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1. 变长度柔性双足机器人行走控制及稳定性分析

廖发康, 周亚丽, 张奇志

《计算机应用》唯一官方网站 2023, 43 (1): 312-320. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2021111953

摘要（283）

HTML （4）

PDF （4678KB）（91）

针对传统双足机器人模型缺少脚质量和躯干的问题，提出考虑摆动腿动态及躯干影响的柔性双足机器人模型，并对其行走控制及稳定性进行研究。首先，建立系统的动力学模型并采用欧拉-拉格朗日法推导了系统的动力学方程；同时，在弹簧负载倒立摆（SLIP）模型的基础上添加刚性躯干、脚质量及采用变长度伸缩腿，充分考虑躯干及摆动腿动力学对机器人行走步态的影响；其次，设计基于变长度腿的反馈线性化控制器来跟踪目标轨迹，以及调节摆动腿和躯干的姿态；最后，利用Newton-Raphson迭代法和庞加莱映射分析机器人的不动点及轨道稳定性条件，并在理论分析的基础上进行仿真。仿真结果表明，所提控制器可以实现机器人的周期行走，对外界干扰具有良好的鲁棒性，且雅可比矩阵所有特征值的模均小于1，能形成稳定的极限环，证明系统是轨道稳定的。

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2. 变长度弹性伸缩腿双足机器人半被动起步行走仿人控制

张瑞, 张奇志, 周亚丽

《计算机应用》唯一官方网站 2022, 42 (1): 252-257. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2021010175

摘要（267）

HTML （8）

PDF （714KB）（73）

传统双足机器人行走使用轨迹跟踪控制，而人类行走大部分时间处于被动状态。针对半被动变长度弹性伸缩腿双足机器人从静止状态开始起步行走的问题，提出了一种起步行走仿人控制方法。首先，使用串联弹性驱动双足弹簧负载倒立摆（B-SLIP）模型；然后，利用拉格朗日方法建立行走动力学方程，并利用模型的自稳定性在双支撑阶段采用能量误差比例积分（PI）反馈控制与惰性控制方法控制后腿伸缩，在单支撑阶段采用摆动腿回摆方法控制机器人的高度和前向速度。仿真结果表明，所提出的控制策略可使双足机器人在水平面上实现起步行走过程，并且对应的控制系统对于外部周期扰动力具有抗干扰能力。

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3. 基于Kinect的三维视觉里程计的设计

王亚龙张奇志周亚丽

计算机应用 2014, 34 (8): 2371-2374. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.08.2371

摘要（383）

PDF （787KB）（482）

针对移动服务机器人在未知环境下三维路径估计的问题，设计了一种基于Kinect的实时估计机器人运动轨迹的方法。该方法采用Kinect获取机器人运动过程中连续帧的彩色和深度信息，首先，提取并匹配目标帧和参考帧的SURF的特征点；然后，结合深度信息利用经典P3P问题的方法及改进的随机采样一致性(RANSAC)算法计算机器人的初始6自由度(DOF)位姿；最后，通过非线性最小二乘算法最小化初始位姿内点的双向投影误差来提高位姿精度，进而得到机器人的运动轨迹。同时对比了不同特征点及描述符结合下的里程计精度。实验结果表明，所提方法能够将里程计误差降低到3.1%，且能够满足实时要求，可为机器人同时定位与地图创建提供重要的先验信息。

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