專利名稱：一種輪腿復合式移動平臺步態控制方法
技術領域：
本發明主要涉及到移動平臺的控制領域，特指一種適用于輪腿復合式移動平臺的步態控制方法。
背景技術：
基于輪腿復合運動結構的移動平臺(例如輪胎復合式機器人)既能發揮輪式結構的高速機動性，又能保證腿式結構的靈活性以及良好的越障能力，還可以實現更復雜的輪腿復合的運動步態，它可以在多種地形條件和復雜環境下進行應用，因而在探測、救災、軍事偵察、掃雷排險等方面都有廣闊的應用前景。如圖I所示為一種現有的輪腿復合運動平臺，它包括機架2以及連接于機架2底 部的前部輪腿組件5和后部輪腿組件4，機架2包括通過鉸接在一起的前部身板3和后部身板1，前部身板3和后部身板I之間可以產生相對轉動以改變兩者的相對位置。前部輪腿組件5和后部輪腿組件4均包括大腿擺臂、車輪機構以及小腿擺臂，大腿擺臂的一端鉸接于機架2上并可繞鉸點擺動，大腿擺臂的另一端與小腿擺臂的一端相連形成肘部并可繞肘部擺動形成折疊，車輪機構裝設于小腿擺臂中段處。小腿擺臂的底部末端設有用來完成行走的足部。這種輪腿復合運動平臺通過前、后輪腿系統的折疊與伸展，能夠實現輪腿運動模式切換，令輪式運動方式與腿式運動方式相互獨立，在完成狀態切換之后，輪式運動機構與腿式運動機構完全區分開。在輪式運動中，腿式機構折疊與機架聯接為一體；在腿式運動方式中，輪式機構位置較高，無法干擾腿式運動。但是，在上述結構的輪腿復合運動平臺中，并沒有一套行之有效的運動步態控制方法，使其能在各類復雜地形環境下進行運動步態的選擇以及在不同運動步態之間的自由切換，這就將大大限制輪腿復合運動平臺的適用范圍。

發明內容
本發明要解決的技術問題就在于針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種原理簡單、能夠提高輪腿移動平臺操控性和控制精準度、增強其適應能力的輪腿復合式移動平臺步態控制方法。為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案—種輪腿復合式移動平臺步態控制方法，其步驟為(I)初始模態建立運動模態選擇函數mode ( θ 17 Θ 2，· · ·，Θ 2)、單腿運動模態選擇函數 Iegmode ( ε P ε 2，ε 3，ε 4)；(I. I)運動模態選擇函數mode ( Θ P Θ 2，…，θ n):當mode (O)函數值取I時，輪腿復合式移動平臺選用輪式模態前進；當Hiode(O)函數值取2時，輪腿復合式移動平臺選用腿式模態前進；當Hiode(O)函數值取3時，輪腿復合式移動平臺選用輪腿復合模態前進;(I. 2)單腿運動模態選擇函數 Iegmode ( ε 17 ε 2，ε 3，ε 4) ε j = 1,2,3,4,以表示輪腿復合式移動平臺左前腿將采用1，2，3，4簡單步態；82= 1，2，3，4，以表示右前腿將采用相應簡單步態；ε 3 = 1，2，3，4，以表示左后腿將采用相應簡單步態；ε 4 = 1，2，3，4，以表示右后腿將采用相應簡單步態；其中，后腿步態I主要用于輪腿復合式移動平臺低姿輪式高速前進，后腿步態2主要用于輪腿復合式移動平臺高姿輪式避障前進，后腿步態3主要用于輪腿復合式移動平臺在非結構化地形條件下輪式變結構適應性通行，后腿步態4主要用于輪腿復合式移動平臺在復雜地形下腿式前進；前腿步態I主要用于輪腿復合式移動平臺低姿輪式高速前進，前腿步態2主要用于輪腿復合式移動平臺高姿輪式避障前進，前腿步態3主要用于輪腿復合式移動平臺在非結構化地形下輪式變結構適應性通行，前腿步態4主要用于機器人在復雜地形下腿式前進；(2)通過傳感器實時采集路況上障礙物信息，分析判斷后利用運動模態選擇函數mode ( Θ 17 θ2，...