×

多空间接触下仿人机器人的动态平衡保持和防滑。 (英文) Zbl 1418.70018号

小结:动态平衡的主要指标是\(\mathit{ZMP}\)。其最初的概念是假设机器人的双脚与水平平面接触(所有接触都在同一平面上),并且摩擦力足够大,因此不会发生滑动。随着仿人机器人能力的不断增强,以及需要执行的运动的复杂性越来越高,这些假设可能不成立。考虑到如果脚的边缘没有旋转并且脚没有滑动,则系统是动态平衡的,我们提出了一种测试两足机器人动态平衡的新方法,使用在单个矩阵中编译的线性接触扳手条件(动态平衡矩阵)。该方法具有广泛的适用性,因为它可以用于检查具有任意周长形状的不同类型接触(包括点、线和曲面)的稳定性。根据每个触点的扳手必须满足的条件,导出了运动可行性条件。该方法在两个场景中进行了模拟测试:两足动物向上攀爬和在倾斜的平面上侧向行走,该平面太陡峭,不需要额外的支撑就无法正常行走。使用广义任务优先级框架合成并执行全身运动。

MSC公司:

70电子60 机器人动力学与刚体控制
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Aagaard,P.,Simonsen,E.B.,Trolle,M.,Bangsbo,J.,Klausen,K.:在低速和高速下进行最大膝盖伸展时的力矩和发电。Eur.J.应用。生理学。占领。生理学。69(5), 376-381 (1994). doi:10.1007/BF00865398·doi:10.1007/BF00865398
[2] Barber,C.B.,Dobkin,D.P.,Huhdanpaa,H.:凸壳的快速壳算法。ACM事务处理。数学。柔和。22(4), 469-483 (1996). doi:10.1145/235815.235821·Zbl 0884.65145号 ·doi:10.1145/235815.235821
[3] Caron,S。;Pham,Q.C。;Nakamura,Y.,《利用锥形双描述实现拟人机器人的多接触稳定性及其在静力学和动力学中的应用》(2015)
[4] Caron,S。;Pham,Q.C。;Nakamura,Y.,《仿人机器人表面接触的稳定性:矩形支撑区域接触扳手的闭合公式》(2015),纽约
[5] 戴,H。;瓦伦苏埃拉,A。;Tedrake,R.,《带质心动力学和全运动学的全身运动规划》,295-302(2014)·doi:10.1109/HUMANOIDS.2014.7041375
[6] DeVita,P.,Hortobágyi,T.:在水平行走期间,肥胖与膝关节扭矩和力量增加无关。J.生物技术。36(9), 1355-1362 (2003). doi:10.1016/S0021-9290(03)00119-2·doi:10.1016/S0021-9290(03)00119-2
[7] Escande,A.,Kheddar,A.,Miossec,S.:规划类人机器人的接触点。机器人。汽车。系统。61(5), 428-442 (2013). doi:10.1016/j.robot.2013.01.008·doi:10.1016/j.robot.2013.01.008
[8] 法伦,M.F。;马里恩,P。;Deits,R。;惠兰,T。;安东尼,M。;McDonald,J。;Tedrake,R.,使用立体融合在崎岖地形上连续移动类人机器人,881-888(2015)·doi:10.1109/HUMANOIDS.2015.7363465
[9] 法拉吉,S。;Pouya,S。;Ijspeert,A.,使用足迹预测方法,具有转向能力的健壮灵活的3D biped行走(2014年)
[10] Ferreau,H.、Kirches,C.、Potschka,A.、Bock,H.和Diehl,M.:qpOASES:二次规划的参数活动集算法。数学。程序。计算。6(4), 327-363 (2014) ·Zbl 1302.90146号 ·doi:10.1007/s12532-014-0071-1
[11] 福田,K。;普罗登,A。;Deza,M.(编辑);Euler,R.(编辑);Manousakis,I.(编辑),《重访双描述方法》,法国,1995年7月3日至5日,《论文选》,柏林·doi:10.1007/3-540-61576-8_77
[12] Goyal,S.、Pinson,E.N.、Sinden,F.W.:相互作用刚体动力学的模拟,包括摩擦I:一般问题和接触模型。工程计算。10(3), 162-174 (1994) ·doi:10.1007/BF01198742
[13] Goyal,S.,Pinson,E.N.,Sinden,F.W.:包括摩擦力在内的相互作用刚体动力学模拟II:软件系统设计和实现。工程计算。10(3), 175-195 (1994) ·doi:10.1007/BF01198743
[14] 原田,K。;Hirukawa,H。;Kanehiro,F。;藤原,K。;Kaneko,K。;卡吉塔,S。;Nakamura,M.,《人形机器人抓取环境的动态平衡》,第2期,1167-1173(2004),纽约
[15] Harada,K.,Kajita,S.,Kaneko,K..,Hirukawa,H.:操作任务期间类人机器人的动力学和平衡。IEEE传输。机器人。22(3), 568-575 (2006) ·doi:10.1109/TRO.2006.870649
[16] Herzog,A.、Rotella,N.、Mason,S.、Grimminger,F.、Schaal,S.和Righetti,L.:力矩控制类人机器人上具有层级逆动力学的动量控制。汽车。机器人40(3),473-491(2015)。doi:10.1007/s10514-015-9476-6·doi:10.1007/s10514-015-9476-6
[17] Herzog,A。;北卡罗拉。;沙尔,S。;Righetti,L.,多触点动量控制轨迹生成,874-880(2015)·doi:10.1109/HUMANOIDS.2015.7363464
