【正文】 ）（0，45）和0,180。坐標分別為（0,45）（0，45），角度分別為0和180。 新建比賽規(guī)則界面在比賽管理界面下建立一個新的比賽，比賽名稱為機器人競走，比賽場地為比賽環(huán)境，紅方為1隊，藍方為2隊，規(guī)則為機器人追逐賽。 仿真比賽界面在比賽管理菜單下的比賽隊伍管理界面建立兩個新的隊伍，分別為一隊和二隊。 代碼編輯點擊仿真系統(tǒng)視圖切換區(qū)“流程圖編輯”，“代碼編輯”視圖，在“代碼編輯”界面中可直接采用JC代碼編程，這樣編程更加靈活方便。如果傳感器1的數(shù)據(jù)滿足要求，而傳感器2的數(shù)據(jù)也滿足要求，則啟動電機，進行直線運動；如果傳感器1的數(shù)據(jù)滿足要求，而傳感器2的數(shù)據(jù)不滿足要求，則進行左轉運動。其中循線為子程序，該流程圖如圖： 子程序流程圖首先通過機器人前部的兩個地面灰度值傳感器檢測地面的灰度值，將反饋的數(shù)量進行分析。點擊仿真系統(tǒng)視圖切換區(qū)“流程圖編輯”，“流程圖編輯”視圖，該視圖提供了虛擬機器人驅(qū)動程序可視化編程環(huán)境。所以就會使實驗出現(xiàn)一定的隨機因素，在前文中已經(jīng)提到了。 機器人不同運動狀態(tài)左輪右輪機器人停止停止停止停止向前轉動繞著左輪逆時針轉動停止向后轉動繞著左輪順時針轉動向前轉動停止繞著右輪順時針轉動向前轉動向前轉動向前運動向前轉動向后轉動原地順時針旋轉向后轉動停止繞著右輪逆時針轉動向后轉動向前轉動原地逆時針旋轉向后轉動向后轉動向后運動但是這種結構也有一種弊端：它不能保證機器人筆直的運動，因為兩個馬達的功效總有差別，一個輪子會比另外一個輪子轉動的快一點，因此使得機器人略微偏左或偏右。如果兩個驅(qū)動輪轉動速度相同，但轉動方向相反時，機器人會繞著連接兩輪線段中心點旋轉。要注意的是這里我們稱的這個差動裝置是因為機器人的運動矢量是由兩個獨立的部件產(chǎn)生的（它與差速齒輪沒有關系，此裝置上沒有使用差速齒輪）。 搭建的機器人再在機器人的前部安裝兩個地面灰度傳感器，并通過右鍵菜單設置傳感器參數(shù)。 環(huán)境參數(shù)設定 灰度值 點擊仿真系統(tǒng)視圖切換區(qū)“機器人編輯”，“機器人編輯”視圖。如下圖所示： 比賽環(huán)境環(huán)形跑道如此，一個簡單的環(huán)形跑道就建立好了。在以同樣的圓心，40為半徑畫圓，顏色為綠色，灰度值為150，層數(shù)為5層。進入ASVROBOT能力風暴虛擬機器人仿真系統(tǒng)，點擊環(huán)境編輯，“環(huán)境編輯”視圖軟件界面如下： 環(huán)境編輯界面在菜單欄點擊新建，建立一個空百的機器人活動場地。攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 3 設計思路及比賽環(huán)境的建立 3 設計思路及比賽環(huán)境的建立 設計思路本文采用的是類似于場地自行車追逐賽的比賽方式，建立一塊環(huán)形的跑道環(huán)境，兩臺輪式機器人相隔半圈，沿順時針方向運動，比賽時間為1分鐘，在比賽時間內(nèi)，經(jīng)改進提高運動速度的機器人能有效的減少于目標機器人的距離。4) 低成本的機器人教學。2) 機器人執(zhí)行機構、傳感器知識構建、算法與程序設計教學。6) 支持網(wǎng)絡聯(lián)賽。4) 3D環(huán)境中機器人搭建與仿真。2) 內(nèi)嵌堆棧式C語言解釋器，支持直接C代碼編程。17) 支持版本更新提示和在線升級功能。15) 支持網(wǎng)絡功能，用戶通過網(wǎng)絡將機器人上載到服務器上同場競技(網(wǎng)絡版)。13) 自由設計比賽項目。11) 自定義規(guī)則，規(guī)則能任意增加、修改。