，θ η)、單腿運動模態選擇函數legmode ( ε ρ ε 2，ε 3，ε 4)選擇移動平臺的行走姿態；(3)由現有行走姿態切換至步驟(2)中所選擇的行走姿態。 作為本發明的進一步改進所述步驟(I. I)中將輪式模態分為低姿輪式模態、高姿輪式模態以及適應性輪式模態，其選擇由姿態選擇函數wheelmode ( δ P δ 2，…，δ η)來實現；當wheelmode (O)的函數值取I時，采用低姿輪式；當wheelmode (Θ)的函數值取2時，采用高姿輪式；當wheelmode (Θ)的函數值取3時采用適應性輪式。在所述步驟(I. 2)對單腿步態建立的步驟為(I. 2. I)先定義移動平臺的坐標系，以移動平臺的質心為原點，沿移動平臺的縱軸指向頭部方向為X軸，沿移動平臺橫軸指向左手邊方向為Y軸，根據右手坐標準則確定Z軸；依據上述坐標系，設定姿態角a ij, i = 1,2,3,4 ；j = I, 2, 3,其中i為腿的標示符，I表示左前腿、2表示右前腿、3表示左后腿、4表示右后腿；j為關節標示符，I表示髖關節橫向擺動角、2表示髖關節縱向擺動角、3表示膝關節縱向擺動角；(I. 2. 2)設定前腿和后腿的步態后腿步態I :步態的姿態角約束為a ^ = 0，i = 3，4 ；j = 1,2,3 ；后腿步態2 :步態的姿態角約束為α η = 0，a i2+a i3 = 90°，a i2 e
，i = 3,4 ；后腿步態3 :步態的姿態角約束為a n e [-30。，60° ]，a i2+a i3 = 90。]，a i2 e
，i = 3，4 ;后腿步態4 :步態的姿態角約束為CiilG [-30°，60° ]，a i2 e [-45°，90° ]，a i3 =
, i = 3,4。前腿步態I :步態的姿態角約束為a Jj = O, a il，2 ;j = 1,2,3 ；前腿步態2 :步態的姿態角約束為a η = 0，a i2+a i3 = 90。，a i2 e
，i = 1,2 ；前腿步態3 :姿態角約束為 a n e [-30° ,60° ]，a i2+a i3 = 90。, a i2 e
，i = 1,2 ；前腿步態4 :步態的姿態角約束為CiilG [-30°，60° ]，a i2 e [-45°，90° ]，a i3 =
，i = 1，2。
所述步驟(3)的具體切換過程為(3. I)低姿輪式向高姿輪式切換時，單腿簡單步態切換過程是后腿步態I與前腿步態I同時切換為后腿步態2與前腿步態2，相應的角度關系為an，i = I，2，3，4保持不變，ai2，i = 1，2，3，4同步增大到
之間的一個角度，同時a i3，i = 1，2，3，4同步變為90° -ai2 ；(3. 2)低姿輪式向變形輪式切換時，單腿簡單步態切換過程是后腿步態I與前腿步態I同時切換為后腿步態3與前腿步態3，與之相應的角度關系為an，i = 1，2，3，4同步變化到[-30。，60。]之間的一個角度，ai2,i = 1,2,3,4同步增大到[O。，90。]之間的一個角度，同時ai3, i = 1，2，3，4同步變為90° - a i2 ；(3. 3)低姿輪式向腿式步態切換時，單腿簡單步態切換過程是后腿步態I與前腿步態I同時切換為后腿步態4與前腿步態4，Ciil, i = 1，2，3，4分別在[-30°，60° ]內進行角度調整，ai2,i = 1，2，3，4分別在[-45。，90。]內進行調整，a i3, i = 1，2，3，4分別在
