仿生六足机器人运动规划与CPG控制研究
移动机器人不但要适应已知结构化环境，而且还要适应非结构化未知环境。足式机器人具有越障、沙地及崎岖路面等特殊路面行走能力，可用于工程探险勘测、反恐防爆、军事侦察等人类无法完成或危险工作，在移动机器人领域具有重要的研究意义。由于六足机器人与两足和四足步行机器人相比，具有控制系统相对简单、行走平稳、肢体冗余等特点，使其在复杂环境中的应用非常广泛。 机器人步态的研究对机器人稳定行走具有重要的指导意义。采用步态图对常见六足昆虫典型步态（三足步态，四足步态等）运动规律进行了分析与概括;采用稳定裕度作为仿生六足机器人的静态稳定判据，利用机器人末端轨迹规划技术对机器人的典型步态的运动轨迹进行了规划，并在ADAMS搭建的虚拟样机里进行了仿真研究，这些步态研究为机器人多运动方式提供了理论基础。 为协调机器人多足控制，采用了中枢神经模式控制机器人的步态。基于互抑神经元建立了振荡器模型，并利用振荡器模型组建了六足机器人的CPG(Central PatternGenerator)控制网络;采用单参数分析法和相关参数分析法对CPG模型特性进行仿真研究，得到CPG模型的参数对输出的影响趋势、参数之间的相互影响、以及保证方程稳定振荡的参数取值范围。利用遗传算法对CPG模型参数进行了整定。通过研究髋膝间的运动规律，构建半波函数实现髋膝之间的映射关系。利用MATLAB与ADAMS构建的虚拟样机实现了对基于CPG控制的三足步态的仿真，并在实物样机上对三足直线行走步态和三足定点转弯步态进行了实验，实验结果验证了机器人系统设计及理论分析的有效性。
仿生六足机器人;运动规划;CPG控制;步态图
东北大学
硕士
模式识别与智能系统
王斐
2010
中文
TP242.6;TP273
78
2014-02-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）