雙足機器人是一個多自由度、多變量、非線性的復(fù)雜動力學(xué)系統(tǒng)。其控制平臺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，具有重要的研究價值。其中，雙足機器人導(dǎo)航控制系統(tǒng)是雙足機器人控制平臺研究中的重點和難點，將在自動駕駛、未知區(qū)域的探索、危險環(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。 本文以雙足機器人導(dǎo)航控制系統(tǒng)的設(shè)計為研究背景，結(jié)合嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，主要論述了兩個核心內(nèi)容：一是雙足機器人導(dǎo)航?jīng)Q策系統(tǒng)的設(shè)計。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。該設(shè)計借助內(nèi)外傳感器系統(tǒng)的反饋，通過對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，實現(xiàn)雙足機器人在未知環(huán)境下平滑的自主導(dǎo)航。二是為增強雙足機器人導(dǎo)航的人機交互性和控制系統(tǒng)對突發(fā)事件的處理能力，在基于MiniGUI的系統(tǒng)平臺上設(shè)計了雙足機器人的導(dǎo)航控制系統(tǒng)界面。論文的主要內(nèi)容包括： 首先，設(shè)計了雙足機器人的本體模型，并對雙足機器人的步態(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，就雙足機器人導(dǎo)航控制平臺的搭建做了詳細(xì)的介紹，并著重對主從控制器間通訊的CAN接口做了詳細(xì)的設(shè)計。 接著，從兩個層面設(shè)計了導(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，比對決策層中的步態(tài)規(guī)劃算法，對關(guān)節(jié)的運動進(jìn)行實時的補償和調(diào)整，實現(xiàn)各關(guān)節(jié)動作的協(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，實現(xiàn)雙足機器人對外界環(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)計與實現(xiàn)。重點介紹了MiniGUI開發(fā)平臺的搭建、基于MiniGUI的界面程序的設(shè)計以及程序在開發(fā)板上的移植，實現(xiàn)了控制界面在雙足機器人導(dǎo)航上的應(yīng)用。
標(biāo)簽：
ARMDSP
雙足機器人
導(dǎo)航控制系統(tǒng)
上傳時間：
2013-04-24
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