论文部分内容阅读
仿人机器人领域是机器人技术中最重要、最先进的研究领域之一，代表了机器人技术中最主要的研究成果。机器人的仿人外形能使机器人容易被普通人认可，机器人的仿人行为动作能够拉近机器人与人的距离。因此，仿人机器人不仅需要与人相似的外形，还需要与人相似的动作行为。 本文主要工作如下: 从弹性系数的影响因素出发，完善了最小势能指标，使最小势能指标更具普适性和准确性。基于人体运动捕捉系统的大量数据，得到最小势能指标中扭簧系数的影响因素，影响因素为主观因素和客观因素。标准化客观因素，用聚类分析方法对数据进行处理，发现主观因素可以分为两类，因此牛黄弹性系数要分为两类讨论。最后，利用多元线性回归方法分别得到这两类扭簧弹性系数与目标点之间的具体数学表达通式。 从生命的有序性角度提出了仿人机械臂的达点臂姿指标。人是一种有序性极高的生命形式，因此认为人臂在运动过程中臂姿的选择遵循人臂信息系统的有序性最高的原则。从熵的角度定义了人臂的有序性，构建了人臂信息系统，提出了熵指标。首先，通过人体运动捕捉系统获取人臂达点臂姿的关节角信息。用混合高斯的方法对关节角信息进行概率估计，得到关节角的概率密度函数。然后，引入相对熵的概念，构建了熵指标。 指标的评估，包括纵向评估和横向评估。纵向评估是指:定量对比最小势能指标的预测臂姿与真实臂姿，定量对比熵指标的预测臂姿和真实臂姿。横向评估是指:把新最小势能指标和熵指标的预测臂姿与其他指标预测结果对比。 基于梯度投影法通过分别优化新最小势能指标和熵指标对机械臂进行仿人运动规划实验，证明新最小势能指标和熵指标的普适性和实用性。