隨著科技的進(jìn)步,社會(huì)的發(fā)展,機(jī)器人技術(shù)成為當(dāng)下越來越熱門的研究領(lǐng)域,仿人機(jī)器人更是機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域中研究的重點(diǎn)。運(yùn)動(dòng)控制一直是仿人機(jī)器人研究的熱點(diǎn)問題之一,而步行運(yùn)動(dòng)又是其中的關(guān)鍵,在復(fù)雜的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)環(huán)境中,如何實(shí)現(xiàn)快速且穩(wěn)定的步行運(yùn)動(dòng),仍然缺少一個(gè)通用的解決方案。本文以RoboCup仿真3D比賽平臺(tái)為依托,分別從仿人機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)建模、仿人機(jī)器人步態(tài)參數(shù)優(yōu)化、仿人機(jī)器人碰撞環(huán)境下穩(wěn)定步行三個(gè)方面為切入點(diǎn),研究碰撞環(huán)境下雙足仿人機(jī)器人快速穩(wěn)定步態(tài)的優(yōu)化與實(shí)現(xiàn)。本文所做工作主要如下:(1)總結(jié)了仿人機(jī)器人步態(tài)規(guī)劃的理論和方法。篩選出影響步態(tài)速度和穩(wěn)定性的關(guān)鍵參數(shù)并對其進(jìn)行分類,分析了步態(tài)參數(shù)優(yōu)化問題現(xiàn)狀,引入?yún)f(xié)方差矩陣自適應(yīng)進(jìn)化策略(CMA-ES)理論,并分析了CMA-ES理論應(yīng)用在該問題上的缺陷。(2)為實(shí)現(xiàn)仿人機(jī)器人快速穩(wěn)定的步行,提出一種基于螺旋模型的仿人機(jī)器人步態(tài)參數(shù)優(yōu)化算法。該算法結(jié)合分治法和螺旋模型的思想,將仿人機(jī)器人步態(tài)優(yōu)化問題劃分為三個(gè)子任務(wù)進(jìn)行,根據(jù)不同的優(yōu)化目標(biāo)分別構(gòu)建CMA-ES算法優(yōu)化器并進(jìn)行螺旋迭代優(yōu)化,最終獲得最佳參數(shù)值。該算法應(yīng)用在HfutEngine仿真3D球隊(duì)中,機(jī)器人的相關(guān)步態(tài)測試數(shù)據(jù)驗(yàn)證了該算法的有效性。(3)為解決碰撞環(huán)境下仿人機(jī)器人快速穩(wěn)定的步行問題,本文提出一種基于雙臂擺動(dòng)的仿人機(jī)器人外力力矩矯正方法,通過擺臂消除碰撞條件下的外力力矩,實(shí)現(xiàn)仿人機(jī)器人在碰撞條件下更穩(wěn)定的步行。最終,經(jīng)過實(shí)驗(yàn)及相關(guān)應(yīng)用測試,驗(yàn)證了該方法具有一定效果。
【學(xué)位單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP242
【部分圖文】：

圖 1. 1 仿人機(jī)器人Fig 1. 1 Humanoid robot履帶式和爬行式等機(jī)器人，仿人機(jī)間更大，甚至可以代替人類完成高好適應(yīng)各種崎嶇不平的路面、更強(qiáng)由于其具有巨大的控制器設(shè)計(jì)空間仿人機(jī)器人行走時(shí)的平衡是一個(gè)挑系數(shù)最高的雙足運(yùn)動(dòng)。在機(jī)器人技種運(yùn)動(dòng)形式。仿人機(jī)器人是以人體廣闊的應(yīng)用前景，但由于受到計(jì)算學(xué)理論、結(jié)構(gòu)學(xué)、材料學(xué)、微電子[9]，至今仍處于研究階段，未能很好須要實(shí)現(xiàn)在走穩(wěn)走好的基礎(chǔ)上加入

