双足仿人机器人凝结了机器人技术的最高水平,在一定程度上反映了一个国家的综合国力,也可以体现智能化水平和自动化程度。制造工艺的提升和人类发展,为机器人的发展提供了良好的环境,仿人机器人已成为机器人领域研究和发展的重要方向之一。而仿人机器人特点之一就是可以通过双足完成行走,所以步态规划及稳定性控制就成了仿人机器人完成其他任务的前提。本文以仿人机器人的步态规划为研究中心展开研究。仿人机器人完成动作主要的参考对象就是人类,在仿人机器人步态规划之前,了解人类行走步态是十分有必要的。因此,利用步态分析设备和相应的软件对人体的行走步态进行分析,获取人类运动的特点。然后,对本次实验平台NAO机器人进行运动学分析,包含正运动学分析和逆运动学分析,对仿人机器人行走过程及稳定性进行分析,以此作为仿人机器人步态规划的基础。基于人体步态数据的步态规划方法,利用人体运动关节数据来进行步态规划的一种方法。首先确定人体与双足仿人机器人的关节映射关系,对采集到的人体运动关节数据进行处理,并进行必要的机器人运动学匹配,来使数据满足机器人运动的要求,克服人类与机器人之间的差异,利用零力矩点准则保证系统稳定性,在实验平台上验证该方法的可行性。基于零力矩点和倒立摆模型的步态规划方法。首先分析了三维倒立摆模型运动特性,依据其特点,将步态分解到两个平面(前向平面,侧向平面)上的运动,然后按步态的三个不同阶段,分别设计两个平面内机器人质心的运动轨迹,依据踝关节在步态周期内的特点求解踝关节运动轨迹,采用几何约束的方法求解关节转角,得到其他关节在行走过程中的轨迹表达式。而针对机器人的稳定性,根据加速度计和陀螺仪反馈的数据,利用融合算法,检测仿人机器人躯干的倾角,并利用该倾角,结合ZMP稳定判据,在线调整仿人机器人的步态,增加其对环境的适应性。将步态规划结果分别在实物上进行了验证,同时验证步态控制算法的有效性。