內進行調整；·(3.4)低姿輪式向輪腿復合式運動步態切換時，根據地形條件，左、右后腿分別向后腿步態2、4，左右前腿分別向前腿步態2、4或者左、右后腿分別向后腿步態4、2，左右前腿分別向前腿步態4、2切換；(3.5)高姿輪式向變形輪式切換時，單腿簡單步態切換過程是后腿步態2與前腿步態2同時切換為后腿步態3與前腿步態3，角度關系為an，i = 1,2,3,4同步變化到[-30。，60。]之間的一個角度，a i2，i = 1，2，3，4運動范圍保持不變，a i3, i = 1,2,3,4同步變為90° -ai2;(3. 6)高姿輪式向腿式運動步態切換時，單腿簡單步態切換過程是后腿步態2與前腿步態2同時切換為后腿步態4與前腿步態4，an,i = 1，2，3，4分別在[-30°，60° ]內進行角度調整，ai2，i = 1，2，3，4分別在[-45°，90。]內進行調整，a i3，i = 1，2，3，4分別在
內進行調整；(3.7)高姿輪式向輪腿復合式運動步態切換時，根據地形條件，左、右后腿分別向后腿步態2、4，左右前腿分別向前腿步態2、4或者左、右后腿分別向后腿步態4、2，左右前腿分別向前腿步態4、2切換；(3. 8)變形輪式向腿式運動步態切換時，單腿簡單步態切換過程是后腿步態3與前腿步態3同時切換為后腿步態4與前腿步態4，an,i = 1，2，3，4分別在[-30°，60° ]內進行角度調整，ai2，i = 1，2，3，4分別在[-45°，90。]內進行調整，a i3，i = 1，2，3，4分別在
內進行調整；(3.9)變形輪式向輪腿復合式運動步態切換時，根據地形條件，左、右后腿分別向后腿步態2、4，左右前腿分別向前腿步態2、4或者左、右后腿分別向后腿步態4、2，左右前腿分別向前腿步態4、2切換；(3. 10)腿式向輪腿復合式運動步態切換時，根據地形條件，左、右后腿分別向后腿步態2、4，左右前腿分別向前腿步態2、4或者左、右后腿分別向后腿步態4、2，左右前腿分別向前腿步態4、2切換。與現有技術相比，本發明的優點在于(I)本發明的輪腿復合式移動平臺步態控制方法，原理簡單、控制精度高，基于輪腿復合式移動平臺的運動機理，使其實現輪式、腿式行走、自由轉彎，輪式與腿式模態自由切換，滿足上下樓梯、跨越障礙等功能需要，從而表現良好的環境適應能力。(2)本發明的輪腿復合式移動平臺步態控制方法，能使輪腿復合式移動平臺在各類復雜地形環境下行走，通過設置復合步態以及各類復合步態間自由切換的控制方法，確保了輪腿復合式移動機器人的良好地形適應能力。


圖I是輪腿復合式移動平臺的結構示意圖。圖2是本發明方法的流程示意圖。圖3是應用本發明方法后移動平臺處于低姿輪式運動模態時的示意圖。圖4是應用本發明方法后移動平臺處于高姿輪式運動模態時的示意圖。 圖5是應用本發明方法后移動平臺處于適應性輪式運動模態時的示意圖。圖6是應用本發明方法后移動平臺處于腿式運動模態時的示意圖。圖7是應用本發明方法后移動平臺處于輪腿復合式運動模態時的示意圖。圖8是輪腿復合式移動平臺的后腿角度示意圖。圖9是輪腿復合式移動平臺的前腿角度示意圖。圖10是應用本發明方法后移動平臺的后腿步態I不意圖。圖11是應用本發明方法后移動平臺的后腿步態2不意圖。圖12是應用本發明方法后移動平臺的后腿步態3不意圖。圖13是應用本發明方法后移動平臺的后腿步態4不意圖。圖14是應用本發明方法后移動平臺的前腿步態I示意圖。圖15是應用本發明方法后移動平臺的前腿步態2示意圖。圖16是應用本發明方法后移動平臺的前腿步態3示意圖。圖17是應用本發明方法后移動平臺的前腿步態4示意圖。
