仿人機器人乒乓球對弈作業(yè)中的手臂軌跡優(yōu)化問題研究.pdf

1、針對仿人機器人乒乓球對弈作業(yè)設計軌跡規(guī)劃算法，必須根據機器人作業(yè)任務的特性，在諸多方法中選擇最適合作業(yè)需求，并且性能最優(yōu)的規(guī)劃方法。有時候也要根據軌跡規(guī)劃的要求，對現有方法進行設計和改造，或對兩種甚至多種軌跡規(guī)劃方法進行組合使用，來達到最佳效果。這篇論文的課題研究以“十一五”863國家先進制造技術領域重點項目——仿人機器人移動作業(yè)協(xié)調關鍵技術和系統(tǒng)集成項目為背景，給出了一套手臂軌跡規(guī)劃的優(yōu)化方法，最終使得仿人機器人乒乓球對弈系統(tǒng)實現多回

2、合對打。
　　 該文在了解國內外乒乓球機器人理論和應用發(fā)展的基礎上，較為深入的分析和對比了機器人軌跡規(guī)劃的各種方法，結合仿人機器人乒乓球對弈系統(tǒng)的特點，比較詳盡的歸納了其軌跡規(guī)劃的特性和系統(tǒng)的特殊要求，對仿人機器人乒乓球對弈作業(yè)中手臂軌跡優(yōu)化問題進行研究，并對軌跡規(guī)劃方法的設計思路和實現方法進行了較為詳細的描述，并驗證了方法的有效性。論文的主要創(chuàng)新有：
　　 在傳統(tǒng)的7段S曲線加速法的基礎上，提出了基于極限的軌跡規(guī)劃算法

3、思想。該方法能夠發(fā)揮手臂的最大運動性能，得到符合實時性要求的控制序列，同時能保證關節(jié)角度、關節(jié)角速度和關節(jié)角加速度連續(xù)且無跳變。此外，它不但能很好的應用于乒乓球對弈這項特定的作業(yè)任務，也可廣泛適用于對于關節(jié)限位要求嚴格、裕度較小的情況。
　　 針對仿人機器人乒乓球對弈作業(yè)問題的具體要求，在軌跡規(guī)劃模塊中加入定點回球的功能，并介紹了完整的推導過程；創(chuàng)新性的提出將“擊球點”擴展為“擊球區(qū)”的思想，提高了系統(tǒng)的魯棒性；提出了實時路徑修