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申请/专利权人：中国科学院自动化研究所

摘要：本发明提供一种双足机器人爬坡方法、装置、电子设备和存储介质，属于机器人技术领域，其中方法包括：确定双足机器人的动力学模型，基于动力学模型和模型预测控制算法，构建目标函数，确定目标函数对应的约束条件；对目标函数进行求解，得到双足机器人爬坡的脚步位置序列的最优解；基于脚步位置序列的最优解和整体控制算法，确定每一脚步的关节位置期望值，确定期望姿态角，基于期望姿态角，得到每一脚步的关节速度期望值和关节加速度期望值；基于每一脚步的关节位置期望值、关节速度期望值和关节加速度期望值，计算每一脚步的控制力矩，根据每一脚步的控制力矩控制双足机器人爬坡行走。本发明提高了双足机器人在爬坡行走中的适应性和稳定性。

主权项：1.一种双足机器人爬坡方法，其特征在于，包括：确定双足机器人的动力学模型，基于所述动力学模型和模型预测控制算法，构建目标函数，确定所述目标函数对应的约束条件；在所述约束条件下对所述目标函数进行求解，得到所述双足机器人爬坡的脚步位置序列的最优解；基于所述脚步位置序列的最优解和整体控制算法，确定每一脚步的关节位置期望值，确定期望姿态角，基于所述期望姿态角，得到每一脚步的关节速度期望值和关节加速度期望值；基于所述每一脚步的关节位置期望值、关节速度期望值和关节加速度期望值，计算每一脚步的控制力矩，根据所述每一脚步的控制力矩控制所述双足机器人爬坡行走；所述基于所述动力学模型和模型预测控制算法，构建目标函数，包括：基于所述动力学模型，以及预设的每一步的期望角动量和期望步长，确定所述双足机器人爬坡的每一步的期望状态值；基于所述模型预测控制算法和所述每一步的期望状态值，构建所述目标函数；所述目标函数的计算公式如下： ； ；其中，表示代价函数值，表示脚步位置序列，表示第n步，，表示预测步数，表示第i次预测，表示每步的预测次数，表示第n步第i次预测的状态值，表示第n步的期望状态值，表示第n步第i次预测的状态值与第n步的期望状态值之间的误差，，为的转置矩阵，表示第n步第次预测的状态值与第n步的期望状态值之间的误差，为的转置矩阵，和为预设权重矩阵；所述动力学模型的表达式为： ；其中，为所述双足机器人的质量，表示所述双足机器人的质心的高度，、分别表示所述双足机器人的脚相对于质心的x、y轴距离，、分别表示所述双足机器人在x、y轴方向的角动量，为的导数，为的导数，为的导数，为的导数，为重力加速度；所述每一步的期望状态值的计算公式如下： ； ；其中，表示第n步的期望状态值，表示预设的第n步在y轴方向的期望角动量，表示单步运行时间，表示预设的第n步的期望步长，为控制参数，为双曲正切函数，为中间量。

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