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四足机器人自由步态模型构建与算法实现(2015年)

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简介:
本研究致力于开发四足机器人的自由步态模型及相应控制算法,在2015年取得了重要进展。通过优化步态规划和动态平衡策略,实现了四足机器人在复杂地形中的高效运动能力。 针对四足机器人的越障自由步态规划问题,提出了一种改进的离散化四足机器人步态规划模型。该模型可以通过设置相关参数准确模拟实际物理情况,并且可以根据障碍物分布密集程度调整候选落足点数,从而提高对地形变化的适应能力。基于此模型,建立了利用*算法进行步态规划的方法,能够对生成的步态序列执行稳定性检测和碰撞检测,并设计了以减少总步数为目标的评价函数,使得所规划出的步态既稳定又无碰撞且所需步骤最少。 实验结果显示:该方法计算量小、规划时间短。例如,在一次测试中,只需拓展78个节点即可完成一个20步越障动作序列的规划,并仅用时0. 019秒;机器人能够以最少的步数安全地越过障碍物。

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客服
客服
  • 2015
    优质
    本研究致力于开发四足机器人的自由步态模型及相应控制算法,在2015年取得了重要进展。通过优化步态规划和动态平衡策略,实现了四足机器人在复杂地形中的高效运动能力。 针对四足机器人的越障自由步态规划问题,提出了一种改进的离散化四足机器人步态规划模型。该模型可以通过设置相关参数准确模拟实际物理情况,并且可以根据障碍物分布密集程度调整候选落足点数,从而提高对地形变化的适应能力。基于此模型,建立了利用*算法进行步态规划的方法,能够对生成的步态序列执行稳定性检测和碰撞检测,并设计了以减少总步数为目标的评价函数,使得所规划出的步态既稳定又无碰撞且所需步骤最少。 实验结果显示:该方法计算量小、规划时间短。例如,在一次测试中,只需拓展78个节点即可完成一个20步越障动作序列的规划,并仅用时0. 019秒;机器人能够以最少的步数安全地越过障碍物。
  • 控制及其Python
    优质
    本项目专注于研究和开发四足机器人的步态控制算法,并使用Python语言进行仿真与实际应用的实现。通过优化算法提高机器人运动稳定性及效率。 本段落详细介绍了四足机器人的基本运动学原理及步态控制算法。首先阐述了四足机器人行走的基本思路与步态周期,并探讨如何通过运动学模型来确保其稳定性。随后,提供了一个简化的Python代码示例,以展示四足机器人基础的行走过程。最后总结该实例对理解并实现四足机器人的意义。 本段落适合于对四足机器人及步态控制感兴趣的科研人员、工程师和学生等群体阅读使用。它帮助读者快速掌握四足机器人行走的基本原理与控制方法,并为深入研究复杂环境下的四足机器人控制系统打下坚实的基础。通过理论知识的讲解结合具体代码实现步骤,使读者能够全面理解并实践操作四足机器人的行走机制。
  • 仿真的研究
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    本研究聚焦于四足机器人的步态模型与仿真技术,旨在通过优化算法提高其运动稳定性和灵活性。 本段落介绍了一种结合Pro/ENGINEER软件与虚拟样机软件MSC ADAMS的方法,用于对四足仿生步行机器人进行步态仿真研究的模拟。通过对模型分析验证,证明了所设计步态的有效性和可行性,并提高了机器人的设计效率和研制水平。该研究对于机器人技术领域具有一定的参考价值。
  • 控制详解及代码
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    本课程深入讲解四足机器人的步态控制算法,并提供详细的代码实现案例,帮助学习者掌握四足机器人控制技术的核心原理与实践方法。 本段落详细介绍了四足机器人步态控制算法的背景、挑战、基本原理和关键技术。四足机器人的步态控制旨在使其稳定行走并保持平衡,主要涉及逆向运动学、动力学及稳定性控制、路径规划与步态生成、传感器融合以及实时控制等技术。文章还通过 Python 代码示例展示了四足机器人轮廓式步态的实现过程。 适合人群:具备一定编程基础的机器人研究者和开发者。 使用场景及目标:适用于学习四足机器人步态控制的基本原理和技术实现,帮助读者理解如何通过算法和代码使机器人稳定行走。 阅读建议:结合代码示例深入理解步态控制的具体实现过程,并尝试动手实现不同步态的算法以提高实践能力。
