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双足机器人实时障碍检测视觉系统

控制与决策 2004年第1期19卷 40-43,48页

作者：崔巍强文义陈兴林哈尔滨工业大学控制科学与工程系黑龙江哈尔滨150001

提出一种双足步行机器人的实时障碍检测视觉系统.基于图像平面与机器人行走地面之间的映射变换矩阵的唯一性准则,判别图像中的像点是否位于地面上,高于或低于地面的点被认为是障碍点.为减少实际行走过程中系统外部和内部参数变化对映射... 详细信息

提出一种双足步行机器人的实时障碍检测视觉系统.基于图像平面与机器人行走地面之间的映射变换矩阵的唯一性准则,判别图像中的像点是否位于地面上,高于或低于地面的点被认为是障碍点.为减少实际行走过程中系统外部和内部参数变化对映射变换矩阵的影响,系统加入了在线校正映射变换矩阵模块.在提取出障碍物体边缘后,通过对其三维信息的简单恢复,建立了机器人行走空间的障碍投影图.该系统计算量小,可靠性强,能基本满足双足步行机器人实时避障的要求.

关键词：双足机器人实时障碍检测特征点映射变换矩阵视觉系统

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双足机器人步态控制研究方法综述

计算机研究与发展 2005年第5期42卷 728-733页

作者：胡凌云孙增圻清华大学计算机科学与技术系智能技术与系统国家重点实验室北京100084

概括地介绍了双足机器人步态控制领域内的主要研究思路.详细阐述了基于双足动力学特征的3种建模方法,包括倒立摆模型、被动步态模型、质量弹簧模型的特点.另外讨论了两种常用的约束条件(稳定判据与能量约束)和3种智能控制方法(神经元理... 详细信息

概括地介绍了双足机器人步态控制领域内的主要研究思路.详细阐述了基于双足动力学特征的3种建模方法,包括倒立摆模型、被动步态模型、质量弹簧模型的特点.另外讨论了两种常用的约束条件(稳定判据与能量约束)和3种智能控制方法(神经元理论、模糊逻辑与遗传算法)在双足机器人步态控制中的研究情况.

关键词：双足机器人模型约束智能控制

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双足机器人腿部新构型设计与试验研究

机械工程学报 2023年第1期59卷 103-112页

作者：石照耀丁宏钰汪文广刘益彰胡毅森鞠笑竹张攀北京工业大学北京市精密测控技术与仪器工程技术研究中心北京100124 广东海洋大学机械与能源工程学院阳江524088 深圳市优必选科技股份有限公司深圳研究院深圳528035

探究高动态性能双足机器人对腿部设计的要求,阐明机器人腿部设计准则、设计方案和实现措施。提出一种腿部串并联新构型方案,膝关节驱动器上移到髋关节,踝关节驱动器上移到膝关节,膝关节驱动器通过简化五连杆机构将运动传递到膝部,踝关... 详细信息

探究高动态性能双足机器人对腿部设计的要求,阐明机器人腿部设计准则、设计方案和实现措施。提出一种腿部串并联新构型方案,膝关节驱动器上移到髋关节,踝关节驱动器上移到膝关节,膝关节驱动器通过简化五连杆机构将运动传递到膝部,踝关节驱动器通过并联四连杆机构将运动传递到踝部。对踝关节并联机构和整个腿部关节进行运动学正逆解,建立新构型机器人的仿真模型。考虑运动控制算法,完成机器人动力学仿真。测试准直驱驱动器性能,并完成串并联构型腿部样机试验验证,机器人可实现0.4m/s的行走速度。结果表明,提出的腿部串并联新构型与传统串联构型比具有更高的运动性能,新构型机器人性能在真机测试中得到验证。该串并联新构型方案在双足机器人和其它服务机器人领域具有广阔的应用前景。

关键词：双足机器人腿部驱动器串并联构型转动惯量

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双足机器人HEUBR1样机研制与实验研究

机器人 2009年第5期31卷 453-459页

作者：王立权俞志伟哈尔滨工程大学机电工程学院

模拟人的肌肉驱动方式,为双足机器人HEUBR1设计了二自由度的空间并联机构,并将其应用于双足机器人HEUBR1下肢关节,实现了一种新的串并混联的仿人下肢结构.在HEUBR1的足部增加了足趾关节,使机器人能够模拟人的行走方式,实现真正的拟人步... 详细信息

模拟人的肌肉驱动方式,为双足机器人HEUBR1设计了二自由度的空间并联机构,并将其应用于双足机器人HEUBR1下肢关节,实现了一种新的串并混联的仿人下肢结构.在HEUBR1的足部增加了足趾关节,使机器人能够模拟人的行走方式,实现真正的拟人步态行走.阐述了双足机器人HEUBR1稳定拟人行走的关键性技术,提出了综合稳定性判据,分析了拟人的多种步态.通过拟人行走步态实验分析,验证了双足机器人HEUBR1串并混联的仿人结构的设计合理性及拟人步态分析的准确性.

关键词：双足机器人仿人结构设计步态稳定性拟人步态

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双足机器人稳定行走步行模式的研究

东南大学学报（自然科学版） 2009年第2期39卷 238-244页

作者：韩亚丽王兴松罗翔东南大学机械工程学院南京211189

研究了一种基于零力矩点(ZMP)预观控制系统的双足机器人稳定行走步行模式生成方法.通过对双足机器人行走过程中行走参数及ZMP轨迹进行规划,计算出机器人行走过程中的质心轨迹.由运动学模型求解出其行走过程中步行姿态,预观控制器利用未... 详细信息

研究了一种基于零力矩点(ZMP)预观控制系统的双足机器人稳定行走步行模式生成方法.通过对双足机器人行走过程中行走参数及ZMP轨迹进行规划,计算出机器人行走过程中的质心轨迹.由运动学模型求解出其行走过程中步行姿态,预观控制器利用未来目标ZMP参考值和双足机器人状态计算控制输入,对机器人进行稳定行走控制.最后采用ADAMS和Matlab/Simulink联合仿真技术对离线步行模式进行仿真验证,仿真结果表明双足机器人虚拟样机可实现稳定行走效果.

