仿人步行机器人的运动规划方法研究

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作者
胡洪志
机构
[1] 中国人民解放军国防科学技术大学
关键词
仿人步行机器人; 运动规划; 稳定性; 零力矩点; 静态步行; 动态步行;
D O I
暂无
年度学位
2002
学位类型
硕士
导师
摘要
运动规划是仿人机器人研究的关键技术之一,稳定自然的步行是仿人机器人区别于其它机器人的主要标志,也是其实现基本操作功能的基础。 由于仿人机器人是一个高阶、非线性和强耦合的系统,难以建立可用于运动规划的显式有效的数学模型,本文借鉴目前国内外的研究成果,利用Lagrange动力学普遍方程建立了仿人机器人的简化解耦运动模型,在此基础上推导了机器人稳定步行的条件。文中简要介绍了静态步行的运动规划方法,并据此进行了实物实验实现了稳定的低速静态步行。 论文重点讨论了动态步行的算法设计和仿真,详细分析了基于零力矩点的仿人机器人动态步行运动规划方法。这一方法首先根据机器人行走过程中存在的约束确定关键帧,然后采用三次样条函数对关键帧插值,得到脚的轨迹,利用ZMP稳定裕度作为评价函数进行搜索,得到优化的躯干运动轨迹,最后根据运动学约束计算各个关节的运动轨迹。本文根据算法进行了仿真,仿真结果表明这一方法是可行而且有效的。考虑上下肢运动的协调,本文对上肢的运动作了简单的规划。 最后,介绍了运动规划的实验设计,并对关节调试作了总结和分析,指出了存在的问题和解决的办法。
引用
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页数:67
共 9 条
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