收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

双足机器人步态与路径规划研究

朱晓光  
【摘要】:双足行走机器人具有人类行走的特征,相对其它移动机器人的移动方式,双足机器人行走时交替接触地面,能够通过选择支撑点,实现不同环境下的稳定行走,灵活性好。进行双足机器人研究,具有重要的学术意义和应用价值。 步态与路径规划是双足机器人研究领域的重要研究课题。本文对步态建模与规划、行走路径建模与规划、机器人控制器设计、调试与试验等进行了研究。具体内容如下: 以BIOLOID机器人组件为对象,建立了基于D-H法的12自由度双足机器人腿部数学模型;将解析法与数值算法相结合,获得了机器人逆运动学解;通过设定初始参数,规划了踝关节轨迹,提出了一种基于多项式插值的髋关节轨迹规划方法,该方法通过调节单腿支撑期和双腿支撑期的比例系数来调整机器人的直线行走时的步态;通过对关节转向角进行多项式插值,实现了机器人转向的步态规划;建立了基于MATLAB和ADAMS的虚拟样机模型并进行了仿真分析,仿真结果表明了步态规划的正确性。 在已知静态环境中,通过对环境的抽象与表达,利用栅格法对机器人路径规划问题进行建模;在分析蚁群算法和已有的改进蚁群算法基础上,提出了基于强化较优解的改进蚁群算法,并通过遗传算法对相关参数的取值进行优化,使得算法在收敛速度和搜索全局性之间取得相对平衡;针对寻优速度慢的问题,采用了在概率选择函数中增加导向函数的方法;基于MATLAB的仿真结果表明了改进蚁群算法的有效性。 采用模块化思想设计了机器人控制器,该控制器以ATmega128为核心,分为微控制器模块、舵机及传感器驱动模块、电源模块等。以此为基础,通过一种数字舵机控制参数预存方法,实现了机器人控制系统对多舵机的无延时同步控制,提出了一种数字舵机调速插补方法,对时间-转角曲线进行拟合,实现了对数字舵机的变速控制,通过试验验证了方法的可行性;利用该方法进行了双足机器人行走试验,试验结果进一步验证了步态规划的正确性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 田海英,任志玲;基于地面反力最优规划的双足机器人姿态控制[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2001年02期
2 张永学,麻亮,强文义;基于多传感器信息的双足机器人步行系统的研究[J];高技术通讯;2001年06期
3 谢涛,徐建峰,李霞;神经网络及误差补偿在HIT-Ⅲ双足机器人步态规划中的应用[J];中国机械工程;2003年02期
4 于薇薇;C. Sabourin;K. Madani;闫杰;;基于Adams和Matlab联合仿真的双足机器人越障研究[J];计算机测量与控制;2008年11期
5 贺廉云;;双足机器人的行走模型及步态规划[J];信息技术与信息化;2008年02期
6 ;机器人、机械手、自动调节、控制与执行机构[J];电子科技文摘;2002年04期
7 周云松;裴以建;余江;池宗琳;;双足行走机器人步态轨迹规划[J];云南大学学报(自然科学版);2006年01期
8 张勇;许东来;;小型双足步行机器人的步态规划[J];计算机仿真;2010年11期
9 许艳惠;;一种双足机器人的步态规划研究[J];核电子学与探测技术;2010年04期
10 张永学,麻亮,强文义,付佩琛;基于地面反力的双足机器人期望步态轨迹规划[J];哈尔滨工业大学学报;2001年01期
11 李龙澍;王唯翔;王凡;;基于三维线性倒立摆的双足机器人步态规划[J];计算机技术与发展;2011年06期
12 董金波;;双足机器人步态规划与运动学仿真研究[J];机械与电子;2011年07期
13 张博;杜志江;孙立宁;董为;;双足步行机器人步态规划方法研究[J];机械与电子;2008年04期
14 梁青;宋宪玺;周烽;王永;;基于ADAMS的双足机器人建模与仿真[J];计算机仿真;2010年05期
15 柯显信,龚振邦,吴家麒;双足机器人上楼梯步态规划的复现性要求[J];应用科学学报;2003年01期
16 谭林;鲁守银;刘存根;张伟;;小型仿人机器人的设计及步态规划[J];电子设计工程;2009年08期
17 李建;陈卫东;王丽军;杨军;李慕君;;不平整地面上双足机器人的步态控制[J];东南大学学报(自然科学版);2009年S1期
18 I.Kato ,严家杰;双足机器人[J];机械设计与研究;1984年05期
19 王强,纪军红,强文义,傅佩琛;基于自适应模糊逻辑和神经网络的双足机器人控制研究[J];高技术通讯;2001年07期
20 李建;陈卫东;王丽军;高雪官;杨军;李慕君;;未知不平整地面上的双足步行稳定控制[J];电子学报;2010年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 汤哲;孙增圻;;双足机器人的轨迹生成[A];马斯特杯2003年中国机器人大赛及研讨会论文集[C];2003年
