为趾足双足机器人下楼梯规划最速降线髋部轨迹
机器人学
2020-12-07 v1 机器学习
摘要
针对具有趾足的 9 连杆双足机器人模型，提出了一种新颖高效的下楼梯轨迹。最速降线（brachistochrone）是仅受重力作用下质点的最快下降轨迹。在大多数情况下，人类下楼梯时髋部也遵循最速降线轨迹以获得更灵敏的运动。此处，我们开发了一种自适应轨迹规划算法，使具有不同连杆长度与质量的双足机器人能在不同楼梯尺寸上下楼梯。我们假设所关注双足机器人的重心（COG）位于髋部。考虑了基于零力矩点（ZMP）的 COG 轨迹并确保其稳定性。摆动腿的踝关节考虑采用摆线轨迹。摆线与最速降线的参数均取决于楼梯台阶尺寸。因此本文可大致分为 4 步：1）开发基于 ZMP 的髋部最速降线轨迹；2）通过适当碰撞约束规划踝关节摆线轨迹；3）使用无监督人工神经网络（ANN）求解逆运动学；4）将所提轨迹与圆弧及虚拟斜坡式髋部轨迹进行比较。所提算法已使用 MATLAB 实现。
引用
@article{arxiv.2012.02301,
title = {Planning Brachistochrone Hip Trajectory for a Toe-Foot Bipedal Robot going Downstairs},
author = {Gaurav Bhardwaj and Utkarsh A. Mishra and N. Sukavanam and R. Balasubramanian},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.02301},
year = {2020}
}
备注
6 pages, 6 figures, Accepted for presentation at the RoAI 2020: International Conference on Robotics and Artificial Intelligence 2020, IIT Madras and will be published in the Proceedings by the Journal of Physics: Conference Series. arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:2012.01417