面向变化地形的双足机器人动态直膝行走模式快速生成

作     者：许森 丁烨 

作者机构：上海交通大学机械与动力工程学院 

出 版 物：《机械科学与技术》 (Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 080202[工学-机械电子工程] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目（91948302） 

主　　题：双足系统 轨迹优化 在线优化 

摘      要：本文提出了一种面向变化地形的双足机器人动态直膝行走模式快速生成方法。该方法由路径优化和速度规划两部分组成。在路径规划阶段，本文使用定义在混合运动学坐标域上的少参数路径描述行走过程。所提的混合运动学坐标表述可自然保证支撑腿的直膝状态，并确保摆动腿在单支撑相位不触地。为了获得局部动力学可行的全身运动路径，本文以最小化单步时间为目标优化躯干水平运动路径参数，以最大化过渡帧稳定裕度为目标优化摆动足路径参数。获得路径后，使用改进的稀疏网格前向-后向算法，对路径进行速度规划，使之满足动力学约束。经15自由度的简化双足系统仿真实验，所提方法可以在2.5ms内生成适应不同地形变化的动态直膝行走轨迹。