仿人机器人头部设计及目标跟踪研究

设计了一种结构紧凑、光机电一体化的机器人头部.该头部具有仿人的3个自由度及外观造型,其颈部基关节采用差动机构,实现了耦合的俯仰和侧摆运动.头部内置2台高速相机,由1台PC处理视觉信息.采用分层控制结构,底层关节FPGA控制器和视觉处理PC分别通过串行总线和以太网连接上层中央控制器.采用了一种简单的基于位置的目标跟踪策略,并结合此策略提出了一种基于虚拟伸缩臂的D-H法求解逆运动学.

积分滑模控制及抖振抑制研究用于仿人机器人头部控制

介绍了HIT三自由度仿人机器人头部的机械和电气结构,将积分滑模控制算法应用于头部追踪控制,实现了对闭环系统极点的任意配置,克服了建模不准确、外部干扰等因素的影响,使滑动模态发生在运动初始时刻,并贯穿于整个响应过程。同时提出了一种简单易行的方法切换函数比例法来抑制积分滑模控制的抖振。经与传统的PID加摩擦力补偿控制和基于计算力矩法的滑模变结构控制对比,实验证明了提出的控制方法具有较高的跟踪精度并且抖振较小、抗干扰性较强。

基于情感交互的仿人头部机器人

本研究的目的是设计一台机器人,使它可以与人互动,并在日常生活中和常见的地方协助人类.为了完成这些任务,机器人必须友好地显示出一些情感,表现出友好的特点和个性.依据仿生学,研制了一台仿人头部机器人,建立了机器人的行为决策模型.该机器人具有人类的6种基本面部表情,以及人脸检测、语音情感识别与合成、情感行为决策等能力,能够通过机器视觉、语音交互、情感表达等方式与人进行有效的情感交互.

仿人机器人的头眼协调运动控制研究

针对机器人注视静态目标的任务,提出一种头眼协调运动的控制策略.通过使双目聚焦在同一个注视点,得到注视点的空间坐标和头眼的期望运动转角;研究了机器人头部转动时双目的补偿运动模型及相应的控制算法.实验表明,该控制策略能实现精确的3D头眼协调运动控制.