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双足机器人的步态规划和步行控制研究

双足机器人的步态规划和步行控制研究

作者：卢嘉敏广东工业大学

学位级别：硕士

双足机器人是当今机器人研究领域最为前沿的课题之一,它集机械、电子、计算机、材料、传感器、控制技术及人工智能等多门学科于一体,是一个国家高科技实力的重要标志。稳定步行是双足机器人最基本的类人行为方式,也是实现其它行为的基... 详细信息

双足机器人是当今机器人研究领域最为前沿的课题之一,它集机械、电子、计算机、材料、传感器、控制技术及人工智能等多门学科于一体,是一个国家高科技实力的重要标志。稳定步行是双足机器人最基本的类人行为方式,也是实现其它行为的基础。然而,由于它是一个自由度多、结构复杂、耦合性强的非线性系统,因此,实现稳定步行是双足机器人研究领域的热点和难点之一。步行控制的研究不仅可以为双足机器人的机构设计与优化提供理论指导,而且还将会促进仿生学的研究和应用,使人类更好地破解生命的奥秘,可以更多地了解和掌握人类的步行特性,并利用这种特性为人类服务。因此,本课题研究具有重要的理论意义和应用价值。本文在收集、整理和分析相关文献资料的基础上,对双足机器人的步态规划和步行控制进行了重点研究,主要的研究工作如下：（1）双足机器人运动学分析和稳定性研究首先分析了双足机器人的机构,对机器人各关节进行简化,建立了双足机器人的九连杆模型、世界坐标系和各关节的局部坐标系。基于该连杆模型,推导出了双足机器人的正运动学和逆运动学模型。此外,还介绍了双足机器人的稳定性判据—零力矩点（Zero Moment Point, ZMP）的定义,推导了ZMP的表达式,研究了双足机器人稳定步行需要满足的条件。（2）双足机器人的步态规划及步态优化研究针对传统步态规划方法规划出来的双足机器人步态阶数高、容易出现振荡、ZMP稳定裕度不够大,以及多个步态参数难于优化等问题,提出了一种基于CSI-FSA的步态规划方法。该方法分两步,第一步根据双足机器人的步行要求,采用三次样条插值（Cubic Spline Interpolation, CSI）方法规划出径向和侧向平面内双足机器人的步态,该步态中包含各关键时刻两懿关节中心到支撑腿踝关节的距离参数;第二步以步态中各时刻ZMP到稳定区域中心的距离为参数构建评估步态稳定性的目标函数,采用鱼群优化（Fish Swarm Algorithm, FSA）算法对三次样条插值方法规划的步态中髋关节中心到支撑腿踝关节的距离参数进行优化,使步态的ZMP尽量靠近稳定区域中心。仿真结果表明,与基于遗传算法优化的步态相比,该方法规划的步态ZMP更靠近稳定区域中心,而且步态中各关节的位置轨迹平滑。（3）双足机器人的步行控制研究针对双足机器人跟踪离线规划的步态时出现各关节角度误差和ZMP误差,导致步行稳定性变差的问题,提出了一种基于上半身位姿补偿的步行控制方法。首先分析了上半身位姿对步行稳定性的影响,而支撑腿髋关节为控制上半身位姿的主要关节,故该方法根据ZMP误差由模糊算法求解出补偿上半身位姿误差的髋关节角度校正量,以此减少实际ZMP和期望ZMP之间的误差。仿真结果表明,与使用PID的步行控制方法相比,该方法更好地跟踪了期望ZMP,提高了双足机器人步行的稳定性。最后对本文进行了总结,说明了本文的主要研究成果,同时对本课题中需要改进之处提出了展望。

关键词：双足机器人步态规划步态优化步行控制零力矩点

中国碳税政策模拟及比较——基于征税环节及税收收入循环方式的视角

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产经评论 2015年第5期6卷 126-138页

作者：卢嘉敏石柳暨南大学经济学院暨南大学资源环境与可持续发展研究所

碳税政策是应对国内外经济结构变革提出的节能减排挑战的重要工具。基于已有研究成果,从碳税征税环节及税收收入循环方式的角度,将碳税征收设置为6种情景进行结构比较研究。通过构建递归动态3ECGE模型,模拟分析不同情景下,中国征收碳税... 详细信息

