智能决策改进的四足机器人ZMP爬行步态算法

来源：计算机工程与应用杂志2019年第22期北京时间：

作者：邢伯阳，潘峰，冯肖雪

单位：1.北京理工大学 自动化学院，北京 100086；2.北京理工大学昆明产业技术研究院，昆明 650101

摘要：提出了一种基于反馈控制和贪婪决策的四足机器人爬行步态规划算法。该算法利用机载惯性传感器IMU（Inertial Measurement Unit）来实时计算零力矩点和姿态角，以稳态裕度为指标在支撑平面内实时规划期望零力矩点（Zero Moment Point，ZMP）轨迹，结合非线性反馈控制器实现对机体ZMP点的连续平滑调节，保证机器人在按给定速度矢量进行连续爬行的同时具有抵抗一定外力扰动的能力。步态规划采用动态步态周期，基于机器人结构约束和贪婪决策实现跨腿的自动触发，提高了步态自适应性。最终通过样机行走实验验证了所提算法应用于微型四足机器人中的可行性，机器人实现了在平坦地面上稳定地全向行走和旋转，所提算法同时兼顾了自适应性和稳定裕度。

关键词：四足机器人,爬行步态,贪婪决策,反馈控制,抗扰动