基于改进的脚步计划器和全身协调控制器控制人形机器人的步行控制
Xiangji Wang1, Wei Guo1, Siyu Yin1
1State Key Laboratory of Robotics and System Harbin Institute of Technology, Harbin, China.
Frontiers in neurorobotics
|March 10, 2025
概括
这项研究引入了一种新的人形机器人步行控制系统,该系统集成了改进的步骤计划器和全身协调. 这种方法通过利用手臂和腰部运动来提高行走速度和动态稳定性,这对应急机器人至关重要.
科学领域:
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 控制系统 控制系统
- 人类形态运动
背景情况:
- 人形机器人需要高速行走,以应对紧急情况.
- 当前的控制框架往往忽视了上肢关节的协调,从而限制了性能.
- 生物学研究表明,手臂和腰部协调可以提高人类的步行速度和稳定性.
研究的目的:
- 为人类型机器人开发一种新的行走控制框架.
- 为了提高所需速度和动态步行能力的跟踪精度.
- 为了利用全身协调,包括手臂和腰部,以增强运动.
主要方法:
- 提出了改进的步骤计划器,使用质量中心 (CoM) 位置重建优化.
- 一个全身协调控制器的设计采用分层的方法来单独控制上半身和下半身.
- 该框架集成了改进的步骤计划器和全身协调控制器.
主要成果:
- 改进的步骤计划器提高了对所需步行速度的控制精度.
- 全身协调控制器有效地利用手臂和腰部的运动,以保持稳定性和步骤长度.
- 在Dexbot原型上的模拟显示显著增强了最大步行能力.
结论:
- 拟议的框架有效地提高了人形机器人的步行速度和动态稳定性.
- 整合上肢协调与先进的步骤规划是增强机器人运动的关键.
- 新的层次控制设计避免了多任务合问题,提高了整体性能.
