【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机器人运动规划领域，具体涉及一种复杂环境下足式机器人分层步态规划方法。
技术介绍
1、目前常见的足式机器人步态规划都采用行走、对角等步态(对角线上的两只脚同时抬起或落下)，机器人按照固定规律抬脚落脚，而没有考虑地形条件。或者以对角步态为基础，根据地形条件改变步幅大小，而没有改变抬脚的顺序，也没有根据地形条件选择性的抬起某条腿。而真实的四足动物在复杂地形环境下，没有固定的步态，每条腿抬起还是落下是根据地形状况及身体状态临时确定的。这些方法规划出来的步态显得机械，在复杂的地形下运动适应性差，效率较低，稳定性也不高。
技术实现思路
1、本专利技术针对目前足式机器人运动规划方法存在的问题，提出一种复杂环境下足式机器人分层步态规划方法，使机器人以随机步态通过不同的地形环境，提高运动的效率与灵活性。
2、实现本专利技术的技术解决方案为：一种复杂环境下足式机器人分层步态规划方法，其特征在于：面向复杂地形的随机步态，不预先设定每条腿的迈腿顺序，而是根据机器人状态与环境状态，独立地确定每一条腿下一步的迈腿方向；整个步态规划采用分层规划方式，外层规划用于确定迈腿的方向，内层规划用于生成足端运动轨迹；外层规划和内层规划都由经验规划和学习规划两部分组成，然后进行融合；机器人在初始化后，进行状态观测，根据观测的结果确定是否进行外层规划；只有在有摆动腿进入支撑相时进行外层规划。具体包括以下步骤：
3、步骤一：通过传感器获取机器人及环境状态，根据足端触地状态是否发生变化，如
4、步骤二：根据获取的环境状态和机器人状态，进行外层规划，选择需要变换位置的足端并规划其迈腿方向，然后跳到步骤三。
5、步骤三：根据足端触地状态的变化情况及外层规划结果，进行内层规划，生成足端的运动轨迹。
6、步骤四：根据规划的足端运动轨迹，采用逆运动学方法确定关节运动轨迹，并通过执行机构完成动作。
7、步骤五：对内、外层规划的经验规划与学习规划的融合系数进行更新。
8、本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：足式机器人采用随机步态行走，可以提高运动的灵活性与效率，对复杂地形的适应能力更强。内层规划和外层规划都采用经验规划与学习规划融合的方式，降低运动规划的复杂度，通过渐进式的更新策略，加快了训练速度，降低训练开始阶段不确定性带来的不利影响。
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1.一种复杂环境下足式机器人分层步态规划方法，其特征在于：面向复杂地形的随机步态，不预先设定每条腿的迈腿顺序，而是根据机器人状态与环境状态，独立地确定每一条腿下一步的迈腿方向；整个步态规划采用分层规划方式，外层规划用于确定迈腿的方向，内层规划用于生成足端运动轨迹；外层规划和内层规划都由经验规划和学习规划两部分组成，然后进行融合；机器人在初始化后，进行状态观测，根据观测的结果确定是否进行外层规划；只有在有摆动腿进入支撑相时进行外层规划。
2.根据权利要求1所述的复杂环境下足式机器人分层步态规划方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的复杂环境下足式机器人分层步态规划方法，其特征在于，所述步骤一，通过传感器获取机器人及环境状态，根据足端触地状态是否发生变化，具体步骤如下：
4.根据权利要求1所述的复杂环境下足式机器人分层步态规划方法，其特征在于，所述步骤二，根据获取的环境状态和机器人状态，进行外层规划，选择需要变换位置的足端并规划其迈腿方向，具体步骤如下：
5.根据权利要求1所述的复杂环境下足式机器人分层步态规划方法
6.根据权利要求1所述的复杂环境下足式机器人分层步态规划方法，其特征在于，所述步骤二和步骤三的融合关系为：
7.根据权利要求1所述的复杂环境下足式机器人分层步态规划方法，其特征在于：迈脚方向对于每条腿来说都有九个，即前、左前、左、左后、后、右后、右、右前，以及原地不动。
8.根据权利要求1所述的复杂环境下足式机器人分层步态规划方法，其特征在于：内层规划采用椭圆轨迹作为参考轨迹，规划只是改变椭圆轨迹的参数。
9.根据权利要求1所述的复杂环境下足式机器人分层步态规划方法，其特征在于：环境状态包括但不限于地形的起伏程度，松软程度，所述机器人状态包括但不限于机器人质心的速度，关节位置、速度，足端与地面之间的接触力。
...【技术特征摘要】
1.一种复杂环境下足式机器人分层步态规划方法，其特征在于：面向复杂地形的随机步态，不预先设定每条腿的迈腿顺序，而是根据机器人状态与环境状态，独立地确定每一条腿下一步的迈腿方向；整个步态规划采用分层规划方式，外层规划用于确定迈腿的方向，内层规划用于生成足端运动轨迹；外层规划和内层规划都由经验规划和学习规划两部分组成，然后进行融合；机器人在初始化后，进行状态观测，根据观测的结果确定是否进行外层规划；只有在有摆动腿进入支撑相时进行外层规划。
2.根据权利要求1所述的复杂环境下足式机器人分层步态规划方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的复杂环境下足式机器人分层步态规划方法，其特征在于，所述步骤一，通过传感器获取机器人及环境状态，根据足端触地状态是否发生变化，具体步骤如下：
4.根据权利要求1所述的复杂环境下足式机器人分层步态规划方法，其特征在于，所述步骤二，根据获取的环境状态和机器人状态，进行外层规划，选择需要变换位置的足端...
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