碳税政策是应对国内外经济结构变革提出的节能减排挑战的重要工具。基于已有研究成果,从碳税征税环节及税收收入循环方式的角度,将碳税征收设置为6种情景进行结构比较研究。通过构建递归动态3ECGE模型,模拟分析不同情景下,中国征收碳税对本国生产、消费、贸易、能源供需及碳排放的影响。不同征税环节、不同的碳税收入循环方式,对宏观经济、产业结构、能源结构以及节能减排成本或收益都会产生不同影响,而选取何种政策取决于政府部门对经济发展与环境保护目标之间的权衡取舍。政府需综合考虑各个行业和地区的承受能力差异,在统一的碳税税率基础上,针对不同的行业和地区发展特点,给予相应的缓解和补偿措施。

关键词：碳税政策征税环节税收收入循环递归动态CGE

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粳米分级中基于面积特征的碎米识别算法

安徽农业科学 2010年第29期38卷 16536-16537页

作者：王大溪卢嘉敏胡波广西工学院电子信息与控制工程系广西柳州545006

提出了一种新的粳米碎米识别算法,该算法使用面积特征代替长轴特征作为识别特征。试验结果表明,该算法取得了较好的粳米碎米识别效果。

关键词：粳米分级面积特征碎米识别

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基于鱼群算法的仿人机器人步态优化

智能系统学报 2013年第6期8卷 526-531页

作者：卢嘉敏杨宜民付根平广东工业大学自动化学院广东广州510090

针对现有步态优化方法中存在的缺点和不足,分析了仿人机器人腿部各关节对步态稳定性的影响,在径向和侧向平面内以机器人步态的ZMP稳定裕度和整体能耗为参数构造目标函数,利用鱼群算法对基于样条插值方法规划的仿人机器人步态进行优化.... 详细信息

针对现有步态优化方法中存在的缺点和不足,分析了仿人机器人腿部各关节对步态稳定性的影响,在径向和侧向平面内以机器人步态的ZMP稳定裕度和整体能耗为参数构造目标函数,利用鱼群算法对基于样条插值方法规划的仿人机器人步态进行优化.仿真实验表明,该方法不仅能够获得ZMP稳定裕度大、能耗小的仿人机器人平滑步态,而且相对采用遗传算法对仿人机器人步态优化具有更好的全局搜索能力和更快的寻优速度.

关键词：仿人机器人步态优化鱼群算法能耗 ZMP稳定裕度

简述现代公共文化服务体系下群众文化的新发展

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面向流量计检定装置的流量计脉冲信号预处理方法

文艺生活·下旬刊 2019年第7期 252-253页

作者：卢嘉敏惠州市惠阳区文化馆广东惠州516000

在全面建设社会主义精神文明的背景下,加强群众文化服务体系建设,是提升全民素质、国家精神文明程度的基础性工程,直接关系着国家软实力的提升.尤其是在当前新的时代背景下,必须要从构建现代公共文化服务体系的背景要求作为出发点,并积... 详细信息

在全面建设社会主义精神文明的背景下,加强群众文化服务体系建设,是提升全民素质、国家精神文明程度的基础性工程,直接关系着国家软实力的提升.尤其是在当前新的时代背景下,必须要从构建现代公共文化服务体系的背景要求作为出发点,并积极探索出有效的群众文化建设和发展路径,进而全面加强社会主义新文化建设.本文以群众文化为研究切入点,对给予现代公共文化服务体系下的新发展途径进行了详细的研究和分析.

关键词：现代公共文化服务体系群众文化新发展途径

来源：评论

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电子测量与仪器学报 2015年第12期29卷 1870-1875页

作者：黄坚卢嘉敏刘桂雄司徒琛华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640 广州能源检测研究院广州510170

针对流量计脉冲信号中白噪声显著、单频噪声较大的情况,研究面向流量计检定装置的不同规格被检流量计脉冲信号预处理方法。首先根据信号幅频特性计算通带、根据通带中单频信号个数计算阶数,对信号进行自适应Chebyshev滤波,可有效消除低... 详细信息

针对流量计脉冲信号中白噪声显著、单频噪声较大的情况,研究面向流量计检定装置的不同规格被检流量计脉冲信号预处理方法。首先根据信号幅频特性计算通带、根据通带中单频信号个数计算阶数,对信号进行自适应Chebyshev滤波,可有效消除低频噪声、抑制其他加性噪声;其次,加Flat Top窗测量滤波后信号幅值、周期,检测各个脉冲上升沿、下降沿,重构脉冲信号,验证重构后脉冲信号可信度,获得拥有可信度的预处理信号。实验证明:对于2.61 d B的低信噪比脉冲信号,经预处理后可提高信噪比至29.77 d B;信噪比为6.73 d B的实际脉冲信号,计数误差达±6;经预处理后,信噪比提高至26.93 d B,脉冲计数误差维持在±1内。

