A Humanoid Robot with a 3-D Eye for Object Motion Tracking and Dynamics Walking Pattern Planning for Agile Action(I)

[[abstract]]人型機器人雖然已有商業產品，但其核心技術，台灣的技術能力仍有待紮根。本研 究計劃預定以三年的時間設計製作一完全自製的人型機器人，除了其機構和控制系統的 開發以外，研究計畫重點將置於人型機器人的步態研究與規劃以及其三維全方向視覺， 以期設計實現一「眼睛明亮，動作敏捷」的人型機器人。 計畫的研究工作分三年敘述如下，第一年完成一每一支腳有7 個連桿的人型機器人 機構，並開發其控制系統以及影像處理單元的硬體。第二年以最少能量規劃每一步的步 長，並以最少時間固定步幅規劃其步態，其中包括應用力感測器、加速度計與角速度計 觀察其運動的軌跡與能量花費情形，以便可對其步態作細部調整，以期得到一穩健快速 的步態。第三年是著力於電腦視覺，我們將開發一由多平面鏡組合可由不同視覺方向取 得影像資料的全方向視覺，有不同視覺方向的影像資料，才有完整的三維資訊。由於平 面鏡看遠處、近處必疏失，我們將再設計一全方向非平面鏡以期取得準確的三維資訊， 我們將發一演算法，以便人型機器人移動時，其攝影移動的定位，可以由參考的圖形， 精準的估測。[[abstract]]Although humanoid robots have been commercial products, it is weak for Taiwan to develop its kernel technique. In this research, we will spend three years to develop a self-made humanoid robot. In addition to mechanism and control system development, humanoid walking pattern planning and 3-D omnidirectional vision are studied for design and implementation of bright eye and agile action. In this research, there are three topics for three year study as follows. In the first year, a humanoid robot with seven-link legs is designed and implemented to develop its control system and image processing unit. In the second year, optimal energy and optima time strategies are engaged to plan humanoid stride and pace, respectively, for a stable and quick walking pattern. The third year focuses on computer vision. Multi-plane mirrors are combined to develop 3-D and omnidirectional vision for the humanoid robot. A algorithm for camera self localization as the humanoid move is developed to tracking target.[[note]]NSC95-2221-E327-01