具體實施例方式以下將結合說明書附圖和具體實施例對本發明做進一步詳細說明。本發明主要是基于輪腿復合式移動平臺的運動步態控制方法，參見圖I為這類輪腿復合式移動平臺的基本結構，通過本發明的運動步態控制方法可以充分挖掘此類移動平臺的多樣化功能，可以根據實際路況實現多種運動模式(包括輪式模態、腿式模態以及輪腿復合模態)，加載相應的執行機構后可以執行多種類型的專業任務。如圖2所示，本發明輪腿復合式移動平臺步態控制方法的具體步驟為(I)初始模態建立運動模態選擇函數mode ( Θ 1 Θ 2，· · ·，θ J、單腿運動模態選擇函數 Iegmode ( ε P ε 2，ε 3，ε 4)；(I. I)建立關于輪式模態、腿式模態以及輪腿復合模態的運動模態選擇函數mode ( Θ j, Q2,..., θ n)；當mode (Θ)函數值取I時，輪腿復合式移動平臺選用輪式模態前進。此輪式模態一般適用于在平坦地形條件下輪式高速前進(參見圖3)、或在雜亂小障礙物地形條件下輪式高速適應性通過(參見圖4)、或通過V形壕溝地形(參見圖5)。
本實施例中，為了與上述三種地形條件對應，進一步將輪式模態分為低姿輪式模態、高姿輪式模態以及適應性輪式模態，其選擇由姿態選擇函數wheelmode ( δ P δ 2，...，δ η)來實現，即當wheelmode (O)的函數值取I時,采用低姿輪式；當wheelmode (O)的函數值取2時，采用高姿輪式；當wheelmode(O)的函數值取3時采用適應性輪式(參見圖5)。當Hiode(O)函數值取2時，輪腿復合式移動平臺選用腿式模態前進，此運動模態主要用于在非結構化復雜地形如野外、或災區等條件下順利行進(參見圖6)。當Hiode(O)函數值取3時，輪腿復合式移動平臺選用輪腿復合模態前進，此運動模態主要用于高低路或非結構化平坦地形條件下的通行(參見圖7)。上述三種運動模態(輪式、腿式、輪腿復合式)構成了輪腿復合式移動平臺的運動性基礎，而上述三種運動模態又以單腿的各類簡單運動模態為基礎。(I. 2)建立單腿運動模態選擇函數Iegmode ( ε 17 ε 2，ε 3，ε 4)。相應的，S1 = I, 2,3,4,以表示左前腿將采用1，2，3，4簡單步態；ε 2 = 1，2，3，4，以表示右前腿將采用相應簡單步態，ε 3 = 1,2,3,4,以表示左后腿將采用相應簡單步態；ε 4 = 1，2，3，4，以表示右后腿將米用相應簡單步態。具體而言，單腿簡單步態依據前后腿結構的不同分為兩種，分別稱為后腿步態和前腿步態。每條腿具有三個關節自由度，其中髖關節具有兩個自由度，膝關節具有一個自由度，同時每條腿上所配備輪具有一個輪自由度。后腿輪作為主動輪，前腿輪作為主動輪或者被動輪，這可以依據對動力的需求來決定。定義移動平臺的坐標系，以移動平臺的質心為原點，沿移動平臺的縱軸指向頭部方向為X軸，沿移動平臺橫軸指向左手邊方向為Y軸，根據右手坐標準則確定Z軸。為方便表述，對各個腿的關節角統一進行符號定義，定義為ciu，i = l，2，3，4;j=1，2，3，其中i為腿的標示符，I表示左前腿、2表示右前腿、3表示左后腿、4表示右后腿；j為關節標示符，I表示髖關節橫向擺動角、2表示髖關節縱向擺動角、3表示膝關節縱向擺動角。即在移動平臺的后腿上，an，i = 3，4為髖關節的橫向擺動即繞X軸的擺動角度，處于垂直向下時為0°，向外側擺動角度為正，向內側擺動角度為負；ai2，i = 3，4為髖關節的縱向擺動即繞Y軸的擺動角度，處于垂直向下時為0°，向前擺動角度為正，向后擺動角度為負；ai3，i = 3，4為膝關節的縱向擺動即繞Y軸的擺動角度，處于當小腿與大腿完全閉合時為0°，張開時為正角度(參見圖8)。