摘要：四足仿生机器人工作能力强、环境适应性好,有着非常广阔的应用前景。在四足仿生机器人的运动控制过程中,状态感知是一个非常重要的环节,其对状态信息的采集与处理的实时性和可靠性,直接影响到机器人的动作合理性与稳定性、工作能力和使用寿命。保证状态感知的实时性和可靠性对四足仿生机器人研究和应用都有着重要的意义。用于状态感知的传感器种类多、数量大。同时,机器人的运动与作业环境具有强震动、强电磁干扰等复杂影响因素。因此,采用常规方法很难满足状态感知的实时性和可靠性要求。本文针对四足仿生机器人控制的需求,提出基于CAN总线的分布式状态感知系统结构,设计高实时性和可靠性的状态感知系统核心单元,为机器人规划与协调控制器和环境感知单元提供机器人本体信息。首先,分析四足仿生机器人的机械结构和动力装置,给出机器人控制系统的组成,确定状态感知系统的作用及与其他部分的关系,获得状态信息的内容,为状态感知系统设计提供依据。其次,分析状态信息的特征和布局,提出分布式状态感知的思想,根据机器人常用总线的特点和状态信息的数据量,研究并建立基于CAN总线的分布式状态感知系统结构,并进行传感器配置和信号调理。然后,根据状态感知系统的硬件功能需求,分析现有的硬件设计技术,建立状态感知系统核心单元的硬件结构,研究硬件电路的实现和可靠性设计方法,探索FPGA片上系统的设计和优化方法。最后,设计状态感知半实物仿真系统,测试状态感知系统硬件的性能,实验结果和数据分析证明所设计的状态感知系统硬件能实时可靠地进行机器人状态信息的采集与处理。图31幅,表16个,参考文献69篇。