一种零力矩点机器人行走轨迹规划的研究.pdf

《一种零力矩点机器人行走轨迹规划的研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、算法、设计与应：用计Co算mp机ute测r量M与eas控ur制em．en2t01&3．C2o1n(tr7o)l·1999·文章编号：1671—4598(2013)O7—1999—03中图分类号：TP242文献标识码：A一种零力矩点机器人行走轨迹规划的研究徐迎曦，高春玲。，孙泽宇，李传锋(1．河南科技大学电子信息工程学院，河南洛阳471023；2．洛阳理工学院计算机系，河南洛阳471023)摘要：针对机器人的行为约束控制的实时性与有效性，提出了一种零力矩点(ZMP)耦合轨迹规划方法；首先，在分析机器人稳定性

2、的同时，计算了保证其行走稳定性的ZMP边界条件；其次，以人的自然步态为参考模型，在保证机器人运动连续性的条件下，采用多项式数据拟合技术计算出机器人在行走过程中各关节的运动轨迹及运动参数的变化；再次，结合人体实际比例设定各参数，建立了一个具有10自由度的仿人机器人模型，计算出沿直线走和曲线走的光滑轨迹；最后，通过MATLAB仿真验证，机器人所行走的轨迹具有很好的平滑性和连续性，同时也验证了零力矩点耦合方法在机器人路径规划中的有效性。关键词：仿人机器人；零力矩点；步态规划；多项式拟合；仿真Research0n

3、TrajectoryPlanningoftheRobotWalkingwithZeroMomentPointXuYingxi。GaoChunling，SunZeyu，LiChuanfeng(1．CollegeofElectronicandInformationEngineering，HenanUniversityofScienceandTechnologyLuoyang471003，China；2．DepartmentofComputerandInformationEngineering，LuoyangI

4、nstituteofScienceandTechnology，Luoyang471023，China)Abstract：Azeromomentpoint(ZMP)couplingtrajectoryplanningmethodwasproposed，whichaimedattheinstantaneityandeffec—tivenessofconstraintsfortherobot'sbehavior．Firstly，basedontheanalysisofthestabilityoftherobot

5、atthesametime，guaranteethewalkingstabilityofZMPboundaryconditionswascalculated．Secondly，wetookthenaturalgaitasareference，andtherobotmovingtrajeetoryofeachjointwascalculatedunderthecircumstanceofguaranteeingthecontinuityoftherobotmovementconditionsbypolyno

6、mialfit—ting．Furthermore，afterwesetparameterscombinedwithactualproportionofthehumanbody，ahumanoidrobotwith10degreesoffree—doramodelwasestablished，andthesmoothtrajectorywhenitwalkedalongstraightorcurvewascalculated．Finally，theMATLABsimula—tionresultsshowth

7、atthetrajectoryhasgoodsmoothnessandcontinuity，aswellaszeromomentpointcouplingmethodwasverifiedvalidityinrobotpathplanning．Keywords：humanoidrobot；zeromomentpoint；gaitplanning；polynomialfitting；simulation0引言误差。AnirvanDasgupta在保证双足机器人的质量分布及运动机构与人类保持一致条件下，通过利

8、用人类行走数据来产生有双足仿人机器人是机器人研究领域最前沿的问题之一，它效而稳定的步行轨迹_7]。Q．Huang等人根据足迹的约束条不仅涉及到非线性、耦合、多传感器信息控制等技术，而且还件，用三次样条插值得到足迹表达式，再利用三阶周期样条插包括复杂机电系统动力学建模、仿真技术及混合系统的控制值得到臀部运动的轨迹，从而保证了机器人的高稳定性]。等。它是集机械、电子、计算机、仿生学、多传感器融合技术本文针对机器人在一个完整的行走过