在移動平臺的前腿上，a n，i = 1，2為髖關節的橫向擺動即繞X軸的擺動角度，處于垂直向下時為0°，向外側擺動角度為正，向內側擺動角度為負；ai2，i = l，2為髖關節的縱向擺動即繞Y軸的擺動角度，處于垂直向下時為0°，向后擺動角度為正，向前擺動角度為負；ai3，i = 1，2為膝關節的縱向擺動即繞Y軸的擺動角度，處于當小腿與大腿完全閉合時為0°，張開時為正角度(參見圖9)。本實施例中，前腿與后腿的長度相同，其中大腿長度為a，小腿長度為b，輪半徑為r0相應的設障礙物的高度為h。那么，后腿的步態包括四種后腿步態I :主要用于輪腿復合式移動平臺低姿輪式高速前進，步態的姿態角約束為CIij = O，i = 3,4 ；j = 1，2，3(參見圖 10)；后腿步態2 :主要用于輪腿復合式移動平臺高姿輪式避障前進，步態的姿態角約束為αη = 0，a i2+a i3 = 90。，a i2 e
，i = 3，4(參見圖 11)；后腿步態3 :主要用于輪腿復合式移動平臺在非結構化地形條件下輪式變結構適應性通行，步態的姿態角約束為a n G [-30。，60。], ai2+ai3 = 90。，ct i2 e
，i = 3，4(參見圖 12)；后腿步態4 :主要用于輪腿復合式移動平臺在復雜地形下腿式前進，步態的姿態角約束為an e [-30°，60° ]，a i2 e [-45°，90。]，a i3 = [O。，135。]，i = 3，4(參見圖13)。前腿簡單步態也包括四種前腿步態I :主要用于輪腿復合式移動平臺低姿輪式高速前進，步態的姿態角約束為a U = O, i = 1,2 ； j = 1,2,3(參見圖 14)；前腿步態2 :主要用于輪腿復合式移動平臺高姿輪式避障前進，步態的姿態角約束為αη = O, a i2+a i3 = 90。, a i2 e
，i = 1，2(參見圖 15)；前腿步態3 :主要用于輪腿復合式移動平臺在非結構化地形下輪式變結構適應性通行，姿態角約束為α η ε [-30° , 60。], a i2+ a i3 = 90° , a i2 e [O° , 90。], i = I,2(參見圖16)；前腿步態4 :主要用于機器人在復雜地形下腿式前進，步態的姿態角約束為a ^ e [-30。，60。]，a i2 e [-45。，90。]，a i3 = [O。，135。]，i = 1，2 (參見圖 17)。輪式、腿式、輪腿復合式運動步態，與單腿簡單運動步態的對應關系以及所適用的地形條件用下表描述
權利要求
1.一種輪腿復合式移動平臺步態控制方法，其特征在于，步驟為 (1)初始模態建立運動模態選擇函數mode( θ 1； Θ 2). . . , θ n)、單腿運動模態選擇函數Iegmode ( ε ” ε 2，ε 3，ε 4)； (I. I)運動模態選擇函數mode ( Q1, Θ 2，· · ·，θ n):當mode (O)函數值取I時，輪腿復合式移動平臺選用輪式模態前進；當Hiode(O)函數值取2時，輪腿復合式移動平臺選用腿式模態前進；當Hiode(O)函數值取3時，輪腿復合式移動平臺選用輪腿復合模態前進； (I. 2)單腿運動模態選擇函數Iegmode ( ε ” ε 2，ε 3，ε 4) ε j = 1,2,3,4,以表示輪腿復合式移動平臺左前腿將采用1，2，3，4簡單步態；82= 1，2，3，4，以表示右前腿將采用相應簡單步態；ε 3 = 1，2，3，4，以表示左后腿將采用相應簡單步態；ε 4 = 1，2，3，4，以表示右后腿將采用相應簡單步態；其中，后腿步態I主要用于輪腿復合式移動平臺低姿輪式高速前進，后腿步態2主要用于輪腿復合式移動平臺高姿輪式避障前進，后腿步態3主要用于輪腿復合式移動平臺在非結構化地形條件下輪式變結構適應性通行，后腿步態4主要用于輪腿復合式移動平臺在復雜地形下腿式前進；前腿步態I主要用于輪腿復合式移動平臺低姿輪式高速前進，前腿步態2主要用于輪腿復合式移動平臺高姿輪式避障前進，前腿步態3主要用于輪腿復合式移動平臺在非結構化地形下輪式變結構適應性通行，前腿步態4主要用于機器人在復雜地形下腿式前進； (2)通過傳感器實時采集路況上障礙物信息，分析判斷后利用運動模態選擇函數mode (Q1, Θ 2，. . .