小型仿人機器人的控制與人體動作示教研究.pdf

1、小型仿人機器人的研究和應用一直是機器人研究領域活躍的研究方向。小型仿人機器人控制系統(tǒng)主要包括機器人控制理論、仿人機器人本體控制器及相應的編程控制軟件三大部分組成。本文針對面向?qū)W生的小型教學仿人機器人BIOROBO,設計了機器人的控制系統(tǒng)。針對仿人機器人動作編輯較為困難的問題,引入了利用激光深度傳感器實現(xiàn)機器人動作示教的方法。
　　為了提高小型仿人機器人控制系統(tǒng)的實時性,穩(wěn)定性和可擴展性,本文在硬件上采用了分布式的機器人控制系統(tǒng)。以

2、基于STM32為核心的處理模塊為基礎,搭建了機器人的主控制器、傳感器接口模塊和加速度傳感器、攝像頭模塊。采用了一塊現(xiàn)場可編程處理器陣列,做為機器人運動控制模塊的核心,并建立以此為基礎的總線式的數(shù)字舵機控制系統(tǒng)。
　　同時在此基礎上開發(fā)了相應的控制系統(tǒng)軟件,運動控制系統(tǒng),基于USB的通信系統(tǒng)及相關協(xié)議,FLASH存儲及聲音播放,傳感器模塊系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)小型仿人機器人的運動控制,傳感器信息集成和相應的功能。對開發(fā)完成的機器人系統(tǒng)

3、進行了驗證,證明了該控制系統(tǒng)的有效性和穩(wěn)定性。
　　在此基礎之上,針對小型仿人機器人目前運動示教所遇到的難度較大,程序繁瑣等問題,提出了一種基于激光深度傳感器的使用人體動作示教的方法。該方法根據(jù)人體動作,將人體關節(jié)角度映射至機器人關節(jié)角度,經(jīng)過自由度裁剪和基于速度的有選擇的均值濾波之后,使得使用者可以用動作對機器人進行示教。并且引入了在示教過程中的碰撞檢測,提高機器人示教的安全性。設計的BIOROBO小型仿人機器人在多種場合經(jīng)過了