【技术实现步骤摘要】
本申请属于机械控制，具体涉及一种机器人的驱动单元控制方法、装置及设备。
技术介绍
1、机器人的运动控制框架通常是串级分层的方式，通常分为底盘层、驱动单元层和电机层，这里的驱动单元一般指机器人底盘上安装的轮组。为适应多种多样的应用需求，机器人都是由两个以上具有相对底盘转向能力的驱动单元进行驱动的，由于轮径等参数的标定误差、地面坑洼等环境因素的影响，各驱动单元的运动无法保证完全的一致，因此就必然存在驱动单元间拉扯问题，拉扯问题会导致驱动单元间的力矩不平衡，降低机器人的使用寿命。
2、相关技术中，通过以下方式解决力矩问题：在电机控制内部维持一个热量积分池，当超过一定值时就会接管控制权，将电机泄力，进而引发机器人异常自由停车。或者，在底盘层增加速度环控制，将电机力矩作为底盘控制量直接给输出力矩指令给电机执行。
3、然而，相关技术均无法准确实现驱动单元的力矩均衡控制。
技术实现思路
1、本申请涉及一种机器人的驱动单元控制方法、装置及设备，用以解决相关技术均无法准确实现驱动单元的力矩均衡控制的技术问题。
2、第一方面，本申请提供一种机器人的驱动单元控制方法，包括：
3、获取每个驱动单元的期望速度矢量；
4、获取所述驱动单元的平均力矩和每个所述驱动单元的力矩分配方式；
5、根据所述平均力矩和所述力矩分配方式，确定每个所述驱动单元的期望力矩；
6、针对每个驱动单元，根据所述期望速度矢量和所述期望力矩，生成所述驱动单
7、将所述电机控制指令发送至每个所述驱动单元对应的电机，以使所述电机通过执行所述电机控制指令控制所述驱动单元。
8、本申请提出了一种如何在以电机速度作为控制量的前提下，实现底盘速度控制和驱动单元力矩控制的方法，具体地，首先获取每个驱动单元的期望速度矢量，根据驱动单元的平均力矩以及为每个驱动单元配置的力矩分配方式，分别确定每个驱动单元的期望力矩，再基于期望力矩和期望速度矢量，为每个驱动单元生成电机控制指令，不改变以速度为电机指令的情况下实现底盘速度和驱动单元力矩融合控制，实现简单，还可以指定某驱动单元具体出力的多少，在不增加额外的硬件成本的基础上，高效、准确地解决了驱动单元力矩不均衡的问题。
9、可选地，所述根据所述期望速度矢量和所述期望力矩，生成所述驱动单元的电机控制指令，包括：
10、对所述期望速度矢量进行拆分处理，以得到期望角度和期望速度；
11、根据所述期望力矩对所述期望速度进行速度补偿，以得到完整期望速度；
12、根据所述期望角度和所述完整期望速度，生成所述驱动单元的电机控制指令。
13、其中，本申请为了实现基于速度的准确控制，将期望速度矢量拆分为两部分，一部分是进行驱动单元角度控制以实现该矢量的方向，另一部分是实现该矢量的大小控制，可以通过角度控制器对角度进行控制，为了实现力矩的均衡，基于期望力矩对期望速度进行速度补偿，以得到完整期望速度，进而通过控制电机速度实现对力矩的均衡控制，实现方式简单且力矩的控制准确可靠，保证了驱动单元的力矩均衡控制。
14、可选地，所述根据所述期望力矩对所述期望速度进行速度补偿，以得到完整期望速度，包括：
15、获取所述驱动单元的当前力矩；
16、根据所述当前力矩和所述期望力矩，确定力矩控制偏差值；
17、将所述力矩控制偏差值输入至预设力矩控制器，以得到速度补偿量；
18、根据所述速度补偿量和所述期望速度，确定完整期望速度。
19、其中，对期望力矩进行控制从而获取速度补偿量是本申请中的实现力矩均衡的关键步骤。通常控制量是被控量的微分形式，即通常位置环的控制量是速度，速度环的控制量是加速度或者力矩，而本申请力矩环的控制量是速度，可选地，若驱动单元当前力矩小于期望力矩则速度补偿量不断积分累加，若驱动单元当前力矩大于期望力矩则速度补偿量不断积分递减，直至当前力矩等于期望力矩，并且由于上层的底盘速度是存在闭环反馈控制，因此是可以保证整个底盘的速度期望被有效实现的。通过力矩补偿提高了驱动单元控制的力矩均衡以及力矩控制的可靠性、准确性。
20、可选地，所述获取所述驱动单元的当前力矩，包括：
21、获取所述驱动单元对应的电机的当前驱动状态；
22、根据所述当前驱动状态，确定当前力矩。
23、这里，本申请可直接获取驱动单元对应的电机的当前驱动状态，通过各个驱动单元的当前驱动状态，能够高效、准确地确定当前力矩，进一步地提高了驱动单元控制的准确性及效率。
24、可选地，其中所述驱动单元为差动驱动单元；
25、相应地，所述根据所述期望角度和所述完整期望速度，生成所述驱动单元的电机控制指令，包括：
26、将所述期望角度输入至预设角度控制器，得到期望角速度；
27、根据所述期望角速度和所述完整期望速度，生成所述差动驱动单元的左右电机期望转速指令。
28、这里，针对差动驱动单元本申请可根据期望角速度和完整期望速度，生成左右电机期望转速指令至电机，以通过电机控制两轮的行进和转向，无需多余的参数，实现了对驱动单元的准确、快速控制。
29、可选地，其中所述驱动单元为立式驱动单元；
30、相应地，所述根据所述期望角度和所述完整期望速度，生成所述驱动单元的电机控制指令，包括：
