圖書簡介
本書內容主要是針對雙足機器人的運動規劃和行為最佳化，共分7章。第1章介紹人類的行走進化史、雙足機器人的發展歷程以及行走控制研究現狀； 第2章闡述了雙足機器人的運動學和動力學； 從第3章開始以雙足機器人NAO為例研究了雙足機器人目前存在的一些挑戰性的問題： 包括第3章的全向行走； 第4章研究了雙足機器人的平衡技巧學習與最佳化方法，提出了一種基於異方差稀疏高斯過程模型的非參數落腳點補償器方法； 第5章研究了雙足機器人固有約束下的實時全身運動規劃； 第6章主要解決了如何將中樞模式發生器機理套用到雙足機器人來提高機器人行走的環境適應性； 第7章初步探討了基於被動原理的雙足機器人動態行走。
本書是為廣大從事機器人，特別是雙足機器人方向研究的學者和青年科技人員所撰寫的，也可供相關專業高年級本科生和研究生參考。
前言導讀
智慧型服務機器人對機器人的基本要求是機器人能夠在人所處的環境中工作，使用人所使用的工具並能與人類和諧相處。在這一點上，雙足機器人與輪式、履帶式、多足等類型的機器人相比，具有更好的地面適應能力和靈活性。雙足機器人若要在人類和自然環境中完成各種任務，其中最基本的一個生存能力便是靈活穩健的行走能力。只有具備了靈活穩健的行走能力，仿人機器人才能完成諸如端茶倒水、搬運重物及與人互動娛樂的任務，並能在不確定干擾和各種意外情況下保證人類、自身和周圍設備的安全。 整體來講，目前的雙足機器人行走控制主要基於編程機制，步態規劃的研究主要集中在軌跡的離線規劃，這種規劃模式在一定程度上限制了步行的靈活性......
圖書目錄
第1章引言
1.1人類行走進化史
1.2機器人的發展歷程
1.3行走控制
1.4內容安排
第2章雙足機器人的運動學和動力學
2.1運動學
2.1.1關節結構描述
2.1.2幾何運動學
2.1.3微分運動學
2.2動力學
2.2.1連桿結構的動力學描述
2.2.2動態穩定性
2.2.3動力學模型
2.3小結
第3章全向行走軌跡規劃
3.1支撐腳運動軌跡
3.2游腳運動軌跡
3.3全向落腳規劃
3.4關節能耗最佳化
3.5小結
第4章平衡技巧
4.1引言
4.2基於落腳點補償的平衡技巧
4.2.1線性落腳點補償
4.2.2非參數落腳點補償器模型
4.2.3典型實驗分析
4.3基於任務空間的平衡技巧
4.3.1任務空間運動控制
4.3.2解析動量補償
4.3.3動態任務分配
4.3.4實驗分析
4.4小結
第5章固有約束下的全身運動規劃
5.1引言
5.2自碰撞約束與目標軌跡融合
5.2.1實時自碰撞檢測
5.2.2包圍體對篩選
5.2.3約束避免
5.2.4實驗分析
5.3基於動量控制的運動規劃
5.3.1動量控制算法
5.3.2末端軌跡規劃
5.3.3實驗分析
5.4帶約束線上示教跟蹤
5.4.1人體運動模型映射
5.4.2關節約束描述
5.4.3實驗分析
5.5約束下的機器人工作空間求解
5.5.1固有約束描述
5.5.2蒙特卡洛法
5.6小結
第6章仿生控制
6.1引言
6.2中樞模式發生器(CPG)
6.2.1工程模型
6.2.2Matsuoka模型特性分析
6.2.3工程套用基本方法
6.3工作空間軌跡線上調製方法
6.3.1質心軌跡發生器
6.3.2游腳軌跡調製
6.3.3平地行走步態進化
6.3.4坡面環境適應性分析
6.4質心軌跡和游腳軌跡的線上生成與最佳化
6.4.1游腳軌跡線上生成
6.4.2環境適應性分析
6.4.3步態參數最佳化
6.4.4實驗分析
6.5小結
第7章基於被動原理的雙足機器人動態行走
7.1被動步態描述與分析
7.1.1模型概述
7.1.2支撐足約束
7.1.3足地碰撞
7.1.4步態的周期性
7.1.5步態的穩定性
7.2最小能耗下的平地行走
7.2.1模型分析
7.2.2高效行走步態的求解
7.2.3高效行走步態分析
7.3小結
參考文獻