[18] Hirukawa,H。;服部,S。;原田,K。;卡吉塔,S。;Kaneko,K。;Kanehiro,F。;藤原,K。;Morisawa,M.,腿部机器人脚部接触的通用稳定性准则——adios ZMP,1976-1983(2006),纽约
[19] Kuindersma,S。;Percenter,F。;Tedrake,R.,稳定动态运动的有效可解二次规划,2589-2594(2014)·doi:10.1109/ICRA.2014.6907230
[20] Lengagne,S.、Vaillant,J.、Yoshida,E.、Kheddar,A.:全身最佳动态多接触运动的生成。国际J机器人。第32号决议(9-10),1104-1119(2013)·doi:10.1177/0278364913478990
[21] Lohmeier,S.、Buschmann,T.、Ulbrich,H.、Pfeiffer,F.:仿人机器人LOLA-高速行走研究平台,第221-230页。施普林格,多德雷赫特(2009)。doi:10.1007/978-14020-9438-522·兹比尔1192.93082 ·doi:10.1007/978-1-4020-9438-52-22
[22] Mattingley,J.,Boyd,S.:Cvxgen:嵌入式凸优化的代码生成器。最佳方案。《工程》13(1),1-27(2011)。doi:10.1007/s11081-011-9176-9·Zbl 1293.65095号 ·doi:10.1007/s11081-011-9176-9
[23] 尼科利奇,M。;Borovac,B。;Raković,M.,《在光滑的表面上行走:广义任务优先级框架方法》,189-196(2014),柏林
[24] Nikolić,M.、Borovac,B.、Raković,M、Savć,S.:通过任务优先化进一步概括了任务导向控制。国际类人机器人杂志10(03)(2013)
[25] 尼科利奇,M。;Savic,S.公司。;Borovac,B。;Rakovic,M.,《独立类人机器人动觉教学的任务优先级框架》,241-246(2015)·doi:10.1109/SISY.2015.7325387
[26] Pang,J.S.,Trinkle,J.:库仑摩擦刚体接触问题的稳定性特征。Z.Angew。数学。机械。80(10), 643-663 (2000). doi:10.1002/1521-4001(200010)80:10<643::AID-ZAMM643>3.0.CO;2-E型·Zbl 0989.70002号 ·doi:10.1002/1521-4001(200010)80:10<643::AID-ZAMM643>3.0.CO;2-乙基
[27] Sentis,L.,Khatib,O.:通过行为原语的层级控制合成全身行为。国际J类人机器人。2(04), 505-518 (2005) ·doi:10.1142/S0219843605000594
[28] Sentis,L。;Khatib,O.,《在人类环境中操作的类人机器人全身控制框架》,2006年第2641-2648号(2006年)·doi:10.1109/ROBOT.2006.1642100
[29] Sentis,L.,Park,J.,Khatib,O.:类人机器人中多接触和中心行为的兼容控制。IEEE传输。机器人。26(3), 483-501 (2010) ·doi:10.1109/TRO.2010.2043757
[30] 高雄,S。;Y.Yokokohji。;Yoshikawa,T.,多足机器人的FSW(扳手的可行解决方案),第3期,3815-3820(2003),纽约
[31] Udwadia,F.E.,Kalaba,R.E.:分析动力学:一种新方法。剑桥大学出版社,剑桥(1996)·Zbl 0875.70100号 ·doi:10.1017/CBO9780511665479
[32] Vukobratović,M.,Borovac,B.:零力矩点——寿命35年。国际J类人机器人。1(01), 157-173 (2004) ·doi:10.1142/S0219843604000083
[33] Vukobratović,M.,Juricic,D.:对两足步态合成的贡献。IEEE传输。生物识别。工程1,1-6(1969)·doi:10.1109/TBME.1969.4502596
[34] Vukobratović,M.,Potkonjak,V.,Babković,K.,Borovac,B.:一般人类和类人运动的仿真模型。多体系统。动态。17(1), 71-96 (2007) ·兹比尔1160.70319 ·doi:10.1007/s11044-006-9034-2
[35] Vukobratović,M.,Stepanenko,J.:关于拟人系统的稳定性。数学。Biosci公司。15(1), 1-37 (1972) ·Zbl 0241.9202号 ·doi:10.1016/0025-5564(72)90061-2
[36] 温辛,P.M。;Orin,D.E.,通过带有圆锥优化的任务空间控制生成动态类人行为,3103-3109(2013)·doi:10.1109/ICRA.2013.6631008
[37] Whelan,T.、Kaess,M.、Johannsson,H.、Fallon,M.,Leonard,J.J.、McDonald,J.:实时大规模致密RGB-D撞击与体积融合。国际J机器人。第34(4-5)号决议,598-626(2015)。doi:10.1177/0278364914551008·doi:10.1177/0278364914551008
[38] Winter,D.A.:人体运动的生物力学和运动控制,第3版。威利,纽约(2004)
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。