基于ROS的仿人机器人运动规划研究与实现

发布时间：2020-12-30 04:14

　　随着社会老龄化问题的日益突出与劳动力人口比例的快速下降,在人员需求量巨大的社会服务业,机器人替代人力提供服务的趋势日见显著。在服务机器人领域,仿人型机器人以其与人类似的动作形态被广大家庭所喜爱,拥有巨大的商业应用价值,引起了全世界范围内专家学者对其进行研究。本文针对仿人型机器人的运动规划作为切入点,以机器人操作系统ROS（Robot Operating System）作为算法设计框架,以仿人型机器人NAO为载体,分别完成了NAO机器人在非重构环境下从起始点到目标点的路径规划,以及对NAO机器人手臂的运动规划,实现简单的运动。具体研究如下:首先,对服务机器人领域研究的背景、意义和发展现状做了详细的分析。对仿人型机器人、机器人操作系统ROS、运动规划与控制的背景和国内外研究现状做了详细的阐述,提出了本课题研究的重要性。其次,借助ROS中的三维可视化工具Rviz以及运动规划工具MoveIt!搭建NAO机器人运动平台。阐述了ROS系统的基本组成、ROS的运行机制及原理以及NAO机器人关节参数。在ROS系统下,使用NAO机器人模型文件,借助可视化工具Rviz实现NAO机器人模型的三维可视化显示。... 

【文章来源】：武汉工程大学湖北省

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

HRP系列机器人日本东京大学利用HRP-2[17]

图 1-1 HRP 系列机器人日本东京大学利用 HRP-2[17]开展了理论和实验研究。在他们的研中，该机器人能自主试探物体重量，并根据物体重量改变策略移动物例如机器人会先用手推重物，如图 1-2(b)所示；当推不动时会改变策以全身的力量去推动，如图 1-2(a)所示。

武汉工程大学硕士学位论文可以步行、奔跑，还可以跳跃，更能边跳跃边变换方向，也可以在不平的地面行走[19]。该机器人安装了两条 7 自由度的机械臂，能够地完成转开水瓶、握住纸杯、倒水等动作，甚至可以使用手语。如-3 为 ASIMO 机器人上楼梯后执行下楼梯的动作。

【参考文献】：
期刊论文
[1]双臂机器人自碰撞检测及其运动规划[J]. 吴长征,岳义,韦宝琛,刘殿富.  上海交通大学学报. 2018(01)
[2]基于动态规划的机器人运动规划最优控制[J]. 赵金刚,戈新生.  控制工程. 2017(11)
[3]波士顿动力公司Atlas[J].   高科技与产业化. 2017(11)
[4]仿人服务机器人发展与研究现状[J]. 颜云辉,徐靖,陆志国,宋克臣,柳博航.  机器人. 2017(04)
[5]基于改进RRT算法的套管柔性针运动规划[J]. 赵燕江,黄磊,杜海艳,张永德,胡海龙.  仪器仪表学报. 2017(03)
[6]基于改进RRT算法的RoboCup机器人动态路径规划[J]. 刘成菊,韩俊强,安康.  机器人. 2017(01)
[7]基于改进人工势场的矿井导航装置路径规划[J]. 田子建,高学浩,张梦霞.  煤炭学报. 2016(S2)
[8]人体步行捕捉下的双足机器人跟随步行与实验[J]. 吴伟国,栗华,高力扬.  哈尔滨工业大学学报. 2017(01)
[9]工业机器人的研发及应用综述[J]. 孟明辉,周传德,陈礼彬,冯淼,苗纯正.  上海交通大学学报. 2016(S1)
[10]基于三连杆动力学模型的仿人机器人站立平衡控制[J]. 朱秋国,伍浩贤,吴俊,熊蓉.  机器人. 2016(04)

博士论文
[1]服务机器人任务理解的关键技术研究[D]. 卢栋才.中国科学技术大学 2017
[2]一类助老助残服务机器人建模与控制技术研究[D]. 刘娟秀.南京理工大学 2016
[3]仿人机器人运动控制和规划的若干问题研究[D]. 孙广彬.东北大学 2015



本文编号：2946966