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基于变质心高度策略的双足机器人变步长步态规划
被引量：
5
1
作者
周江琛
肖晓晖
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第4期944-952,共9页
针对双足机器人变步长步行需求,提出一种基于变质心高度策略的变步长步态生成方法。首先,通过理论计算结合样机实验,得出相同步行周期下不同步长对应的机器人能耗最低的质心高度,作为变高度过程中质心高度的参考值;其次,基于模型预测控...
针对双足机器人变步长步行需求,提出一种基于变质心高度策略的变步长步态生成方法。首先,通过理论计算结合样机实验,得出相同步行周期下不同步长对应的机器人能耗最低的质心高度,作为变高度过程中质心高度的参考值;其次,基于模型预测控制(MPC)建立质心状态方程,构建综合质心位轨迹、速度优化和落脚点控制的优化目标函数,考虑零力矩点(ZMP)稳定裕度约束,建立二次约束二次规划模型(QCQP),生成最优质心轨迹;最后,以NAO机器人为实验平台进行变步长步行对比实验。研究结果表明:采用模型预测控制方法,机器人步行过程中ZMP始终保持在稳定范围内,实现了稳定步行;基于变质心高度的步态生成策略,根据步长变化调整机器人质心高度,能适应0.04~0.10 m变步长步行,相比于定高度线性倒立摆模型具有更强的步长调节能力;针对所设计的变步长序列,基于变质心高度的变步长方法相比于传统恒定质心高度方法平均能耗降低约16%。
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关键词
变质心高度
变步长
模型预测控制
能量效率
双足步行
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职称材料
基于变质心高度策略仿人机器人变步长步态规划
被引量：
4
2
作者
何翔
《重庆理工大学学报（自然科学）》
北大核心
2023年第6期146-152,共7页
针对仿人机器人步态切换越障需求,提出一种基于变质心高度策略的变步长步态规划方法。首先,分析质心(CoM)高度变化对机器人步态的影响,将1个步行周期分为3个阶段,包括质心下降、上升和定高度过程,规划质心高度轨迹。然后,规划零力矩点(Z...
针对仿人机器人步态切换越障需求,提出一种基于变质心高度策略的变步长步态规划方法。首先,分析质心(CoM)高度变化对机器人步态的影响,将1个步行周期分为3个阶段,包括质心下降、上升和定高度过程,规划质心高度轨迹。然后,规划零力矩点(ZMP)参考轨迹,基于变高度倒立摆模型,通过托马斯算法解算质心轨迹。为了增强鲁棒性,考虑到机器人越障时步行参数变化的步态切换需求,提出一个具有等式约束的二次规划问题,求解质心优化轨迹。最后,以NAO机器人为实验平台,进行变步长步行对比实验。结果表明:所提出的基于变质心高度策略的步态规划方法,能够实现机器人大步幅变步长稳定步行,实现步态平滑切换,相比于恒定质心高度方法,所提方法的步行平均能耗降低约10%。
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关键词
变质心高度
变步长
能量效率
二次规划
双足步行
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职称材料
题名
基于变质心高度策略的双足机器人变步长步态规划
被引量：
5
1
作者
周江琛
肖晓晖
机构
武汉大学动力与机械学院
出处
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第4期944-952,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(51675385)。
文摘
针对双足机器人变步长步行需求,提出一种基于变质心高度策略的变步长步态生成方法。首先,通过理论计算结合样机实验,得出相同步行周期下不同步长对应的机器人能耗最低的质心高度,作为变高度过程中质心高度的参考值;其次,基于模型预测控制(MPC)建立质心状态方程,构建综合质心位轨迹、速度优化和落脚点控制的优化目标函数,考虑零力矩点(ZMP)稳定裕度约束,建立二次约束二次规划模型(QCQP),生成最优质心轨迹;最后,以NAO机器人为实验平台进行变步长步行对比实验。研究结果表明:采用模型预测控制方法,机器人步行过程中ZMP始终保持在稳定范围内,实现了稳定步行;基于变质心高度的步态生成策略,根据步长变化调整机器人质心高度,能适应0.04~0.10 m变步长步行,相比于定高度线性倒立摆模型具有更强的步长调节能力;针对所设计的变步长序列,基于变质心高度的变步长方法相比于传统恒定质心高度方法平均能耗降低约16%。
关键词
变质心高度
变步长
模型预测控制
能量效率
双足步行
Keywords
variable center-of-mass height
variable step-length
model predictive control
energy efficiency
bipedal walking
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于变质心高度策略仿人机器人变步长步态规划
被引量：
4
2
作者
何翔
机构
中铁第四勘察设计院集团有限公司
出处
《重庆理工大学学报（自然科学）》
北大核心
2023年第6期146-152,共7页
基金
国家重点研发计划项目(2018YFB2100903)。
文摘
针对仿人机器人步态切换越障需求,提出一种基于变质心高度策略的变步长步态规划方法。首先,分析质心(CoM)高度变化对机器人步态的影响,将1个步行周期分为3个阶段,包括质心下降、上升和定高度过程,规划质心高度轨迹。然后,规划零力矩点(ZMP)参考轨迹,基于变高度倒立摆模型,通过托马斯算法解算质心轨迹。为了增强鲁棒性,考虑到机器人越障时步行参数变化的步态切换需求,提出一个具有等式约束的二次规划问题,求解质心优化轨迹。最后,以NAO机器人为实验平台,进行变步长步行对比实验。结果表明:所提出的基于变质心高度策略的步态规划方法,能够实现机器人大步幅变步长稳定步行,实现步态平滑切换,相比于恒定质心高度方法,所提方法的步行平均能耗降低约10%。
关键词
变质心高度
变步长
能量效率
二次规划
双足步行
Keywords
variable CoM height
variable step-length
energy efficiency
quadratic programming
bipedal walking
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
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被引量
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1
基于变质心高度策略的双足机器人变步长步态规划
周江琛
肖晓晖
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
5
在线阅读
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职称材料
2
基于变质心高度策略仿人机器人变步长步态规划
何翔
《重庆理工大学学报（自然科学）》
北大核心
2023
4
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