基于 CLF-QP 主动力控制的人形机器人动态行走降阶模型优化运动解耦与合成
机器人学
2019-10-03 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
本文将三维人形行走解耦为周期运动和过渡运动,每种运动进一步解耦为矢状面和侧平面内的平面行走。利用降阶模型(ROM),即驱动弹簧负载倒立摆(aSLIP)模型和混合线性倒立摆(H-LIP)模型,针对每类平面运动在期望质心(COM)动力学上进行运动生成。周期运动通过点足(欠驱动)ROM 进行规划以实现最小踝部驱动的动态运动,而过渡运动通过足驱动 ROM 进行规划以实现快速平滑的过渡。平面 COM 动力学的合成得到三维期望 COM 动力学,并通过基于控制 Lyapunov 函数的二次规划(CLF-QP)嵌入到人形机器人中。此外,aSLIP 行走的地面反力剖面被用作 CLF-QP 中地面接触力的期望参考,以实现平滑的域过渡。所提出的框架在仿真中的下肢外骨骼上实现,其中实现了不同的行走运动。
引用
@article{arxiv.1910.00687,
title = {Motion Decoupling and Composition via Reduced Order Model Optimization for Dynamic Humanoid Walking with CLF-QP based Active Force Control},
author = {Xiaobin Xiong and Aaron Ames},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.00687},
year = {2019}
}
备注
7 pages, 5 figures; To Appear In IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), 2019