【摘 要】
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六足机器人作为一种并联机器人,因其运动方式灵活多变,稳定性强,所以其环境适应性较好,已经成为机器人中的主流产品。然而由于六足机器人腿部数量较多,使得六足机器人的控制难度增加。中枢模式发生器(CPG)的出现,为六足机器人的控制方法提供了新的思路。本文对六足机器人识别地形然后采取相应的步态规划进行研究,利用CPG控制六足机器人在地形环境中平稳行走。具体研究如下: 首先,通过研究国内外论文介绍目前六足
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六足机器人作为一种并联机器人,因其运动方式灵活多变,稳定性强,所以其环境适应性较好,已经成为机器人中的主流产品。然而由于六足机器人腿部数量较多,使得六足机器人的控制难度增加。中枢模式发生器(CPG)的出现,为六足机器人的控制方法提供了新的思路。本文对六足机器人识别地形然后采取相应的步态规划进行研究,利用CPG控制六足机器人在地形环境中平稳行走。具体研究如下:
首先,通过研究国内外论文介绍目前六足机器人以及CPG的发展概况,并介绍了本文研究的主要内容和机构安排。
其次,针对六足机器人的机械设计和运动学分析展开系统的分析,建立了基于D-H矩阵法则的机器人腿部坐标系,推导出机器人腿部的正逆运动学方程,同时对机器人腿部运动速度进行了分析。
再次,介绍六足机器人的步态相关概念,并对每种步态进行稳定性分析,对Matsuoka中枢模式发生器进行了改进,通过试凑法与单参数结合法寻找改进后的中枢模式发生器的参数,最后在SIMULINK上验证了步态的正确性。
进而,研究六足机器人对前方环境识别的方法。根据实验室现有的环境,建立本课题的用来识别环境地形的数据集。采用MobileNet卷积神经网络提取图像的特征点,基于stacking融合算法进行图片识别实验,验证了地形图片识别的可行性。
最后,利用LabVIEW制作上位机界面,利用LabVIEW分别调用c++对图像处理的结果与SIMULINK控制算法实现对下位机FPGA的控制,FPGA作为下位机控制器,利用图像采集模块,电源模块,运动模块等实现六足机器人的步态控制。
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