  • SW.rar
    优质
    这是一个包含四足机器人设计和模拟文件的压缩包,适用于研究者和开发者进行机器人运动学、动力学分析及控制策略开发。 四足机器人模型sw.rar-solidworks模型
  • 的结设计规划
    优质
    本研究聚焦于小型双足人形机器人的创新结构设计及其高效能步态规划技术,探索机器人平衡控制和运动优化方法。 最近我在学习小型双足人形机器人机构设计与步态规划,觉得这些内容非常有用,并希望对大家有所帮助。
  • 研究及控制开发——基于MATLAB的Hopf振荡和Walk/Trot生成
    优质
    本项目聚焦于四足机器人的步态优化与控制策略研发,采用MATLAB平台下的Hopf振荡器模型来模拟并实现步行(Walk)与慢跑(Trot)两种典型步态模式的高效生成。 此压缩包内包含三个文件:f.m、walk.m 和 trot.m 。这些是用于在MATLAB环境下运行的 .m 文件,其中 f 是生成霍普夫振荡器函数的代码,而 walk 和 trot 则分别对应于步态生成的两个不同算法。只需打开 MATLAB 并选择您想要执行的具体步态文件即可获得相关图像输出。 所有对四足机器人步态算法感兴趣的爱好者以及熟悉MATLAB基本语法的人都可以理解这些内容,其中包括霍普夫数学模型、腿间步态逻辑关系和组内协调逻辑关系等关键要素。此代码为研究者提供了一条探索该领域的重要路径,并且能够移植到任何您熟悉的主控系统中使用。 生成的算法图像在相关博客文章中有详细展示。如果您有任何疑问,可以随时提问,我会尽力为您解答。这是基于霍普夫节律的四足机器人步态控制算法程序的一部分内容。
  • 基于Matlab和Modelsim的协同仿真
    优质
    本研究采用Matlab与Modelsim软件平台,实现四足机器人的步态算法建模及仿真分析。通过跨工具链协作优化了运动规划与控制系统性能。 本段落首先探讨了液压四足机器人的运动特性,并选择CPG算法作为控制方法建立了数学模型,在Matlab环境中进行了软件仿真以观察髋关节的输出信号;接着使用Matlab工具HDL Coder将Simulink模型转换为Verilog硬件语言,借助Modelsim和VHDL进行协同仿真验证;最后通过对比前后输出信号的结果来证明该算法的有效性。
  • liuzumatlab.rar_六_仿生__
    优质
    liuzumatlab.rar是一款专注于六足机器人研究的软件包,内含多种仿生机器人模型与算法,特别适用于探究和设计复杂机器人步态。 仿生六足机器人步态规划策略的实验研究通过使用MATLAB仿真模型实现数据互通,并建立相关模型进行深入研究。
  • 度单腿的运动学动力学推导
    优质
    本研究专注于开发二自由度单腿四足机器人,通过详细的数学分析建立其精确的运动学和动力学模型,以优化其步态规划及动态平衡控制。 本段落主要对二自由度单腿四足机器人的运动学和动力学模型进行推导。首先分析了四足机器人的运动学模型,并推导出相应的数学公式;接着,探讨了其动力学模型并得出相关方程。 在运动学方面,研究集中于关节角度、速度及加速度之间的关系上。通过旋转矩阵与欧拉角描述机器人姿态变化,得到关键的运动学表达式: \[ R = \begin{bmatrix} \cos(\theta) & -\sin(\theta) \\ \sin(\theta) & \cos(\theta) \end{bmatrix} \] 其中\(R\)代表旋转矩阵,而\(\theta\)是欧拉角。进一步地,关节速度和加速度定义为: \[ \omega = \frac{d\theta}{dt}, \quad α = \frac{dω}{dt} \] 在动力学分析中,则引入了动能\(T\)、势能\(U\)及拉格朗日函数的概念。通过这些概念,成功推导出四足机器人的动态方程: \[ L = T - U \] 其中\(L\)表示拉格朗日函数。依据拉格朗日方程进一步得到关节角度与速度间的关系式: \[ \frac{d}{dt}(\frac{\partial L}{\partial θ}) - \frac{\partial L}{\partial θ} = 0 \] 本段落深入研究了二自由度单腿四足机器人的运动学和动力学模型,推导出一系列重要的数学公式。这些成果将为该类机器人设计与控制提供有力支持。