雙足機(jī)器人是一個(gè)多自由度、多變量、非線性的復(fù)雜動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)。其控制平臺(tái)的研究往往涉及嵌入式技術(shù)、傳感器技術(shù)、步態(tài)規(guī)劃、路徑導(dǎo)航、人工智能、自動(dòng)化控制等多種理論與技術(shù)，體現(xiàn)了信息科學(xué)和人工智能技術(shù)的最新成果，應(yīng)用領(lǐng)域廣大，具有重要的研究?jī)r(jià)值。其中，雙足機(jī)器人導(dǎo)航控制系統(tǒng)是雙足機(jī)器人控制平臺(tái)研究中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，將在自動(dòng)駕駛、未知區(qū)域的探索、危險(xiǎn)環(huán)境作業(yè)、核電站的維護(hù)等領(lǐng)域中發(fā)揮極大的作用。 本文以雙足機(jī)器人導(dǎo)航控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為研究背景，結(jié)合嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，主要論述了兩個(gè)核心內(nèi)容：一是雙足機(jī)器人導(dǎo)航?jīng)Q策系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)是基于一種新式的ARM&DSP主從控制模式下的設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)借助內(nèi)外傳感器系統(tǒng)的反饋，通過(guò)對(duì)多傳感器信息的融合與處理，在導(dǎo)航?jīng)Q策算法的作用下，實(shí)現(xiàn)雙足機(jī)器人在未知環(huán)境下平滑的自主導(dǎo)航。二是為增強(qiáng)雙足機(jī)器人導(dǎo)航的人機(jī)交互性和控制系統(tǒng)對(duì)突發(fā)事件的處理能力，在基于MiniGUI的系統(tǒng)平臺(tái)上設(shè)計(jì)了雙足機(jī)器人的導(dǎo)航控制系統(tǒng)界面。論文的主要內(nèi)容包括： 首先，設(shè)計(jì)了雙足機(jī)器人的本體模型，并對(duì)雙足機(jī)器人的步態(tài)規(guī)劃做了理論研究，為步態(tài)控制獲得理論上的支持。 然后，就雙足機(jī)器人導(dǎo)航控制平臺(tái)的搭建做了詳細(xì)的介紹，并著重對(duì)主從控制器間通訊的CAN接口做了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。 接著，從兩個(gè)層面設(shè)計(jì)了導(dǎo)航?jīng)Q策系統(tǒng)，一是根據(jù)內(nèi)部傳感器得到的關(guān)節(jié)信息，比對(duì)決策層中的步態(tài)規(guī)劃算法，對(duì)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的補(bǔ)償和調(diào)整，實(shí)現(xiàn)各關(guān)節(jié)動(dòng)作的協(xié)調(diào)，得到標(biāo)準(zhǔn)的步態(tài)，保證每一步的穩(wěn)定和準(zhǔn)確。二是對(duì)外部傳感器獲得的外界環(huán)境信息進(jìn)行處理，構(gòu)建出供決策層使用的外部環(huán)境模型，之后在基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)航算法的指引下，實(shí)現(xiàn)雙足機(jī)器人對(duì)外界環(huán)境做出合理、平滑的響應(yīng)。 最后，介紹了導(dǎo)航控制界面的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。重點(diǎn)介紹了MiniGUI開發(fā)平臺(tái)的搭建、基于MiniGUI的界面程序的設(shè)計(jì)以及程序在開發(fā)板上的移植，實(shí)現(xiàn)了控制界面在雙足機(jī)器人導(dǎo)航上的應(yīng)用。
標(biāo)簽：
ARMDSP
雙足機(jī)器人
導(dǎo)航控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間：
2013-04-24
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