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四足机器狗步态与巡检开发
高级38 课时户外巡检
SMG-013 铁犬·四足机器狗铁犬四足机器狗
SMG-010 巡疆·SLAM 自主导航小车巡疆 SLAM 自主导航小车
OC-011 · 在线课程 · 高级

四足机器狗步态与巡检开发

从静态步态到动态步态,多地形巡检项目实战

▸ 四足▸ 步态算法▸ 巡检
¥1,199¥1,599付款后自动开通学习权限,课程永久有效;支持对公结算
  • 适合人群有 ROS2 与运动控制基础的进阶学习者
  • 配套套件铁犬四足机器狗 SMG-013(选配)
  • 核心内容步态控制 / 地形估计 / 激光建图 / 自主巡检
  • 学完产出多地形步态参数包 + 巡检程序 + 通过率报告
  • 学习周期建议 8–10 周
  • 前置要求ROS2 基础;建议先学 oc-008
Overview

课程介绍

四足机器人的价值,在地形复杂、轮子失效的地方才真正显现:变电站的碎石路、山地光伏的斜坡、隧道里的台阶。这门课要讲的,就是「足式运动」如何在这些场景里工作。

课程从运动学与步态开始:每条腿 3 个自由度如何协同、静态步态与动态步态的区别、地形估计如何影响落脚点选择。我们会对比「固定步态」与「自适应步态」在不同地形上的通过率,让你用数据理解自适应的价值。

感知与导航部分使用 4D 激光雷达完成三维建图与定位,并结合巡检任务讲解路径规划、巡检点编排与数据记录。这部分与 oc-008(SLAM 导航)思路相通,但面临的是更复杂的地形与更严苛的稳定性要求。

课程的难点在于「稳定性」:四足在移动中随时可能失稳,如何通过步态调整、重心控制与足端力反馈恢复稳定,是本课的核心训练。学员会反复测试打滑、斜坡、碎石等场景,记录失稳与恢复的过程。

四足步态算法巡检
Highlights

课程亮点

🐕

多地形步态

斜坡、碎石、草地三种地形的步态参数与通过率实测对比。

⛰️

地形估计

通过激光雷达感知地面高度,动态调整落脚点与抬腿高度。

🛰️

三维建图与定位

4D 激光雷达建图、定位与自主巡检路径规划。

🔄

失稳恢复

打滑与扰动下的重心调整与恢复策略,量化可承受的扰动边界。

📋

巡检任务工程化

巡检点编排、数据记录与异常上报,形成可运行的应用流程。

🔬

科研级产出

步态参数、通过率数据与失败案例,适合课题与论文使用。

Curriculum

课程大纲

按章节递进,每章都有明确的知识点与实操产出;可随时回看、按自己的节奏学习。

章节内容要点课时实操产出
第 1 章 · 四足结构与运动学腿部构型与单腿运动学;关节扭矩与负载关系;四足稳定性判据6 课时理解四足运动学并完成单腿控制
第 2 章 · 步态控制与平衡静态步态、小跑步态与全身运动控制;重心调整与步态切换8 课时实现平地稳定行走与转向
第 3 章 · 地形估计与自适应激光雷达地形感知;抬腿高度与落脚点自适应;斜坡与碎石通过策略8 课时实现多地形自适应行走
第 4 章 · 建图与自主巡检三维建图与定位;巡检路径规划;巡检点编排与数据记录8 课时完成自主巡检任务
第 5 章 · 越障决策与失败分析台阶与沟坎的可通过性判断;越障步态调用;绕行与放弃策略5 课时实现自主越障与失败归因
第 6 章 · 系统交付与安全长时间运行稳定性;电池与热管理;户外作业安全规范3 课时形成可交付的巡检方案
Hands-on

实战项目

每个项目都有明确目标、可执行步骤与交付产出,学完即可写进简历或课题报告。

PROJECT 01

项目一 · 多地形步态对比

任务目标:让机器狗在斜坡、碎石与草地三种地形上稳定行走并量化通过率。

  1. 在平地上标定标准步态的抬腿高度与步幅
  2. 开启地形估计,观察落脚点随地面高度变化
  3. 在 15° 与 25° 斜坡上测试,记录出现打滑的临界角度
  4. 在碎石地面测试,观察足端打滑时的补偿行为
  5. 对比「固定步态」与「自适应步态」在三种地形上的通过率

交付产出:产出:三种地形的步态参数表 + 通过率对比报告

PROJECT 02

项目二 · 自主巡检与数据记录

任务目标:让机器狗按预设路线巡检并在关键点记录数据。

  1. 用激光雷达完成巡检区域的三维建图
  2. 在地图上规划巡检点与路径,设置每点停留时间
  3. 在巡检点触发拍照或传感器读数,自动记录时间与位置
  4. 测试被障碍阻挡时的绕行与上报行为
  5. 连续运行多次,统计任务完成率与定位漂移

