類人機器人控制系統(tǒng)的底層設(shè)計與步態(tài)規(guī)劃.pdf

1、類人機器人足球比賽是近來迅速興起的一種機器人對抗比賽，建立類人足球機器人平臺并參與該項活動有助于推動在嵌入式理論應(yīng)用方面和人工智能方面的研究。本研究以實驗室原有的AFU機器人為參照，以獲得更好的類人足球機器人比賽成績?yōu)槟繕?biāo)，設(shè)計了一種改進(jìn)型的類人足球機器人AFU2008。主要研究內(nèi)容如下：
　　 ⑴分析了RoboCup機器人足球比賽對類人機器人的設(shè)計規(guī)定，結(jié)合原有AFU機器人的經(jīng)驗設(shè)計了一個全新的機械結(jié)構(gòu)，并且選擇了更為先進(jìn)的驅(qū)

2、動元件。分析了控制系統(tǒng)的需求并選用了主從方式的控制結(jié)構(gòu)，主控制板選用三星S3C2440A處理器，完成實時視覺信息處理、無線網(wǎng)絡(luò)通信、決策及任務(wù)規(guī)劃等上層任務(wù)；運動控制板選用DSP芯片TMS320F2812作為處理器，主要完成各個傳感器信息的采集及轉(zhuǎn)換、控制舵機的運行等下層任務(wù)，主控制板與運動控制板之間采用RS232接口進(jìn)行通信。設(shè)計了控制系統(tǒng)具體電路并對其原理作了詳細(xì)分析。
　　 ⑵分析比較了幾種主流操作系統(tǒng)的優(yōu)缺點，最終選擇優(yōu)

3、勢最多的嵌入式Linux作為AFU2008機器人的操作系統(tǒng)，內(nèi)核版本選用了2.6.13。介紹了BootLoader的工作原理，選擇VIVI作為控制系統(tǒng)的引導(dǎo)程序并對其完成了修改和移植；建立了交叉編譯環(huán)境，完成了內(nèi)核和根文件系統(tǒng)的修改和移植工作。最后，啟動Linux系統(tǒng)，對主控制板的主要功能模塊進(jìn)行了必要的測試。
　　 ⑶建立了類人足球機器人的運動學(xué)模型，根據(jù)零力矩點(ZMP)穩(wěn)定性判據(jù)，采用參考余弦軌跡的方法進(jìn)行機器人的步態(tài)規(guī)劃