关键词：双足机器人零力矩点步行模式预观控制联合仿真

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双足机器人虚拟斜坡行走的抗扰能力研究

机器人 2010年第6期32卷 773-780,786页

作者：赵明国董浩张乃尧哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001 清华大学自动化系北京100084

在无外部传感器的开环条件下,应用虚拟斜坡行走方法在平面双足机器人Stepper-2D上实现了10%腿长的跨越台阶抗扰行走.为了研究虚拟斜坡行走的抗扰能力,引入了地面台阶扰动,利用跨越台阶前后截面状态之间的关系证明了台阶扰动最终可以转... 详细信息

在无外部传感器的开环条件下,应用虚拟斜坡行走方法在平面双足机器人Stepper-2D上实现了10%腿长的跨越台阶抗扰行走.为了研究虚拟斜坡行走的抗扰能力,引入了地面台阶扰动,利用跨越台阶前后截面状态之间的关系证明了台阶扰动最终可以转化为系统的初始状态扰动,虚拟斜坡行走良好的抗扰性能来源于自身不动点的稳定性.通过分析过渡过程中系统截面状态之间的关系,得到了系统能够跨越台阶的充要条件,并研究了腿长缩短系数β、瞬间伸长角θⅡ^＊以及两腿夹角φ0和所能跨越的最大相对障碍高度之间的关系,对所取得的10%腿长的跨越台阶抗扰行走实验结果给出了理论解释.

关键词：双足机器人虚拟斜坡行走抗扰能力

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双足机器人稳定步行模式的预测控制实现方法

仪器仪表学报 2010年第12期31卷 2700-2705页

作者：敬成林薛方正张华李祖枢重庆大学智能自动化研究所重庆400044 西南科技大学工程技术中心绵阳621010

在双足机器人上应用预测控制设计了具有一个关键参数的步态生成方法,预测控制是通过控制质心运动生成步行模式的。根据预测控制器模型研究了参数间的关系,最终将独立参数减少到一个并讨论了取值范围。关键参数具有明确的物理意义,在容... 详细信息

在双足机器人上应用预测控制设计了具有一个关键参数的步态生成方法,预测控制是通过控制质心运动生成步行模式的。根据预测控制器模型研究了参数间的关系,最终将独立参数减少到一个并讨论了取值范围。关键参数具有明确的物理意义,在容许取值范围内,可以保证系统的稳定性并生成满足稳定步行的质心运动。实验验证了在存在扰动情况下,关键参数的适当值能够生成稳定的步行模式,同时实验结论为预测控制器的参数调控提供了参考。

关键词：双足机器人步行模式预测控制器质心运动关键参数

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双足机器人半被动行走固定点全局稳定性分析

工程力学 2013年第3期30卷 431-436页

作者：张奇志周亚丽北京信息科技大学自动化学院北京100192

研究半被动双足机器人行走过程固定点的全局稳定性问题。使用罗盘机器人模型,在脚与地面冲击前,采用沿着支撑腿方向的脉冲推力作为行走的动力源,采用庞加莱映射方法分析了半被动双足机器人行走的固定点及其稳定性。通过引入一个限位器... 详细信息

研究半被动双足机器人行走过程固定点的全局稳定性问题。使用罗盘机器人模型,在脚与地面冲击前,采用沿着支撑腿方向的脉冲推力作为行走的动力源,采用庞加莱映射方法分析了半被动双足机器人行走的固定点及其稳定性。通过引入一个限位器使两腿间的夹角在脚与地面冲击时保持为常数。证明了半被动双足机器人行走过程固定点的存在性及其全局稳定性,并讨论了固定点存在的动力学附加条件。仿真结果表明:该文提出的采用脉冲推力作为行走的动力源、采用限位器使两腿间的夹角在脚与地面冲击时保持为常数的半被动机器人可以在水平面上稳定行走,并且固定点对干扰具有鲁棒性。

关键词：双足机器人半被动行走固定点稳定性脉冲控制

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双足机器人稳定性与控制策略研究进展

高技术通讯 2006年第3期16卷 319-324页

作者：付成龙陈恳清华大学精密仪器与机械学系北京100084

对双足步行机器人的稳定性与控制策略的最新研究进行了综述。分析了双足步行模型的单边约束、混杂，及变拓扑的固有特性，介绍了基于ZMP的姿态稳定判据和基于庞加莱映射（Poincar6Map）的步态稳定判据。根据质心和ZMP与支撑凸多边形的... 详细信息

对双足步行机器人的稳定性与控制策略的最新研究进行了综述。分析了双足步行模型的单边约束、混杂，及变拓扑的固有特性，介绍了基于ZMP的姿态稳定判据和基于庞加莱映射（Poincar6Map）的步态稳定判据。根据质心和ZMP与支撑凸多边形的关系，提出了双足运动的动态程度分类。总结了基于轨迹规划的时变控制策略与基于虚拟约束的定常控制策略，分析了各自的优缺点。最后探讨了这一研究领域的发展方向。

关键词：双足机器人混杂系统单边约束稳定性控制策略