Метод управления движением двуногого шагающего робота по произвольной траектории
https://doi.org/10.17587/mau.19.633-641
Аннотация
Статья описывает разработку метода управления передвижением двуногого шагающего робота по произвольной траектории на основе линейно-квадратичного регулятора с прогнозированием, использующего линейный фильтр Калмана для оценки состояния робота. Критерием устойчивости движения в работе выбрана точка нулевого момента. Проведены эксперименты на виртуальной модели робота AR601, подтверждающие эффективность предложенного метода.
Ключевые слова
двуногий шагающий робот,
устойчивость,
точка нулевого момента,
линейные дискретные системы,
ROS,
Gazebo,
AR601
Об авторах
Р. Р. Хусаинов
АНО ВО "Университет Иннополис".
Россия
Россия
Р. Р. Хусаинов, науч. сотр. Центра развития робототехники.
Иннополис.
А. А. Климчик
АНО ВО "Университет Иннополис".
Россия
Россия
А. А. Климчик, руководитель Центра развития робототехники, PhD.
Иннополис.
Е. А. Магид
Высшая Школа ИТИС, Казанский федеральный университет.
Россия
Россия
Е. А. Магид, и. о. зав. кафедры интеллектуальной робототехники, профессор, PhD.
Казань.
Список литературы
1. Ha T., Choi C.-H. An effective trajectory generation method for bipedal walking // Robotics and Autonomous Systems. 2007. Vol. 55, N. 10. P. 795—810.
2. Kim J.-Y., Kim Y.-S. Human-like gait generation for biped android robot using motion capture and zmp measurement system // International Journal of Humanoid Robotics. 2010. Vol. 07,N. 04. P. 511—534.
3. Strom J., Slavov G., Chown E. Omnidirectional Walking Using ZMP and Preview Control for the NAO Humanoid Robot //RoboCup 2009: Robot Soccer World Cup XIII / Baltes J. и др. Springer Berlin Heidelberg, 2010. P. 378—389.
4. Piperakis S., Orfanoudakis E., Lagoudakis M. G. Predictive control for dynamic locomotion of real humanoid robots // 2014 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. 2014. P. 4036—4043.
5. Vukobratović M., Borovac B. Zero-moment point — thirty five years of its life // International Journal of Humanoid Robotics. 2004. Vol. 01, N. 01. P. 157—173.
6. Kajita S., Hirukawa H., Harada K., Yokoi K. Introduction to humanoid robotics. Springer, 2014.
7. Андроидная техника. URL: https://npo-at.com/ (дата обращения: 08.12.2017)
8. Сиразетдинов Р. Т., Деваев В. М., Камалов А. Р., Кацевман Е. М. Программный комплекс моделирования и виртуализации антропоморфного робота AR601 на основе систем ROS и Gazebo // Седьмая всероссийская научно-практическая конференция "Имитационное моделирование, теория и практика: труды конференции. 2015. T. 2. С. 328—331.
9. Горобцов А., Андреев А., Тарасов П., Скориков А., Карцов С. Синтез устойчивых квазистатических режимов шагания антропоморфного робота // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2016. № 6 (185).
10. Ложкин П. В., Толстель О. В. Создание программно-аппаратного комплекса, обеспечивающего динамическое равновесие и движение РТК AR-600 // Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. 2013. № 4.
11. Khusainov R., Afanasyev I., Sabirova L., Magid E. Bipedal robot locomotion modelling with virtual height inverted pendulum and preview control approaches in Simulink environment // Journal of robotics networking and artificial life. 2016. Vol. 3, N. 3. P. 182—187.
12. Hubicki C. M., Hereid A., Grey M. X., Thomaz A. L., Ames A. D. Work those arms: Toward dynamic and stable humanoid walking that optimizes full-body motion // 2016 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA). 2016. P. 1552—1559.
13. Peiper D. L. The kinematics of manipulators under computer control. 1968, DTIC Document.
14. Vukobratović M., Stepanenko J. On the stability of anthropomorphic systems // Mathematical biosciences. 1972. Vol. 15,N. 1—2. P. 1—37.
15. Siciliano B., Khatib O. Springer handbook of robotics. Springer, 2016.
16. Albert A., Gerth W. Analytic Path Planning Algorithms for Bipedal Robots without a Trunk // Journal of Intelligent and Robotic Systems. 2003. Vol. 36, N. 2. P. 109—127.
17. Khusainov R., Afanasyev I., Magid E. Anthropomorphic robot modelling with virtual height inverted pendulum approach in Simulink: step length and robot height influence on walking stability // Int. Conf. on Artificial Life and Robotics. 2016.
18. Kajita S., Kanehiro F., Kaneko K., Fujiwara K., Harada K., Yokoi K., Hirukawa H. Biped walking pattern generation by using preview control of zero-moment point // Robotics and Automation, 2003. Proceedings. ICRA ‘03. IEEE International Conference on. 2003. Vol. 2. P. 1620—1626.
19. Katayama T., Ohki T., Inoue T., Kato T. Design of an optimal controller for a discrete-time system subject to previewable demand // International Journal of Control. 1985. Vol. 41, N. 3.P. 677—69 9.
20. Grewal M. S. Kalman filtering //International Encyclopedia of Statistical Science. Springer Berlin Heidelberg, 2011. P. 705—708.
21. ROS. URL: http://www.ros.org/ (дата обращения: 08.12.2017).
Рецензия
Для цитирования:
Хусаинов Р.Р., Климчик А.А., Магид Е.А. Метод управления движением двуногого шагающего робота по произвольной траектории. Мехатроника, автоматизация, управление. 2018;19(10):633-641. https://doi.org/10.17587/mau.19.633-641
For citation:
Khusainov R.R., Klimchik A.S., Magid E.A. A Method for Bipedal Robot Locomotion Control along an Arbitrary Trajectory. Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie. 2018;19(10):633-641. (In Russ.) https://doi.org/10.17587/mau.19.633-641
Просмотров: 1819
.png)
Послать статью по эл. почте 