仿真類(lèi)人機(jī)器人設(shè)計(jì)及高層決策方法的研究.pdf

1、機(jī)器人學(xué)科是一門(mén)迅速發(fā)展的綜合性前沿學(xué)科。它涉及機(jī)械工程學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、電子工程學(xué)等多門(mén)學(xué)科技術(shù)，受到工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的高度重視。類(lèi)人機(jī)器人的研究和發(fā)展代表了機(jī)器人學(xué)的尖端水平，是人類(lèi)科技的最高夢(mèng)想之一。本文主要以RoboCup仿真3D比賽為平臺(tái)以合肥工業(yè)大學(xué)HfutEngine3D球隊(duì)的設(shè)計(jì)為項(xiàng)目背景提出了仿真平臺(tái)的類(lèi)人機(jī)器人設(shè)計(jì)思路與方法，分別從多自由度類(lèi)人機(jī)器人的基本建模、運(yùn)動(dòng)控制和智能決策控制等三個(gè)方面為切入點(diǎn)，提出了一

2、系列的解決思路和方法。本文所做主要工作如下： (1)總結(jié)了類(lèi)人機(jī)器人的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和經(jīng)典的類(lèi)人機(jī)器人運(yùn)動(dòng)性能參數(shù)計(jì)算，提出了一種改進(jìn)型的模型無(wú)關(guān)的機(jī)器人建模方法。該方法適用于多自由度的類(lèi)人機(jī)器人，同時(shí)簡(jiǎn)化了多自由度類(lèi)人機(jī)器人的建模表示與相關(guān)運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算。 (2)提出一種基于非線性插值預(yù)測(cè)加速點(diǎn)和減速點(diǎn)的關(guān)節(jié)軌跡控制方法。在此基礎(chǔ)上更進(jìn)一步優(yōu)化生成關(guān)節(jié)變速度的計(jì)算方法，使得關(guān)節(jié)速度變化變得更加的平滑，有效的避免了關(guān)節(jié)非變速度方法

3、中馬達(dá)運(yùn)動(dòng)慣性大而導(dǎo)致關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)精度不高和容易產(chǎn)生不穩(wěn)定的慣性力問(wèn)題。 (3)類(lèi)人機(jī)器人與非人形機(jī)器人決策控制的最大區(qū)別是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的不可預(yù)知性?；诖?，本文提出了一種模型無(wú)關(guān)的搶占式多優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法來(lái)設(shè)計(jì)機(jī)器人決策模塊。 (4)針對(duì)以上算法及設(shè)計(jì)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)RoboCup比賽進(jìn)行技術(shù)統(tǒng)計(jì)和實(shí)驗(yàn)分析。基于已建立的機(jī)器人數(shù)據(jù)模型計(jì)算COM點(diǎn)并且測(cè)試機(jī)器人在球場(chǎng)行走時(shí)的穩(wěn)定性。在標(biāo)準(zhǔn)的RoboCup比賽環(huán)境下與各只世界強(qiáng)隊(duì)