文章编号�����2������������2����2��基于主支撑腿运动优化的仿人机器人快速步态规划算法3徐凯�陈恳�刘莉�杨东超�清华大学精密仪器与机械学制造工程研究所�北京�������摘要�提出一种基于主支撑腿运动优化的快速步态规划算法�利用快速动态步行的特点�规划��°�����������°�����适时地离开质心投影并始终停留在稳定的支撑区域内�规划过程中考虑了仿人机器人摆动足触地时的碰撞�整个步态产生于深度的优化过程�关键词�仿人机器人�步态规划�动态步态�碰撞中图分类号�×°��文献标识码��ΦαστΩαλκινγΓαιτΠλαννινγΑλγοριτημφορΗυμανοιδΡοβοτσΒασεδονΟπτιμιζατιονοφτηεΜαινΣυππορτΛεγ÷�����≤�∞�����������≠���⁄���2����(ΙνστιτυτεοφΜανυφαχτυρινγΕνγινεερινγ,ΔεπαρτμεντοφΠρεχισιονΙνστρυμεντσανδΜεχηανολογψ,ΤσινγηυαΥνιϖερσιτψ,Βειϕινγ������,Χηινα)Αβστραχτ:×�����������������������������������������������������������������������������������∏��������������∏��������������������������������������������������������°�����������°���������������������������2���������������������������������������������������������������⁄∏������������������������������������������������������π����������������∏���������������×������������������������������������������Κεψωορδσ:�∏����������������������������������������������1引言(Ιντροδυχτιον)步态规划算法是仿人机器人研究的关键技术之一�在步态规划的研究中�基于几何约束的规划方法应用得比较广泛�并且在规划步行速度不太快的场合下取得了实际行走的成功≈�������但在这些取得实际步行成功的例子中�仍然存在着一定的问题�在步态规划的合理性方面�基于几何约束的算法把静态步态�慢速步态�和动态步态�快速步态�用一个统一的过程来产生≈�������规划一个稳定的步态需要不断调整步态规划参数�而在很多情况下�得到的是一个如图�所示的不稳定的步态过程�而基于倒立摆模型的步态规划≈���其模型描述并不精确�需要大量实验进行调整�而在步态规划的完备性方面�几乎所有的规划过程都忽略了机器人摆动足触地时的碰撞�分析动态行走的过程�其区别于静态行走的地方主要在于步行速度加快带来的��°移动规律的变化�尽管仿人机器人的质心投影仍然是连续移动�但��°的移动却会出现快速的跳变来满足快速步行时的稳定需要�步行过程出现这样的动态特点�需要步长大于腿长的一半!步态周期在��以内�而从现在掌握的资料�达到这一目标的只有本田公司的仿人机器人°�!°�和�≥����图���°轨迹不满足稳定判据的步态ƒ������������∏���������°��������第��卷第�期����年�月机器人����×∂������������������3基金项目�国家���计划资助项目������������������收稿日期�����������本文提出一种新颖的动态步态规划算法�在定量描述摆动足触地的碰撞过程的基础上�通过定量分析机器人各关节转动对身体��°的影响�优化主支撑腿的状态�最后通过深度优化得到一...
