摘要：针对足式机器人在运动规划及姿态控制中对高精度本体姿态数据的需求,本文设计了针对足式机器人惯性导航设备高精度姿态数据检测及获取方法。该方法能够针对振动环境下微机械陀螺仪输出的随机误差进行补偿,为机器人本体协调规划层提供实时可靠的本体姿态数据,为机器人的平衡控制提供保证。首先对足式机器人中典型代表四足机器人工作环境中的振动源进行分析,搭建模拟振动平台,了解微机械陀螺仪基本测量原理,设计姿态数据获取方案,为微机械陀螺高精度姿态数据获取方法提供基本保证。其次针对振动环境下微机械陀螺仪数据采集设计合理的原始数据采集系统,分析微机械陀螺仪在通常情况下的随机误差模型以及其表现形式,利用Allan方差分析方法和离散时域傅里叶变换信号分析方法,对振动下微机械陀螺仪数据输出进行随机误差辨识和频谱分析,为后续的随机误差建模提供基础数据。然后针对振动环境下采集的陀螺仪原始样本数据进行时间序列建模,对样本数据进行趋势项、平稳性以及正态分布检测,提高数据驱动建模精度,根据AIC和FPE建模准则,对样本数据建立ARMA预测模型,通过与实际输出数据比较,验证预测模型的精度。最后利用建立的ARMA预测模型,结合卡尔曼滤波方法,对微机械陀螺仪输出角度信息进行补偿,通过对比姿态角度解算结果,验证卡尔曼滤波方法能够有效的提高微机械陀螺仪输出姿态角度精度。