，θ n)、單腿運動模態選擇函數Iegmode ( ε ^ ε 2，ε 3，ε 4)選擇移動平臺的行走姿態； (3)由現有行走姿態切換至步驟(2)中所選擇的行走姿態。
2.根據權利要求I所述的輪腿復合式移動平臺步態控制方法，其特征在于所述步驟(I. I)中將輪式模態分為低姿輪式模態、高姿輪式模態以及適應性輪式模態，其選擇由姿態選擇函數wheelmode ( δ δ 2, . . . , δ n)來實現；當wheelmode (Θ)的函數值取I時，采用低姿輪式；當wheelmode (Θ)的函數值取2時,采用高姿輪式；當wheelmode (Θ)的函數值取3時采用適應性輪式。
3.根據權利要求I所述的輪腿復合式移動平臺步態控制方法，其特征在于，在所述步驟(I. 2)對單腿步態建立的步驟為 (1.2. I)先定義移動平臺的坐標系，以移動平臺的質心為原點，沿移動平臺的縱軸指向頭部方向為X軸，沿移動平臺橫軸指向左手邊方向為Y軸，根據右手坐標準則確定Z軸；依據上述坐標系,設定姿態角Cti^i = I, 2, 3, 4; j = 1,2，3,其中i為腿的標示符，I表示左前腿、2表示右前腿、3表示左后腿、4表示右后腿；j為關節標示符，I表示髖關節橫向擺動角、2表示髖關節縱向擺動角、3表示膝關節縱向擺動角； (I. 2. 2)設定前腿和后腿的步態 后腿步態I :步態的姿態角約束為a u = 0，i = 3，4; j = 1，2，3 ; 后腿步態2 :步態的姿態角約束為Ciil = 0，ai2+cii3 = 90°，ai2e
，i =.3,4 ； 后腿步態3 :步態的姿態角約束為a n e [-30° ,60。]，a i2+a i3 = 90。，a i2 e
, i = 3,4 ； 后腿步態4:步態的姿態角約束為Ciil e [-30°，60° ]，ai2e[-45°，90° ]，ai3 =
, i = 3,4 ； 前腿步態I :步態的姿態角約束為a u = 0，i = 1，2; j = 1，2，3 ; 前腿步態2 :步態的姿態角約束為Ciil = 0，ai2+cii3 = 90°，ai2e
，i =1,2 ； 前腿步態 3:姿態角約束為 CtilG [-30。，60。]，a i2+ a i3 = 90。，a i2 e
, i = 1,2 ； 前腿步態4:步態的姿態角約束為Ciil e [-30°，60° ]，ai2e[-45°，90° ]，ai3 =
，i = 1,2。
4.根據權利要求3所述的輪腿復合式移動平臺步態控制方法，其特征在于，所述步驟(3)的具體切換過程為 (3. I)低姿輪式向高姿輪式切換時，單腿簡單步態切換過程是后腿步態I與前腿步態I同時切換為后腿步態2與前腿步態2，相應的角度關系為= 1，2，3，4保持不變，a i2，i = 1，2，3，4同步增大到
之間的一個角度，同時ai3，i = 1，2，3，4同步變為90。-ai2； (3. 2)低姿輪式向變形輪式切換時，單腿簡單步態切換過程是后腿步態I與前腿步態I同時切換為后腿步態3與前腿步態3，與之相應的角度關系為a n，i = I, 2，3，4同步變化到[-30°，60° ]之間的一個角度，ai2，i = 1，2，3，4同步增大到
