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Unified Motion Planner for Walking, Running, and Jumping Using the Three-Dimensional Divergent Component of Motion

Mesesan, George-Adrian und Schuller, Robert und Englsberger, Johannes und Ott, Christian und Albu-Schäffer, Alin Olimpiu (2023) Unified Motion Planner for Walking, Running, and Jumping Using the Three-Dimensional Divergent Component of Motion. IEEE Transactions on Robotics. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/TRO.2023.3321396. ISSN 1552-3098.

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Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/10288271

Kurzfassung

Running and jumping are locomotion modes that allow legged robots to rapidly traverse great distances and overcome difficult terrain. In this article, we show that the 3-D divergent component of motion (3D-DCM) framework, which was successfully used for generating walking trajectories in previous works, retains its validity and coherence during flight phases, and, therefore, can be used for planning running and jumping motions. We propose a highly efficient motion planner that generates stable center-of-mass (CoM) trajectories for running and jumping with arbitrary contact sequences and time parametrizations. The proposed planner constructs the complete motion plan as a sequence of motion phases that can be of different types: stance, flight, transition phases, etc. We introduce a unified formulation of the CoM and DCM waypoints at the start and end of each motion phase, which makes the framework extensible and enables the efficient waypoint computation in matrix and algorithmic form. The feasibility of the generated reference trajectories is demonstrated by extensive whole-body simulations with the humanoid robot TORO.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/198428/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Unified Motion Planner for Walking, Running, and Jumping Using the Three-Dimensional Divergent Component of Motion
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Mesesan, George-AdrianGeorge.Mesesan (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5110-2988NICHT SPEZIFIZIERT
Schuller, RobertRobert.Schuller (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-6034-5586NICHT SPEZIFIZIERT
Englsberger, JohannesJohannes.Englsberger (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8117-2650NICHT SPEZIFIZIERT
Ott, ChristianChristian.Ott (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0987-7493NICHT SPEZIFIZIERT
Albu-Schäffer, Alin OlimpiuAlin.Albu-Schaeffer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5343-9074145187482
Datum:21 Oktober 2023
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
DOI:10.1109/TRO.2023.3321396
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:1552-3098
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Bipedal locomotion, divergent component of motion (DCM), gait generation, gait transitions, jumping, running
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) > Autonomie und Fernprogrammierung
Hinterlegt von: Mesesan, George-Adrian
Hinterlegt am:24 Okt 2023 16:16
Letzte Änderung:24 Okt 2023 16:16

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