robocup3d仿真系统中仿人机器人运动学的研究和实现

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1、摘要仿人机器人的研究代表了机器人学的尖端水平，是一门发展迅速的综合性的前沿学科，涉及数学、计算机、机械制造、运动学等学科，是人类的最高科技梦想之一。仿人机器人具有人类外形的基本特征，能够模仿人类的行为动作，可以自主展开工作，非常适合在日常环境中服务于人类。机器人足球涉及模式识别、机器人学、多智能体系统等技术学科，已经成为了人工智能和机器人学的研究热点问题。RoboCup3D仿真比赛相比于2D仿真比赛，使机器人足球仿真比赛从平面上扩展到三维空间上，比赛环境更加接近现实，可以更好的实现对实体机器人的仿真研究。本文以机器人足球RoboCup3D仿真比

2、赛为研究平台，以安徽大学DreamWin93D球队的建设开发为项目背景，针对仿人机器人的运动学求解问题进行了了一些研究本文主要工作如下：1．在RoboCup3D仿真平台相关资料较为缺乏的情况下，通过研究比赛服务器，阅读Server，分析SPADES和ODE，基本掌握了RoboCup3D仿真系统的关键技术和运行机制。2．学习并研究了仿人机器人结构和运动学系统，分析了机器人运动学的数学基础，在此基础上研究了RoboCup3D仿真平台中NAO模型的结构，对其进行运动学模型建模，并针对NAO模型下肢结构特点实现了正运动学问题求解和逆运动学问题求解。3．

3、将本文提出的NAO模型运动学问题求解算法运用到RoboCup3D仿真平台中进行实验测试，并借助实体NAO的调试平台Choregraphe进行检验，通过实验证明了本文提出运动学求解方法的正确性和有效性，并以此为球队的步态规划技术的实现奠定了良好基础。本文在以上工作的基础上，设计实现了安徽大学第一支RoboCup3D仿真球队DreamWin93D，能够很好的完成比赛，并取得优异成绩。关键词：仿人机器人；RoboCup3D；运动学；NAO模型RoboCup3D仿真系统中仿人机器人的运动学研究与实现AbstractHumanoidrobotresear

4、chrepresentsthetoplevelofrobotics．Itisarapidlydevelopingcomprehensivefrontierdiscipline，involvingmathematics，computerscience，machinerymanufacturing，kinematicsandotherdisciplines．Furthermore，itisoneofthemostambitiousdreamsoftechnology．Humanoidrobotshavethebasiccharacteristics

5、ofhumanfigures，andCanalsoimitatehumanactionsandworkindependently．Theyareverysuitableforprovidingservicesforhumansindailyenvironment．Robot—soccerinvolvespatternrecognition,robotics，Multi-agentsystemandothertechnologicalsubjects．Ithasalreadybecomeaverypopularresearchtopicofthe

6、artificialintelligenceandrobotics．Comparedto2Dsimulationgame，theRoboCup3DsimulationganleexpandedtheSOCCersimulationgamefromtwo-dimensionaltothree．dimensional，whichmakesthegameenvironmentmorerealisticandalsohelptocarryoutsimulationresearchofphysicalrobots．ThisthesisusedRoboCu

7、p3Dsimulationsoccergameasaresearchplatform，andthedevelopmentofDreamWin93D，thatisasimulationsoc：‘7,crteamfromAnhuiUniversity,a．qtheresearchbackground．Inordertosolveproblemsinhumanoidrobotkinematics，specificworkthatwascarriedoutintheresearchisstatedasfollows：(1)Duetothelackofr

8、elateddataofRoboCup3Dsimulationplatform，theauthorunderstoodRoboCup3Dsimulat