节律运动和感知信息耦合机理研究及实验验证
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:61673300
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:62.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:F0306.自动化检测技术与装置
- 结题年份:2020
- 批准年份:2016
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2017-01-01 至2020-12-31
- 项目参与者:姚静; 张长柱; 王志鹏; 尹晓川; 熊峰; 王鹤霖; 张彤; 夏力;
- 关键词:
项目摘要
Rhythmic movement and sensory feedback cannot be fused effectively, which has become a common problem in CPG-inspired robot walking control. Because of the weak modulation between robots and the information of environments, it is difficult to adjust the motion patterns in real-time according to the walking states of the robot, which leads to the case that it is hard or even impossible for adaptive walking of the robot in the complex environment. In this project, by considering the staged optimization algorithm, we will develop a novel control method via the imitation of layered reception of reflexes and layered execution of the motion commands in biological CPG. The main topics include: (1) build a novel hierarchical CPG model to improve and standardize the existing multi-layered neuron network; (2) by imitating the biological reflex mechanism, propose feedback paths of the multi-sensor information and the strategy of information reception and interconnection; explore the fused strategies when some performance, such as, the real-time quality and computation efficiency, are taken into account in practice; (3) design a novel staged optimization algorithm with variable searching space such that the optimized structure of the control system could be obtained, and develop an intelligent platform which effectively integrates human intelligence and computational intelligence; (4) demonstrate the effectiveness of the proposed methods on environmental walking adaptability of the humanoid robot. In this project, it is aimed to explore novel control theories and approaches for the problem of humanoid walking, which are expected to greatly improve the innovations of biological-inspired control methods and applications in related engineering fields.
节律运动和感知信息无法有效融合是目前中枢模式发生机制(CPG)机器人工程应用的共性问题。传感信息对机器人与环境交互的调节作用较弱,较难根据机器人运动状态实时调整运动方式,无法完成复杂环境中的适应性行走。本研究拟结合进化计算,模拟生物CPG反射信息分层接收和运动命令分层执行的机制来解决这一问题,研究内容包括:(1)建立一种分层CPG模型,完善和规范现有的多层CPG模型;(2)模拟生物反射机制来建立多传感信息的反馈通路,提出能实现多传感信息接收与耦合的策略,探索耦合策略在系统实现面临实时性、计算效率等关键问题时的解决方法;(3)设计变搜索空间的分步式优化算法,使模型能以最优的结构形式应用到工程中。开发一个有效融合人类智能和计算智能的设计平台;(4)进行仿人机器人适应性行走的实验设计与验证。本项目旨在探索仿人机器人行走控制新的理论和方法,能极大地推动生物诱导控制方法在诸多应用领域内的设计创新。
结项摘要
