【摘 要】
：
足式机器人是人工智能的重要应用领域,近年来受到了各国研究学者的广泛关注。研究人员在应用各种方法对机器人进行控制时发现,作为重要的反馈信息,本体速度与位置状态的估计
论文部分内容阅读
足式机器人是人工智能的重要应用领域,近年来受到了各国研究学者的广泛关注。研究人员在应用各种方法对机器人进行控制时发现,作为重要的反馈信息,本体速度与位置状态的估计至关重要。准确的估计不仅能够更为精确描述机器人在现实世界中的运动状态,同时可以为相关的控制提供高质量的输入与反馈量,提高控制效果与机器人性能。估计方法一般可以采用惯导解算或者运动学分析,但是这两种方法均存在不足,其中惯导解算方法短时精准,但会随时间积累产生漂移,而运动学分析不会产生漂移,但是会因为机器人落地时的震荡、冲击等带来大量噪声,无法满足机器人长时间运动的实时控制需求。针对这个问题,本文提出一种基于多传感器信息融合的本体状态估计方法。利用卡尔曼滤波,通过将惯导与运动学两种信息进行融合,弥补各自缺点,作出对足式机器人本体状态的最优估计。主要研究成果包括:(1)定义机器人本体速度和位置为状态变量,并以本体状态为目标,研究了IMU信息的惯导解算与误差的标定补偿方法,对漂移的误差来源进行分析。通过速度更新微分方程,将加速度信息从本体固连坐标系转换到机器人运动的参考惯性系,并利用六位置法对IMU输出的确定性漂移误差进行标定补偿。(2)基于四足机器人机械结构与几何构型,进行单腿及整体的运动学建模分析,对足端点在操作空间的位置进行求解。对比支撑腿的三种判定条件,给出了分布式传感器系统信息的关联性分析。(3)提出机器人本体状态估计的多传感器信息两级融合策略。首先,根据足端力信息判断机器人各腿支撑情况,结合单腿的运动学建模分析,对多支撑腿运动学信息进行均值融合,得出本体状态的初步估计结果;其次,建立误差状态卡尔曼滤波方程,对多支撑腿融合估计结果与惯导解算信息进行再次融合,得出机器人本体状态的最优估计值;最后,在RecurDyn中搭建机器人模型,设计稳定运动的仿真实验,验证了融合估计方法在本体前向和竖向状态估计时的有效性。(4)搭建运动捕捉系统测量机器人速度和位置,并以此作为本体状态的真实值,设计单腿和四足机器人实物实验验证融合估计方法的有效性。结果表明,相比惯导解算和运动学分析,融合估计方法能够有效抑制IMU的漂移,且具有更高的精确度。
其他文献
国内高职院校都非常重视教学的监督、评价和引导工作,因此有必要建设一套适合高职院校发展需要的教学评督系统。当前我国高职院校教学质量评价系统在总体上还存在只重视评价、不重视平时监督引导的问题,在系统架构问题上,评价系统不能很好地适应移动终端运行的需要,致使日常教学的实时反馈和思想引导工作比较滞后。本课题结合实际,开发了一套用于教学质量总体评价和日常教学监督的跨终端的质量评督系统。系统分为PC Web端
复杂环境下的机器人通常表现为与环境的持续交互、自主性、自适应性等特点,这需要机器人能够结合环境状态和任务自主地进行决策。机器人决策需要真实有效地促进机器人达成任
决策过程在生活中无处不在,影响着人类活动的方方面面,因此寻求影响决策的所有因素及研究影响决策过程的方法至关重要。为此,通常用数值来表示任一决策的结果,以对方案进行量
校园欺凌行为是全球中小学中普遍存在的,发生在青少年学生之间的一种蓄意伤害行为。这种伤害行为具有反复性、持续性的特点,伤害手段多样且难以被人察觉,给广大青少年学生带来了极大的肉体以及精神伤害。探讨这一越轨行为的发生机制,找出此类行为的保护性因子与危险性因子,有助于从一定意义上铲除其暴力滋生的温床,建立长效的保护体系,从而促进青少年的健康快乐成长。青少年时期是个体社会化进程的关键阶段。在这一阶段,青少
随着雷达技术的不断发展,逆合成孔径雷达(ISAR)成像分辨率得到了大幅度提升。对于一般由典型结构组成的大尺寸空间目标,其所成的高分辨率ISAR图像能够呈现出目标精细的结构信
连续中继作为改进传统中继策略的手段,能有效弥补传统中继系统中中继节点收发不同时而带来的50%频谱资源浪费。连续中继系统采取解码转发(Decode-andForward,DF)策略能避免放大转发(Amplify-and-Forward,AF)的噪声放大,进而提高通信质量。但在DF策略中,需要知道发送节点的调制方式。当其应用到军事系统、认知网络中,各节点之间是非合作的,发送节点的调制方式一般是未知的,
本研究的目的是探讨班级团体辅导对师范生职业认同感的影响作用。研究以A师范大学化学专业的两个师范班学生~((1))为研究对象,开展了以提升师范生职业认同感为主题的班级团体辅导的实验研究,以考察班级团辅活动对师范生职业认同的影响和作用。根据实验法的要求,将严格匹配的研究对象分成两个组:实施班级团体辅导的班级作为实验班,期间没有采取干预措施的班级作为对照班。实验前后均对两班同学同时实施师范生职业认同感量
对椎弓根进行钻钉道操作是脊柱手术中的关键操作之一,此操作需要医生手持骨钻在椎弓根上进行钻孔以植入螺钉。在钻孔的过程中,医生需要凭借自己的经验来对骨钻在椎弓根中的状
现代社会生产制造日益趋向于纳米尺度,所以对传感器的精度和性能要求也随之提高。以手机芯片制造工艺为例,下一代芯片的制造工艺将是7nm工艺,目前成熟的微米级别测量技术已经
近年来,可穿戴式导航定位设备逐步在民用化市场得到普及,而大多数民用级便携式行人导航设备采用的是GPS卫星定位与无线通信技术相结合的定位原理,在卫星定位信号良好的空旷区域可以获得良好的定位效果,但是在大型超市、商场、隧道、丛林和山谷等卫星导航信号易受干扰或屏蔽的特种应用环境中,该类型设备的导航定位功能将受到严重影响。特别在某些特种行业领域,如井下勘探、消防救援、野外搜救等应用场景,特种作业人员携带以