第一章 緒論，或讓機(jī)器人完全控制汽車。視覺伺服方案利用道路圖像的特征為方向盤中心驅(qū)動(dòng)汽車提供參考角度。同時(shí)，Kalman 濾波器將光學(xué) OW 和加速度計(jì)結(jié)合起來，以估計(jì)汽車的線速度，并相應(yīng)地計(jì)算以所需速度行駛的油門指方向盤和油門踏板參考信號(hào)發(fā)送給機(jī)器人控制，以實(shí)現(xiàn)仿人機(jī)器人的駕駛?cè)?.3 國內(nèi)外研究進(jìn)展及研究熱點(diǎn)國外的研究人員在 20 世紀(jì) 60 年代才開始研究用機(jī)器人模擬人的一系列即仿人機(jī)器人），雖然開始研究的時(shí)間稍晚了些，但是仿人機(jī)器人的發(fā)展速。真正意義上的第一個(gè)仿人機(jī)器人在 1973 年出現(xiàn)，是由日本的早稻田大學(xué) WABOT-1[14]，WABOT-1 機(jī)器人可以像人一樣進(jìn)行雙足行走，還可以通過力系統(tǒng)和語音系統(tǒng)進(jìn)行簡單的交流。圖 1.2 為 WABOT-1 仿人機(jī)器人的外觀 WABOT-1 上進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)，又提出了 Weibian2 和 Holiday-2 機(jī)器人。

第一章 緒論，或讓機(jī)器人完全控制汽車。視覺伺服方案利用道路圖像的特征為方向盤中心驅(qū)動(dòng)汽車提供參考角度。同時(shí)，Kalman 濾波器將光學(xué) OW 和加速度計(jì)結(jié)合起來，以估計(jì)汽車的線速度，并相應(yīng)地計(jì)算以所需速度行駛的油門指方向盤和油門踏板參考信號(hào)發(fā)送給機(jī)器人控制，以實(shí)現(xiàn)仿人機(jī)器人的駕駛?cè)?.3 國內(nèi)外研究進(jìn)展及研究熱點(diǎn)國外的研究人員在 20 世紀(jì) 60 年代才開始研究用機(jī)器人模擬人的一系列即仿人機(jī)器人），雖然開始研究的時(shí)間稍晚了些，但是仿人機(jī)器人的發(fā)展速。真正意義上的第一個(gè)仿人機(jī)器人在 1973 年出現(xiàn)，是由日本的早稻田大學(xué) WABOT-1[14]，WABOT-1 機(jī)器人可以像人一樣進(jìn)行雙足行走，還可以通過力系統(tǒng)和語音系統(tǒng)進(jìn)行簡單的交流。圖 1.2 為 WABOT-1 仿人機(jī)器人的外觀 WABOT-1 上進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)，又提出了 Weibian2 和 Holiday-2 機(jī)器人。
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 張茂川;蔚偉;劉麗麗;;仿人機(jī)器人理論研究綜述[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2010年04期

2 陳佳品,程君實(shí),席裕庚;四足機(jī)器人對角小跑直線步行的虛擬模型[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(bào);2001年12期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 付根平;仿人機(jī)器人的步態(tài)規(guī)劃和步行控制研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2013年

2 敬成林;雙足機(jī)器人穩(wěn)定行走的仿人預(yù)測控制方法研究[D];重慶大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 孔令文;雙足機(jī)器人步態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];吉林大學(xué);2018年

2 薛建;基于CMA-ES算法的足球仿人機(jī)器人步態(tài)研究與實(shí)現(xiàn)[D];合肥工業(yè)大學(xué);2014年

3 宮曉博;基于IRB140型工業(yè)機(jī)器人連續(xù)軌跡控制的漢字繪制[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

4 王淑艷;仿人型跑步機(jī)器人的穩(wěn)定性條件及步態(tài)規(guī)劃[D];西安電子科技大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2878552