【双足轮机器人】Ascento技术详解--（1）摘要和引言（2）系统描述【翻译】

摘 要

地面移动机器人在复杂室内环境应用时需要具有较高的速度以及机动性。这为移动机器人学带来了持续的挑战。一个具有以上特性的系统在机器人大范围的室内巡检任务中会很有用。这篇论文介绍了Ascento，一个可以在平坦地形快速移动的小型双足轮机器人，它能够通过跳跃来翻越障碍。本文给出了机械设计以及系统整体的结构，同样也给出了应对不同场景的多种控制器的开发。在最终的原型机进行了一系列实验，验证了这些行为在真实场景中的有效性。

Ⅰ 引言

过去十年来兴起的高性能移动机器人的研究推动了工厂的巡检机器人的发展[1]-[2]。尽管像无人机这样的飞行系统已经展现出了非常好的可操作性[3]，它们在负载和飞行时间上却非常有限。可以快速移动并克服室内障碍的地面机器人仍然是待研究的话题，并且它们在策略上通常速度慢或者缺乏灵活性。

地面机器人的运动可以大致分为两个主要的类别；基于腿足的方法[4]-[8]或者基于轮子的方法[9]-[10]。同时，虽然一些用于室内空间的步行机器人在越过像楼梯或者较滑的地形时展现出了很好的性能，但是他们仍然花了大量的时间来执行这些复杂的运动。与此相反，具有转动部件（例如轮子）的机器人可以很好的适合平坦的地面，因为他们可以平滑、高效、快速地移动。然而，这些机器人通常无法处理粗糙不平的地形，特别是当障碍物比它们的轮子半径要大的时候。存在例外的是那些拥有履带的系统[11]。这些系统可以较容易地越过复杂的地形和小的障碍，但是由于滑动，其在转向移动时是不精准且低效的。

同时具有在平坦地面上快速平滑地移动以及动态跨越障碍的能力的机器人非常少。大部分的系统是仅考虑其中任意一个方面，忽视了另一方面的性能。

我们的目标是设计出一个室内机器人，结合了腿和轮子的性能，腿的多功能性可以通过跳跃越过障碍物，以及轮子可以在平坦地面快速高