AI 日报

MIT机器人运动控制原理浅析-人形机器人

  • By admin
  • Aug 31, 2023 - 2 min read



1. 人形机器人运动控制原理

人形机器人的运动控制原理是指通过控制机器人的各个关节,使其能够像人类一样具有自由移动和执行各种任务的能力。人形机器人的运动控制主要分为三个方面:感知与规划、运动学与逆运动学以及动态控制。

2. 感知与规划

人形机器人运动控制过程中,首先需要对周围环境进行感知,获取感知信息。感知信息主要来自于机器人上搭载的传感器,如激光雷达、视觉传感器等。机器人通过对感知信息的处理和分析,能够对周围环境有所认知,包括障碍物的位置、大小和形状等。

基于对环境的感知信息,机器人需要进行路径规划和动作规划。路径规划是指确定机器人从起始点到目标点的行进路径,通常采用地图构建和路径搜索算法,如A*算法、Dijkstra算法等。动作规划则是确定机器人在路径上的具体行为,包括脚步位置和姿态的规划。

3. 运动学与逆运动学

运动学和逆运动学是人形机器人运动控制中的核心问题之一。运动学是研究机器人姿态和关节角度之间的关系,通过求解运动学方程,能够确定机器人在特定关节角度下的末端执行器的位置和姿态。逆运动学则是反过来,已知末端执行器的位置和姿态,求解关节角度。

在人形机器人的运动控制中,运动学和逆运动学问题是相互关联的。在规划机器人的运动过程中,需要先确定末端执行器的期望位置和姿态,然后通过逆运动学求解关节角度,再通过运动学验证方案的可行性。运动学和逆运动学的求解可以通过解析方法(如几何法)或数值优化方法(如迭代法)来实现。

以上是对人形机器人运动控制原理的浅析,通过感知与规划、运动学与逆运动学以及动态控制这三个方面的控制,可以实现人形机器人的复杂运动和任务执行能力。人形机器人的运动控制原理是机器人技术发展的重要方向之一,对于实现人机交互、机器人智能化等领域具有重要意义。