人體姿態(tài)控制的代步輪滑機器人研究.pdf

1、伴隨著中國經濟的快速發(fā)展，城市擁堵狀況嚴重，交通事故日益增多，空氣污染加劇，這一切都是人口快速增長及機動車數(shù)量急劇增加帶來的影響。經過幾年來的研究與發(fā)展，多樣化的代步工具逐漸走進人們的生活中，作為新興技術產物成為近年來的研究熱點，并豐富了“綠色出行”的選擇。
　　本文針對現(xiàn)有輪滑式代步裝置存在的安全穩(wěn)定性考慮不全面、控制原理較為模糊、人機交互考慮不足等問題開發(fā)了一款輪滑式代步機器人平臺。依據(jù)自平衡理論基礎，嘗試在非自平衡機器人上采

2、用倒立擺模型對人與機器人進行建模，并通過人體姿態(tài)檢測裝置獲取站立在移動平臺上用戶上身姿態(tài)信息，由此以人體ZMP位置為控制目標設計運動控制器，使得輪滑機器人能夠響應用戶動作意圖的同時也能夠保證用戶操作的穩(wěn)定性。本文在Matlab仿真平臺上的仿真分析和三個基礎實驗驗證了所選控制器能夠對代步輪滑機器人系統(tǒng)進行穩(wěn)定有效的控制。
　　本文開發(fā)的輪滑式代步機器人在代步機器人硬件設計、用戶姿態(tài)識別、非自平衡代步車精確控制和穩(wěn)定性分析上均取得了一