非结构化环境中双足机器人零力矩点-压力中心算法的稳定性分析

《Scientific Reports》：Stability analysis of the zero moment point–center of pressure algorithm for biped robots in unstructured environments

　　

摘要

在非结构化环境中的双足机器人运动稳定性控制是机器人控制领域的一个重要研究热点。双足机器人模型具有拓扑结构多变、非线性强以及多自由度耦合的特点，这使得它们能够与环境产生强烈的交互作用。非结构化的道路环境对机器人的步态稳定性、关节协调性以及环境适应能力提出了更高的要求。本研究采用了扰动平衡控制策略，并基于零力矩点与压力中心测试结果进行反馈控制，对非结构化环境中的机器人运动进行了稳定性分析。该控制策略包括对脚踝关节轨迹的补偿，且通过Webots仿真平台以及实际实验平台进行了测试。此外，还使用了NAO机器人在不同场景下——如楼梯上和非结构化的沙地环境中——进行实验，以比较和分析NAO机器人在非结构化环境中的步态稳定性及环境适应能力。