软体机器人本体大多由柔性材料组成,是一种新型机器人。本文研究对象是一种六足式的软体爬行机器人,六足由硅胶浇筑而成,躯干结构为3D打印制成,采用气压驱动,六足协调摆动使机器人平稳运动,类似于仿生的“千足虫”。本文主要对该类软体爬行机器人的传感、状态识别以及控制三个方面进行研究,建立一个较为完善的传感系统,对其姿态、环境信息以及运动状态进行识别,在其基础上完成软体爬行机器人控制的优化,并进行实验方面的验证。根据软体爬行机器人状态识别所需的信息,对适用于柔性结构的传感器进行研究,由于软体机器人自身材料的特殊性,需考虑嵌入到机器人本体的材料不影响机器人本体性能,对比导电硅胶,导电橡胶两种不同的方案,确定导电橡胶归为合适。由于机器人状态的复杂性,单一传感器难以得到准确的状态信息,建立了多传感器系统,为后续机器人状态识别做准备。本文中软体爬行机器人状态的识别主要包括机器人的姿态、环境路面以及运动状态三个方面的识别,为后续机器人控制的优化提供信息的支持。由于软体爬行机器人的状态信息与传感器数据对应关系复杂,为非线性关系,采用了多传感器神经网络的方法,对软体爬行机器人姿态信息进行识别;环境路面的识别采用图像处理与模式识别技术,利用视觉传感器获取路面图像,提取路面特征信息,并建立神经网络分类器,能够准确地识别沙地、草地、碎石地以及土地四种路面,软体爬行机器人的运动信息识别利用GPS与惯性导航融合的方法。软体爬行机器人的控制方法基于序贯决策。根据上述识别的机器人状态信息,调节机器人的控制参数,使机器人能够快速稳定的行走。控制参数有:机器人运动步态、充气压力以及摆腿频率,评价参数为机器人运动速度和运动效率,优化目标为使机器人在75%的运动效率以上,运动速度达到最快。建立整个软体爬行机器人的信息采集系统,姿态、运动状态以及环境识别系统和机器人控制系统,并搭建机器人运动环境的模拟沙盘,分别进行数据的采集以及验证各个系统的可行性、稳定性,并确定机器人控制优化的结果。