基于ROS的仿人機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃研究與實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時(shí)間:2020-12-30 04:14
隨著社會(huì)老齡化問題的日益突出與勞動(dòng)力人口比例的快速下降,在人員需求量巨大的社會(huì)服務(wù)業(yè),機(jī)器人替代人力提供服務(wù)的趨勢日見顯著。在服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域,仿人型機(jī)器人以其與人類似的動(dòng)作形態(tài)被廣大家庭所喜愛,擁有巨大的商業(yè)應(yīng)用價(jià)值,引起了全世界范圍內(nèi)專家學(xué)者對其進(jìn)行研究。本文針對仿人型機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃作為切入點(diǎn),以機(jī)器人操作系統(tǒng)ROS(Robot Operating System)作為算法設(shè)計(jì)框架,以仿人型機(jī)器人NAO為載體,分別完成了NAO機(jī)器人在非重構(gòu)環(huán)境下從起始點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的路徑規(guī)劃,以及對NAO機(jī)器人手臂的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃,實(shí)現(xiàn)簡單的運(yùn)動(dòng)。具體研究如下:首先,對服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域研究的背景、意義和發(fā)展現(xiàn)狀做了詳細(xì)的分析。對仿人型機(jī)器人、機(jī)器人操作系統(tǒng)ROS、運(yùn)動(dòng)規(guī)劃與控制的背景和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀做了詳細(xì)的闡述,提出了本課題研究的重要性。其次,借助ROS中的三維可視化工具Rviz以及運(yùn)動(dòng)規(guī)劃工具M(jìn)oveIt!搭建NAO機(jī)器人運(yùn)動(dòng)平臺。闡述了ROS系統(tǒng)的基本組成、ROS的運(yùn)行機(jī)制及原理以及NAO機(jī)器人關(guān)節(jié)參數(shù)。在ROS系統(tǒng)下,使用NAO機(jī)器人模型文件,借助可視化工具Rviz實(shí)現(xiàn)NAO機(jī)器人模型的三維可視化顯示。...
【文章來源】:武漢工程大學(xué)湖北省
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
HRP系列機(jī)器人日本東京大學(xué)利用HRP-2[17]
圖 1-1 HRP 系列機(jī)器人日本東京大學(xué)利用 HRP-2[17]開展了理論和實(shí)驗(yàn)研究。在他們的研中,該機(jī)器人能自主試探物體重量,并根據(jù)物體重量改變策略移動(dòng)物例如機(jī)器人會(huì)先用手推重物,如圖 1-2(b)所示;當(dāng)推不動(dòng)時(shí)會(huì)改變策以全身的力量去推動(dòng),如圖 1-2(a)所示。
武漢工程大學(xué)碩士學(xué)位論文可以步行、奔跑,還可以跳躍,更能邊跳躍邊變換方向,也可以在不平的地面行走[19]。該機(jī)器人安裝了兩條 7 自由度的機(jī)械臂,能夠地完成轉(zhuǎn)開水瓶、握住紙杯、倒水等動(dòng)作,甚至可以使用手語。如-3 為 ASIMO 機(jī)器人上樓梯后執(zhí)行下樓梯的動(dòng)作。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]雙臂機(jī)器人自碰撞檢測及其運(yùn)動(dòng)規(guī)劃[J]. 吳長征,岳義,韋寶琛,劉殿富. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(01)
[2]基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃最優(yōu)控制[J]. 趙金剛,戈新生. 控制工程. 2017(11)
[3]波士頓動(dòng)力公司Atlas[J]. 高科技與產(chǎn)業(yè)化. 2017(11)
[4]仿人服務(wù)機(jī)器人發(fā)展與研究現(xiàn)狀[J]. 顏云輝,徐靖,陸志國,宋克臣,柳博航. 機(jī)器人. 2017(04)
[5]基于改進(jìn)RRT算法的套管柔性針運(yùn)動(dòng)規(guī)劃[J]. 趙燕江,黃磊,杜海艷,張永德,胡海龍. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2017(03)
[6]基于改進(jìn)RRT算法的RoboCup機(jī)器人動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃[J]. 劉成菊,韓俊強(qiáng),安康. 機(jī)器人. 2017(01)
[7]基于改進(jìn)人工勢場的礦井導(dǎo)航裝置路徑規(guī)劃[J]. 田子建,高學(xué)浩,張夢霞. 煤炭學(xué)報(bào). 2016(S2)
[8]人體步行捕捉下的雙足機(jī)器人跟隨步行與實(shí)驗(yàn)[J]. 吳偉國,栗華,高力揚(yáng). 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(01)
