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《四足機(jī)器人在崎嶇路面的路徑規(guī)劃和穩(wěn)定行走研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、ClassifiedIndex:TP242.6U.D.C:621DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONPATHPLANNINGANDSTABLEWALKINGOFTHEQUADRUPEDROBOTONROUGHTERRAINCandidate：YuYiSupervisor：Prof.GuoWeiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：MechatronicsEngineeringAffiliation：SchoolofMe
2、chatronicsEngineeringDateofDefense:November,2012Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要隨著機(jī)器人技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)器人面對(duì)的工作環(huán)境也變得越來(lái)越復(fù)雜，因此對(duì)機(jī)器人的環(huán)境適應(yīng)性提出了更高的要求。在眾多形式（如輪式、履帶、足式等等）的地面移動(dòng)機(jī)器人中，足式機(jī)器人以良好的崎嶇環(huán)境適應(yīng)性而受到研究人員的廣泛重視，并且在災(zāi)后搜救、軍事偵察、星際探索及反恐活動(dòng)等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在足式機(jī)器人中，四足機(jī)器人以良
3、好的負(fù)載能力以及靈活的運(yùn)動(dòng)方式而受到眾多機(jī)器人研究人員的關(guān)注，因此一直是足式機(jī)器人研究領(lǐng)域的熱門(mén)研究對(duì)象。隨著四足機(jī)器人工作環(huán)境的復(fù)雜化多樣化，復(fù)雜環(huán)境中的路徑規(guī)劃和四足機(jī)器人的穩(wěn)定性是其能否順利完成任務(wù)的前提條件。因此，對(duì)四足機(jī)器人在崎嶇路面的路徑規(guī)劃和穩(wěn)定行走的研究具有重要理論意義和實(shí)踐價(jià)值。本文將四足機(jī)器人作為研究對(duì)象，基于路徑規(guī)劃和穩(wěn)定行走的相關(guān)算法，開(kāi)展了面向四足機(jī)器人在崎嶇路面上的路徑規(guī)劃和穩(wěn)定行走方法的研究。首先，本文采用了A*路徑搜索算法并獲得了四足機(jī)器人過(guò)崎嶇路面的多條備選路徑。為了獲得唯一的規(guī)劃路徑，提出了一種改進(jìn)的A*算法，并對(duì)其進(jìn)行
4、了數(shù)學(xué)分析，從而得到了其參數(shù)范圍，穩(wěn)定收斂域和可控可觀性。在此基礎(chǔ)上結(jié)合四個(gè)優(yōu)化指標(biāo)規(guī)劃得到了一條較優(yōu)的四足機(jī)器人行走路徑。其次，在分析四足機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了一般情況下四足機(jī)器人重心投影到支撐邊界的距離表達(dá)式，并選擇壓力中心法（COP）作為穩(wěn)定性判據(jù)；同時(shí)，選取適當(dāng)?shù)牟綉B(tài)規(guī)劃和運(yùn)動(dòng)控制方法使得其穩(wěn)定性盡可能大。最后在ADAMS和MATLAB仿真環(huán)境中搭建針對(duì)四足機(jī)器人的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，分別在多臺(tái)階轉(zhuǎn)彎、崎嶇路面和極限情況三種環(huán)境中進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了改進(jìn)路徑規(guī)劃算法的合理性和四足機(jī)器人不同環(huán)境下運(yùn)動(dòng)控制的穩(wěn)定性。關(guān)鍵詞：四足機(jī)器人；路徑規(guī)劃；穩(wěn)
5、定行走；A*算法；崎嶇路面-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractWiththerapiddevelopmentofrobotictechnology,therobothastofacethemorecomplexenvironment,sotheadaptabilityofitsenvironmentplaysamoreandmoreimportantrole.Intheformsofgroundmobilerobots,suchaswheeledrobot,caterpillartrackrobot,leggedrobotandsoon,d
6、uetothehigheradaptabilitytotheenvironmentoftheleggedrobot,ithavebecomethefocusoftheresearchersandalsohavebeenappliedinthefieldsofdisasterresearchandrescue,militaryreconnaissance,aerospaceexploration,counter–terrorismactivitiesandsoon.Becauseofitsgreaterloadcapacityanditsbetterflex
7、ibility,researchonquadrupedrobotsbecamethemostexcitingtopicsintherobotics.Withthecomplexityanddiversificationofthequadrupedenvironment,thepathplanningandthestabilityofthequadrupedaretheprerequisiteforitssuccessfullycompletingthetask.Sotheresearchofstablewalingandpathplanningoftheq
8、uadrupedontheterrainhasagreatimpo