交付产出:产出:可无人值守运行的巡检程序 + 巡检数据报表

PROJECT 03

项目三 · 越障决策与失败归因

任务目标:让机器狗自主判断并跨过台阶与沟坎。

  1. 用激光雷达识别前方台阶高度,判断是否在可通过范围
  2. 对可跨障碍调用越障步态,对不可跨障碍规划绕行
  3. 在沟坎场景测试:如何区分「能跨」与「会掉」
  4. 记录失败案例(打滑、落脚点偏差、姿态失控),做归因分类
  5. 输出决策逻辑与失败案例分析报告

交付产出:产出:越障决策逻辑 + 失败案例分析(课题与赛事材料)

Teaching Approach

教学设计说明

把「为什么这样教」讲清楚——这些设计决定来自多年的教学与工程实践反馈。

为什么四足比轮式难得多

轮式机器人只需要连续平坦的支撑面,四足必须每一步都把脚放在合适的位置,同时分配体重、调整躯干姿态。腿越多,控制维度越高,因此四足与人形的控制复杂度远高于轮式。理解这一点,才能理解课程为何在步态上花这么多课时。

为什么要做地形自适应

固定步态在平整地面表现良好,遇到碎石或斜坡就会失稳。自适应步态通过感知地面高度动态调整落脚点与抬腿高度,虽然增加了计算负担,但显著提升了通过率。课程用数据展示这个权衡。

为什么必须做失败归因

四足失败的表现往往是「摔倒」,但原因可能是打滑、落脚点偏差、姿态控制不足或地形估计错误。不做归因,就无法针对性改进。课程要求把失败样本分类,这是工程能力的直接体现。

为什么强调户外安全

四足设备重量与力量都不小,户外作业还涉及地形风险与电池管理。课程把安全规范作为独立章节,包括场地勘察、急停演练与电池热管理,这在实际项目中是不可省略的一环。

Who Is It For

适合人群

✓ 适合这些人

  • 有 ROS2 与运动控制基础的进阶学习者
  • 高校学生需要四足机器人方向的课题或毕设
  • 从事电力、园区巡检等场景的技术人员
  • 准备参加四足相关赛项或科研项目的团队

— 可能不适合

  • 没有编程与 ROS2 基础(建议先学 oc-008)
  • 仅需要一台展示用机器狗、不打算做开发(可直接选购 SMG-013)
Plans & Pricing

版本与价格

版本 / 方案适合对象包含内容价格
纯课程版已有四足平台38 课时录播 + 步态参数包 + 巡检代码 + 直播答疑¥1,199
课程 + 铁犬版需要完整平台纯课程版全部内容 + 铁犬四足机器狗 SMG-013¥13,899(立省 ¥99)
科研课题版面向课题研究课程内容 + 课题设计、基线与结果整理陪跑请联系顾问

* 在线课程付款后自动开通学习权限,课程永久有效。7 天无理由退款:购买 7 天内且观看进度低于 20% 可全额退款。支持对公结算与发票。

Instructors

授课讲师

陈昊
无人机 / 感知方向讲师

主讲四足步态、地形感知与自主巡检;有户外巡检机器人项目经验。

主讲全部 38 课时,负责课题陪跑。

赵工
工程实践讲师

负责硬件维护、热管理与户外安全规范讲解。

参与第 6 章与实机调试环节。

Equipment

配套套件

Service

学习方式与服务保障

  • 永久回看:视频与资料永久有效,含参数包更新
  • 参数包交付:多地形步态参数与巡检配置可直接复用
  • 代码仓库:步态控制、地形估计、巡检任务与评估脚本
  • 直播答疑:每周一次,可提交行走视频做问题复盘
  • 社群陪跑:学员社群 + 四足方向工程师答疑
  • 7 天无理由退款:购买 7 天内且观看进度低于 20% 可全额退款
FAQ

常见问题

机器狗容易摔坏吗?
关节具备过载保护,结构可承受常规跌倒;随附足端缓冲垫,建议首次调试在草地或软地面进行。
需要多大场地?
建议不小于 10×10 米的开阔场地用于步态与越障练习;室内走廊可用于建图与巡检训练。
能在室内做巡检吗?
可以。建图、定位与巡检点编排都能在室内完成;依赖复杂地形的步态实验建议在户外开展。
续航够一次巡检吗?
行走约 2 小时、站立约 4 小时,支持热插拔换电;标配两块电池可支撑连续作业。
需要先学 oc-008 吗?
建议学过或具备同等导航基础,因为本课不会重复讲解 Nav2 的基础配置。
能加装机械臂吗?
可以。背部预留安装位与 24V 供电,可加装轻型机械臂构成「四足 + 操作」平台。
能做科研论文吗?
可以。课程输出的步态参数、通过率数据与失败案例分析,都是可复现的实验材料。
可以开发票吗?
支持对公结算与增值税发票;个人购买可开电子普票。
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课程对标宇树 Go2 的四足开发与巡检应用,覆盖步态、地形估计与三维建图。

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免费试看片段先体验讲解风格;想系统学习可看线下课程,或咨询顾问获取学习路径建议。

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