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Toward Reactive Walking: Control of Biped Robots Exploiting an Event-Based FSM

Lee, Yisoo und Lee, Hosang und Lee, Jinoh und Park, Jaeheung (2022) Toward Reactive Walking: Control of Biped Robots Exploiting an Event-Based FSM. IEEE Transactions on Robotics, 38 (2), Seiten 683-698. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/TRO.2021.3088062. ISSN 1552-3098.

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4MB

Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/9469887

Kurzfassung

Reactivity to unforeseen disturbances is one of the most crucial characteristics for biped robots to walk robustly in the real world. Nevertheless, conventional walking methods generally have limited capability for generating rapid reactions to disturbances, because in these methods it is necessary to wait until the end of the preplanned time period to proceed to the next phase. In this study, to improve reactivity, we develop an event-based finite-state machine (E-FSM) for walking pattern generation. Reactivity is enhanced by determining the state transition conditions of the E-FSM only with time-independent events based on the present robot state. Moreover, in the E-FSM, the robot can walk robustly even when the center of mass and the swing foot motion are disturbed, by employing the capture point concept combined with a new swing foot position constraint. Finally, we propose to control the walking robot by incorporating the E-FSM with an inverse dynamics-based motion/force controller to achieve compliant behavior. This can provide safe responses to external disturbances. The developed method is verified by experiments on a 12-degrees-of-freedom torque-controlled biped robot while it locomotes under irregular external disturbances applied to the upper body or swing leg.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/143985/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Toward Reactive Walking: Control of Biped Robots Exploiting an Event-Based FSM
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Lee, YisooKorea Institute of Science, and TechnologyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lee, HosangSeoul National UniversityNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lee, JinohJinoh.Lee (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4901-7095NICHT SPEZIFIZIERT
Park, JaeheungSeoul National UniversityNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:5 April 2022
Erschienen in:IEEE Transactions on Robotics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:38
DOI:10.1109/TRO.2021.3088062
Seitenbereich:Seiten 683-698
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:1552-3098
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Humanoid and bipedal locomotion, humanoid robots, legged robots, robot walking, robot control
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Robotik
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RO - Robotik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Laufroboter/Lokomotion [RO]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Analyse und Regelung komplexer Robotersysteme
Hinterlegt von: Lee, Dr. Jinoh
Hinterlegt am:24 Sep 2021 14:52
Letzte Änderung:27 Feb 2024 09:54

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