节律运动和感知信息无法有效融合是目前中枢模式发生机制(CPG)机器人工程应用的共性问题。传感信息对机器人与环境交互的调节作用较弱,较难根据机器人运动状态实时调整运动方式,无法完成复杂环境中的适应性行走。本研究拟结合进化计算,模拟生物CPG反射信息分层接收和运动命令分层执行的机制来解决这一问题,研究内容包括:(1)建立一种分层CPG模型,完善和规范现有的多层CPG模型;(2)模拟生物反射机制来建立多传感信息的反馈通路,提出能实现多传感信息接收与耦合的策略,探索耦合策略在系统实现面临实时性、计算效率等关键问题时的解决方法;(3)针对仿人机器人的关节空间行走控制,将CPG与强化学习算法相融合,提出分层强化学习模型;(4)进行仿人机器人适应性行走的实验设计与验证。本项目旨在探索仿人机器人行走控制新的理论和方法,能极大地推动生物诱导控制方法在诸多应用领域内的设计创新。
项目成果
期刊论文数量(24)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(4)
专利数量(14)
基于AM-RPPO的双足机器人适应性行走控制算法研究
- DOI:--
- 发表时间:2019
- 期刊:机器人
- 影响因子:--
- 作者:马璐;刘成菊;林立民;徐斌辰;陈启军
- 通讯作者:陈启军
Active Balance Control of Humanoid Locomotion Based on Foot Position Compensation
基于足部位置补偿的仿人运动主动平衡控制
- DOI:10.1007/s42235-020-0011-x
- 发表时间:2020-01-01
- 期刊:JOURNAL OF BIONIC ENGINEERING
- 影响因子:4
- 作者:Liu, Chengju;Zhang, Tong;Chen, Qijun
- 通讯作者:Chen, Qijun
Rhythmic-Reflex Hybrid Adaptive Walking Control of Biped Robot
双足机器人节律反射混合自适应行走控制
- DOI:10.1007/s10846-018-0889-2
- 发表时间:2019-06-01
- 期刊:JOURNAL OF INTELLIGENT & ROBOTIC SYSTEMS
- 影响因子:3.3
- 作者:Liu, Chengju;Yang, Jing;Chen, Qijun
- 通讯作者:Chen, Qijun
Codesign of event-triggered and distributed h-infinity filtering for active semi-vehicle suspension system
半车辆主动悬架系统事件触发分布式h无穷大滤波协同设计
- DOI:--
- 发表时间:2017
- 期刊:IEEE/ASME Transactions on Mechatronics
- 影响因子:--
- 作者:Zhang Hao;Zheng Xiaoyuan;Yan Huaicheng;Peng Chen;Wang Zhuping;Chen Qijun
- 通讯作者:Chen Qijun
Self-Localization in Highly Dynamic Environments Based on Dual-Channel Unscented Particle Filter
基于双通道无味粒子过滤器的高动态环境自定位
- DOI:10.1017/s0263574720001046
- 发表时间:2021-07-01
- 期刊:ROBOTICA
- 影响因子:2.7
- 作者:Chen Hao;Liu Chengju;Chen Qijun
- 通讯作者:Chen Qijun
共 18 条
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其他文献
基于物体路标的仿人机器人实时里程计
- DOI:--
- 发表时间:2020
- 期刊:信息与控制
- 影响因子:--
- 作者:周浩然;刘成菊;安康;陈启军
- 通讯作者:陈启军
基于LIPM的机器人快速行走优化
- DOI:--
- 发表时间:2015
- 期刊:华中科技大学学报 (自然科学版)
- 影响因子:--
- 作者:熊峰;刘成菊;陈启军
- 通讯作者:陈启军
一种基于DTW-GMM的机器人多机械臂多任务协同策略
- DOI:--
- 发表时间:2020
- 期刊:自动化学报
- 影响因子:--
- 作者:刘成菊;林立民;刘明;陈启军
- 通讯作者:陈启军
基于 Fuzzy--CPG 的双足机器人适应性行走控制
- DOI:--
- 发表时间:2020
- 期刊:控制理论与应用
- 影响因子:--
- 作者:张雪;刘成菊;陈启军
- 通讯作者:陈启军
基于STFT的仿人机器人手臂轨迹生成方法
- DOI:--
- 发表时间:2019
- 期刊:机器人
- 影响因子:--
- 作者:林立民;刘成菊;马璐;王德明;陈启军
- 通讯作者:陈启军
共 8 条
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刘成菊的其他基金
无人码头场景下集装箱运输车自动驾驶关键理论与技术
- 批准号:62333017
- 批准年份:2023
- 资助金额:228 万元
- 项目类别:重点项目
社会规则约束下移动机器人的行为优化
- 批准号:62173248
- 批准年份:2021
- 资助金额:59 万元
- 项目类别:面上项目
仿人机器人适应性行走的生成机理及自主学习进化机制
- 批准号:U1713211
- 批准年份:2017
- 资助金额:302.0 万元
- 项目类别:联合基金项目
受CPG机理启发的两足机器人适应性行走控制方法研究和实验验证
- 批准号:61203344
- 批准年份:2012
- 资助金额:24.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目