2 薛力军;刘国良;麻亮;强文义;;基于新型仿人双足机器人的步态规划研究[A];2003中国控制与决策学术年会论文集[C];2003年
3 杨鹏;孔鑫;赵奇;陈贺;;基于混合编码遗传算法的双足机器人步态规划[A];2006中国控制与决策学术年会论文集[C];2006年
4 李建;陈卫东;王丽军;杨军;李慕君;;不平整地面上双足机器人的步态控制[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第五分册)[东南大学学报(增刊)][C];2009年
5 张奇志;周亚丽;赵秋玲;戈新生;;双足机器人无源动态行走步态设计的粒子群优化算法[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
6 冯帅;孙增圻;;基于LIPM的双足机器人变步长行走规划[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第五分册)[东南大学学报(增刊)][C];2009年
7 周珂;冯帅;孙增圻;华芳;徐正光;;仿人机器人步态模型的抗干扰分析[A];2007年足球机器人大会论文集[C];2007年
8 胡凌云;孙增圻;;基于模糊逻辑的双足轨迹生成算法[A];2004中国机器人足球比赛暨学术研讨会论文集[C];2004年
9 付成龙;王健美;黄元林;陈恳;;基于性能指标图集的双足机器人行走模式规划[A];2007年中国机械工程学会年会论文集[C];2007年
10 马玉林;闫庆辉;付宜利;;复杂障碍环境下轮式移动操作机路径规划算法[A];人才、创新与老工业基地的振兴——2004年中国机械工程学会年会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 朱晓光;双足机器人步态与路径规划研究[D];华北电力大学;2012年
2 彭胜军;双足机器人跑步运动稳定性分析与协调控制技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
3 刘成军;双足机器人欠驱动动态步行仿人运动控制研究[D];重庆大学;2011年
4 敬成林;双足机器人稳定行走的仿人预测控制方法研究[D];重庆大学;2011年
5 张佩杰;欠驱动双足机器人行走步态建模与动态行走控制策略研究[D];吉林大学;2010年
6 周雪峰;六自由度双足机器人步行研究[D];华南理工大学;2011年
7 刘丽梅;被动动态行走双足机器人的稳定性分析与控制研究[D];吉林大学;2011年
8 毛勇;半被动双足机器人的设计与再励学习控制[D];清华大学;2007年
9 俞志伟;双足机器人拟人步态规划与稳定性研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
10 缪克华;Robocup3D足球机器人体系结构与基本技能的研究与实现[D];厦门大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨艳军;双足机器人本体设计及步态规划[D];西华大学;2011年
2 朱道宏;双足机器人步行姿态跟踪控制方法研究[D];西安科技大学;2011年
3 黄春林;双足机器人步态规划研究[D];广东工业大学;2011年
4 王超;仿人双足机器人动步行步态规划理论研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 宋宪玺;双足机器人的建模与稳定性分析[D];中国科学技术大学;2010年
6 胡金东;双足机器人控制系统结构与伺服控制[D];江南大学;2011年
7 李秀梅;双足机器人仿生足部运动机构研究[D];杭州电子科技大学;2011年
8 赵正华;双足机器人力传感器仿真及平衡检测研究[D];大连交通大学;2011年
9 郗俊杰;多智能双足机器人的动作控制及协作研究[D];西安电子科技大学;2012年
10 潘亚宾;双足机器人目标识别与跟踪方法研究[D];江南大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;Sony QRIO能跑能跳能投的机器人[N];中国计算机报;2004年
2 刘培香;我国首个双足足球机器人问世[N];中国航天报;2004年
3 本报实习记者  张研;卫星导航 玩转“五一”[N];计算机世界;2006年
4 本报记者 聂翠蓉;我是机器,我像人[N];科技日报;2006年
5 成都 苏坛;车载GPS实用选购技巧[N];电子报;2008年
6 四川 苏杭;轻松用好车载GPS小技巧[N];电子报;2008年
7 母晓洁;索尼娱乐机器人: 寂寞高手江湖独舞[N];中国电子报;2003年
8 新华社记者 贾永 中央人民广播电台记者 王握文;殷切的关怀 可喜的成就[N];人民日报;2003年
9 曹乙帆;6大GPS采购建议 寻觅最佳行车导航方案[N];电子资讯时报;2007年
10 齐渊博;从春节晚会看企业广告得失[N];经理日报;2005年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978