基于时间投影控制与步进策略的推力恢复

本文提出一种具有动态步进特性的在线推力恢复简单控制框架。由于我们的机器人腿部相对较重，需要考虑摆动动力学，因此使用称为3LP的线性模型，该模型由三个摆组成以模拟摆动和躯干动力学。基于3LP方程，我们构建离散LQR控制器，并采用一种特定的时间投影方法在运动过程中连续在线调整下一步落脚点位置。该调整基于骨盆与摆动脚的跟踪误差求得，自然地将摆动动力学纳入考虑。建议的调整量被叠加到笛卡尔3LP步态上，并通过逆运动学转换为关节空间轨迹。固定与自适应抬脚策略也确保了在受扰行走条件下具有足够的离地间隙。所提结构鲁棒，且仅使用非常简单的状态估计与基本位置跟踪。我们依靠物理串联弹性驱动器吸收冲击，同时引入简单律以补偿其跟踪偏差。大量实验证明了各控制块的功能，并验证了时间投影在极端推力恢复场景中的有效性。我们还展示了当机器人受到连续拖拽力时自发产生与涌现的行走步态。这些步态因踝关节处相对柔软的弹簧且在我们所提架构中避免任何零力矩点（ZMP）控制而具有动态行走鲁棒性。