四足机器人斜面静态步行的稳定性分析

本研究对四足机器人在斜面静态步行的稳定性问题进行分析.针对机器人在斜面步行中存在绕支撑脚连线翻转的现象,采用Sne工具分析稳定性,并提出了通过降低机器人重心高度来提高四足机器人在斜面静态步行时的稳定性的方法.通过仿真实验验证了该方法的可行性.     

踏步式两足步行机构运动稳定性的研究

本文通过分析下支撑物体的平衡状态将人体运动区分为稳定平衡状态和不稳定平衡状态,为踏步式两足步行机构的稳定步态分析奠定了理论基础.运用多刚体动力学方法对未加平衡措施的模型机构的 ZMP 点进行计算,分析了其运动稳定性,提出了斜面脚板和摆头机构相结合的双重平衡方法,得到了机构能够稳定动作的步态,并通过实验得以验证.     

仿人机器人动态步行控制综述

综述了仿人机器人动态步行的研究历史和研究现状。归纳了动态步行的特点,分析了动态步行稳定性判定方法,介绍了基于ZMP的姿态稳定判据和基于庞加莱映射（Poincaré Map）的步态稳定判据。总结了仿人机器人学习适应复杂地面环境步行的方法,概述了动态步行控制实现的典型解决方案,指出了动态步行控制中待解决的问题,并探讨了未来的发展方向。     

双足被动步行研究综述

总结了被动步行的特点和研究现状,介绍了几款国外主要的被动步行机器人的机构设计和驱动系统设计,对被动步行研究中的稳定性问题、能量优化问题以及控制和学习方法进行了综述,并指出了被动步行领域的研究难点和未来研究方向．     

双足步行机器人转弯步态规划及其实现

针对双足步行机器人的转弯步态规划及其实现问题进行了研究.首先介绍了双足步行机器人转弯步态规划方法和所涉及的关键问题,包括关键点轨迹插值和逆运动学解算,然后给出了实现双足步行机器人转弯步态规划的具体步骤,最后通过对实验室新研制的双足步行机器人转弯运动进行仿真和实验研究,证实了本文所提出的几何约束加修正补偿的双足步行机器人转弯步态规划方法的有效性和可行性.     

基于多传感器信息融合的斜面移动机器人定位新方法

首先分析了本文的研究意义;然后针对在斜面 上工作的轮式移动机器人,提出了通过卡尔曼滤波融合倾斜角传感器和码盘传感器信息的移 动机器人定位新方法;最后进行了斜面定位试验．试验结果证实了本文定位方法的有效性．     

四足机器人动态步行仿真及步行稳定性分析

为了研究影响四足机器人动态稳定步行的因素,使用ADAMS虚拟样机软件对四足步行机器人动态步行进行运动仿真。文中详细叙述了从机器人的运动轨迹规划、将MATLAB计算数据输入ADAMS,到由ADAMS施加力和约束、建立步行机器人虚拟样机的具体方法和步骤。从理沦及仿真结果两方面对影响机器人稳定步行的因素进行了较全面的分析和验证,如步长、步行周期、起步等。通过虚拟样机实验弥补了由于客观条件限制无法在物理样机上进行的部分实验内容,发现了机器人起步方式对步行稳定性具有明显影响并进行了分析。研究结果及所用的MATLAB-ADAMS联合仿真方法对四足步行机器人的设计研究以及仿真实验工作都具有指导意义。     

欠驱动两足步行机器人研究现状

针对欠驱动两足步行机器人的研究现状与发展趋势进行了探讨。首先,总结了被动行走和踝关节欠驱动两足机器人的研究现状,介绍了欠驱动两足步行机器人的基本研究方法,包括问题描述、步态规划、运动控制和稳定性判定等,并对欠驱动两足机器人需要进一步研究的问题和发展方向进行深入研究,最终目标是将欠驱动控制策略应用于两足步行机器人的行走过程控制,以提高其运动性能。     