9) 執(zhí)行機構和傳感器類型、數(shù)量、方位、參數(shù)任意設定，可自由設計自己的機器人。7) 場地對象自由拖放、旋轉及修改。5) 提供有豐富的場地對象，比賽場地快速搭建。3) 3D仿真環(huán)境，仿真比賽身臨其境。 ASVROBOT能力風暴虛擬機器人仿真系統(tǒng)1) 可以采用VJC流程圖編程，操作簡單，零起步學習軟件編程?？蛻舳顺四茉趩闻_計算機上仿真，還能將設計好的場地和機器人上傳到服務器上與其它機器人進行比賽，同時能在本地觀看服務器上比賽實況。單機版只能在單個計算機上進行仿真。系統(tǒng)采用3D仿真環(huán)境，通過仿真系統(tǒng)，用戶能快速搭建比賽場地、搭建自己的機器人，并能通過流程圖或C代碼給設計的機器人編寫控制程序，在仿真環(huán)境中觀察機器人運行，給用戶親臨其境的感覺。也能到達本文探討的效果。本文也旨在這些方面能略盡微薄之力，為以后的相關研究提供一些咨詢和參考。所以研究如何提高機器人的行走速度對于機器人學的發(fā)展和進步具有重大的意義。而機器人行走速度的提速在工業(yè)、軍事、航空、醫(yī)療、及人道主義救援方面都有著重大的意義。1990年，美國Ohio大學的Y．F．Zheng[32]等人提出了用神經(jīng)網(wǎng)絡實現(xiàn)雙足步行機器人動態(tài)步行的觀點，實現(xiàn)了雙足機器人的動態(tài)學習。Vukobratovie得出了一個有用的結論：步行姿態(tài)越平滑，雙足步行系統(tǒng)所消耗的功率就越少。但最后，他們僅是以局部耗能最少為基礎得出了一個優(yōu)化結果。最早采用最優(yōu)理論來研究類人型雙足步行系統(tǒng)的是美國的Jacobson和Chow[30]。在步行模式這方面的研究中，日本加藤一郎教授及其它作者1980年提出了準動態(tài)步行的概念[29]，這是一種介于靜態(tài)步行和動態(tài)步行之間的步行方式。在雙足步行機器人的穩(wěn)定性研究方面，美國的Hcmami等人曾提出將雙足步行系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制的簡化模型看作是一個倒立振子(倒擺)，從而可以將雙足步行的前進運動解釋為使振子直立移動的問題[28]。其中，自由步態(tài)是相對于規(guī)則步態(tài)而言的。在步態(tài)研究方面，蘇聯(lián)的Bessonov和Umnov定義了“最優(yōu)步態(tài)[26]Kugushev和Jaroshc、skij定義了“自由步態(tài)[27]”。特別重要的是，他和Stcpaako博士一起在1972年提出了“零力矩點ZMP的概念[25]。他在整個70年代就雙足步行機器人的理論研究和假肢的設計發(fā)表了很多有影響的論文。有限狀態(tài)控制實質(zhì)上是一種采樣化的模型參考控制，而算法控制則是一種居中的情況。有限狀態(tài)控制是由南斯拉夫的Tomovic[21]在1961年提出來的，模型參考控制是由美國的Farnsworth[22][23]在1975年提出來的，而算法控制是由南斯拉夫米哈依羅．鮑賓研究所著名的機器入學專家Vukobratovic[24]博士在1969年至1972年間提出來的。在60年代和70年代，對步行機器人控制理論的研究產(chǎn)生了三種非常重要的控制方法，即有限狀態(tài)控制、模型參考控制和算法控制。1960年，蘇聯(lián)學者頓斯科依[20]表了著作“運動生物學”，從生物力學的角度，對人體運動學、動力學、能量特征和力學特征進行了一個詳細的描述。最早系統(tǒng)地研究人類和動物運動原理的是Muybridge[18]，他發(fā)明了電影用的獨特攝像機，即一組電動式觸發(fā)照相機，并在1877年成功地拍攝了許多四足動物步行和奔跑的連續(xù)照片。其他國家，尤其是歐洲的一些國家，步行機器人的研究水平也很高。 