不均匀地形上四足机器人的在线全向跳跃轨迹规划
机器人学
2024-11-12 v2 系统与控制
系统与控制
摘要
自然地形的复杂性常需动物通过跳跃等敏捷运动来提高遍历效率。为在四足机器人中实现类似能力,需要处理复杂的实时跳跃机动。当前研究不充分地解决在线全向跳跃问题,且在轨迹生成过程中忽视了机器人的动力学约束。本文提出一种面向四足机器人全向跳跃的通用且完整的级联在线优化框架。我们的解决方案系统性地包括跳跃轨迹生成、轨迹跟踪控制器和着陆控制器。还 incorporated环境感知以导航标准 locomotion 无法绕过的障碍物,例如从高平台跳跃。我们引入一种新颖的跳跃平面来参数化全向跳跃运动,并构建考虑动力学约束的紧耦合优化问题,同时优化CoM轨迹、地面反作用力(GRFs)和关节状态。为满足在线要求,我们提出一种加速进化算法作为轨迹优化器,以处理动力学约束的复杂性。为确保着陆后环境感知的稳定性和准确性,我们引入一种从粗到细的重定位方法,将全局分支和界限(BnB)搜索与最大后验(MAP)估计相结合,以精确定位导航和跳跃。该框架在不均匀地形上实现约0.1秒的跳跃轨迹生成(使用热启动),并在两个四足机器人上成功验证。我们还扩展了该框架的通用性至人形机器人。
引用
@article{arxiv.2411.04494,
title = {Online Omnidirectional Jumping Trajectory Planning for Quadrupedal Robots on Uneven Terrains},
author = {Linzhu Yue and Zhitao Song and Jinhu Dong and Zhongyu Li and Hongbo Zhang and Lingwei Zhang and Xuanqi Zeng and Koushil Sreenath and Yun-hui Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.04494},
year = {2024}
}
备注
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