【摘 要】
:
仿人机器人的步行控制问题一直是机器人研究领域的重点和难点。目前,关于仿人机器人步行控制的方法主要是基于机器人的动力学模型,其所规划出的步态与人类的自然步态相去甚远
论文部分内容阅读
仿人机器人的步行控制问题一直是机器人研究领域的重点和难点。目前,关于仿人机器人步行控制的方法主要是基于机器人的动力学模型,其所规划出的步态与人类的自然步态相去甚远,对于环境的适应性较差。随着CPG(中枢模式发生器)原理的发现,模拟生物节律运动的控制机制为仿人机器人的步行控制提供了一种新的思路。本文旨在将CPG控制机制引入到仿人机器人步行控制问题的研究中,设计了一种CPG网络模型来控制仿人机器人NAO在平坦地面和斜面两种地形环境下实现了稳定步行行走。本文的主要研究工作如下:首先,根据仿人机器人自身的结构特点及其步行行走方式,本文设计了一种CPG网络模型来控制机器人实现步行行走。本文对传统的Matsuoka振荡器模型进行了修改,设计了一种适合于仿人机器人运动控制的CPG振荡单元的数学模型,并根据仿人机器人自身的结构特点,利用本文所提出的振荡器模型设计了仿人机器人步行控制CPG网络模型。同时,为了提高机器人对于环境的适应性,研究了如何将相位复位和姿态反馈两种反馈策略引入到CPG网络之中。其次,针对CPG控制方法中网络参数配置困难的问题,本文提出了一种改进遗传算法的CPG网络参数优化方法。本文对传统遗传算法的选择算子和交叉算子进行了改进,设计了一种效率较高的CPG网络参数优化方法。同时,在仿真环境下利用本文设计的改进遗传算法,对平坦地面和斜面两种地形环境下的仿人机器人步行控制CPG网络参数进行了寻优。而利用优化结果对CPG网络配置后所进行的仿真实验也证明了该算法的有效性。最后,以仿人机器人NAO为实验平台,利用本文所设计的CPG网络模型控制机器人在平坦地面和斜面两种地形环境下进行了行走实验。在仿人机器人NAO的实际行走过程,利用第三章所提出的相位复位策略和姿态反馈策略对振荡器的输出以及机器人的姿态实时调整,成功完成了机器人的步行行走任务。实验结果证明了本文所设计的CPG控制方法的有效性和优越性。
其他文献
X射线发光断层成像(X-ray Luminescence Computed Tomography,XLCT)是采集成像机体中目标被X射线激发后产生的光学数据,并结合重建方法获取目标信息的一种重要的分子影像技术
进入21世纪,互联网进入了一个快速发展的时期,其与我们的日常生活息息相关。人们在互联网上获取信息方便、高效。但是,互联网在方便我们的同时,暴露出来的安全问题也十分重大
随着科学技术的快速发展以及对多智能体系统研究的不断深入,编队控制作为多智能体系统研究中的重要组成部分受到学者的持续广泛关注,大量好的研究成果不断涌现,并且一些成果
农业适度规模化经营能够促进农业的分工分业与农业专业化发展,是引领农业提质增效、提升农业竞争力的发展要求。西北五省(区)农业是典型的旱塬区农业,研究其农业规模经营效率
随着科学技术的不断发展,我国的经济水平也逐渐提升,纳税人数大幅上升、生产经营方式也逐渐复杂,而与之对应的税务机关工作人员较少,加上税收业务管理自身的困难些和复杂性,
随着信息化社会的飞速发展,高性能计算已经成为继理论科学和实验科学之后科学研究的第三大支柱。从战略高度方面讲,高性能计算技术是一个国家综合国力的表现,在国防安全、高
随着互联网技术的不断发展,面对空前膨胀的海量数据,云计算得到了快速发展。在云计算中,MapReduce分布式计算框架已经成为目前流行的处理大数据的计算模型。为了保证MapReduc
狗牙根(Cynodon dactylon)属禾本科画眉草亚科(Eragrostoideae)虎尾草族(Chlorideae),是全球最重要、品种最丰富的暖季型草种之一,主要生长于温暖湿润的热带及亚热带地区,在我国主要分布在黄河流域以南各省。狗牙根是世界上分布最广的植物(世界记录编号:20130500226),我国是狗牙根资源丰富的国家,国土面积辽阔,经纬度跨度大,复杂的生境导致我国野生狗牙根产生了
遗传算法对于以往难以解决的函数优化问题,图像识别,机器学习,数据挖掘以及复杂的多目标规划等问题是最有效的方法之一。遗传算法的实质是在模拟自然界中生物遗传及进化的过
基于国家形象和框架理论,本研究考察了在俄罗斯流行的与中国相关的社交网站VK.com上中国的国家形象。本文采用定量的内容分析方法,对“Magazeta”,“Tales of Laowai”,“EKD