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机器人 2003年第4期25卷 339-343页

作者：卞亦文吴仲城戈瑜申飞钱朋安中国科学院合肥智能机械研究所合肥230031

本文针对网络环境下机器人感知系统信息获取技术 ,结合 IEEE14 5 1.2网络传感器设计思想 ,提出一种即插即用机器人感知系统节点的设计方法 ,并针对具体感知节点提出一种在线编程的方法 ,即可在线修改感知系统节点中具体的传感器 /执行... 详细信息

本文针对网络环境下机器人感知系统信息获取技术 ,结合 IEEE14 5 1.2网络传感器设计思想 ,提出一种即插即用机器人感知系统节点的设计方法 ,并针对具体感知节点提出一种在线编程的方法 ,即可在线修改感知系统节点中具体的传感器 /执行器的有关参数 ,如 :生产厂家、日期、校准参数等 ;并给出了网络环境下机器人感知系统的网络拓扑结构以及数字接口 .

关键词：机器人感知系统即插即用在线编程 IEEEl451.2

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一种用于步态检测的柔性双足助力机器人感知系统的研究

一种用于步态检测的柔性双足助力机器人感知系统的研究

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作者：陈炜中国科学技术大学

学位级别：硕士

可穿戴步行助力机器人是一种交互式机器人系统,在日常生活、运动康复、临床医疗及军事应用等领域有广阔的前景。它通过感知系统获取穿戴者的运动意图,并检测当前人体及机器人所处的状态,利用这些信息规划、控制机器人的执行机构,帮助人... 详细信息

可穿戴步行助力机器人是一种交互式机器人系统,在日常生活、运动康复、临床医疗及军事应用等领域有广阔的前景。它通过感知系统获取穿戴者的运动意图,并检测当前人体及机器人所处的状态,利用这些信息规划、控制机器人的执行机构,帮助人体完成步行运动的动作。机器人对人体进行助力的第一步就是对人体运动意图的识别。而步行运动的最重要的特点是呈现出一定的周期性。机器人对人体的助力首先要对步态的周期性进行检测,识别步态各个周期并针对不同周期的运动特点规划机器人的运动。而步行过程中,足底与地面的接触力是非常重要的信息,随步行的过程也表现出响应的周期性。本文首先对人体步行运动进行深入分析,找出足底压力与步态变化的同步特点,然后设计了机器人的感知系统,通过采集足底的压力变化信息对步态的周期进行识别、划分,从而使控制系统可以根据不同的步态相位,规划机器人的运动,是机器人的动作更柔顺、得到更好的助力效果。本文的主要内容如下: 1.分析人体步态运动的特点:从解剖学角度入手,分析步行时下肢的运动的特点。并调研步态检测的方法。 2.感知系统的设计与实现:介绍了感知系统的总体设计概念,对足底压力传感器选型,设计调理电路,标定传感器,并编写了数据采集的软件,完成感知系统的设计。 3.利用感知系统对人体步行做实验研究:对实验的方法和环境进行介绍。然后根据实验得到的数据,对其中的特征进行描述与解释,并深入分析各步态周期内的特征。最后提出步态周期划分、识别的方法,并验证了周期划分的有效性。

关键词：机器人感知系统信息获取步态检测足底压力分布

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无所不在的传感与机器人感知

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自动化学报 2002年第S1期28卷 125-133页

作者：葛运建张建军戈瑜吴仲城高理富中国科学院合肥智能机械研究所合肥230031

传感技术是信息时代信息获取、处理和传输的源头 ,是“最高意义上的自动化”的技术基础 .文中通过概述当今世界上传感器技术的发展与现状 ,回顾我国机器人传感技术的发展历程 ,揭示我国在该领域与发达国家的主要差距和发展方向 ,希望能... 详细信息

传感技术是信息时代信息获取、处理和传输的源头 ,是“最高意义上的自动化”的技术基础 .文中通过概述当今世界上传感器技术的发展与现状 ,回顾我国机器人传感技术的发展历程 ,揭示我国在该领域与发达国家的主要差距和发展方向 ,希望能为促进我国传感技术水平的提高出力 .

关键词：传感技术智能传感器智能机器人机器人感知系统

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仿人机器人控制系统的研究与开发

仿人机器人控制系统的研究与开发

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作者：陈贺河北工业大学

学位级别：硕士

仿人机器人是多门基础学科、多项高技术的集成,代表了机器人的尖端技术。因此,仿人机器人是当代科技的研究热点之一。控制技术和控制电路集成技术是仿人机器人技术中的重要组成部分。仿人机器人的关节众多,控制电路复杂,要使其具备一些... 详细信息

仿人机器人是多门基础学科、多项高技术的集成,代表了机器人的尖端技术。因此,仿人机器人是当代科技的研究热点之一。控制技术和控制电路集成技术是仿人机器人技术中的重要组成部分。仿人机器人的关节众多,控制电路复杂,要使其具备一些人类并不具有的功能,其控制电路就愈加复杂,因此优化控制结构,减小控制电路的体积和功耗,有利于控制系统与机器人本体的更好融合。而且,目前仿人机器人双足行走的速度、稳定性及自适应能力的进一步提高和拟人化程度的进一步提高,也有赖于更加优化的控制方案和更加优化的控制结构。本论文对仿人机器人的控制系统进行了深入研究。首先,确定了被控制对象——仿人机器人HBUT-1各组成部分的尺寸比例及其关节自由度配置;并分析了机器人各并联关节的机构参数,给出了仿人机器人整体结构组合。其次,介绍了机器人关节驱动电机的选型;分析了关节驱动电机——maxon DC电动机的动态数学模型。再次,介绍了仿人机器人HBUT-1的感知系统总体结构;并重点分析了数字式摄像头、声纳、六维力/力矩传感器以及光电编码器在机器人感知系统中的应用。接着,分析了仿人机器人HBUT-1的控制电路整体结构;整个机载控制电路采用基于单板计算机的多层递阶、分布式控制系统,整个系统分为三层:组织层、协调层和执行层;每层均采用模块化、开放式结构,从而分散了控制任务,有利于提高机器人的智能化程度。然后,分析了机器人关节自由度被控制部分的动态数学模型,并针对执行层中关节控制器的硬件结构和控制策略进行了重点论述;该关节控制器以TMS320F2811型DSP为主处理器,它集运动伺服控制和功率驱动于一体,实现多轴运动控制,具备网络功能,体积小,功耗低,易于和机器人本体融合。其伺服控制算法采用模糊PD结合单神经元自适应PID的双模控制算法,试验表明该控制策略能提高系统响应的快速性、精确性和鲁棒性。最后,对仿人机器人的步态规划方法进行了研究,将所研究的仿人机器人简化为具有12个转动自由度的7连杆模型,建立了机器人位姿向量,并利用5次多项式组拟合单步周期内机器人的期望位姿轨迹。通过分析机器人在行进中的几何约束和稳定性的数学描述,将步态规划问题转化为寻优问题,并利用二进制数和浮点数混合编码的遗传算法寻找最优解。试验表明,使用该方法规划出的期望步态能够保证机器人具有较高的动态稳定性。

关键词：仿人机器人机器人感知系统分层递阶控制系统关节控制器 DSP 模糊控制单神经元自适应控制步态规划混合编码遗传算法

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机器人技术与应用 2001年第4期 46-47页

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