全方位六足步行机器人分析——腿机构、运动学、静力学分析、步态规划与步行软件

本文对全方位六足步行机器人步行中所涉及的步态规划、步行算法及步行软件,稳定性分析、能耗分析等问题进行了深入地研究.首先依据相对运动学原理建立全方位六足步行机器人的运动学。并对其工作空间进行了详细地分析,接着讨论了步行机器人的单腿静力学分析及多腿触地情况下足端力的分力求解问题.把 M-P 广义逆与求解超静定力问题的解法相结合,对足端力的分布特性及求解方法进行了研究.     

两足步行机器人动态步行姿态稳定性及姿态控制

本文提出了一种新型两足步行机器人动态步行实时控制方法，引入了姿态稳定性和步态稳定性的概念，把两足动态步行控制分为姿态稳定性控制和步态稳定性控制两个相互联系的子系统，并从姿态稳定性分析出发，重点研究了各关节轨迹跟踪控制和系统整体动态平衡等问题，提出了姿态控制器的结构及设计方法．     

A gait study for a one-leg-disabled hexapod robot

—As a remarkably strong point of a hexapod walking robot, it is considered that even if one of the six legs is disabled, static walking may be maintained by the remaining five legs. However, to maintain the static stability at maximum, a gait study for five-legged walking is a necessary factor. Hence, this paper describes a method of gait study for such a situation. Since it is very difficult to find a suitable gait by use of an analytical method without any model, such as a model based on insects' walking, we employed a programming method with the help of recent powerful computers. Some devices are applied to reduce the number of computations. As a result, we have obtained two kinds of gaits which can maintain the gait stability margin at a high level for a duty factor in the range of 0.6β < 1.     

下肢助行外骨骼步态规划与仿真研究

针对目前大多数下肢助行外骨骼自身不能维持稳定行走与步态规划方法存在缺陷的现状，设计一种10自由度主动驱动下肢外骨骼；其步态规划基于静稳定性判据，采用重心投影法，利用构造函数规划重心及踝关节轨迹，进一步通过运动学计算获得完整步态周期内所有关节的运动轨迹；运用ADAMS构建人-外骨骼耦合运动虚拟样机模型，进行平地步行仿真，仿真得到关键点的空间轨迹与动力学参数，通过与规划的重心和踝关节轨迹对比，外骨骼能够实现预期运动并稳定行走，仿真结果表明所设计的步态规划方法合理有效。     

A fault tolerant gait for a hexapod robot over uneven terrain

The fault tolerant gait of legged robots in static walking is a gait which maintains its stability against a fault event preventing a leg from having the support state. In this paper, a fault tolerant quadruped gait is proposed for a hexapod traversing uneven terrain with forbidden regions, which do not offer viable footholds but can be stepped over. By comparing performance of straight-line motion and crab walking over even terrain, it is shown that the proposed gait has better mobility and terrain adaptability than previously developed gaits. Based on the proposed gait, we present a method for the generation of the fault tolerant locomotion of a hexapod over uneven terrain with forbidden regions. The proposed method minimizes the number of legs on the ground during walking, and foot adjustment algorithm is used for avoiding steps on forbidden regions. The effectiveness of the proposed strategy over uneven terrain is demonstrated with a computer simulation.     

Crab walking of quadruped robots with a locked joint failure

Fault tolerance is an important aspect in the development of control systems for multi-legged robots since a failure in a leg may lead to a severe loss of static stability of a gait. In this paper, an algorithm for tolerating a locked joint failure is described in gait planning for a quadruped robot with crab walking. A locked joint failure is one for which a joint cannot move and is locked in place. If a failed joint is locked, the workspace of the resulting leg is constrained, but legged robots have fault tolerance capability to continue walking maintaining static stability. A strategy for fault-tolerant gaits is described and, especially, a periodic gait is presented for crab walking of a quadruped. The leg sequence and the formula of the stride length are analytically driven based on gait study and robot kinematics. The adjustment procedure from a normal gait to the proposed fault-tolerant crab gait is shown to demonstrate the applicability of the proposed scheme.     

