两足仿人机器人运动算法研究

《两足仿人机器人运动算法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、万方数据硕士学位论文1。绪论非线性化，所以此种优化难度很大，改善效果有限。Yin№1借助连续化思想处理了处理了关于如何在已解决问题延伸拓展和未解决的目标问题之间搜索轨迹的一系列承接的问题，从而解决了控制器调节的一大难题，但在实时性和易操作性方面表现一般。Wang[7】借助生物力学机制驱动的目标函数优化SIMBICON，使之拥有更接近常人的行走姿势，但实时性展现不尽如人意。搜索相关技巧的控制策略已在真实机器人的行走学习控制器上应用[8]19J。目前不少轨迹优化如文献[10]、文献[11】、文献[12]、文献[13]的算

2、法都是寻求一个运动能量消耗最小且符合用户要求的特别轨迹。而本文也是在以前的控制框架中引入带随机参数的神经网络算法，利用神经网络自身对非线性数据处理的优异性以及算法中自带的随机性改善其行走模式化、“机器人化”的缺陷。另外基础控制部分也有其他分支的尝试与研究，Faloutosos和vandePanne【14】讨论了实现控制器之间转换的特殊控制器的前提条件和后置条件。掌握多种运动技巧的集成控制器已可完成跨越道路上石头¨钉和用转弯穿越(非直线排列的)障碍物n61(等动作)。SilverⅢ1研究设计了一个控制器集合，它可以设计

3、出中间层控制器并协调众多控制器之间的运作，不过实时性上同样有欠缺，类似的还有不少126-651。不过这不在本文研讨范围之内。考虑到现在流行的PD控制行动“机器人化”较为严重，精度也越来越显得不足够，故本文引入处理非线性数据效果更优秀的PID人工神经网络，并加入随机数增强其自然性。1．4论文研究内容和组织本文共分五章，先是着重介绍成果中最具代表性的MichaelvandePanne教授口J的SIMBICON，并指出其的优点与不足，然后再此基础上主要针对其基本控制部分改进，同时修正它其他部分的控制机制，以配合对基本控制部

4、分的改进，并在MicrosoftVisualStudi02008实现，并展现其改进的优良性。第二章着重介绍成果中最具代表性的MichaelvandePanne教授[21的SIMBICON，并描述其大致运作流程，指出其的优点与不足。第三章介绍针对SIMBICON的基本控制部分所做的主要改进和提升，并从理论上说明其改进后的优良性；第四章介绍对其他部分的修正完善，主要配合对其基本控制部分改进后，整体良好运作的修正，然后通过对MichaelvandePanne教授的SIMBICON的基础算法的改进使之在VisualStudi

5、o2008上加以实现；第五章总结全文，提出了进一步的研究计划和设想。4万方数据硕士学位论文1．绪论1。5本章小结本章首先点明机器人应用的范围广泛及作用巨大，再提及机器人非线性系统运动的研究难点和当下人们对其要求的日益增长，也就指出了机器人运动研究的意义与作用。概述了机器人身体建模的大致示意和各部分间的相互作用机制后，本章指出了两足仿人机器人运动设计的四大组成部分，即基本控制部分，平衡控制部分，运动修正部分，速度调整部分，其中基本控制部分负责完成基础控制，确保输入目标运动后，两足仿人机器人会以此为目标“跟随”动作；平衡

6、控制部分则用来确保两足仿人机器人始终保持平衡，不会出现运动失衡而导致整体运动混乱；运动修正部分则在前两部分的基础上对两足仿人机器人的运动进行引力补偿等进一步修正，使其动作更接近真实人类；速度调整则在前三部分的基础上对仿人机器人的运动速度进行调整，防止仿人机器人因速度过快或过慢而影响运动的展现。之后，本章以运动设计的四大部分为划分，指出了这些研究部分的国内外研究现状，再通过各组成部分的研究现状分析指出各部分研究的流行方法和各自优缺点，从而提出本文研究的理论基础和重点改进方向。本章的最后介绍了论文的组织和安排。万方数据硕

7、士学位论文2．经典两足仿人机器人行走算法——slMBlcoN2经典两足仿人机器人行走算法——SIMBICONSIMBICON是由英属哥伦比亚大学的MichaelvandePanne教授为首的研究团队所研发的智能模拟机器人系统，以效果良好实时性强、易上手、易操作而著称，于2006年先推出其最初版本，并于2009年推出第二个效果更优良，操作更便捷的第二个版本，号称5岁孩童也可在5分钟上手，并获得的效果比专业动画师的也不逊色多少。不过它为追求良好实时性，基本控制部分采取较简单的PD控制，牺牲了其效果的真实性，且动作过于整齐

8、划一，过于“机器人化”，加大了失真程度。2．1基本控制部分其基本控制部分主要借助动作发生器运作，动作发生器可生成多样的动作轨迹，从而实现多样的动作类型。研发者直接对其目标关节夹角建模，参考系要么是此关节的父关节(肘关节、肩关节、行走时站立脚的膝关节，脚趾都是采用此类参考系)，要么是人物坐标系(腰、后背、脖子和脚踝采用此参考系)。所谓人物坐标系，