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Online Centroidal Angular Momentum Reference Generation and Motion Optimization for Humanoid Push Recovery

Schuller, Robert und Mesesan, George-Adrian und Englsberger, Johannes und Lee, Jinoh und Ott, Christian (2021) Online Centroidal Angular Momentum Reference Generation and Motion Optimization for Humanoid Push Recovery. IEEE Robotics and Automation Letters, 6 (3), Seiten 5689-5696. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/LRA.2021.3082023. ISSN 2377-3766.

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Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/9435940

Kurzfassung

This letter presents a new push recovery algorithm for humanoid robots in balancing scenarios by exploiting the system's rotational dynamics. The proposed framework actively generates centroidal angular momentum (CAM) references based on the force magnitude and direction of the push to counteract the disturbance and maintain its balance. Since a humanoid robot can only store a limited amount of angular momentum, the CAM reference is generated in three consecutive phases: 1) CAM generation phase to counteract the push; 2) CAM reduction phase to bring the robot to a halt; and 3) posture recovery phase to converge to the reference pose again. A subsequent whole-body motion optimizer, formulated as a constrained quadratic optimization problem, generates kinematically feasible whole-body trajectories based on the CAM reference. The proposed framework is validated through experiments with the humanoid robot TORO.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/144076/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Online Centroidal Angular Momentum Reference Generation and Motion Optimization for Humanoid Push Recovery
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schuller, RobertRobert.Schuller (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-6034-5586NICHT SPEZIFIZIERT
Mesesan, George-AdrianGeorge.Mesesan (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5110-2988NICHT SPEZIFIZIERT
Englsberger, JohannesJohannes.Englsberger (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8117-2650NICHT SPEZIFIZIERT
Lee, JinohJinoh.Lee (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4901-7095NICHT SPEZIFIZIERT
Ott, ChristianChristian.Ott (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0987-7493NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Juli 2021
Erschienen in:IEEE Robotics and Automation Letters
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:6
DOI:10.1109/LRA.2021.3082023
Seitenbereich:Seiten 5689-5696
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:2377-3766
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Humanoid and bipedal locomotion, Whole-body motion planning and 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:01 Aug 2023 03:00

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