四足机器人越障自由步态规划与控制研究
| 摘要 | 第5-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 第一章 绪论 | 第11-20页 |
| 1.1 课题研究背景及意义 | 第11页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第11-18页 |
| 1.2.1 四足机器人研究现状 | 第11-15页 |
| 1.2.2 自由步态规划研究现状 | 第15-17页 |
| 1.2.3 足端越障轨迹规划研究现状 | 第17-18页 |
| 1.3 本文的研究内容和论文结构 | 第18-20页 |
| 1.3.1 主要研究内容 | 第18页 |
| 1.3.2 论文结构 | 第18-20页 |
| 第二章 四足机器人足端工作空间及自由步态分析 | 第20-35页 |
| 2.1 四足机器人模型 | 第20-21页 |
| 2.2 足端工作空间及关节运动约束分析 | 第21-30页 |
| 2.2.1 单腿运动学分析 | 第21-24页 |
| 2.2.2 关节角度范围分析 | 第24-26页 |
| 2.2.3 足端工作空间分析 | 第26-28页 |
| 2.2.4 关节角速度分析 | 第28页 |
| 2.2.5 关节力矩分析 | 第28-30页 |
| 2.3 四足机器人步态规划 | 第30-33页 |
| 2.3.1 四足机器人步态 | 第30-31页 |
| 2.3.2 自由步态规划 | 第31-33页 |
| 2.4 障碍物及地图模型 | 第33-34页 |
| 2.5 本章小结 | 第34-35页 |
| 第三章 基于搜索的四足机器人越障自由步态规划 | 第35-56页 |
| 3.1 四足机器人自由步态规划方法 | 第35-36页 |
| 3.2 基于搜索的自由步态规划模型 | 第36-39页 |
| 3.2.1 四足机器人平面简化模型 | 第36页 |
| 3.2.2 自由步态的步态状态定义 | 第36-37页 |
| 3.2.3 步态状态转换及其约束条件 | 第37-38页 |
| 3.2.4 步态状态转换设计 | 第38-39页 |
| 3.3 步态规划算法设计 | 第39-43页 |
| 3.3.1 A*算法简介 | 第40页 |
| 3.3.2 评价函数的设计 | 第40-42页 |
| 3.3.3 基于A*算法的步态规划算法流程 | 第42-43页 |
| 3.4 自由步态规划仿真及结果分析 | 第43-55页 |
| 3.4.1 四足机器人初始状态及地形环境 | 第44-46页 |
| 3.4.2 实验法选取k值 | 第46-47页 |
| 3.4.3 越障自由步态规划仿真分析 | 第47-51页 |
| 3.4.4 步态规划算法的适应性分析 | 第51-55页 |
| 3.5 本章小结 | 第55-56页 |
| 第四章 基于时间和能耗优化的足端越障轨迹规划 | 第56-77页 |
| 4.1 足端轨迹规划方法 | 第56页 |
| 4.2 足端越障轨迹规划 | 第56-57页 |
| 4.2.1 规划空间选择 | 第56-57页 |
| 4.2.2 轨迹约束条件 | 第57页 |
| 4.3 摆动腿越障模型简化 | 第57-58页 |
| 4.4 基于综合优化目标的足端越障轨迹规划 | 第58-69页 |
| 4.4.1 关节分段多项式轨迹 | 第58-63页 |
| 4.4.2 关节约束及避障条件 | 第63-64页 |
| 4.4.3 轨迹运行时间及能耗综合优化目标 | 第64-65页 |
| 4.4.4 轨迹规划算法设计 | 第65-69页 |
| 4.5 足端轨迹规划仿真实验及分析 | 第69-76页 |
| 4.5.1 足端越障轨迹规划 | 第69-75页 |
| 4.5.2 无障碍足端轨迹规划 | 第75-76页 |
| 4.6 本章小结 | 第76-77页 |
| 第五章 四足机器人越障自由步态控制仿真 | 第77-90页 |
| 5.1 四足机器人仿真模型 | 第77-78页 |
| 5.2 四足机器人自由步态控制算法 | 第78-84页 |
| 5.2.1 自由步态规划与控制逻辑 | 第78-79页 |
| 5.2.2 步态序列连续化调整 | 第79页 |
| 5.2.3 基于稳定裕度的机体运动调整 | 第79-81页 |
| 5.2.4 自由步态状态机设计 | 第81-82页 |
| 5.2.5 自由步态控制系统 | 第82-84页 |
| 5.3 四足机器人自由步态仿真分析 | 第84-89页 |
| 5.3.1 仿真环境设置 | 第84-85页 |
| 5.3.2 仿真结果分析 | 第85-89页 |
| 5.4 本章小结 | 第89-90页 |
| 第六章 结论与展望 | 第90-92页 |
| 6.1 结论 | 第90页 |
| 6.2 创新点 | 第90-91页 |
| 6.3 展望 | 第91-92页 |
| 致谢 | 第92-93页 |
| 参考文献 | 第93-98页 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 | 第98-99页 |