概括起來，雙足步行機器人的發(fā)展趨勢包括如下十個方面：能動態(tài)穩(wěn)定地高速步行能以自由步態(tài)全方位靈活行走；具有良好的地形適應性；具有極強的越障和避障能力；具有很高的載重／自重比；可靠性高、工作壽命長；具有豐富的內(nèi)感知和外感知系統(tǒng)；控制系統(tǒng)和能源裝置機載化；具有完全的自律能力；具有靈活的操作能力(安裝一個或多個機械手)。在國內(nèi)，機器人產(chǎn)業(yè)剛剛起步，但增長的勢頭非常強勁，我國機器人經(jīng)過20多年的發(fā)展已在產(chǎn)業(yè)化的道路上邁開了步伐。隨著我國門戶的逐漸開放，國內(nèi)的機器人產(chǎn)業(yè)將面對越來越大的競爭與沖擊，因此，掌握國內(nèi)機器人市場的實際情況，把握我國機器人與智能裝備研究的相關進展，顯得十分重要。它在系統(tǒng)集成、步態(tài)規(guī)劃和控制系統(tǒng)等方面實現(xiàn)了重大突破，標志著我國雙足機器人研究已經(jīng)跨入世界先進行列。值得一提的是，北京理工大學研制成功我國首例擬人機器人BRH．01，該機器人身高1．58米，體重76公斤，具有32個自由度，每小時能夠行走l公里，步幅O．33米。在1989年研制成功了一臺雙足行走機器人，這臺機器人具有10個自由度，能完成靜態(tài)步行和動態(tài)步行。目前，該校正致力于功能齊全的雙足機器人HIT一Ⅳ的研制工作，新機器人包括行走機構、上身及髖部執(zhí)行機構，初步設定32個自由度。哈爾濱工業(yè)大學[15]自1985年開始研制雙足步行機器人，迄今為止已經(jīng)完成了三個型號的研制工作。 國內(nèi)雙足機器人研究狀況國內(nèi)雙足機器人的研制工作起步較晚。比如：美國最近研制成功的Big Dog軍用機器人，能負重100公斤，行進速度跟人相當，每小時達到五公里，還能適應各種地形，即使是在側面受到?jīng)_擊時也能保持很好的系統(tǒng)穩(wěn)定性。而美國在機器人領域的技術開發(fā)方面，一直保持著世界領先地位。目前，日本除了比較關注特種機器人和服務機器人以外，還注重中間件的研制。它們采用分層遞解控制結構，使雙足機器人實現(xiàn)站立、行走、爬坡和上下樓梯等。這款機器人可以白行充電，幾乎達到了投產(chǎn)水平。SDR4X可以實現(xiàn)如下7種動作：最高速度為15米／分鐘的前進／后退／左右橫行；由伏臥／仰臥狀態(tài)起立；在前進過程中左右轉身；單腿站立(在斜面上也可作這個動作)；在凹凸不平的路面上行走；踢球；舞蹈。索尼公司的第二代機器人SDR_4X[12]展示了更為復雜的行走控制和更為豐富的通訊功能。它還能夠通過內(nèi)置無線LAN模塊訪問企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)或因特網(wǎng)，為用戶找出所需要的信息。這使ASIMO的功能更加完善。通過改善數(shù)據(jù)處理速度和軟件，早期的ASIMO已經(jīng)做到無需預編程就能夠上下樓梯。應用該技術，ASIMO能夠改變它的行走坡度，并通過平滑地改變調(diào)節(jié)步幅來改變行走的快慢。ASIMO高120厘米，體重鈣千克，使用個人電腦或便攜式控制器操作步行方向和關節(jié)及手的動作。這種設計的最大挑戰(zhàn)是要讓機器人在布滿家具的房間中來去自如，而且還要能上下樓梯。日本本田公司[10]從1986年至今已經(jīng)推出了P系列1，2，3型機器人。這款機器人在平地上走得很好，步速達0．23米／秒。雙足機器人的研制成功，促進了康復機器人的研制。該機器人只有踝和靛兩個關節(jié)，操縱者靠力反饋感覺來保持機器人平衡。機器人靈巧化和智能化發(fā)展——機器人結構越來越靈巧，控制系統(tǒng)愈來