设置的步幅和步速往往是默认适合大多数晴好天气的步幅和步速。

2、然而，当天气突变为雨雪天气时，由于降雨或降雪的存在，可能会导致用于足式机器人导航的图像的清晰度降低，并且地面可能变得湿滑，此时，基于人工经验，为机器人设置天气晴好时的步幅和步速往往并不适合突变的雨雪天气，从而导致足式机器人移动的稳定性较差，进而导致足式机器人导航控制的效果较差。

技术实现思路

1、为了解决足式机器人移动的稳定性较差而导致足式机器人导航控制的效果较差的技术问题，本发明提出了基于智能感知的足式机器人导航控制方法。

2、第一方面，本发明提供了基于智能感知的足式机器人导航控制方法，该方法包括：

3、获取待控制足式机器人在预设时间段内每个预设时刻下的地面摩擦力，以及每个预设时刻下的温度值和湿度值，其中，预设时间段的结束时刻为待调节时刻，待调节时刻下待控制足式机器人所在区域存在降雨或降雪；

4、根据每个预设时刻与其之前预设时刻下的地面摩擦力、温度值和湿度值之间的差异，确定每个预设时刻对应的环境代表指标，并从预设时间段内筛选出天气变化临界时刻；

5、根据待调节时刻对应的环境代表指标与天气变化临界时刻之前的预设时刻对应的环境代表指标之间的差异，确定待调节时刻对应的步态调节因子；

6、根据步态调节因子，对待控制足式机器人在待调节时刻下的步幅和步速进行调节，得到目标步幅和目标步速；

7、根据待调节时刻下的步幅步速调节情况，对待控制足式机器人在待调节时刻下的触地时长进行调节，得到目标触地时长；

8、控制待控制足式机器人在导航控制过程中以目标步幅、目标步速和目标触地时长进行移动。

9、结合上述第一方面，在一种可能的实现方式中，所述根据每个预设时刻与其之前预设时刻下的地面摩擦力、温度值和湿度值之间的差异，确定每个预设时刻对应的环境代表指标，包括：

10、根据每个预设时刻下的地面摩擦力、温度值和湿度值，确定每个预设时刻对应的环境因子，其中，湿度值与环境因子呈正相关关系，地面摩擦力和温度值均与环境因子呈负相关关系；

11、将所述预设时间段内任意一个预设时刻确定为标记时刻，将所述预设时间段内所述标记时刻之前的每个预设时刻确定为参考时刻；

12、将所述标记时刻对应的环境因子与每个参考时刻对应的环境因子之间的差值，确定为所述标记时刻与每个参考时刻之间的初始环境差异；

13、根据所述标记时刻与所有参考时刻之间的初始环境差异，确定所述标记时刻对应的环境代表指标，其中，初始环境差异与环境代表指标呈正相关关系。

14、结合上述第一方面，在一种可能的实现方式中，所述从预设时间段内筛选出天气变化临界时刻，包括：

15、从预设时间段内筛选出对应的环境代表指标大于预设变化阈值的预设时刻，作为候选时刻，并将最早的候选时刻确定为天气变化临界时刻。

16、结合上述第一方面，在一种可能的实现方式中，所述根据待调节时刻对应的环境代表指标与天气变化临界时刻之前的预设时刻对应的环境代表指标之间的差异，确定待调节时刻对应的步态调节因子，包括：

17、将预设时间段内天气变化临界时刻之前所有预设时刻对应的环境代表指标的均值，确定为正常代表指标；

18、将待调节时刻对应的环境代表指标与所述正常代表指标的差值，确定为所述待调节时刻对应的第一代表差异；

19、将待调节时刻对应的环境代表指标与其前一个预设时刻对应的环境代表指标的差值，确定为所述待调节时刻对应的第二代表差异；

20、根据所述待调节时刻对应的第一代表差异和第二代表差异，确定所述待调节时刻对应的步态调节因子，其中，第一代表差异和第二代表差异均与步态调节因子呈正相关关系。

21、结合上述第一方面，在一种可能的实现方式中，所述根据步态调节因子，对待控制足式机器人在待调节时刻下的步幅和步速进行调节，得到目标步幅和目标步速，包括：

22、获取所述待控制足式机器人在待调节时刻下的步幅和步速，分别作为初始步幅和初始步速；

23、根据所述步态调节因子和所述初始步幅，确定目标步幅，其中，所述初始步幅与所述目标步幅呈正相关关系，所述步态调节因子与所述目标步幅呈负相关关系；

24、根据所述步态调节因子和所述初始步速，确定目标步速，其中，所述初始步速与所述目标步速呈正相关关系，所述步态调节因子与所述目标步速呈负相关关系。

25、结合上述第一方面，在一种可能的实现方式中，目标步幅和目标步速对应的公式分别为：

26、；

27、；其中，是目标步幅；是初始步幅；q是待调节时刻对应的步态调节因子；是目标步速；是初始步速。

28、结合上述第一方面，在一种可能的实现方式中，所述根据待调节时刻下的步幅步速调节情况，对待控制足式机器人在待调节时刻下的触地时长进行调节，得到目标触地时长，包括：

