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背景提升平衡技术与自行车机器人研究

时间:2018-12-29     作者:中科育人【原创】

机器人技术是21世纪非常重要的高新技术,它随着很多技术的进步而发展,如计算机、微电子、软件、传感器、人工智能、仿生学等领域。机器人的发展水平甚至可以说代表着一个国家的综合实力。

近年来对移动机器人的研究越来越受到重视,依照生物功能而实现的各种仿生机器人越来越多,其中许多机器人系统像人和动物一样存在运动平衡控制问题,因此平衡技术和姿态控制就成为研究的重要一环。自行车机器人就是其中一种,它是在移动机器人研究的基础上发展起来的,它是自动控制理论与技术和动力学理论相结合的一个研究性课题。自行车机器人在完成自身平衡的同时,使用各种传感器如CCD摄像头、红外传感器、超声波传感器等,来实现自行车各种复杂的功能,其复杂性主要体现在以下几个方面:

1 复杂对象:实现对复杂对象的控制(本质不稳定)。

2 复杂环境:应用于复杂未知的环境。

3 复杂任务:实现自行车平衡控制的同时,完成路径规划、路径跟踪等任务。

自行车机器人是一个不稳定机器人动力学系统,由于其结构的特殊性以及系统所具有的多变量、强耦合、非线性、参数不确定等特性,因此,自行车机器人是检验各种控制方法处理能力的典型装置,此实验系统可以运用多种方法控制,比如经典控制、现代控制和各种智能控制方法。

    此实习项目适合申请计算机、机器人、机电控制、人工智能、信息技术、智能系统、电机控制、自动化等相关专业的学员。通过本项目的学习,学员可以了解嵌入式系统的开发过程、平衡原理、PID控制算法、滤波算法、机电控制、惯性测量单元(IMU)及其姿态解算等,并实际编程对系统进行控制。


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