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智能助行机器人运动控制方法研究

作　者: 周武啸
导　师: 许力
学　校: 浙江大学
专　业: 系统分析与集成
关键词: 智能助行机器人行走意图被动控制 CMAC神经网络在线学习控制
分类号: TP242.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着中国人口老龄化的持续发展,老龄市场对于助行器的需求越来越大,要求也越来越高。传统的拐杖和助行架具有费力和安全性不足等缺陷,已不能完全满足老年人对于行走舒适性和安全性的要求,把机器人技术引入到传统的行走支持系统中引起了人们极大的兴趣。本文设计了一种智能助行机器人概念样机用于帮助老年人在户外环境下轻松、安全、自主地行走,包括差速驱动的移动系统设计、人机交互系统设计、环境感知系统设计和运动控制系统设计,并且提出了两种运动控制方法：第一种方法是基于行走意图的被动控制方法。它用最近邻算法从不断波动的用户操作中提取出较稳定的行走意图,通过基于意图的面向用户的人机交互模型获得平滑的控制,并以被动方式融合环境信息。第二种方法是基于CMAC神经网络的在线学习控制方法。它通过把手柄上的操作理解为变换后的误差信号建立闭环反馈控制系统,采用时间反演技术在线获取“教师”信号,以自举的方式学习用户的操作习惯。实验结果表明,基于行走意图的被动控制方法能提高用户在各个行走阶段的舒适性,防止助行机器人碰撞障碍物和跌入台阶等地势低洼处；基于CMAC神经网络的在线学习控制方法能在一定程度上使人机交互更友好。

智能助行机器人运动控制方法研究

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