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什麼是步態規劃

步態規劃是指爲機器人的足式運動設計一套規則,以實現穩定且週期性的運動。這個過程涉及到腿的擺動和支撐運動之間的相對時間關係,即步態時序。步態規劃的內容包括足端軌跡規劃,它決定了單個腿的運動特徵,以及腿與腿之間運動的協調。根據不同的應用場景和需求,步態規劃可以設計出不同的步態形式,如靜態步態、動態步態和準靜態步態。

靜態步態,如Walk步態,是一種在運動過程中始終有三條腿處於支撐相的步態形式。在Walk步態中,四條腿最常見的輪換順序爲1→3→4→2→1。在Walk步態的一箇運動週期內,四條腿的抬起時刻遵循特定的時序,其中1-p爲處於擺動相的時間,但1-p必須小於φ,以保證步態的成立。

動態步態,如Trot步態,適用於中低速跑動,具有較大的運動速度範圍。Trot步態的一箇顯著特徵是對角的兩條腿成對運動,即腿1和腿3運動一致,腿2和腿4運動一致。在Trot步態的一箇運動週期內,四條腿的抬起時刻同樣遵循特定的時序,理想情況下對角腿會同時抬起並同時着地。

步態規劃的研究主要集中在如何設計出高效、穩定的步態,以滿足機器人的運動需求。這包括但不限於足端軌跡的規劃,以及腿與腿之間運動的協調,這些都是實現機器人穩定週期運動的關鍵因素。