一種球形機器人的運動規(guī)劃和控制研究.pdf

1、球形機器人是一種新型的智能機器人，其特殊的運動方式，不怕翻倒，在失穩(wěn)后也可以獲得很大的穩(wěn)定性。本文所研究的球形機器人已經(jīng)具有了內(nèi)部穩(wěn)定平臺，可以實現(xiàn)全向滾動，本文主要對該球形機器人進行運動規(guī)劃和控制方面的研究。首先介紹了球形機器人的發(fā)展狀況，在了解前人研究領(lǐng)域的基礎(chǔ)上，應(yīng)用微分幾何控制理論，對此角動量守恒的球形機器人的非完整性和非線性可控性進行了研究。 然后，對一種基于微分幾何控制理論的分段定?？刂频倪\動規(guī)劃方法進行了優(yōu)化，并應(yīng)

2、用到避障研究中。先運用連續(xù)正弦控制來等效取代基于微分幾何控制理論得出的26段定?？刂疲瑏韺崿F(xiàn)球形機器人的運動規(guī)劃。考慮到該球形機器人的結(jié)構(gòu)特點，將位置的粗調(diào)和位形的精調(diào)相結(jié)合，提出了一種優(yōu)化的三段式運動規(guī)劃策略，在仿真中可以看出其功耗較低。最后將該方法應(yīng)用到環(huán)境已知的避障規(guī)劃研究中，實例仿真結(jié)果證明了本方法的有效性。 基于運動規(guī)劃得出的控制輸入，就可以實現(xiàn)球形機器人的運動控制。本文對球形機器人主要的軟硬件進行了設(shè)計。運用ARM7