RoboCup3D足球仿人机器人步态优化研究与实现
发布时间：2020-11-11 01:18
随着科技的进步,社会的发展,机器人技术成为当下越来越热门的研究领域,仿人机器人更是机器人技术领域中研究的重点。运动控制一直是仿人机器人研究的热点问题之一,而步行运动又是其中的关键,在复杂的实时动态环境中,如何实现快速且稳定的步行运动,仍然缺少一个通用的解决方案。本文以RoboCup仿真3D比赛平台为依托,分别从仿人机器人运动学建模、仿人机器人步态参数优化、仿人机器人碰撞环境下稳定步行三个方面为切入点,研究碰撞环境下双足仿人机器人快速稳定步态的优化与实现。本文所做工作主要如下:(1)总结了仿人机器人步态规划的理论和方法。筛选出影响步态速度和稳定性的关键参数并对其进行分类,分析了步态参数优化问题现状,引入协方差矩阵自适应进化策略(CMA-ES)理论,并分析了CMA-ES理论应用在该问题上的缺陷。(2)为实现仿人机器人快速稳定的步行,提出一种基于螺旋模型的仿人机器人步态参数优化算法。该算法结合分治法和螺旋模型的思想,将仿人机器人步态优化问题划分为三个子任务进行,根据不同的优化目标分别构建CMA-ES算法优化器并进行螺旋迭代优化,最终获得最佳参数值。该算法应用在HfutEngine仿真3D球队中,机器人的相关步态测试数据验证了该算法的有效性。(3)为解决碰撞环境下仿人机器人快速稳定的步行问题,本文提出一种基于双臂摆动的仿人机器人外力力矩矫正方法,通过摆臂消除碰撞条件下的外力力矩,实现仿人机器人在碰撞条件下更稳定的步行。最终,经过实验及相关应用测试,验证了该方法具有一定效果。
【学位单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP242
【部分图文】：
图 1. 1 仿人机器人Fig 1. 1 Humanoid robot履带式和爬行式等机器人，仿人机间更大，甚至可以代替人类完成高好适应各种崎岖不平的路面、更强由于其具有巨大的控制器设计空间仿人机器人行走时的平衡是一个挑系数最高的双足运动。在机器人技种运动形式。仿人机器人是以人体广阔的应用前景，但由于受到计算学理论、结构学、材料学、微电子[9]，至今仍处于研究阶段，未能很好须要实现在走稳走好的基础上加入
第一章 绪论，或让机器人完全控制汽车。视觉伺服方案利用道路图像的特征为方向盘中心驱动汽车提供参考角度。同时，Kalman 滤波器将光学 OW 和加速度计结合起来，以估计汽车的线速度，并相应地计算以所需速度行驶的油门指方向盘和油门踏板参考信号发送给机器人控制，以实现仿人机器人的驾驶任1.3 国内外研究进展及研究热点国外的研究人员在 20 世纪 60 年代才开始研究用机器人模拟人的一系列即仿人机器人），虽然开始研究的时间稍晚了些，但是仿人机器人的发展速。真正意义上的第一个仿人机器人在 1973 年出现，是由日本的早稻田大学 WABOT-1[14]，WABOT-1 机器人可以像人一样进行双足行走，还可以通过力系统和语音系统进行简单的交流。图 1.2 为 WABOT-1 仿人机器人的外观 WABOT-1 上进行进一步的改进，又提出了 Weibian2 和 Holiday-2 机器人。
第一章 绪论，或让机器人完全控制汽车。视觉伺服方案利用道路图像的特征为方向盘中心驱动汽车提供参考角度。同时，Kalman 滤波器将光学 OW 和加速度计结合起来，以估计汽车的线速度，并相应地计算以所需速度行驶的油门指方向盘和油门踏板参考信号发送给机器人控制，以实现仿人机器人的驾驶任1.3 国内外研究进展及研究热点国外的研究人员在 20 世纪 60 年代才开始研究用机器人模拟人的一系列即仿人机器人），虽然开始研究的时间稍晚了些，但是仿人机器人的发展速。真正意义上的第一个仿人机器人在 1973 年出现，是由日本的早稻田大学 WABOT-1[14]，WABOT-1 机器人可以像人一样进行双足行走，还可以通过力系统和语音系统进行简单的交流。图 1.2 为 WABOT-1 仿人机器人的外观 WABOT-1 上进行进一步的改进，又提出了 Weibian2 和 Holiday-2 机器人。
【参考文献】
本文编号：2878552
【学位单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP242
【部分图文】：
图 1. 1 仿人机器人Fig 1. 1 Humanoid robot履带式和爬行式等机器人，仿人机间更大，甚至可以代替人类完成高好适应各种崎岖不平的路面、更强由于其具有巨大的控制器设计空间仿人机器人行走时的平衡是一个挑系数最高的双足运动。在机器人技种运动形式。仿人机器人是以人体广阔的应用前景，但由于受到计算学理论、结构学、材料学、微电子[9]，至今仍处于研究阶段，未能很好须要实现在走稳走好的基础上加入
第一章 绪论，或让机器人完全控制汽车。视觉伺服方案利用道路图像的特征为方向盘中心驱动汽车提供参考角度。同时，Kalman 滤波器将光学 OW 和加速度计结合起来，以估计汽车的线速度，并相应地计算以所需速度行驶的油门指方向盘和油门踏板参考信号发送给机器人控制，以实现仿人机器人的驾驶任1.3 国内外研究进展及研究热点国外的研究人员在 20 世纪 60 年代才开始研究用机器人模拟人的一系列即仿人机器人），虽然开始研究的时间稍晚了些，但是仿人机器人的发展速。真正意义上的第一个仿人机器人在 1973 年出现，是由日本的早稻田大学 WABOT-1[14]，WABOT-1 机器人可以像人一样进行双足行走，还可以通过力系统和语音系统进行简单的交流。图 1.2 为 WABOT-1 仿人机器人的外观 WABOT-1 上进行进一步的改进，又提出了 Weibian2 和 Holiday-2 机器人。
第一章 绪论，或让机器人完全控制汽车。视觉伺服方案利用道路图像的特征为方向盘中心驱动汽车提供参考角度。同时，Kalman 滤波器将光学 OW 和加速度计结合起来，以估计汽车的线速度，并相应地计算以所需速度行驶的油门指方向盘和油门踏板参考信号发送给机器人控制，以实现仿人机器人的驾驶任1.3 国内外研究进展及研究热点国外的研究人员在 20 世纪 60 年代才开始研究用机器人模拟人的一系列即仿人机器人），虽然开始研究的时间稍晚了些，但是仿人机器人的发展速。真正意义上的第一个仿人机器人在 1973 年出现，是由日本的早稻田大学 WABOT-1[14]，WABOT-1 机器人可以像人一样进行双足行走，还可以通过力系统和语音系统进行简单的交流。图 1.2 为 WABOT-1 仿人机器人的外观 WABOT-1 上进行进一步的改进，又提出了 Weibian2 和 Holiday-2 机器人。
【参考文献】
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4 王淑艳;仿人型跑步机器人的稳定性条件及步态规划[D];西安电子科技大学;2006年
本文编号：2878552
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