人类控制策略在双足机器人步态控制中的应用

针对双足机器人面临的复杂环境下动态行走的适应性难题,提出一种基于学习人类控制策略的双足机器人步态控制方法。利用三维线性倒立摆模型构造双足行走系统的状态方程,建立人类控制策略的参数化模型,采用支持向量机(SVM)对人类控制策略进行辨识,并以此SVM作为COM控制器,保证躯干始终处于与地面近似垂直的姿态以及连续的质心运动,增强步态控制的鲁棒性,提高双足机器人在复杂环境下行走的动态稳定性。实验验证了此方法的有效性。     

基于立体视觉与姿态识别的天轨机器人 跟踪伺服控制

针对双足机器人步态训练平台自动化程度低,调试步态的过程中单人操作时辅助机器人行走和状态信息实时观测协调困难的问题,该文提出了一套基于立体视觉和姿态识别的天轨机器人跟踪伺服系统。首先利用双目相机取景,对左右目相机画面进行匹配后获取图像中每个像素点的深度信息,基于获取到的带有深度信息的图像,对双足机器人的姿态进行识别,获取每个关节点的深度信息,根据关节深度信息判断双足机器人运动状态制定跟踪策略进行伺服控制,由于引入了姿态识别,可以根据双足机器人的姿态变化实现更高程度的自动化跟踪保护。实验结果表现出高自动化程度和高动态的跟踪表现。     

两足辅助行走机器人步态控制

智能两足辅助行走机器人,可以辅助残疾人在复杂环境中进行仿人行走.介绍了该机器人的机构和控制系统硬件,在机器人系统的步态特性基础上建立了人机一体的运动模型.运用零力矩点（ZMP）理论规划了机器人的行走步态,提出了局部步态调整与人体主动补偿运动相结合的实时步态稳定性控制策略.通过仿真实验对该控制策略进行了验证和分析.     

基于二次规划的四足机器人机身轨迹优化研究

为使四足机器人在无地形感知运动过程中能表现出较稳定的运动性能,结合对角步态运动特点,提出了一种对角步态下零力矩点的约束方法。采用二次规划的优化方法分别在线优化出行走、对角步态下机器人稳定运动的机身轨迹。将优化出的两种步态下机身轨迹采用相同的映射关系映射到全身状态,结合规划控制框架,通过仿真验证两种步态下机器人的运动状态及轨迹跟随情况。仿真结果表明,机器人以行走步态运动时位置、速度跟踪效果及机身姿态稳定性相比对角步态较好,且两种步态下机器人都能跟随规划轨迹保持稳定运动。     

基于强化学习的双足机器人的实时避障位置控制

为了提高双足机器人的实时控制能力，提出一种基于强化学习的双足机器人的实时避障位置控制方法。以机器人的双足步行稳定性为控制目标函数，构建双足机器人的实时路径动力学模型，以机器人质心运动的加速度和惯性力矩为被控对象，采用等效碰撞子模型进行双足机器人的实时避障路径规划，采用碰撞子模型和摆动子模型相结合的方法，进行双足机器人行走路径的纠偏参量反馈调节，采用模糊强化学习跟踪方法，进行双足机器人的误差增益控制，实现双足机器人的实时避障位置控制。仿真结果表明，采用该方法进行双足机器人控制的实时避障性能较好，纠偏能力较强，提高了机器人的自适应控制能力。     

六足仿生机器人步态研究和运动控制器设计

分析了六足仿生机器人典型行走步态和不同步态下的机器人落足点位置矢量表达式;运用AT89S52内部两个定时器,采用多舵机分时控制方法,设计的运动控制器可驱动机器人足部12个舵机的协调运动,实现了六足仿生机器人按步态规划运动,并通过测试,验证了设计方案的正确性和可靠性。     

