针对多自由度足式仿生机器人在运动规划及控制中存在的本体状态感知信息复杂,信息完备性、通讯实时性及可靠性要求高等特点,本文设计了一种新型四足仿生机器人状态感知系统。该系统能够实时监测机器人本体运动姿态和各单元的工作状态,借助多源信息融合处理技术,得到机器人本体的运动姿态、机构工作状态等基础性的特征,为机器人规划协调层的路径规划与平衡控制提供实时、关键的本体状态感知信息。首先,对四足仿生机器人状态感知系统进行需求分析,确定系统的功能、指标和总体方案,进而设计系统的软件体系结构,为系统的软件设计提供基础依据。其次,通过分析四足仿生机器人状态感知信息的特点,以及数据采集和处理需求,构建了数据采集层和数据处理层,在此基础上提出了一种面向实时信息采集和数据分析的双核软件架构,并对各层负责的软件功能模块进行了详细设计。然后,针对四足仿生机器人状态感知系统的高实时性等需求,本文提出了一种基于NIOS Ⅱ软核的优化方法,即基于CPU配置及程序代码的相关优化技术,以及适用于姿态估计算法和实时碰撞检测算法的自定义指令和C2H硬件加速方法,通过实验验证了软件优化的有效性。最后,从多种数据采集、信息处理时间以及碰撞检测功能指标上对四足仿生机器人状态感知系统的软件性能进行了测试,以验证其是否满足规划协调层的要求。