学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于多传感器系统的机器人运动规划

作　者: 宋士伟
导　师: 洪炳镕
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: 仿人机器人 零力矩点 运动规划 多传感器
分类号: TP242.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 68次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


仿人步行机器人与轮式、爬行式和履带式等移动机器人相比,有着更好的环境适应性,本文以ROBONOVA-1仿人足球机器人为实验平台,结合多传感器系统,重点研究了基于多传感器系统的仿人机器人复杂运动规划。步态规划是仿人机器人研究的关键技术之一,针对ROBONOVA-1仿人型机器人的系统结构,在运动学建模的基础上,为实现仿人机器人的稳定步行,详细分析了基于重心/零力矩点的仿人机器人步行运动规划方法,结合人类步行方式,采用基于重心控制分步设计的方法,设计了仿人机器人静态步行算法。为实现仿人机器人的直线前进,设计了仿人机器人的左移右移左转右转等基本算法,在静态步行的基础上设计了基于ZMP点的仿人机器人动态步行算法。基于短跑比赛的要求,为保证仿人机器人的快速直线前进,通过指南针传感器的数据反馈校正机器人的步态;针对单一传感器测量结果的不确定性,通过超声波传感器和红外传感器优缺点互补,使机器人能准确感知障碍物信息;针对仿人机器人的多传感器系统,应用实验的方法,分析了传感器误差产生的原因,针对机器人短跑运动规划算法进行了实验与分析。基于举重比赛要求,通过改变ROBONOVA-1仿人机器人体系结构,对机器人慢速前进算法进行改进,通过基于重心分步设计方法,设计完成了机器人的举重算法。对于机器人投篮比赛,充分利用机器人的结构特性,给出了机器人在三分线以外投篮的算法。初步研究设计了基于倾斜传感器数据反馈的机器人穿越高低不平地面的动作规划,并给出了相应算法。最后对机器人的复杂运动规划算法进行了实验与分析。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-16
  1.1 机器人技术简介  9-10
  1.2 仿人机器人优点及国内外研究现状  10-13
    1.2.1 仿人机器人优点  10-11
    1.2.2 国内研究现状及分析  11-12
    1.2.3 国外研究现状及分析  12-13
  1.3 研究目的和意义  13-14
  1.4 本文主要研究内容和工作  14-16
第2章 仿人机器人系统结构设计  16-27
  2.1 机器人硬件系统  16-20
    2.1.1 机器人总体结构设计分析  16-18
    2.1.2 机器人控制器  18-20
  2.2 机器人软件系统  20-23
    2.2.1 基本框架  20
    2.2.2 系统开发语言  20-23
  2.3 机器人传感器系统  23-26
    2.3.1 测距传感器  24
    2.3.2 指南针传感器  24-25
    2.3.3 倾斜传感器  25-26
  2.4 本章小结  26-27
第3章 仿人机器人数学模型及步行稳定性分析  27-37
  3.1 仿人机器人运动数学模型  27-30
    3.1.1 单腿支撑阶段运动模型  27-28
    3.1.2 双腿支撑阶段运动模型  28-30
  3.2 仿人机器人步态规划稳定性分析  30-36
    3.2.1 步态规划基本方法  30-31
    3.2.2 重心地面投影点与零力矩点  31-34
    3.2.3 仿人机器人步行稳定性分析  34-36
  3.3 本章小结  36-37
第4章 复杂运动规划  37-58
  4.1 引言  37
  4.2 投篮运动规划  37-48
    4.2.1 慢速前进动作规划  37-45
    4.2.2 左移右移动作规划  45-46
    4.2.3 投篮运动规划  46-48
  4.3 短跑运动规划  48-51
    4.3.1 快速前进与后退运动规划  48-49
    4.3.2 左转右转运动规划  49-50
    4.3.3 短跑运动规划  50-51
  4.4 举重运动规划  51-55
    4.4.1 抬举双臂运动规划  51
    4.4.2 改进的慢速前进算法  51-54
    4.4.3 举重运动规划  54-55
  4.5 机器人穿越高低不平地面运动规划  55-57
  4.6 本章小结  57-58
第5章 复杂运动规划实验  58-63
  5.1 机器人投篮实验  58-59
  5.2 机器人短跑实验  59-60
  5.3 机器人举重实验  60-61
  5.4 穿越高低不平地面实验  61-62
  5.5 本章小结  62-63
结论  63-65
参考文献  65-70
致谢  70

相似论文

  1. 基于微型无人平台导航多传感器信息融合算法研究,V249.32
  2. 基于智能学习的多传感器目标识别与跟踪系统研究,TP391.41
  3. 双传感器图像联合目标检测及系统实现研究,TP391.41
  4. 多传感器信息融合及其在可穿戴计算机上的应用,TP202
  5. 基于全局视觉的仿人机器人足球比赛系统,TP242.6
  6. 仿人形机器手的开发与研究,TP242
  7. 上肢康复机器人设计与运动规划,TP242
  8. 面向废墟内搜救的细长型多传感器移动机器人,TP242
  9. 轮式仿人机器人导航与路径规划研究,TP242
  10. 仿人机器人斜面步行模式的建模与规划,TP242.6
  11. 基于多信息融合的轮式移动机器人定位导航技术研究,TP242
  12. 移动机械臂跟踪控制与运动规划研究,TP242
  13. 基于CAN通信的轮椅机器人反演控制,TP242
  14. 多传感器多目标航迹跟踪与融合算法研究,TN953
  15. 平面型点接触两足跑步运动稳定性分析与控制策略研究,TP242
  16. 多种环境下仿人机器人二足步行方法研究,TP242
  17. 基于多传感器组合的自动导引车系统研究与应用,TP242.2
  18. 高超声速飞行器组合导航技术及其半物理仿真研究,V249.328
  19. 装箱一体机系统方案设计及其控制系统开发,TB486
  20. 智能压力变送器的研究,TP212
  21. 基于Boe-Bot平台的移动机器人避障软件系统的设计与开发,TP242

中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 机器人技术 > 机器人 > 智能机器人
© 2012 www.xueweilunwen.com