双足机器人行走控制策略中最经典的是“静态步行”,这种策略的特点是:机器人步行的过程中,重心在地面上的投影(以下简称重心投影)始终位于支撑多边形内。那么具体过程可分为两个阶段:双足支撑期重心转移:在初始姿态时,重心位于两脚之间,首先重心投影应该转移至支撑脚(任意选定一只脚为支撑脚,则另一只脚为摆动脚)的支撑多边形内,这段时间称为“双足支撑期“,双足支撑期内重心移动,双脚不动;单足支撑期摆动脚迈步:待重心移动完成后,摆动脚便开始向前迈步,脚掌离开地面到脚掌落地,这段时间称为单足支撑期,单足支撑期内,重心以及支撑脚不动,摆动脚先抬脚再落脚。 待摆动脚落地后,再次转移重心,将重心投影从支撑脚转移至摆动脚支撑多边形内,原摆动脚变成新的支撑脚,原支撑脚变成新的摆动脚,新的摆动脚按照新规划的轨迹向前迈一步,如此往复循环,就形成了静态步行。
一、五次样条插值
在移动重心位置之前,首先得规划好重心运动轨迹,因此就需要利用到五次样条插值,五次样条曲线保证了位置,速度以及加速度的连续。基本方程形式为五次多项式: