面向低重力四足跳跃的双时滞混合内部模型及硬件-in-the-loop 验证
机器人学
2026-03-10 v1
摘要
在减弱重力环境下实现 locomotion 通常依赖跳跃，但在月球重力下持续 pronking 仍具挑战性，原因在于飞行阶段延长和地面接触稀疏。延长的空中时长增加着陆冲击敏感性，使对粗糙星球地形的稳定姿态调节变得困难。现有方法主要解决平坦表面的单次跳跃问题，缺乏连续地形解决方案和真实硬件验证。本文提出一种用于月球重力下的连续四足跳跃的双时滞混合内部模型，仅依赖 proprioceptive sensing 实现。两种时间编码器捕获互补的时间尺度：短时滞分支以显式垂直速度估计建模快速垂直动力学，长时滞分支建模水平运动趋势和中心质量高度演化。融合表示 enables 在延长空中阶段（月球重力特征）下实现稳定连续跳跃。为提供硬件-in-the-loop 验证，我们开发了 MATRIX（基于数字孪生的机器人集成探索自适应测试台）平台，一种通过滑轮 counterweight 机制卸载重力，并将 Unreal Engine 月球地形映射到实时运动平台和跑步机的系统。使用 MATRIX，我们在模拟月球重力下完成了横跨月球类地形的四足机器人连续跳跃。
引用
@article{arxiv.2603.07999,
title = {Dual-Horizon Hybrid Internal Model for Low-Gravity Quadrupedal Jumping with Hardware-in-the-Loop Validation},
author = {Haozhe Xu and Yifei Zhao and Wenhao Feng and Zhipeng Wang and Hongrui Sang and Cheng Cheng and Xiuxian Li and Zhen Yin and Bin He},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.07999},
year = {2026}
}