一种竞赛型双足竞步机器人设计与研究

机器人的应用研究是目前研究热点,双足机器人是一种仿生类型的机器人,能够实现机器人的双足行走和相关动作。本文应用单片机控制技术、电机驱动技术等,设计了一种双足竞步机器人,并给出了机器人的硬件结构和控制程序,通过实验验证了本文所设计的双足竞步机器人到达到了设计预期和要求。通过3年的实践和应用扩展,本文所设计的双足机器人具有稳定性好、运行速度快的优点,结构简单、制作成本低,具有一定的扩展应用价值和意义。     

单腿失效六足机器人蒙特卡洛树容错步态规划

为解决稀疏立足地形中单腿失效六足机器人无法继续稳定行走的问题，提出一种失稳躲避蒙特卡洛树搜索算法(IAMCTS)用于容错步态规划。将容错步态规划问题转化为马尔科夫序列优化过程；根据稳定性判据制定了失稳状态躲避策略，并将其引入蒙特卡洛树搜索算法模拟阶段动作选择策略中，避免选择失稳支撑动作以生成容错步态序列。仿真系统环境中进行模拟对比分析表明，所提规划算法具有一定可行性和优势性；在IAMCTS规划的自由容错步态模式下，单腿失效六足机器人在稀疏立足地形中的平均前进距离增长了88.45 cm,平均前进速度提高了18.91%。     

基于51单片机的多自由度步态机器人控制系统设计

步态机器人是模仿人行走状态的机器人,是机器人领域的研究热点。为降低步态机器人的控制成本,本文通过选择增强型的51单片机作为控制核心,控制6个可调角度180°的舵机实现步态机器人关节的连接动作,完成了基于51单片机的多自由度步态机器人控制系统的设计。该控制系统具有成本低、易实现等优势,具有一定的应用价值。     

一种六足寻迹机器人设计与制作

根据仿生学原理,观察六足昆虫的运动,抽象、优化出理想模型,以此为基础设计和制作出机械结构。以AT89C52单片机为控制器,使用接触传感器、光反射传感器和声音传感器等开关量,实现与直流电机的闭环控制。设计制作出灵活、稳定美观的六足机器人。该机器人按三角步态行走,实现诸如直线行走、倒退、慢速转弯、快速转弯、越障等基本功能,并能寻黑线行走。介绍了该机器人三角步态的行走原理、各种机构的优缺点和选用原则、控制方法、程序编写思想等。     

人形机器人步态规划及简单设计

本文先对人形机器人的基本概念进行简要阐述,以5连杆机器人步态模型为例,通过正逆运动学建模来说明其步态规划,其次介绍了人形机器人的基本部件及其作用。最后以实例分析来说明人形机器获得的巨大成就。     

人体步态数据测量系统的设计与实现

下肢外骨骼机器人和下肢康复机器人是当前的研究热点,人体运动的步态数据对其完成步态识别与控制有重要意义.为了获取人体行走过程中的步态信息,本文设计并实现了一套测量足底压力与关节角度数据的数据采集系统.该系统包含微处理器、足底压力传感器、角度传感器、信号调理模块以及数据存储模块,能实现步态数据的自动解算、采集和存储.利用该系统成功采集了不同实验对象在不同速率下足底压力数据和关节的角度数据,结果显示出一定的步态特性,为进一步的步态分析与识别提供参考.     

全肘式四足仿生机器人爬台阶步态研究

针对四足仿生机器人爬台阶步态规划问题,构建一种全肘式仿哺乳类四足机器人步行机构与通信架构。首先,选择投影法将全肘式仿哺乳类四足机器人爬台阶过程的位姿向水平面转化。其次,分析机器人运动过程中重心的变化;利用水平面爬行步态静态稳定原理,对比研究全肘式仿哺乳类四足机器人多种步态的稳定裕度以及协调性,从而选择出最佳的爬台阶步态。最后,进行反复多次的对比实验,实验结果表明,所设计全肘式仿哺乳类四足机器人爬台阶步态具有良好的稳定性。     

