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龙图腾网恭喜燕山大学申请的专利四足机器人行走与对角步态运动控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115373269B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-25发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211034456.0，技术领域涉及：G05B13/04；该发明授权四足机器人行走与对角步态运动控制方法是由史亚鹏;王源;陈馨;宋颜和;刘桂江;陈春昊;高宾;曹瑞康;俞滨;巴凯先设计研发完成，并于2022-08-26向国家知识产权局提交的专利申请。

本四足机器人行走与对角步态运动控制方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种四足机器人行走与对角步态运动控制方法，其包括以下步骤，步骤一：利用低维点质量模型模拟四足机器人运动，用离散化方法建立预观时域运动过程的离散状态方程；步骤二：通过线性约束域处理四足机器人行走和小跑步态，确定优化区间；步骤三：建立预观时域内机器人步态运动控制模型的性能指标评价函数，求解机器人的期望落足点和质心位置；步骤四：根据机器人的期望落足点和质心位置，实现四足机器人运动控制。本发明提出的运动控制方法利用离散化方法建立预观时域离散状态方程；将四足机器人步态模式与双足机器人步态模式进行映射，引入线性约束域对机器人运动进行处理；解决机器人行走和小跑步态的运动控制问题，具有高鲁棒性。

本发明授权四足机器人行走与对角步态运动控制方法在权利要求书中公布了：1.一种四足机器人行走与对角步态运动控制方法，其特征在于，其包括以下步骤：步骤1：利用低维点质量模型模拟四足机器人运动，用离散化方法建立预观时域运动过程的离散状态方程；采用低维点质量模型模拟四足机器人运动，并用状态空间方程表示点质量模型，并通过线性化将点质量模型等效为线性倒立摆模型，进一步转化为离散时间状态空间表达式，最终对离散时间状态空间模型进行递归，推导出质心位置、质心速度、质心加速度、质心加加速度和质心压力中心位置的离散状态方程；步骤2：通过线性约束域处理四足机器人行走和小跑步态，确定优化区间；将四足机器人步态模式与双足机器人步态模式进行映射，通过线性约束域对四足机器人行走和小跑步态进行统一化处理；根据线性约束域确定的优化区间如下所示： 式中：pf0表示当前落足点位置；Δx和Δy分别表示横坐标方向和纵坐标方向的压力中心设定范围；Xcop和Ycop分别表示横坐标方向和纵坐标方向机器人的压力中心；和分别表示横坐标方向和纵坐标方向机器人的状态向量；pzu和pzs分别为机器人压力中心的控制和状态系数矩阵；和分别表示横坐标方向和纵坐标方向的质心加加速度；步骤3：建立预观时域内机器人步态运动控制模型的性能指标评价函数，求解机器人的期望落足点和质心位置；基于横坐标方向和纵坐标方向系统状态变量的不相关性，定义质心速度跟踪、压力中心跟踪与控制输入最小的性能指标评价函数；预观时域内横坐标方向和纵坐标方向的性能指标评价函数如下所示： 式中：X和Y分别表示横坐标方向和纵坐标方向；JXY表示性能评价指标函数；ω1表示质心速度跟踪权重系数；ω2表示压力中心跟踪权重系数；ω3表示质心加加速度跟踪权重系数；表示k+1时刻的质心速度向量；表示k+1时刻的期望质心速度状态向量；XYcopk+1表示k+1时刻的压力中心状态向量；表示k+1时刻的期望压力中心状态向量；UXYk表示k时刻的状态方程的控制输入向量；步骤4：根据机器人的期望落足点和质心位置，实现四足机器人运动控制；获取步骤3中期望质心位置和期望落足点位置，确定线性预测控制模型，根据步骤2确定的优化区间，进一步通过正则凸二次规划方法，构建性能指标评价函数的最优化模型，如下所示： 式中：Up表示状态方程的待优化向量；UpT表示状态方程的待优化向量的转置；H表示海森矩阵；fT表示性能指标的一次项函数；C表示不等式系数矩阵；c表示不等式设定系数；Ul和Uu表示状态方程控制输入向量下极限和上极限；其中，状态方程的待优化变量具体如下所示：Up＝[UXYkTPXYkT]T；式中：PXYk表示预观时域内落足点位置；根据状态方程的控制输入向量和预观时域内落足点位置实现四足机器人的运动控制。

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