四足机器人具有较强的机动性能和承载能力,以及较强适应复杂路况环境的能力,使得其在军事侦查、反恐防暴以及工程探险等诸多特种环境下具有广泛的应用前景,对四足机器人本体姿态进行的研究,为机器人规划协调层的路径规划、步态生成、平衡控制等具有重要的工程实际价值及意义。本文通过对四足机器人的机械部件结构及行走运动机理进行分析,以四足机器人本体为研究对象,对机器人本体姿态进行估计。在分析四足机器人的运动特性及控制系统驱动方式后,研究了基于捷联惯导的四足机器人本体姿态解算和基于组合导航的四足机器人本体姿态估计方法。首先,建立四足机器人本体的几何结构模型,又由载体坐标系,东北天地理坐标系以及导航坐标系三者之间相互关系,推导出载体坐标与导航坐标之间的捷联转换矩阵。然后,根据四足机器人状态感知系统协调规划层的需求,结合机器人本体几何结构模型,研究基于捷联惯性导航对四足机器人本体姿态进行解算,通过四元数实时计算,得出机器人本体速度、位置以及姿态的实时计算模型,从而计算出机器人本体的速度、位置信息以及机器人本体航向角、俯仰角、翻滚角的姿态信息。再次,在捷联惯性导航计算模型的基础之上,基于GPS/SINS组合导航的方式,采用扩展卡尔曼滤波算法,对四足机器人本体姿态进行了估计,通过建立组合导航估计的状态方程和量测方程,建立机器人本体组合导航估计模型。最后,为验证本文所提的基于组合导航的机器人本体姿态估计方法,以惯导设备所采集的数据进行仿真,验证了本文所提基于组合导航姿态估计方法的有效性和适用性。