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第38 卷第1 期 机器人 ROBOT Vol.38, No.1
2016 年1 月 Jan., 2016
DOI :10.13973/ki.robot.2016.0056
仿人机器人全方位步行参数的代理模型优化
1,2,3 1,2,3 1 1,2,3
张继文 ,刘 莉 ,李昌硕 ,陈 恳
(1. 清华大学机械工程系,北京 100084; 2. 精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室,北京 100084;
3. 摩擦学国家重点实验室,北京 100084)
摘 要:仿人机器人的全方位步行参数对其行走稳定性、灵活性、快速性具有较大影响,然而物理机器人与
描述其前后步幅连接约束的简化动力学模型间的数学关系却难于建立,因而难于获得优化目标表达式和相应的优
化方法.本文从步幅跟随规划算法中提取出7 个关键影响参数,并将标准实验工况下的步幅跟随性能指定为优化
目标,从而将问题转化为一个黑盒优化过程.基于动力学仿真建立Kriging 代理模型,通过Latin 超立方初始实验
和EGO (effective global optimization )迭代建模优化求解该问题.动力学仿真结果表明,在较少的实验代价下,该
方法实现了全方位步行参数的优化,该方法能够实现步行速度和步幅跟随能力的综合提升.
关键词:仿人机器人;步态规划;全方位;参数优化;代理模型;克里金模型
中图分类号:TP242 文献标识码:A 文章编号:1002-0446(2016)-01-0056-08
Surrogate Model Based Optimization for Omni-directional Walking Parameters of Humanoids
ZHANG Jiwen 1,2,3 ,LIU Li 1,2,3 ,LI Changshuo 1 ,CHEN Ken 1,2,3
(1. Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China;
2. Beijing Key Lab of Precision/Ultra-precision Manufacturing Equipments and Control, Tsinghua University, Beijing 100084, China;
3. The State Key Laboratory of Tribology, Beijing 100084, China)
Abstract: Omni-directional walking parameters of a humanoid robot have great impacts on its walking stability, flexibility
and rapidity. However, it is difficult to establish the mathematical relationship between the physical robot and the simplified
dynamics model which describes its inter-pace connectivity constraints. Therefore, it is hard to obtain the expression of
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