29、获取所述待控制足式机器人在待调节时刻下的步幅和步速，分别作为初始步幅和初始步速；

30、根据所述初始步幅、所述初始步速、所述目标步幅和所述目标步速，确定所述待控制足式机器人在待调节时刻下的时长修正因子；

31、根据所述时长修正因子，对所述待控制足式机器人在待调节时刻下的触地时长进行调节，得到目标触地时长。

32、结合上述第一方面，在一种可能的实现方式中，时长修正因子对应的公式为：

33、；其中，z是时长修正因子；是目标步幅；是初始步幅；是目标步速；是初始步速。

34、结合上述第一方面，在一种可能的实现方式中，所述根据所述时长修正因子，对所述待控制足式机器人在待调节时刻下的触地时长进行调节，得到目标触地时长，包括：

35、获取所述待控制足式机器人在待调节时刻下的触地时长，作为初始触地时长；

36、根据所述时长修正因子和所述初始触地时长，确定目标触地时长，其中，所述初始触地时长与所述目标触地时长呈正相关关系，所述时长修正因子与所述目标触地时长呈负相关关系。

37、结合上述第一方面，在一种可能的实现方式中，目标触地时长对应的公式为：

38、；其中，是目标触地时长；是初始触地时长；z是时长修正因子。

39、第二方面，本发明提供了基于智能感知的足式机器人导航控制系统，所述系统包括：

40、数据获取模块，用于获取待控制足式机器人在预设时间段内每个预设时刻下的地面摩擦力，以及每个预设时刻下的温度值和湿度值，其中，预设时间段的结束时刻为待调节时刻，待调节时刻下待控制足式机器人所在区域存在降雨或降雪；

41、确定筛选模块，用于根据每个预设时刻与其之前预设时刻下的地面摩擦力、温度值和湿度值之间的差异，确定每个预设时刻对应的环境代表指标，并从预设时间段内筛选出天气变化临界时刻；

42、调节因子确定模块，用于根据待调节时刻对应的环境代表指标与天气变化临界时刻之前的预设时刻对应的环境代表指标之间的差异，确定待调节时刻对应的步态调节因子；

43、步幅步速调节模块，用于根据步态调节因子，对待控制足式机器人在待调节时刻下的步幅和步速进行调节，得到目标步幅和目标步速；

44、触地时长调节模块，用于根据待调节时刻下的步幅步速调节情况，对待控制足式机器人在待调节时刻下的触地时长进行调节，得到目标触地时长；

45、移动控制模块，用于控制待控制足式机器人在导航控制过程中以目标步幅、目标步速和目标触地时长进行移动。

46、第三方面，提供了一种服务器，包括存储器和处理器。该存储器用于存储可执行程序代码，该处理器用于从存储器中调用并运行该可执行程序代码，使得该设备执行上述第一方面或第一方面任意一种可能的实现方式中的方法。

47、第四方面，提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括：计算机程序代码，当该计算机程序代码在计算机上运行时，使得该计算机执行上述第一方面或第一方面任意一种可能的实现方式中的方法。

48、第五方面，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序代码，当该计算机程序代码在计算机上运行时，使得该计算机执行上述第一方面或第一方面任意一种可能的实现方式中的方法。

49、本发明具有如下有益效果：

50、本发明的基于智能感知的足式机器人导航控制方法，通过对足式机器人的步幅、步速和触地时长进行自适应调节，实现了足式机器人的导航控制，解决了足式机器人移动的稳定性较差而导致足式机器人导航控制的效果较差的技术问题，从而提高了足式机器人移动的稳定性，进而提高了导航控制的效果。相较于直接为足式机器人设置固定的步幅和步速，本发明综合考虑了与天气突变相关的多个特征，比如，地面摩擦力、温度值和湿度值，一般来说，某个预设时刻与其之前预设时刻下的地面摩擦力、温度值和湿度值之间的差异越大，往往说明该预设时刻越可能发生了天气突变，筛选出的天气变化临界时刻可以表征天气发生突变的时刻，即可以表征开始降雨或降雪的时刻，其次，量化的步态调节因子可以表征待调节时刻天气突变的严重情况，因此，基于步态调节因子，可以对待控制足式机器人在待调节时刻下的步幅和步速进行自适应调节，从而提高了步幅和步速调节的合理性，其次，步幅和步速往往影响着机器人触地时长，故可以基于待调节时刻下的步幅步速调节情况，对待控制足式机器人在待调节时刻下的触地时长进行自适应调节，提高了触地时长调节的合理性，并实现了对足式机器人的导航控制。