轮式双足机器人跳跃的欠驱动运动规划与控制
机器人学
2020-12-14 v1
摘要
本文研究轮式双足机器人的跳跃运动,该运动充分利用了轮腿混合设计特性的优势。我们提出了一种用于轮式双足机器人跳跃运动规划与控制的层次化综合方案。轮式双足动力学系统的欠驱动性是主要难题,尤其在规划问题中。为应对该问题,提出一种新颖的轮式弹簧负载倒立摆(W-SLIP)模型来刻画跳跃过程中轮式双足机器人的本质动力学。依托 W-SLIP 模型类微分平坦性质,设计了基于二次规划的可处理跳跃运动规划解法。结合考虑飞行相运动学规划方案,建立了 W-SLIP 模型的完整规划方案。为实现对规划轨迹的精确跟踪,通过扰动观测器融合基于线性二次调节器的轮子控制器与其他关节的任务空间全身控制器。整体规划与控制方案在轮式双足机器人原型的 V-REP 仿真中得到验证。
引用
@article{arxiv.2012.06156,
title = {Underactuated Motion Planning and Control for Jumping with Wheeled-Bipedal Robots},
author = {Hua Chen and Bingheng Wang and Zejun Hong and Cong Shen and Patrick M. Wensing and Wei Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.06156},
year = {2020}
}
备注
Supplementary video available at: https://youtu.be/7S7UARwn2lk