四足机器人越障步态规划：A*算法实现

"四足机器人自由步态规划建模与算法实现 (2015年)" 这篇论文主要探讨了四足机器人在越障过程中的自由步态规划问题。作者提出了一个改进的离散化四足机器人步态规划模型，该模型旨在更精确地模拟实际物理行为，并能够根据地形障碍物的密度动态调整候选落足点的数量，以增强机器人的地形适应性。这一改进模型考虑了四足机器人在不同环境下的行走策略，使得它能更好地应对复杂地形。 基于提出的模型，论文中建立了一个基于A*算法的步态规划方法。A*算法是一种高效的路径搜索算法，用于寻找从起点到终点的最优路径。在这个应用中，算法不仅对生成的步态序列进行稳定性检测，确保机器人行走时的稳定性，还进行了碰撞检测，避免机器人在行走过程中与障碍物发生接触。此外，为了最小化总的步数，论文设计了一个目标评价函数，旨在规划出既稳定又无碰撞的最短步态序列。 实验结果显示，所提出的算法具有低计算量和快速规划的特点。在规划一个包含20步的越障步态时，算法仅扩展了78个节点，用时仅为0.019秒，这表明了算法的高效性。通过这个算法，四足机器人能够在给定的含障碍地形中以最少的步数安全通行，验证了模型的有效性和算法的优越性。 论文还通过ADAMS（Adams View）和Simulink的联合仿真进一步验证了规划的自由步态的可行性。ADAMS是一款常用的多体动力学仿真软件，而Simulink则是MATLAB环境下的动态系统建模工具，两者结合能够对机器人运动进行详细的模拟和分析。 这篇论文的核心贡献在于提供了一个适用于四足机器人越障的步态规划模型和算法，该模型和算法能够有效地处理复杂的地形环境，提高机器人的行走效率和安全性。这一研究对于四足机器人在搜救、探险等实际应用中的步态控制具有重要的理论和实践意义。