[9]工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)及應(yīng)用綜述[J]. 孟明輝,周傳德,陳禮彬,馮淼,苗純正. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(S1)
[10]基于三連桿動(dòng)力學(xué)模型的仿人機(jī)器人站立平衡控制[J]. 朱秋國,伍浩賢,吳俊,熊蓉. 機(jī)器人. 2016(04)
博士論文
[1]服務(wù)機(jī)器人任務(wù)理解的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 盧棟才.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[2]一類助老助殘服務(wù)機(jī)器人建模與控制技術(shù)研究[D]. 劉娟秀.南京理工大學(xué) 2016
[3]仿人機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制和規(guī)劃的若干問題研究[D]. 孫廣彬.東北大學(xué) 2015
本文編號:2946966
【文章來源】:武漢工程大學(xué)湖北省
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
HRP系列機(jī)器人日本東京大學(xué)利用HRP-2[17]
圖 1-1 HRP 系列機(jī)器人日本東京大學(xué)利用 HRP-2[17]開展了理論和實(shí)驗(yàn)研究。在他們的研中,該機(jī)器人能自主試探物體重量,并根據(jù)物體重量改變策略移動(dòng)物例如機(jī)器人會(huì)先用手推重物,如圖 1-2(b)所示;當(dāng)推不動(dòng)時(shí)會(huì)改變策以全身的力量去推動(dòng),如圖 1-2(a)所示。
武漢工程大學(xué)碩士學(xué)位論文可以步行、奔跑,還可以跳躍,更能邊跳躍邊變換方向,也可以在不平的地面行走[19]。該機(jī)器人安裝了兩條 7 自由度的機(jī)械臂,能夠地完成轉(zhuǎn)開水瓶、握住紙杯、倒水等動(dòng)作,甚至可以使用手語。如-3 為 ASIMO 機(jī)器人上樓梯后執(zhí)行下樓梯的動(dòng)作。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]雙臂機(jī)器人自碰撞檢測及其運(yùn)動(dòng)規(guī)劃[J]. 吳長征,岳義,韋寶琛,劉殿富. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(01)
[2]基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃最優(yōu)控制[J]. 趙金剛,戈新生. 控制工程. 2017(11)
[3]波士頓動(dòng)力公司Atlas[J]. 高科技與產(chǎn)業(yè)化. 2017(11)
[4]仿人服務(wù)機(jī)器人發(fā)展與研究現(xiàn)狀[J]. 顏云輝,徐靖,陸志國,宋克臣,柳博航. 機(jī)器人. 2017(04)
[5]基于改進(jìn)RRT算法的套管柔性針運(yùn)動(dòng)規(guī)劃[J]. 趙燕江,黃磊,杜海艷,張永德,胡海龍. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2017(03)
[6]基于改進(jìn)RRT算法的RoboCup機(jī)器人動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃[J]. 劉成菊,韓俊強(qiáng),安康. 機(jī)器人. 2017(01)
[7]基于改進(jìn)人工勢場的礦井導(dǎo)航裝置路徑規(guī)劃[J]. 田子建,高學(xué)浩,張夢霞. 煤炭學(xué)報(bào). 2016(S2)
[8]人體步行捕捉下的雙足機(jī)器人跟隨步行與實(shí)驗(yàn)[J]. 吳偉國,栗華,高力揚(yáng). 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(01)
[9]工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)及應(yīng)用綜述[J]. 孟明輝,周傳德,陳禮彬,馮淼,苗純正. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(S1)
[10]基于三連桿動(dòng)力學(xué)模型的仿人機(jī)器人站立平衡控制[J]. 朱秋國,伍浩賢,吳俊,熊蓉. 機(jī)器人. 2016(04)
博士論文
[1]服務(wù)機(jī)器人任務(wù)理解的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 盧棟才.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[2]一類助老助殘服務(wù)機(jī)器人建模與控制技術(shù)研究[D]. 劉娟秀.南京理工大學(xué) 2016
[3]仿人機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制和規(guī)劃的若干問題研究[D]. 孫廣彬.東北大學(xué) 2015
本文編號:2946966
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