基于ROS的蛇形机器人基本仿生运动与自主爬台阶控制

摘要: 设计了一种带正交关节和主动轮组合的蛇形机器人。该机器人不仅能够实现基本的蜿蜒运动、纵向行波运动、横向翻滚运动和横向行波运动，且针对台阶式障碍物提出了一种自主爬越台阶的控制策略。机器人通过激光测距传感器与头部关节的仰角得到台阶高度，抬起相应高度的关节将头关节搭在台阶上，控制主动轮的推进速度与关节抬起的角速度相结合的方式达到上台阶的目的，并且在运动过程中将头部俯仰关节舵机的负载反馈作为判别下台阶的条件。基于ROS（robot operating system）构建了蛇形机器人仿真模型，并通过仿真与实验验证了机器人的基本运动控制和自主爬台阶控制策略的有效性。

关键词: 蛇形机器人    ROS    爬台阶    激光传感器    控制策略    

0 引言

蛇形机器人是根据生物蛇的运动形态设计的一种具有细长身体和多关节，并且能够在不规则环境中灵活移动的高冗余度移动机器人。相比于传统的轮式、履带式和腿式机器人，蛇形机器人的运动方式更加多样化，能够完成蜿蜒运动[1]