仿人机器人是机器人研究领域一个重点方向。仿人机器人稳定行走,是实现其各种功能的前提,因此步态起到非常关键的作用。本文是以自己构建的机器人仿真模型为研究对象,利用测地线方法来获得仿人机器人行走时能量最优的步态。首先将仿人机器人抽象为三维线性倒立摆(3D-LIPM)模型,利用测地线提出的一种新方法对双足机器人进行能量优化。基于三维线性倒立摆模型,构造仿人机器人的能量黎曼度量矩阵。利用测地线的短程性,通过求解克里斯托弗符号,建立并求解测地线微分方程组,得到机器人质心能量最优轨迹。再通过仿人机器人模型的运动学反解,可以得到机器人能量最优的步态。并进一步通过控制变量法研究轨迹规律。然后利用UG三维制图软件,根据倒立摆模型相关参数和行走条件要求,构建仿人机器人双腿模型。对该仿人机器人模型进行运动学分析,得到了其运动学正解和运动学逆解。计算三维线性倒立摆质心点在任意位置下的速度和角速度或线速度,计算雅可比矩阵,推导出各关节的角速度。在步态规划时,将仿人机器人运动过程进行了分解,根据倒立摆模型又利用多项式插值法,映射出仿人机器人双腿的位姿。对机器人各个关节角度做了规划,并用MATLAB规划出各关节转角。接着,将在UG中装配好的三维双足机器人模型导入到ADAMS。对双足机器人进行运动学分析,比较测地线规划下的关节力矩与梯形函数下的关节力矩。初步验证测地线方法能优化能耗。最后,以Alpha 1s机器人为实验研究平台,进行运动控制与实现。实验结果验证了本文的基于测地线的步态规划方法的可行性。