关键词：流量计检定装置脉冲信号预处理自适应Chebyshev滤波可信度评价

优质护理联合安宁疗护对晚期恶性肿瘤患者的临床护理效果观察

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中文科技期刊数据库（引文版）医药卫生 2023年第2期 120-123页

作者：卢嘉敏南华大学附属长沙中心医院湖南长沙410004

探讨对晚期恶性肿瘤患者实施优质护理的同时给予安宁疗护,观察护理效果。方法研究的时间范围选取2021年8月到2022年8月,将符合纳入排除标准的80例患者纳入研究,均于我院诊断并接受治疗,确诊为恶性肿瘤,处于晚期阶段,随机分组,对照组与... 详细信息

探讨对晚期恶性肿瘤患者实施优质护理的同时给予安宁疗护,观察护理效果。方法研究的时间范围选取2021年8月到2022年8月,将符合纳入排除标准的80例患者纳入研究,均于我院诊断并接受治疗,确诊为恶性肿瘤,处于晚期阶段,随机分组,对照组与研究组各纳入40例,分别给予优质护理、优质护理联合安宁疗护,分析临床效果。结果研究组在心理状态方面,焦虑、抑郁评分较低;研究组在生活状态方面,评分较高;研究组在护理满意度方面,评价较高,P<0.05。结论在晚期恶性肿瘤患者采取优质护理的同时联合安宁疗护可行性较高,能够缓解患者的不良情绪,陪伴患者并改善其生活质量。

关键词：晚期恶性肿瘤优质护理安宁疗护负性情绪生活质量

共生——符号——交互:元宇宙视域下餐饮品牌营销模式创新

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传媒论坛 2024年第19期7卷 52-56页

作者：唐洁卢嘉敏广西民族大学传媒学院

Web3.0时代,元宇宙加速了传统营销向数字营销的转变,赋能餐饮品牌的营销实践,推动了新型营销模式的形成与发展。前有必胜客推出“像素化”披萨,后有喜力推出虚拟啤酒“银”,各大餐饮品牌正制定全新的营销战略跻身进入元宇宙。从元宇宙... 详细信息

Web3.0时代,元宇宙加速了传统营销向数字营销的转变,赋能餐饮品牌的营销实践,推动了新型营销模式的形成与发展。前有必胜客推出“像素化”披萨,后有喜力推出虚拟啤酒“银”,各大餐饮品牌正制定全新的营销战略跻身进入元宇宙。从元宇宙营销视角看,餐饮品牌的营销方式有NFT产品+线下产品结合、发行数字藏品、虚拟互动游戏等。探究餐饮品牌的元宇宙营销策略,将其归类为三种,包括“宇宙共生体”的双空间营销、“宇宙收藏家”的价值营销、“宇宙游戏厅”的社交营销。在品牌实践基础上,探讨餐饮品牌元宇宙营销的可取之处,为品牌的营销创新提供完整的思维路径。

关键词：元宇宙数字营销餐饮品牌

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基于优化控制方法的水流量标准装置特性研究

机床与液压 2019年第2期47卷 157-161页

作者：万勇潘云飞卢嘉敏吴波广州能源检测研究院广东广州511447

水流量标准装置计量特性优化问题一直是流量领域研究的重点和难点。通过分析传统水流量标准装置结构及试验过程,指出存在的主要问题,利用新型单向换向、基于陷波器技术的脉冲相位补偿技术两种优化控制方法提升水流量标准装置的计量特性... 详细信息

水流量标准装置计量特性优化问题一直是流量领域研究的重点和难点。通过分析传统水流量标准装置结构及试验过程,指出存在的主要问题,利用新型单向换向、基于陷波器技术的脉冲相位补偿技术两种优化控制方法提升水流量标准装置的计量特性;同时对装置稳定性与流量稳定度的影响也进行了探讨。以静态质量法水流量标准装置为例,分别对传统装置、应用优化控制方法后的装置进行测量结果不确定度验证,证明应用优化控制方法后的装置扩展不确定度较传统装置降低了4‰(占原有扩展不确定度的1/5),方法效果显著,有良好的实用价值。

关键词：优化控制方法单向换向脉冲相位补偿技术装置稳定性流量稳定度不确定度验证