步态规划

决定腿足机器人每条腿何时着地、何时抬起以及迈步节奏的规划。

步态规划决定腿足机器人各条腿的接触时序：一个步态周期里每条腿何时着地（支撑相）、何时抬起（摆动相），着地时间占周期的比例（占空比），各腿之间的相位差和步频。不同组合对应不同步态：四足对角两腿同步是小跑，同侧两腿同步是踱步，前后腿成对是跳跃步态，四腿同时起落是齐跳。模型化控制里，步态调度器先给出这张接触时间表，MPC 再据此给支撑腿分配地面反作用力，落足点规划决定摆动腿落在哪。强化学习运控常用相位时钟信号或奖励项引导步态，也可以让步态自己涌现。它和落足点规划互补：一个管什么时候踩，一个管踩在哪。

例子MIT Cheetah 开源代码把一个步态周期分成 10 段，小跑写成四条腿相位偏移 (0,5,5,0)、各支撑 5 段，即对角腿同步、每条腿一半时间着地；齐跳则四条腿偏移全为 0。Walk These Ways（2022）把这类相位偏移做成策略的输入指令，(0.5,0,0) 对应小跑，(0,0.5,0) 对应跳跃步态。

也叫

步态调度、步态生成、Gait scheduler、接触时序规划

相关

步态、接触时序（步态调度器）、步态周期与占空比、落足点规划、凸 MPC、中枢模式发生器

来源

MIT Cheetah-Software ConvexMPCLocomotion.cpp（步态偏移与时长定义）
Walk These Ways: Tuning Robot Control for Generalization with Multiplicity of Behavior (arXiv 2212.03238)
Dynamic Locomotion in the MIT Cheetah 3 Through Convex Model-Predictive Control (IROS 2018)