軟體機(jī)器人本體大多由柔性材料組成,是一種新型機(jī)器人。本文研究對(duì)象是一種六足式的軟體爬行機(jī)器人,六足由硅膠澆筑而成,軀干結(jié)構(gòu)為3D打印制成,采用氣壓驅(qū)動(dòng),六足協(xié)調(diào)擺動(dòng)使機(jī)器人平穩(wěn)運(yùn)動(dòng),類似于仿生的“千足蟲”。本文主要對(duì)該類軟體爬行機(jī)器人的傳感、狀態(tài)識(shí)別以及控制三個(gè)方面進(jìn)行研究,建立一個(gè)較為完善的傳感系統(tǒng),對(duì)其姿態(tài)、環(huán)境信息以及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別,在其基礎(chǔ)上完成軟體爬行機(jī)器人控制的優(yōu)化,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方面的驗(yàn)證。根據(jù)軟體爬行機(jī)器人狀態(tài)識(shí)別所需的信息,對(duì)適用于柔性結(jié)構(gòu)的傳感器進(jìn)行研究,由于軟體機(jī)器人自身材料的特殊性,需考慮嵌入到機(jī)器人本體的材料不影響機(jī)器人本體性能,對(duì)比導(dǎo)電硅膠,導(dǎo)電橡膠兩種不同的方案,確定導(dǎo)電橡膠歸為合適。由于機(jī)器人狀態(tài)的復(fù)雜性,單一傳感器難以得到準(zhǔn)確的狀態(tài)信息,建立了多傳感器系統(tǒng),為后續(xù)機(jī)器人狀態(tài)識(shí)別做準(zhǔn)備。本文中軟體爬行機(jī)器人狀態(tài)的識(shí)別主要包括機(jī)器人的姿態(tài)、環(huán)境路面以及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)三個(gè)方面的識(shí)別,為后續(xù)機(jī)器人控制的優(yōu)化提供信息的支持。由于軟體爬行機(jī)器人的狀態(tài)信息與傳感器數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系復(fù)雜,為非線性關(guān)系,采用了多傳感器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法,對(duì)軟體爬行機(jī)器人姿態(tài)信息進(jìn)行識(shí)別;環(huán)境路面的識(shí)別采... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 柔性傳感器的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 國(guó)外柔性傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)內(nèi)柔性傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 軟體機(jī)器人建模與控制研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 軟體爬行機(jī)器人傳感系統(tǒng)的研究
    2.1 引言
    2.2 六足式軟體爬行機(jī)器人本體
    2.3 姿態(tài)識(shí)別傳感系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
        2.3.1 嵌入式傳感器的研究
        2.3.2 非嵌入式傳感器的研究
    2.4 環(huán)境與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)識(shí)別傳感系統(tǒng)
        2.4.1 環(huán)境狀態(tài)識(shí)別傳感系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
        2.4.2 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)識(shí)別傳感系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
    2.5 本章小結(jié)
第3章 軟體爬行機(jī)器人狀態(tài)識(shí)別
    3.1 引言
    3.2 機(jī)器人姿態(tài)識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
        3.2.1 多傳感器融合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法
        3.2.2 數(shù)據(jù)樣本的建立
        3.2.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練及訓(xùn)練結(jié)果
        3.2.4 姿態(tài)識(shí)別系統(tǒng)的準(zhǔn)確度分析
    3.3 機(jī)器人環(huán)境路面的識(shí)別
        3.3.1 圖像特征提取
        3.3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式識(shí)別分類器的設(shè)計(jì)
        3.3.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練結(jié)果及驗(yàn)證分析
    3.4 機(jī)器人本體狀態(tài)的識(shí)別
        3.4.1 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)
        3.4.2 GPS、慣性導(dǎo)航融合技術(shù)
        3.4.3 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
    3.5 本章小結(jié)
第4章 軟體爬行機(jī)器人控制方法的研究
    4.1 引言
    4.2 基于序貫決策的控制優(yōu)化
        4.2.1 機(jī)器人狀態(tài)空間
        4.2.2 機(jī)器人激勵(lì)參數(shù)
        4.2.3 機(jī)器人行為決策
    4.3 軟體爬行機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究
        4.3.1 室內(nèi)平整路面的行為決策研究
        4.3.2 草地路面的行為決策分析
        4.3.3 沙石等松軟路面的行為決策分析
    4.4 機(jī)器人尋優(yōu)過(guò)程
    4.5 本章小結(jié)
第5章 控制系統(tǒng)的建立及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    5.1 引言
    5.2 軟體機(jī)器人控制系統(tǒng)的建立
        5.2.1 機(jī)器人控制系統(tǒng)硬件部分
        5.2.2 機(jī)器人控制系統(tǒng)軟件部分
        5.2.3 機(jī)器人控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
    5.3 軟體爬行機(jī)器人控制優(yōu)化實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        5.3.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
        5.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]基于導(dǎo)電橡膠的智能機(jī)器人觸覺(jué)傳感服裝研究[D]. 李青.重慶大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3162191