發(fā)布時間：2018-04-03 05:21

  本文選題：仿人機器人　切入點：頭部　出處：《農業(yè)機械學報》2017年10期

【摘要】：針對仿人機器人視覺目標跟蹤任務需求,設計了一種高精度、靈巧型仿人機器人頭部系統(tǒng),構建了視覺感知模塊與3自由度機械臂運動機構。利用虛擬連桿方法對仿人機器人頭部進行運動學建模,將目標跟蹤問題轉換為機械臂的運動學逆解問題,通過計算機構可操作度與條件數,顯示機器人頭部對目標跟蹤任務具有良好的運動學靈活性。在此基礎上,基于梯度投影法建立了目標跟蹤運動學逆解與規(guī)避關節(jié)極限位置的同步優(yōu)化算式,并針對視覺測量系統(tǒng)帶寬較窄、容易造成較大跟蹤誤差的問題,提出了在兩次視覺測量間隔內用軌跡預測的方法獲得目標位置的估計值,以提高跟蹤精度。仿真與實驗結果表明,在測量盲區(qū)內采用軌跡預測方法,可將跟蹤精度提高約80%,實現高精度目標跟蹤。所提出的仿人機器人頭部及控制方法,對動態(tài)目標具有良好的跟蹤性能。
[Abstract]:A high precision and dexterous humanoid robot head system is designed to meet the task requirement of humanoid robot visual target tracking. A visual perception module and a 3-DOF manipulator motion mechanism are constructed.The kinematics modeling of humanoid robot head is carried out by using virtual connecting rod method. The target tracking problem is transformed into the inverse kinematic solution problem of the manipulator. The operational degree and the condition number of the mechanism are calculated.It shows that the robot head has good kinematics flexibility for target tracking task.On this basis, based on the gradient projection method, a synchronous optimization formula of inverse kinematics solution of target tracking and avoiding the limit position of joint is established, and aiming at the problem that the bandwidth of vision measurement system is narrow, it is easy to cause large tracking error.In order to improve the tracking accuracy, a trajectory prediction method is proposed to estimate the target position in the interval between two visual measurements.The simulation and experimental results show that the tracking accuracy can be improved about 80% by using the trajectory prediction method in the blind area of measurement, and high precision target tracking can be realized.The proposed head and control methods of humanoid robot have good tracking performance for dynamic targets.
【作者單位】： 中國科學院沈陽自動化研究所機器人學國家重點實驗室;中國科學院大學;
【基金】：國家自然科學基金項目(51605474)
【分類號】：TP242

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