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系統識別號 U0026-2508201919274900
論文名稱(中文) 基於ROS之雙足機器人步態模擬
論文名稱(英文) Gait Simulation of Biped Robot Based on ROS
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 工程科學系
系所名稱(英) Department of Engineering Science
學年度 107
學期 2
出版年 108
研究生(中文) 鄭詠全
研究生(英文) Yung-Chuan Cheng
學號 N96044028
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 90頁
口試委員 指導教授-何明字
口試委員-周榮華
口試委員-侯廷偉
中文關鍵字 雙足機器人  ROS  Gazebo 
英文關鍵字 Biped robot  ROS  Gazebo 
學科別分類
中文摘要 本論文旨在Linux環境中使用ROS及Gazebo用以建構一個雙足機器人的模擬環境,供雙足機器人之動態模擬及控制研究之用。在機器人步態規劃方面,吾人利用擺線輪廓曲線法和一個三次多項式插值方法為基礎規劃機器人的步態,藉由Rviz中的Moveit插件進行逆向運動學的計算;在感測器部分,利用力量感測器模型量測機器人行走時的零力矩點,並利用慣性測量單元模型量測機器人行走姿態。透過rqt即時呈現雙足機器人模型的動態姿態及各軸關節的資料,以供分析確認步態規劃的可行性。
英文摘要 The aim of this thesis is to use ROS and Gazebo based on Linux to integrate a simulation environment for development and simulation of a bipedal robot. Gait pattern planning is based on the cycloidal profile and cubic spline interpolation. Inverse kinematics is obtained by Moveit plugin which is based on Rviz. For sensors, the force sensor model is used to measure the zero moment point of the walking robot and an interial measurement unit sensor model is used to obtain the dynamic posture of the robot. Then simulation the data of sensor models and the data of each joint are displayed through the graphical user interface of rqt. Eventually, this simulation environment is able to help us to validate and verify the feasibility of gait planning.
論文目次 摘要 I
Abstract II
誌謝 VIII
目錄 IX
圖表目錄 XII
第一章 緒論
1-1 研究背景與動機 1-1
1-2 研究目的 1-1
1-3 控制平台簡介 1-3
1-4 相關文獻回顧 1-4
1-5 本實驗室之相關成果 1-6
1-6 論文結構 1-8
第二章 雙足機器人之運動學
2-1 前言 2-1
2-2 順向運動學 2-1
2-3 逆向運動學 2-7
2-4 總結 2-16
第三章 雙足機器人之步態規劃
3-1 前言 3-1
3-2 雙足機器人之步態規劃 3-1
3-2-1擺線輪廓曲線法[4]與軌跡產生法[27] 3-1
3-3 零力矩點理論與計算 3-10
3-4 總結 3-14
第四章 ROS之介紹與Gazebo模擬環境之建立
4-1 前言 4-1
4-2 ROS之概念 4-1
4-2-1 ROS通訊 4-3
4-2-2 ROS工具 4-4
4-2-3 ROS Packages與Workspace 4-6
4-2-4 ROS之分享 4-7
4-3 安裝ROS、Gazebo及Moveit之步驟 4-8
4-3-1安裝ROS之步驟 4-9
4-3-2常用ROS指令 4-11
4-4 雙足機器人與ROS之結合 4-13
4-4-1 ROS系統建模 4-14
第五章 模擬結果與討論
5-1 前言 5-1
5-2 機器人行走之模擬結果 5-1
5-3 機器人模型行走時各軸模擬結果 5-4
5-4 ZMP之模擬結果 5-10
5-5 其他步態規劃參數之模擬結果 5-11
5-6 總結 5-18
第六章 結論與未來展望
6-1 結論 6-1
6-2 未來展望 6-1
參考文獻 Ref-1
附錄 A-1
參考文獻 [1] ROS, https://www.ros.org/
[2] Gazebo, http://gazebosim.org/
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[36] Rviz, http://wiki.ros.org/rviz
[37] Github, https://github.com/
[38] Maplesim, https://www.maplesoft.com/products/maplesim/
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