四足仿生机器人的分层实时控制系统

山东大学学报(工学版) ›› 2012, Vol. 42 ›› Issue (4): 48-53.

四足仿生机器人的分层实时控制系统

马昕¹,王维¹,宋锐¹,荣学文¹,孟健¹,李贻斌¹,王博²

1. 山东大学控制科学与工程学院, 山东济南 250061; 2.山东大学(威海)机电与信息工程学院, 山东威海 264209

收稿日期:2012-03-23 出版日期:2012-08-20 发布日期:2012-03-23
作者简介:马昕(1970- ),女,山东梁山人,教授,博士,主要研究方向为移动机器人导航控制. E-mail: maxin@sdu.edu.cn
基金资助:
国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2011AA041001);山东省自然科学基金资助项目(ZR2012FM036);山东大学自主创新基金资助项目(2011JC011);国家自然科学基金资助项目(61075091)

Hierarchical real-time control system for a hydraulically actuated quadruped bionic robot

MA Xin1, WANG Wei1, SONG Rui1, RONG Xue-wen1, MENG Jian1, LI Yi-bin1, WANG Bo2

1. School of Control Science and Engineering, Shandong University, Jinan 250061, China;
2. School of Machanical, Electrical and Information Engineering, Shandong University at Weihai, Weihai 264209, China

Received:2012-03-23 Online:2012-08-20 Published:2012-03-23

摘要/Abstract

摘要：

针对山东大学机器人研究中心自主研发的液压驱动四足仿生机器人对控制系统的实时性和稳定性要求,设计实现了具有3层结构的分层式控制系统,包括环境感知层、控制执行层和远程控制层,给出了控制系统总体设计方案。利用基于Socket的网络通信技术及基于管道和线程的进程间通信技术,完成了系统中实时数据通信;采用命名管道技术实现了传感器驱动模块挂载,利用MySql数据库技术实现了系统运行过程中的数据备份。通过挂载激光扫描仪数据采集子进程和Trot步态控制任务实验表明,该分层式控制系统的通信实时性良好。

关键词: 液压驱动, 四足, 仿生, 机器人, 分层, 实时控制系统

Abstract:

In order to meet the requirement for real-time and stability, a hierarchical real-time control system was designed and realized for a hydraulically actuated quadruped bionic robot developed by the Centre for Robotics of Shandong University. The hierarchical control system included the environment perception layer, the control implementation layer and the remote control layer. The overall design of the control system was given. Socket-based network communication technology and pipe／thread-based interprocess communication technology were used for real-time communication. The named pipe technology was used for mounting sensor drive model. MySql database technology was used for data backup during the system operation. The experimental results of controlling data acquisition with a laser scanner and controlling a trot gait showed that the hierarchical control system could match the requirements of real-time.

Key words: hydraulically actuated, quadruped, bionics, robot, layer, real-time control system

马昕1,王维1,宋锐1,荣学文1,孟健1,李贻斌1,王博2. 四足仿生机器人的分层实时控制系统[J]. 山东大学学报(工学版), 2012, 42(4): 48-53.

MA Xin1, WANG Wei1, SONG Rui1, RONG Xuewen1, MENG Jian1, LI Yibin1, WANG Bo2. Hierarchical real-time control system for a hydraulically actuated quadruped bionic robot[J]. JOURNAL OF SHANDONG UNIVERSITY (ENGINEERING SCIENCE), 2012, 42(4): 48-53.

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