面向崎岖地形欠驱动双足行走的感知混合整数落脚控制
机器人学
2025-05-13 v2
摘要
穿越崎岖地形要求动态双足机器人通过落脚来稳定自身，同时避免踏入不安全区域。鉴于安全地形的非凸性以及不完美的感知和状态估计，在线规划这些脚步极具挑战性。本文通过一个全栈感知与控制系统来应对这些挑战，以实现欠驱动双足机器人在不连续地形上的行走。首先，我们开发了模型预测落脚控制（MPFC），这是一个单一的混合整数二次规划，它假设地形可分解为凸多边形，以超过100 Hz的频率优化离散落脚点选择、落脚位置、踝关节力矩、模板动力学和步态时序。然后，我们提出了一种在线生成凸多边形地形分解的新方法。我们的感知栈将安全地形分类与平面多边形拟合解耦，使用单个CPU线程实时生成时间一致的地形分割。我们通过欠驱动双足机器人Cassie的户外实验展示了我们感知与控制栈的性能，在不连续地形上实现了最先进的感知双足行走。补充视频：https://youtu.be/JK16KJXJxi4
引用
@article{arxiv.2501.19391,
title = {Perceptive Mixed-Integer Footstep Control for Underactuated Bipedal Walking on Rough Terrain},
author = {Brian Acosta and Michael Posa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.19391},
year = {2025}
}