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龙图腾网获悉西北工业大学申请的专利基于强化学习的水下六足机器人多壁面连续运动控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119828700B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-21发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411957077.8，技术领域涉及：G05D1/43；该发明授权基于强化学习的水下六足机器人多壁面连续运动控制方法是由严卫生;马飞宇;崔荣鑫;郭欣欣;陈乐鹏;张守旭;许晖设计研发完成，并于2024-12-29向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于强化学习的水下六足机器人多壁面连续运动控制方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种基于强化学习的水下六足机器人多壁面连续运动控制方法，利用测距设备来获取水下六足机器人质心到待攀爬壁面的前向距离，同时利用测距设备获取水下六足机器人质心与水下六足机器人当前所处壁面的距离；通过分析定速定向攀爬及壁面跨越任务，设定状态空间、动作空间以及面向平稳跨越及定速定向攀爬任务的奖励函数；利用深度确定性策略梯度的强化学习方法，训练出在不同倾角壁面间平稳跨越的步态。本发明避免了传统步态规划方法建模复杂、步态切换不稳定的问题，使得水下六足机器人能够在不同倾角壁面间跨越和沿不同倾角壁面定向定速攀爬的任务，同时可求解与刀锋腿转矩相适应的推进器推力，保证水下六足机器人运动稳定性。

本发明授权基于强化学习的水下六足机器人多壁面连续运动控制方法在权利要求书中公布了：1.一种基于强化学习的水下六足机器人多壁面连续运动控制方法，所述水下六足机器人包括8个推进器、6条刀锋腿和机器人本体，其中4个推进器垂直分布，4个推进器水平矢量分布，8个推进器皆内嵌于机器人本体中；6条刀锋腿为半圆弧型刀锋腿，刀锋腿髋关节与机器人本体左右两侧的6个驱动电机连接，其特征在于包括下述步骤： S1：针对已知倾角的壁面，利用测距设备获取水下六足机器人质心到待攀爬壁面的前向距离，同时利用测距设备获取水下六足机器人质心与水下六足机器人当前所处壁面的距离； S2：通过分析定速定向攀爬及壁面跨越任务，设定状态空间、动作空间以及面向平稳跨越及定速定向攀爬任务的奖励函数；定向定速为能够以期望前向速度和期望航向角运动，平稳跨越为机器人能够在保持稳定的前提下实现在突变倾壁面间的连续运动； 所述S2中，通过分析定速定向攀爬及壁面跨越任务，设定状态空间、动作空间以及面向平稳跨越及定速定向攀爬任务的奖励函数；具体步骤如下： 考虑任务需求及机器人特性，选取一个15维列向量作为状态空间S，即其中T为矩阵转置符号；vx分别为水下六足机器人期望前向速度和真实前向速度；ψd、ψ分别为水下六足机器人期望航向角和真实航向角；θ分别为待攀爬壁面倾角和水下六足机器人的俯仰角；为水下六足机器人横滚角；动作集合定义为其中为第i条刀锋腿的关节角速度； 为了使水下六足机器人实现定速定向攀爬，并且能平稳的在不同倾角壁面间跨越，奖励函数设置为： 其中，λ1,λ2,…,λ8为大于零的待调参数，t表示当前时刻，st为当前时刻的状态量，at为当前时刻执行的动作，gt为水下六足机器人触地稳定性表征函数，c1t为是否开始跨越壁面的开关信号，c2t为是否爬上壁面的开关信号，ut为刀锋腿利用率表征函数；奖励函数前四项均依据状态空间中状态变量的误差设定，以实现定速定向和姿态稳定；后四项为状态量和动作量的函数，用于引导机器人学会稳定跨越，具体定义如下： 为了使支撑腿构成的支撑面积大于零，则需使水下六足机器人支撑腿个数大于等于3，且水下六足机器人本体两侧均需要有支撑腿，因此触地稳定性表征函数g定义为： 其中， 为了实现水下六足机器人在不同倾角壁面间的平稳跨越，一方面水下六足机器人要能靠近待攀爬壁面，另一方面水下六足机器人要能爬上另一倾角的壁面，因此在奖励函数中设置开关信号c1t和c2t，具体如下： 其中，D为距离阈值，Θ为俯仰角阈值，取值依据训练效果调整； 此外，为了使6条刀锋腿均匀驱动，避免出现个别腿长时间静止的情况，则需考虑每一时刻刀锋腿关节角速度的极差约束，提高刀锋腿利用率，刀锋腿利用率表征函数ut定义为： 其中分别表示t时刻6条刀锋腿关节角速度的最大值和最小值，Q表示角速度极差阈值，取值依据训练情况调整； S3：利用深度确定性策略梯度的强化学习方法，训练出使得水下六足机器人沿不同倾角壁面定速定向攀爬，并且能够在不同倾角壁面间平稳跨越的步态； S4：为了提高水下六足机器人运动的稳定性，一方面对水下六足机器人的推进器施加基础推力，保证水下六足机器人在运动时刀锋腿不打滑，另一方面为降低恢复力和恢复力矩对水下六足机器人运动的影响，依据水下六足机器人当前的姿态角，对水下六足机器人的推进器施加额外推力，以克服恢复力和恢复力矩。

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