复合扰动下双足机器人位姿修正解耦控制研究

双足机器人在驱动步行中受到活动部件的复合扰动作用容易产生耦合误差,导致解耦控制的稳定性不好,为了提高双足机器人驱动步行中的解耦控制的稳定性,提出一种基于变步长动态平衡反馈调节的双足机器人驱动步行位姿修正解耦控制方法。采用分布式传感器阻力力学采集方法进行双足机器人的姿态参量测量和动态融合处理,构建双足机器人驱动步行位姿修正解耦控制的约束参量模型和控制目标函数,采用Kalman滤波方法进行双足机器人驱动步行的地面环境适应校正和误差修正,采用变步长动态平衡反馈调节方法确定精准的驱动步行姿态参量,实现双足机器人准确的姿态定位和参量解算。仿真结果表明,采用该方法进行双足机器人驱动步行姿态定位控制的准确度较高,环境适应性较好,实现零误差驱动步行,提高了双足机器人的控制品质。     

基于GA神经网络的两足机器人控制研究

两足步行系统是一种多变量、非线性、强耦合及时变的复杂系统,很难用精确的数学模型来描述步行机器人的动力学系统.采用基于遗传算法的神经网络系统实现对两足步行机器人的稳定性控制.将两足步行机器人零力矩点轨迹作为判断其稳定性的依据,利用遗传算法学习神经网络的权值,使神经网络以较高的精度逼近两足步行机器人的非线性动力学系统,从而控制两足步行机器人稳定行走.最后通过单片机控制两足步行机器人各关节电机的旋转,使它们默契配合,从而形成一个有机整体,共同驱动两足步行机器人按某种固定步态稳定行走,实现了两足步行机器人控制系统的软硬件设计.     

基于C8051与VC的双足竞步机器人控制系统设计

双足竞步机器人是模仿双足动物运动形式的仿生机器人,是一种双足式移动机构。本文以中国机器人大赛双足竞步机器人做为研究平台,提出一种基于C8051单片机与VC的双足竞步机器人控制系统,设计将给出整体的硬件电路和软件设计思路。通过近两年大赛中实际运用表明,该系统不仅具有良好的人机对话界面和再扩展功能,还具有操作简单、运行可靠等特点,能实现对双足竞步机器人的有效控制,而且本系统功能能延伸运用,可以很好地用于其它相关领域。     

人体步态雷达信号时频分析方法研究

人体行走步态是一类重要的生物特征,通过分析连续波雷达采集的人体反射回波信号可以获取行走步态的关键特征.提出了人体行走步态特征信号模型,在构建连续波步态试验雷达的基础上,应用时频分析方法对采集的步态样本信号进行了分析,重点讨论了多分量非稳态信号的时频分析方法,对比了短时傅里叶分析、WIGNER-VILLE分布、伪平滑WV...     

全自主移动机器人在未知环境中的运动规划

针对机器人在未知环境中的运动规划,本文给出了一种基于激光传感器的完备路径规划算法,使机器人可以有效地扫描整个未知环境。使得机器人扫描整个未知环境的行走路径较短,所需的时间也较短。计算机仿真验证了算法的可行性,同时体现了算法的优越性。     

基于蛇类生物的仿生变体机器人研究

基于仿生机械学的原理,提出了仿生变体机器人的物理结构,讨论了仿生变体机器人的运动机理,分析了仿生变体机器人线形运动的基本步态,并根据以上原理研制出了实验样机。对该机器人系统进行了实验,实验结果证明这种运动步态的可行性,最后指出了这种基本运动步态的局限性和改进的方向。     

云平台仿人机器人的构建

本文分析了仿人机器人现状,利用云计算强大的数据处理功能,搭建云平台作为仿人机器人的远程"大脑",介绍该平台的整体架构及所需的关键技术,并完成仿人机器人在平地走路及上下楼时的步态规划。构建的云平台能够供更多用户使用,提高了资源利用率,实现了仿人机器人在现实环境中快速识别信息。