31、根据所述期望角度，生成所述立式驱动单元的旋转电机控制指令；
32、根据所述完整期望速度，生成所述立式驱动单元的行走电机控制指令。
33、这里，由于立式驱动单元角度直接由旋转电机控制而无需角度控制器，因此直接输出立式驱动单元的旋转电机控制指令以及立式驱动单元的行走电机控制指令，分别控制行进和转向，以实现对驱动单元的准确控制。
34、可选地，所述获取每个驱动单元的期望速度矢量，包括：
35、获取所述驱动单元所在底盘的期望运动数据；
36、采用预设运动学控制算法，根据所述期望运动数据，分别确定每个驱动单元的期望速度矢量。
37、这里，本申请首先采用预设运动学控制算法进行底盘运动控制，获取各驱动单元期望速度矢量，为驱动单元的控制提供基础，准确地期望速度矢量获取能够提高机器人的驱动单元控制的准确性。
38、可选地，所述获取所述驱动单元的平均力矩和每个所述驱动单元的力矩分配方式，包括：
39、获取所述驱动单元的平均力矩；获取所述驱动单元对应的底盘结构；若所述底盘结构为包括多个相同的驱动单元，则确定每个所述驱动单元的力矩分配方式为均衡分配；若所述底盘结构为包括多个不同的驱动单元，则根据每个所述驱动单元的驱动单元类型，确定每个所述驱动单元的力矩分配方式。
40、可选地，所述根据每个所述驱动单元的驱动单元类型，确定每个所述驱动单元的力矩分配方式，包括：本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种机器人的驱动单元控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述期望速度矢量和所述期望力矩，生成所述驱动单元的电机控制指令，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述期望力矩对所述期望速度进行速度补偿，以得到完整期望速度，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取所述驱动单元的当前力矩，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中所述驱动单元为差动驱动单元；
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中所述驱动单元为立式驱动单元；
7.根据权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，所述获取每个驱动单元的期望速度矢量，包括：
8.根据权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，所述获取所述驱动单元的平均力矩和每个所述驱动单元的力矩分配方式，包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据每个所述驱动单元的驱动单元类型，确定每个所述驱动单元的力矩分配方式，包括：
10.一种机
11.一种机器人的驱动单元控制设备，其特征在于，包括：
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被处理器执行时用于实现如权利要求1至9中任一项所述的方法。
13.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至9中任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种机器人的驱动单元控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述期望速度矢量和所述期望力矩，生成所述驱动单元的电机控制指令，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述期望力矩对所述期望速度进行速度补偿，以得到完整期望速度，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取所述驱动单元的当前力矩，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中所述驱动单元为差动驱动单元；
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中所述驱动单元为立式驱动单元；
7.根据权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，所述获取每个驱动单元的期望速度矢量，包括：
8....
【专利技术属性】
技术研发人员：桑云，
申请(专利权)人：杭州海康机器人股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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