PRIOR

基于参考步态先验的人形机器人运动感知学习

投稿至 IROS 2026

摘要

训练能够以自然步态穿越复杂地形的感知型人形机器人运动策略仍然是一个开放性挑战,通常需要多阶段训练流程、对抗性目标或大量的真实世界校准。我们提出了PRIOR,这是一个基于Isaac Lab的高效且可复现的框架, 它通过一个简单而有效的设计实现了以类人步态稳健地穿越地形:(i) 一个参数化步态生成器,无需对抗性训练即可提供从运动捕捉中提取的稳定参考轨迹; (ii) 一个基于GRU的状态估计器,通过自监督高度图重建直接从以自我为中心的深度图像推断地形几何形状;以及(iii) 地形自适应的足迹奖励,引导足迹放置在可穿越区域。通过对深度图像分辨率权衡的系统分析, 我们确定了在实时约束下最大化地形保真度的配置,从而在不降低穿越性能的前提下显著降低感知开销。在包括楼梯、箱子和缝隙在内的各种复杂地形上进行的全面实验表明,每个组件都能带来互补且至关重要的性能提升, 整个框架实现了 100% 的穿越成功率。我们将开源完整的 PRIOR 框架,包括训练流程、参数化步态生成器和评估基准,使其成为 Isaac Lab 上人形机器人运动研究的可复现基础。