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龍圖騰網獲悉華中科技大學申請的專利一種用于階梯地形的雙足機器人步態規劃方法及裝置獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN120215510B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-19發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202510678012.8，技術領域涉及：G05D1/43；該發明授權一種用于階梯地形的雙足機器人步態規劃方法及裝置是由李新宇;羅世林;高亮;高藝平設計研發完成，并于2025-05-26向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種用于階梯地形的雙足機器人步態規劃方法及裝置在說明書摘要公布了：本發明提供一種用于階梯地形的雙足機器人步態規劃方法及裝置，屬于機器人步態規劃技術領域，所述方法包括：基于線性倒立擺模型，分別建立雙足機器人的上階梯和下階梯的步行模式；基于步行模式，將階梯地形下的線性倒立擺模型映射為平面地形下的分段化虛擬高度線性倒立擺模型；基于分段化虛擬高度線性倒立擺模型，利用模型預測控制實現階梯地形下雙足機器人的步態規劃。本發明提供的用于階梯地形的雙足機器人步態規劃方法及裝置，本發明使用具有虛擬質心高度的線性倒立擺模型，依據階梯環境的地形高程信息和落足點信息建立的步態模式，可以適應變高度變長度的不規則階梯地形，使步態具備較好的地形適應性。

本發明授權一種用于階梯地形的雙足機器人步態規劃方法及裝置在權利要求書中公布了：1.一種用于階梯地形的雙足機器人步態規劃方法，其特征在于，包括： 基于線性倒立擺模型，分別建立雙足機器人的上階梯和下階梯的步行模式； 基于步行模式，將階梯地形下的線性倒立擺模型映射為平面地形下的分段化虛擬高度線性倒立擺模型； 基于分段化虛擬高度線性倒立擺模型，利用模型預測控制實現階梯地形下雙足機器人的步態規劃； 基于線性倒立擺模型，分別建立雙足機器人的上階梯和下階梯的步行模式，包括： 上階梯的步行模式為：在上階梯過程中，雙足機器人先以前一級階梯上的腳作為支撐腳，另一只腳為擺動腳；將擺動腳邁上后一級階梯后，再以后一級階梯上的腳作為支撐腳，支撐質心抬升兩級階梯之間的高度，原來前一級階梯上的支撐腳變為擺動腳，擺動到更前一級階梯上，以次循環往復； 下階梯的步行模式為：下階梯過程，雙足機器人先將質心下降兩級階梯之間的高度差，然后以前一級階梯上的腳為支撐腳，另一只腳為擺動腳；將擺動腳邁下后一級階梯后，再以后一級階梯上的腳作為支撐腳，以次循環往復; 還包括： 設Hi為當前支撐腳所在階梯與上一級階梯的高度差，Θi為當前落腳點與上一落腳點連線與水平面的夾角，G為機器人總重力，Li為當前落腳點與上一落腳點之間的水平距離，h為平面地形下的質心高度； 在上階梯的步行模式下，當支撐腳位于第i級臺階，擺動腿邁向第i+1級臺階，這個過程中質心上升高度Hi，前移Li，線性倒立擺模型的質心軌跡與水平面夾角為Θi，保證在每一次切換支撐腳的前一時刻質心與支撐腳的高度差都等于h； 在下階梯的步行模式下，當支撐腳位于第i級臺階，擺動腿邁上第i+1級臺階，這個過程中質心下降高度Hi+1，前移Li+1，線性倒立擺質心模型的質心軌跡與水平面夾角為Θi+1，保證了在切換支撐腳的后一時刻質心與支撐腳高度差都等于h； 在上下階梯的步行模式中，每一級階梯的前后兩個支撐腳連線與當前階段的質心位移軌跡構成一個平行四邊形; 基于步行模式，將階梯地形下的線性倒立擺模型映射為平面地形下的分段化虛擬高度線性倒立擺模型，包括： 在上階梯的步行模式下，將每一個階梯中的前后兩個支撐腳連線與當前階段的質心位移軌跡構成的平行四邊形旋轉角度Θi，將重力分力GcosΘ i視為等效重力，GsinΘ i視為水平反向推動線性倒立擺質心運動的外力，則線性倒立擺可視為質心高度不變的線性倒立擺，質心高度稱為虛擬高度： ； 其中，為切換支撐腳前一時刻質心與支撐腳之間的水平距離； 在水平外力GsinΘ i推動下線性倒立擺模型動力學方程為： ； 其中，為經過坐標旋轉變換之后的等效重力加速度，m為線性倒立擺質心質量，τ為支撐腳處的轉矩，x為橫軸方向上的質心位移；線性倒立擺模型的零力矩點位置為： ； 在下階梯的步行模式下，將每一個階梯中的前后兩個支撐腳連線與當前階段的質心位移軌跡構成的平行四邊形旋轉角度Θi+1，則線性倒立擺模型的虛擬高度和零力矩點位置分別為： ； ； 將每一邁步階段的線性倒立擺模型進行坐標旋轉變換，使階梯地形下的變高度線性倒立擺模型映射為平面地形下的分段化虛擬高度線性倒立擺模型。

如需購買、轉讓、實施、許可或投資類似專利技術，可聯系本專利的申請人或專利權人華中科技大學，其通訊地址為：430074 湖北省武漢市洪山區珞喻路1037號；或者聯系龍圖騰網官方客服，聯系龍圖騰網可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網”。