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一种仿人机器人身体姿态角度实时估计方法技术

技术编号:6697727 阅读:281 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了一种仿人机器人身体姿态角度实时估计方法,该方法首先建立机器人姿态的运动学模型;然后根据机器人姿态的运动学模型,建立带噪声的线性离散随机系统模型,利用卡尔曼滤波的相应方法,基于三轴加速度计的加速度数据,三轴陀螺仪的角速度数据和六维力/力矩传感器三维力数据估计机器人的姿态状态,再根据估计的机器人姿态信息,得到机器人实际的姿态角度,从而矫正机器人当前的姿态;本方法克服了角速度积分的漂移以及传统线性化方法测量范围较小的缺陷,实现了仿人机器人姿态实时准确的估计。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机器人领域,尤其涉及一种基于六维力/力矩传感器,加速度计和陀 螺仪的仿人机器人姿态估计方法。
技术介绍
仿人机器人是一种模仿人体骨骼结构的机器人,它与其他机器人的最大区别在于 其仿人的双足运动方式。仿生分析表明,仿人机器人具有环境适应能力强、动作灵活等优 点,因此,具有更加广阔的应用和发展前景。与轮式机器人和工业机器人不同,仿人机器人的支撑域更小,更容易摔倒。因此 需要知道机器人的姿态角度,包括俯仰和滚动角度,以便检测机器人的状态,预防机器人摔 倒。一种比较常用的姿态估计算法是先对角速度的积分经过一个高通滤波器得到角 度的高频信号,再对经加速度计算得到的角度经过一个低通滤波器,得到姿态角度的低频 信号,这两个角度信号的叠加可以得到完整的姿态角度(参见“K. Loffler, M. Gienger, F.Pfeiffer :Sensor and Control Design of a Dynamically Stable Biped Robot, International Conference on Robotics and Automation, September本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种仿人机器人身体姿态角度实时估计方法,仿人机器人姿态估计系统包括三轴陀螺仪、三轴加速度计、kalman滤波器和两个六维力/力矩传感器,其中,三轴陀螺仪、三轴加速度计、和两个六维力/力矩传感器分别与kalman滤波器相连;其特征在于,该方法包括以下几个步骤:(1)安装六维力/力矩传感器及三轴陀螺仪和三轴加速度计;其中,两个六维力/力矩传感器分别安装在机器人的两个踝关节上,三轴加速度计和三轴陀螺仪安装在机器人的髋部中心点;(2)建立机器人姿态的运动学模型;(3)根据机器人姿态的运动学模型,建立带噪声的线性离散随机系统模型,利用卡尔曼滤波的相应方法,基于三轴加速度计的加速度数据,三轴陀螺仪的角...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:相远飞熊蓉
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:86

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