基于数据手套的灵巧手抓持规划与仿真
| 文献类型 | 学位 |
| 作者 | 刘杰[1] |
| 机构 | 北京航空航天大学 ↓ |
| 授予学位 | 博士 |
| 年度 | 2003 |
| 学位授予单位 | 北京航空航天大学 |
| 语言 | 中文 |
| 关键词 | 灵巧手;抓持规划;抓持分类;运动映射;分类器 |
| 摘要 | 该文研究的主要内容如下:1.在手的运动学方面,采用DH法建立了人手和灵巧手的运动学模型,结合机器人运动学和医学手外科的研究,提出了人手的运动能力评价指标—指腕距离(DWF).2.在人手到灵巧手的运动映射方面,人手和灵巧手在运动学上的异构现象造成了二者之间运动映射的困难,根据医学上手外科受损伤关节的融合手术的思想提出了提出虚拟关节VJ(Virtual Joint)的概念和实现方法;提出了一种基于虚拟关节和虚拟手指的关节空间运动映射方法;实现两种基于虚拟关节和虚拟手指的人手到灵巧手的运动映射;关节空间关节角度映射和直角空间指尖映射;实现了人手和灵巧手的三维运动仿真,完成了工作空间的可视化.以数据手套为人机接口,在虚拟环境中通过直观地比较映射效果检验映射算法.3.在抓持分类方面,借助模式识别技术完成了分类的定性以定量的转化,采用高斯混合模型(GMM)、人工神经网络(BP、RBF)和支持向量机(SVM)三种方法,分别建立了抓持动作分类器,实验验证了三种方法对抓持动作都有较强的分类能力.在灵巧手抓持规划中采用分类器实现人手用同类的抓持动作抓取形状相同,不同尺寸的物体.4.在抓持分析方面,针对抓持动作缺少直观、信息丰富的数学描述的现状,提出了整体上描述抓持动作的数学模型—抓持特征点集(FPG),定义其概念、介绍实现方法.进行了一系列的实验,获得了BH4灵巧手和人手的抓持特征点集,针对BH4灵巧手六类典型抓持动作,获得对应的抓持特征点集.定义了描述抓持特征点集相似程度的广义距离.依据抓持特征点集和广义距离,提出了人手到灵巧手运动映射算法的评价方法.在上述四个方面研究基础上,该文采用"经验法"主从操作策略进行多指灵巧手的抓持规划,建立了基于数据手套的虚拟现实环境下的主从抓持规划实验平台,完成了人手运动捕捉、人手和灵巧手抓持动作的分类和识别、人手到灵巧手的运动映射,完成了虚拟环境中的抓持规划仿真.把人的智能、学习能力和经验与灵巧手的强度、持久能力和速度结合降低了抓持规划的复杂性,虽然实验以BH4灵巧手为例,但是方法可以用于其他灵巧手实验平台. |
影响因子：
dc:title:基于数据手套的灵巧手抓持规划与仿真
dc:creator:刘杰
dc:date: publishDate:1753-01-01
dc:type:学位
dc:format: Media：北京航空航天大学
dc:identifier: LnterrelatedLiterature：北京航空航天大学.2003.
dc:identifier:DOI：
dc: identifier:ISBN:
