01
步态控制概述
人形机器人发展史、双足步行的挑战、步态控制的核心目标与评价指标。
入门概览
02
运动学基础（上）
刚体运动描述、旋转矩阵、欧拉角、齐次变换矩阵。
数学坐标变换
03
运动学基础（下）
DH参数法、正运动学建模、逆运动学求解（解析法与数值法）。
DH逆解
04
动力学基础
牛顿-欧拉法、拉格朗日法、关节力矩计算、地面反作用力模型。
力学力矩
05
ZMP稳定性理论
零力矩点（ZMP）定义、ZMP与CoP的关系、ZMP稳定性判据、ZMP轨迹规划。
稳定性ZMP
06
步态规划基础
步态周期定义、单脚支撑与双脚支撑阶段、步长步频步速参数设计。
规划参数
07
离线步态规划
基于ZMP的步态模式生成、多项式插值轨迹、Bézier曲线与样条曲线应用。
离线插值
08
在线步态规划
传感器反馈融合、步态相位切换逻辑、实时轨迹调整策略。
在线反馈
09
关节空间轨迹规划
S形速度曲线、梯形速度曲线、加加速度约束下的平滑轨迹生成。
轨迹平滑
10
任务空间轨迹规划
足端轨迹规划（摆线、复合摆线）、躯干姿态轨迹规划。
足端躯干
11
PD/PID关节控制
位置环、速度环、力矩环的PID调参方法、前馈补偿技术。
PID调参
12
计算力矩控制
基于动力学模型的前馈+反馈控制、模型不确定性处理。
前馈鲁棒
13
阻抗控制与柔顺控制
关节阻抗模型、足地接触柔顺控制、虚拟模型控制。
柔顺阻抗
14
模型预测控制（MPC）入门
MPC基本原理、线性MPC在步态控制中的应用、约束处理。
MPC优化
15
全身控制（WBC）
任务优先级控制、零空间投影、多任务协调（躯干、手臂、腿部）。
WBC优先级
16
状态估计基础
IMU数据处理、关节编码器数据融合、足底力传感器标定。
IMU传感器
17
扩展卡尔曼滤波（EKF）在步态中的应用
EKF原理、状态向量设计、观测模型构建。
EKF滤波
18
接触检测与相位估计
足底力阈值检测、接触状态机、步态相位估计算法。
接触相位
19
地形感知与自适应步态
基于视觉/激光的地形分类、步态参数自适应调整。
感知自适应
20
斜坡与楼梯行走
斜坡步态参数调整策略、楼梯攀爬的轨迹规划、过渡步态设计。
斜坡楼梯
21
不平整地面行走
脚踝柔顺策略、足底主动适应、重心调整方法。
不平整适应
22
抗扰动控制
推拉扰动下的恢复策略、捕获点理论、步态紧急调整。
扰动恢复
23
行走模式切换
原地踏步、前进后退、左右横移、转向步态的设计与切换逻辑。
模式切换
24
跑步与跳跃控制
飞行阶段动力学、触地阶段冲击吸收、跳跃轨迹规划。
跑步跳跃
25
仿真环境搭建
Gazebo/Webots/MuJoCo仿真器选择、URDF模型导入、传感器仿真配置。
仿真URDF
26
ROS2在步态控制中的应用
ROS2节点通信、控制循环架构、实时性保障。
ROS2通信
27
硬件接口与驱动
CAN总线通信、EtherCAT协议、关节电机控制指令封装。
CANEtherCAT
28
步态控制调试方法
数据可视化（RViz/Matplotlib）、日志分析、常见问题排查。
调试可视化
29
经典案例解析
ASIMO、Atlas、Cassie等机器人步态控制方案对比分析。
案例对比
30
综合项目实战
从零搭建双足机器人步态控制系统（仿真），包含规划、控制、状态估计全流程。
实战综合