谢楚政，李 光，于权伟，吴陈成

1 研究背景

移动机器人可代替人类在一些复杂工况和恶劣环境中的工作，例如战场的援救、地下管道的维修、高层楼房的建设等。不仅解放了人力、提高人们的生活质量、提升幸福感，更是对生产力技术的一次革命。移动机器人技术研究，目前已经成为国内外科研工作者的热点研究领域[1]。

根据移动方式不同，可将机器人分为轮式机器人、履带式机器人、步行机器人等。其中，步行机器人由于其结构模仿自然界中经过优胜劣汰、自然选择后生存下来的各种生物结构[2]，所以相比轮式机器人、履带式机器人具有更为优异的环境适应能力。设计性能优异的步行机器人，几乎可以在各种路况的地面行走[3]。

四足机器人作为步行机器人中的一种，与双足、六足机器人相比，具有更多优势。双足机器人运动稳定性较差，六足机器人运动速度较慢，而四足机器人兼具运动稳定性[4]、快速性[5]，以及较强的负载能力[6]等优势。因此，本文选择四足机器人作为研究目标。

目前，一些知名的研究机构已经研究出很多性能优异的四足机器人[4-6]。例如：波士顿动力学工程公司研究开发了Big dog[7]、Spot 和Spot Mini[8]，麻省理工学院研发了MIT Cheetah Mini[9]，瑞士苏黎世联邦理工大学机器人系统实验室向外界展示了其开发的狗型机器人ANYmal[10]等。已有对四足机器人的研究工作，主要集中在结构设计、轨迹规划、控制策略等方面[11]。而轨迹规划是机器人运动研究中最关键的环节，因此机器人的使用离不开轨迹规划[12]。……