雙足人形機(jī)器人多目標(biāo)步態(tài)規(guī)劃的研究.pdf

1、雙足人形機(jī)器人的步行控制一直是機(jī)器人研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。雙足人形機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性使得在控制機(jī)器人步行的靈活性和穩(wěn)定性方面有很大的難度。運(yùn)動(dòng)學(xué)建模是機(jī)器人步行實(shí)現(xiàn)的重要前提，本文根據(jù)Robonova-1型雙足機(jī)器人的具體結(jié)構(gòu)模型詳細(xì)闡述正運(yùn)動(dòng)學(xué)與逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問題的實(shí)現(xiàn)。
　　 本文根據(jù)機(jī)器人步行的規(guī)律對其步態(tài)進(jìn)行分解，將其看成是獨(dú)立的三個(gè)階段周期運(yùn)動(dòng)。并且只需要設(shè)定每個(gè)周期運(yùn)動(dòng)中的關(guān)鍵位姿，然后采用三次樣條插值來生成步行中的所有連續(xù)

2、的中間位姿。文中分階段地對步態(tài)進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)劃，規(guī)劃出踝關(guān)節(jié)與髖關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)軌跡，對運(yùn)動(dòng)軌跡參數(shù)化設(shè)計(jì)，確定這些步態(tài)參數(shù)值就可以得到相應(yīng)的步行軌跡。因此，怎樣設(shè)定合適的步態(tài)參數(shù)值是本文研究的重點(diǎn)。
　　 本文采用優(yōu)化算法求解合適的步態(tài)參數(shù)值。目前的步態(tài)優(yōu)化算法僅僅實(shí)現(xiàn)了對單一目標(biāo)的優(yōu)化。由于單個(gè)目標(biāo)的最優(yōu)解并不意味著整體最優(yōu)，本文針對步態(tài)目標(biāo)的多樣性，把雙足機(jī)器人步態(tài)優(yōu)化看作是多目標(biāo)優(yōu)化問題，構(gòu)建了衡量穩(wěn)定性、能量消耗、步行速度三個(gè)