之間的一個角度，同時ai3，i = 1，2，3，4同步變為90° - a i2 ； (3. 3)低姿輪式向腿式步態切換時，單腿簡單步態切換過程是后腿步態I與前腿步態I同時切換為后腿步態4與前腿步態4，a n，i = 1，2，3，4分別在[-30°，60° ]內進行角度調整，ai2，i = 1，2，3，4 分別在[-45。，90。]內進行調整，a i3，i = 1，2，3，4 分別在
內進行調整； (3. 4)低姿輪式向輪腿復合式運動步態切換時，根據地形條件，左、右后腿分別向后腿步態2、4，左右前腿分別向前腿步態2、4或者左、右后腿分別向后腿步態4、2，左右前腿分別向前腿步態4、2切換； (3. 5)高姿輪式向變形輪式切換時，單腿簡單步態切換過程是后腿步態2與前腿步態2同時切換為后腿步態3與前腿步態3，角度關系為a n，i = 1，2，3，4同步變化到[-30°，60° ]之間的一個角度，a i2，i = I, 2，3，4運動范圍保持不變，a i3, i = I, 2，3，4同步變為90。-ai2； (3. 6)高姿輪式向腿式運動步態切換時，單腿簡單步態切換過程是后腿步態2與前腿步態2同時切換為后腿步態4與前腿步態4，Ciil, i = 1，2，3，4分別在[-30°，60° ]內進行角度調整，a i2，i = I, 2，3，4分別在[-45°，90° ]內進行調整，a i3，i = I, 2，3，4分別在
內進行調整； (3. 7)高姿輪式向輪腿復合式運動步態切換時，根據地形條件，左、右后腿分別向后腿步態2、4，左右前腿分別向前腿步態2、4或者左、右后腿分別向后腿步態4、2，左右前腿分別向前腿步態4、2切換； (3. 8)變形輪式向腿式運動步態切換時，單腿簡單步態切換過程是后腿步態3與前腿步態3同時切換為后腿步態4與前腿步態4，Ciil, i = 1，2，3，4分別在[-30°，60° ]內進行角度調整，a i2，i = I, 2，3，4分別在[-45°，90° ]內進行調整，a i3，i = I, 2，3，4分別在[O。，135° ]內進行調整； (3. 9)變形輪式向輪腿復合式運動步態切換時，根據地形條件，左、右后腿分別向后腿步態2、4，左右前腿分別向前腿步態2、4或者左、右后腿分別向后腿步態4、2，左右前腿分別向前腿步態4、2切換；(3. 10)腿式向輪腿復合式運動步態切換時，根據地形條件，左、右后腿分別向后腿步態.2、4，左右前腿分別向前腿步態2、4或者左、右后腿分別向后腿步態4、2，左右前腿分別向前腿步態4、2切換。
全文摘要
本發明公開了一種輪腿復合式移動平臺步態控制方法，其步驟為(1)初始模態建立運動模態選擇函數mode(θ1，θ2，...，θn)、單腿運動模態選擇函數legmode(ε1，ε2，ε3，ε4)；(2)通過傳感器實時采集路況上障礙物信息，分析判斷后利用運動模態選擇函數mode(θ1，θ2，...，θn)、單腿運動模態選擇函數legmode(ε1，ε2，ε3，ε4)選擇移動平臺的行走姿態；(3)由現有行走姿態切換至步驟(2)中所選擇的行走姿態。本發明具有原理簡單、能夠提高輪腿移動平臺操控性和控制精準度、增強其適應能力等優點。
文檔編號G05D1/02GK102841605SQ201210339690
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月14日 優先權日2012年9月14日
發明者謝海斌, 王奇, 史美萍, 戴斌, 程子龍, 朱效洲, 馬磊, 黃安琪 申請人:中國人民解放軍國防科學技術大學