基于扩展卡尔曼滤波的蛇形机器人姿态估计
| 摘要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 第一章 引言 | 第9-17页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第9-10页 |
| 1.2 研究现状 | 第10-15页 |
| 1.2.1 国外研究现状 | 第11-14页 |
| 1.2.2 国内研究现状 | 第14-15页 |
| 1.3 研究内容及创新点 | 第15-16页 |
| 1.4 章节安排 | 第16-17页 |
| 第二章 蛇形机器人结构、建模和控制方法 | 第17-33页 |
| 2.1 生物蛇的结构和运动步态 | 第17-19页 |
| 2.1.1 蜿蜒运动 | 第18页 |
| 2.1.2 侧移运动 | 第18-19页 |
| 2.1.3 直线运动 | 第19页 |
| 2.1.4 伸缩运动 | 第19页 |
| 2.2 模块间关节连接方式 | 第19-22页 |
| 2.2.1 平行连接 | 第19-20页 |
| 2.2.2 正交连接 | 第20-21页 |
| 2.2.3 万向连接 | 第21-22页 |
| 2.3 DH分析方法 | 第22-26页 |
| 2.3.1 方位和位置 | 第22-24页 |
| 2.3.2 平移奇次矩阵 | 第24-25页 |
| 2.3.3 旋转奇次矩阵 | 第25-26页 |
| 2.4 正交关节蛇形机器人建模 | 第26-27页 |
| 2.5 蛇形机器人步态控制 | 第27-33页 |
| 2.5.1 蛇形机器人步态 | 第28-29页 |
| 2.5.2 正交设计的蛇形机器人步态 | 第29-33页 |
| 第三章 扩展卡尔曼滤波模型介绍 | 第33-39页 |
| 3.1 卡尔曼滤波 | 第33-36页 |
| 3.2 扩展卡尔曼滤波 | 第36-39页 |
| 第四章 系统设计和基于虚拟坐标系的运动学建模 | 第39-53页 |
| 4.1 机械结构、电路和软件系统设计 | 第39-44页 |
| 4.1.1 机械结构设计 | 第39-41页 |
| 4.1.2 电路结构设计 | 第41-43页 |
| 4.1.3 系统设计 | 第43-44页 |
| 4.2 虚拟坐标系 | 第44-48页 |
| 4.2.1 虚拟坐标系的定义 | 第44-46页 |
| 4.2.2 虚拟坐标系的应用 | 第46-48页 |
| 4.3 运动学方程建模 | 第48-53页 |
| 4.3.1 系统状态变量 | 第48-49页 |
| 4.3.2 系统预测方程 | 第49-50页 |
| 4.3.3 系统观测方程 | 第50-53页 |
| 第五章 姿态估计模型在斜坡攀爬中的应用 | 第53-69页 |
| 5.1 实时斜坡角度估计 | 第54-55页 |
| 5.2 根据最优策略调整步态 | 第55-58页 |
| 5.3 仿真实验平台 | 第58-59页 |
| 5.3.1 V-REP简介 | 第58-59页 |
| 5.3.2 MATLAB环境下运动学建模 | 第59页 |
| 5.4 斜坡角度估计实验 | 第59-66页 |
| 5.4.1 角速度随时间的变化关系 | 第60-62页 |
| 5.4.2 斜坡角度估计值随时间的变化关系 | 第62-64页 |
| 5.4.3 加速度随时间的变化关系 | 第64-66页 |
| 5.5 实验结论 | 第66-69页 |
| 第六章 总结与展望 | 第69-71页 |
| 参考文献 | 第71-74页 |
| 致谢 | 第74页 |