六边形对称分布六腿机器人的典型步态及其运动性能分析

为了便于在不同地理条件下合理地选择较优的步态,实现稳定高效的智能行走,本文针对一种六边形 对称分布的六腿机器人研究其不同步态的优劣．主要从行走能力、稳定性和能耗3 个角度对六边形对称结构的六腿 机器人在同样占空比下的3 种静态稳定周期步态进行了比较研究,此外还简要分析了其越障能力和穿越窄道的能 力．研究分析结果表明3 种步态（横向昆虫式摆动步态、哺乳动物式踢腿步态和混合步态）在不同条件下各有优劣： 横向昆虫式摆动步态在能耗和越障能力方面较其他两种步态有优势;而混合步态在稳定性上最具优势,其它能力处 于中间;哺乳动物式踢腿步态则可穿越窄道,步长上较昆虫摆动步态略好．本文的研究工作为六边形对称结构的六 腿机器人在未知复杂地貌环境下的智能行走提供了重要参考．     

View-invariant gait recognition based on kinect skeleton feature

Gait recognition is a popular remote biometric identification technology. Its robustness against view variation is one of the challenges in the field of gait recognition. In this paper, the second-generation Kinect (2G–Kinect) is used as a tool to build a 3D–skeleton-based gait dataset, which includes both 2D silhouette images captured by 2G–Kinect and their corresponding 3D coordinates of skeleton joints. Given this dataset, a human walking model is constructed. Referring to the walking model, the length of some specific skeletons is selected as the static features, and the angles of swing limbs as the dynamic features, which are verified to be view-invariant. In addition, the gait recognition abilities of the static and dynamic features are investigated respectively. Given the investigation, a view-invariant gait recognition scheme is proposed based on the matching-level-fusion of the static and dynamic features, and the nearest neighbor (NN) method is used for recognition. Comparison between the existing Kinect-based gait recognition method and the proposed one on different datasets show that the proposed one has better recognition performance.     

六足步行机跟导步态研究

本文给出了工程中实用的六足步行机器人跟导步态的实现条件，用能量法分析了这种步态的运动稳定性，给出了采用这种步态的六足行机的最大运动速度求解方法，分析了这种步态的越沟能力，并在ＳＧＩ工作站上对该步态的平地行走，跨沟及斜坡行走情形进行了仿真实验。     

基于肢体长度参数的多视角步态识别算法

提出了一种基于肢体长度参数的用于多视角情况下的步态识别算法. 利用脚间距计算方法和动态身体分割方法，拟合出场景的转换参数，并以此估计出人运动情况下的5 个肢体长度参数，使用标准的分类器进行分类. 在中科院自动化所提供的NLPR 数据库上做了大量仿真实验，结果表明本方法在人的行走方向相对于摄像机光轴的角度改变时仍然保持了较高的识别率.     

基于体感的仿人机器人步态学习与控制

针对现有理想化步态动力学模型规划方法复杂、人为指定参数过多、计算量大的问题,提出一种基于体感数据学习人体步态的仿人机器人步态生成方法。首先,用体感设备收集人体骨骼信息,基于最小二乘拟合方法建立人体关节局部坐标系;其次,搭建人体与机器人映射的运动学模型,根据两者间主要关节映射关系,生成机器人关节转角轨迹,实现机器人对人类行走姿态的学习;然后,基于零力矩点(ZMP)稳定性原则,对机器人脚踝关节转角采用梯度下降算法进行优化控制;最后,在步态稳定性分析上,提出使用安全系数来评价机器人行走稳定程度的方法。实验结果表明,步行过程中安全系数保持在0~0.85,期望为0.4825,ZMP接近于稳定区域中心,机器人实现了仿人姿态的稳定行走,证明了该方法的有效性。