两足机器人倾斜地面全方位行走步态规划方法

本文是一篇研究论文，关注的是"两足机器人在倾斜地面上全方位行走的步态规划"这一前沿课题。随着人工智能和机器人技术的发展，两足机器人（biped robots）在复杂环境中的移动能力越来越受到重视，特别是在不平坦的地面上，如倾斜地面。倾斜地面对于传统的两足机器人来说，是一种具有挑战性的运动场景，因为它要求机器人能够进行全方位的、稳定的行走，而非仅限于特定方向。 在此之前，大部分研究主要集中在两足机器人在倾斜地面上沿着预设的方向进行行走策略设计，例如前向、后向或侧向。然而，对于全方位的、无定向的行走（omnidirectional walk），即机器人能够在任何方向上保持平衡和稳定移动，相关的研究相对较少。 本文作者张国宇、许朝晨、黄强（均为IEEE成员）、张文、孟-libo、张文明和高俊尧提出了一个创新的方法，旨在解决这个难题。他们首先建立了一个统一描述两足机器人在倾斜地面上运动的模型，该模型以两个角度参数为基础，这有助于理解和控制机器人的动态行为。模型特别强调了机器人在矢状面（sagittal plane）和冠状面（coronal plane）之间的运动关系，这两个平面分别对应于前后和左右运动。 接着，他们采用非正交运动分解策略，将复杂的三维运动分解为两个独立的二维运动，简化了步态规划的过程。这种方法允许机器人在倾斜地面上根据需要调整其步态，无论是在前进、后退还是侧移时，都能保证稳定性。通过数学建模和优化算法，他们设计出了一种能够适应各种倾斜角度的步态规划算法，这对于提高两足机器人在现实环境中的适应性和灵活性至关重要。 这篇论文不仅深化了我们对两足机器人在倾斜地面上运动的理解，还提供了一种实用的步态规划方法，这对于推动两足机器人技术在日常生活、工业应用以及未来可能的探索任务中的实际应用具有重要意义。通过这篇研究，我们可以期待两足机器人在处理复杂地形的能力得到显著提升，为未来的机器人自主导航和人机协作开辟新的可能性。