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步态规划 双足机器人行走控制 仿人机器人运动控制

共计 30 章节
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01
课程导入
双足机器人行走控制的意义 · 发展历程 · 典型应用场景（如救援
课程导入双足机器人行走控…
02
双足机器人基础
双足机器人机构学 · 自由度配置 · 常见构型（如串联
双足机器人基础双足机器人机构学
03
运动学基础
正运动学与逆运动学求解方法（DH参数 · 数值迭代） · 雅可比矩阵及奇异性分析
运动学基础DH
04
动力学基础
牛顿-欧拉法 · 拉格朗日法 · 浮动基座动力学
动力学基础牛顿
05
步态基础概念
步态周期 · 支撑相与摆动相 · 双支撑与单支撑
步态基础概念步态周期
06
稳定性判据
ZMP（零力矩点） · CoM（质心）投影 · FRI（地面反力作用点）
稳定性判据ZMP
07
ZMP步态规划
基于ZMP的步态生成方法 · ZMP轨迹设计 · CoM轨迹求解（线性倒立摆模型）
ZMP步态规划
08
线性倒立摆模型（LIPM）
LIPM原理 · 方程推导 · 步态生成中的简化应用及局限性
LIPM线性倒立摆模型
09
捕获点与步态规划
捕获点理论 · 步态调整策略 · 基于捕获点的动态行走控制
捕获点步态规划
10
步态规划方法综述
基于模型的方法（ZMP · LIPM） · 基于优化的方法（MPC）
步态规划方法综述ZMP
11
模型预测控制（MPC）在步态规划中的应用
MPC原理 · 步态规划中的MPC公式化 · 实时求解方法
MPC模型预测控制
12
步态轨迹生成
关节空间轨迹插值（三次样条 · B样条） · 笛卡尔空间轨迹规划
步态轨迹生成关节空间轨迹插值
13
行走控制架构
分层控制架构（规划层 · 控制层 · 执行层）
行走控制架构分层控制架构
14
姿态控制与平衡
姿态估计（IMU融合） · 踝关节策略 · 髋关节策略
姿态控制平衡
15
足部轨迹规划
摆动足足端轨迹设计（抬腿高度 · 落地角度） · 避障与地形适应
足部轨迹规划摆动足足端轨迹设…
16
地形适应与感知
基于视觉/激光雷达的地形感知 · 步态参数在线调整 · 台阶与斜坡行走
地形适应感知
17
动态行走与跑步
从走到跑的过渡 · 飞行相处理 · 步态频率与幅度调节
动态行走跑步
18
抗扰动与鲁棒控制
外部推力扰动下的平衡恢复 · 步态调整策略 · 鲁棒控制方法（H∞
抗扰动鲁棒控制
19
仿真环境与工具
常用仿真平台（Webots · Gazebo · MuJoCo
仿真环境工具
20
硬件与执行器
双足机器人常用执行器（液压 · 电机 · 串联弹性）
硬件执行器
21
案例实战
基于MATLAB/Simulink实… · 包括模型搭建 · 轨迹生成与可视化
案例实战MATLAB/Simul…
22
案例实战
基于Python（如PyBullet… · 实现LIPM步态生成与行走控制
案例实战Python
23
案例实战
使用强化学习（如PPO）训练双足机器… · 包括奖励设计 · 环境交互与训练调优
案例实战PPO
24
案例实战
在真实机器人（如HRP · Atlas · Cassie）上部署步态控制算法
案例实战HRP
25
常见问题与调试
步态不稳定 · 抖动 · 摔倒原因分析
常见问题调试
26
步态规划进阶
多步态模式切换（行走 · 转弯 · 上下坡）
步态规划进阶多步态模式切换
27
人机交互与遥操作
远程控制双足机器人行走 · 共享控制 · 操作员意图识别
人机交互遥操作
28
前沿研究趋势
基于深度学习的步态生成 · 全身运动控制 · 仿生步态
前沿研究趋势基于深度学习的步…
29
综合项目实战
设计一个完整的双足机器人行走系统 · 从需求分析 · 步态规划
综合项目实战设计一个完整的双…
30
课程总结与展望
核心知识点回顾 · 常见误区 · 学习资源推荐
课程总结核心知识点回顾