兩棲可變形機器人控制系統(tǒng)與自主越障研究.pdf

1、海洋與陸地銜接地帶是科學(xué)研究、環(huán)境監(jiān)測及軍事領(lǐng)域等方面關(guān)注的重點區(qū)域之一。研究能夠適應(yīng)水陸兩棲非結(jié)構(gòu)環(huán)境的機器人及其關(guān)鍵技術(shù)，對提升我國近海領(lǐng)域技術(shù)優(yōu)勢、維護海洋權(quán)益和海防安全等具有重要的科學(xué)價值和戰(zhàn)略意義。在中國科學(xué)院創(chuàng)新基金“水陸兩棲可變形機器人研究”的支持下，本文針對具備較強環(huán)境適應(yīng)性的鏈?zhǔn)侥K化可變形水陸兩棲機器人Amoeba-II的控制系統(tǒng)及自主越障控制方法開展研究。
　　首先，針對Amoeba-II的控制系統(tǒng)需求設(shè)計了

2、基于層次化體系及分布式控制的模塊化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，控制系統(tǒng)按功能分為監(jiān)控層、規(guī)劃層和執(zhí)行層，由規(guī)劃、執(zhí)行、通信和感知等模塊組成。完成了基于VC的監(jiān)控平臺軟件和以微處理器為核心的各模塊的軟硬件設(shè)計與實現(xiàn)，應(yīng)用 CAN總線實現(xiàn)了模塊間數(shù)據(jù)通信。通過機器人樣機的兩棲運動步態(tài)實驗驗證了該控制系統(tǒng)的有效性。
　　其次，為了實現(xiàn)對Amoeba-II自主運動控制方法的仿真研究，根據(jù)在ADAMS中便于建立虛擬機械系統(tǒng)、在MATLAB中便于建立控制方

3、法模型的特點，將二者優(yōu)勢結(jié)合，設(shè)計了基于ADAMS和MATLAB的機器人聯(lián)合仿真控制平臺，并為提高仿真運行速度提出了一種簡化的Amoeba-II虛擬機械系統(tǒng)模型。通過控制Amoeba-II虛擬樣機運動的實驗證實觀測的控制效果與真實物理系統(tǒng)現(xiàn)象相接近。
　　最后，在對Amoeba-II越障運動特點分析的基礎(chǔ)上，提出建立包含局部地形信息及運動目標(biāo)的任務(wù)表，利用傳感器反饋信息控制任務(wù)表的更新與執(zhí)行，從而控制機器人實時調(diào)整姿態(tài)適應(yīng)地形實現(xiàn)