基于浮基倒立摆非线性预测控制的崎岖地形动态行走
机器人学
2017-07-26 v2
摘要
我们提出了一种用于崎岖地形动态行走的实时步态生成器。我们的方法自动确定步态持续时间，这是崎岖地形上的一个关键问题，因为步态持续时间取决于地形拓扑。为实现这一通用性水平，我们考虑了浮基倒立摆（FIP）模型，其中质心可自由平移，且零倾翻力矩点允许离开接触面。该模型等效于具有可变质心高度的线性倒立摆，但其运动方程保持线性。随后我们的解决方案遵循三个步骤：(i) 我们表征了 FIP 的接触稳定性条件；(ii) 我们通过对滚转时域 FIP 轨迹求解非线性优化来计算前馈控制。尽管以 30 Hz 的模型预测方式运行，仿真表明后者对于稳定动态运动而言太慢。为弥补这一点，我们 (iii) 将 FIP 反馈控制线性化为以 300 Hz 运行的受约束线性二次型调节器。最后，我们在 HRP-4 仿人机器人模型的仿真中演示了我们的解决方案，其中包括状态估计和足部力控制上的噪声与延迟。
引用
@article{arxiv.1703.00688,
title = {Dynamic Walking over Rough Terrains by Nonlinear Predictive Control of the Floating-base Inverted Pendulum},
author = {Stéphane Caron and Abderrahmane Kheddar},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.00688},
year = {2017}
}