基于模型预测控制的四足机器人斜坡自适应调整算法与实现

• 作者: 梁启星 李彬 李志 张慧 荣学文 范永
• 来源期刊: 山东大学学报（工学版）
• 关键词: 四足机器人 模型预测控制 斜坡 身体姿态 自适应调整
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 机器学习与数据挖掘|Machine Learning & Data Mining
• 页码范围: 37-44,51
• 页数: 9页
• 分类号: TP242
• 语种: 中文
• DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2020.320

摘要

为了实现四足机器人在有斜坡地形下的自适应稳定行走,在模型预测控制基础上进行扩展,设计四足机器人在斜坡上的足端位置调整与躯干姿态自适应调整策略.由惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)测得机器人运动时的姿态参数,通过推导的足端轨迹算法,得到足端位置的坐标映射,调整机器人在斜坡上的重心位置;通过设计的"虚拟斜坡"躯干姿态调整算法,实现机器人在上坡过程中躯干姿态的自适应调整.利用实验室的四足机器人物理平台和搭建的实际斜坡地形环境,验证了所提算法的可行性和有效性.机器人平台验证结果表明,所提出的斜坡自适应控制方法提高了机器人在坡面上的稳定裕度,优化了足端运动空间,实现了四足机器人的自适应爬坡调整.