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基于智能算法的空间爬行机器人运动控制方法研究OA

Research on Motion Control Method of Space Crawling Robot Based on Intelligent Algorithm

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探月工程中月面漫游机器人的虚拟仿真环境是四足机器人研究的重要应用背景.针对四足机器人逆运动学问题,采用解析法进行分析,并基于摆线推导其足端的轨迹曲线,设计了 Walk步态和Trot步态.MATLAB与CoppeliaSim的联合仿真结果表明,2种步态均可实现平稳运动.针对路径规划问题,提出一种改进融合算法,利用改进遗传算法(Genetic Algorithm,GA)获取初始优质解,并将其转换为改进蚁群优化(Ant Colony Optimization,ACO)算法的初始信息素值,引导搜索方向并提升收敛效率.MATLAB仿真实验表明,融合算法相较于改进GA、改进ACO算法和典型的深度强化学习方法,在路径质量、稳定性和工程可部署性等方面均展现出良好的性能优势.

The virtual simulation environment for the lunar surface roaming robot in the lunar exploration pro-gram is an important application background for the research of quadruped robots.For the inverse kinematic problem of the quadruped robot,the analytical method is used to analyze and derive the trajectory curves of the foot end based on the pendulum line,and the Walk gait and the Trot gait are designed.The results of the joint simulation of MATLAB and CoppeliaSim show that both the two kinds of gaits can realize the smooth motion.Aiming at the path planning problem,an improved fusion algorithm is proposed,the genetic algorithm(GA)is used to obtain the initial high-quality solution,which is converted to the initial pheromone value of the im-proved ant colony optimization(ACO)algorithm,to guide the search direction and improve the convergence effi-ciency.MATLAB simulation experiments show that compared with the improved GA,improved ACO algorithm and typical deep reinforcement learning methods,the fusion algorithm shows good performance advantages in path quality,stability and engineering deployability.

王少杰;李正;张伟;高升

中国科学院沈阳自动化研究所机器人与智能系统全国重点实验室,辽宁沈阳 110016||中国科学院大学,北京 100049中国科学院沈阳自动化研究所机器人与智能系统全国重点实验室,辽宁沈阳 110016中国科学院沈阳自动化研究所机器人与智能系统全国重点实验室,辽宁沈阳 110016中国科学院沈阳自动化研究所机器人与智能系统全国重点实验室,辽宁沈阳 110016||中国-葡萄牙星海"一带一路"联合实验室,上海 200120

信息技术与安全科学

路径规划步态逆运动学分析四足机器人遗传算法蚁群优化算法

path planninggaitinverse kinematic analysisquadruped robotGAACO algorithm

《测控技术》 2026 (5)

1-8,8

国家重点研发计划(2022YFE0204600)辽宁省自然科学基金计划面上项目(2024-MSBA-80)中国科学院沈阳自动化研究所基础研究计划项目(2022JC3K03,2023JC2G01)

10.19708/j.ckjs.2025.08.243

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