仿人机器人足底压力测量系统及其步态ZMP检测应用研究文献综述
2020-05-05 20:16:21
文 献 综 述 1.1研究背景意义 随着现代化社会智能化的水平逐渐提高,机器人早已进入人们的视野当中,并在各行各业当中发挥自己的作用,而仿人机器人有着其他机器人无可取代的功能[1]。
利用双足运动机构在移动能力上的优势,仿人机器人能够代替人类前往复杂的地形环境中进行探索,从事高强度或者高危险的工作[2],而其中仿人机器人最基本的类人行为是步行。
目前,稳定步行已经成为仿人机器人技术的关键,这主要是由于仿人机器人想要完全实现人工智能化,首先必能够像人类一样稳定行走[3]。
步态稳定性既是双足机器人的研究重点,也是仿人机器人研究的难点问题,同时对机器人技术的发展有着重大的意义。
其中,零力矩点(Zero Moment Point, ZMP)稳定性判据是仿人机器人运动稳定性的重要判定准则,实时获取仿人机器人步行中的ZMP值并对机器人进行在线步态规划与控制,有利于实现机器人的稳定行走[4]。
ZMP测量主要通过力/力矩传感器测量双足机器人足底与地面的接触力和力矩的大小,并根据相关公式计算出ZMP的位置从而判断行走稳定性。
因此设计一套适用的足底压力测量系统是完成双足机器人步态稳定性分析的基础[5]。
而获得机器人足底压力分布信息,对原本没有知觉的双足机器人的步行分析、步态规划和身体姿态控制的稳定性都有着重要的意义。
1.2 国内外研究现状 1.2.1足底压力测量技术研究现状 如今的足底压力测量系统可分为直接复印法、可视化复印技术、压力板和测力台技术及鞋内垫测量技术[6]。
有借鉴于人体足底压力分布测量技术的发展和应用,可以把足底压力分布测量技术引用到双足机器人的足底压力测量上来[7]。