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Step and Timing Adaptation during Online DCM Trajectory Generation for Robust Humanoid Walking with Double Support Phases

Egle, Tobias und Englsberger, Johannes und Ott, Christian (2024) Step and Timing Adaptation during Online DCM Trajectory Generation for Robust Humanoid Walking with Double Support Phases. In: 22nd IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots, Humanoids 2023. IEEE. IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots 2023, 2023-12-12 - 2023-12-14, Austin, USA. doi: 10.1109/Humanoids57100.2023.10375152. ISBN 979-835030327-8. ISSN 2164-0572.

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2MB

Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/10375152

Kurzfassung

In this paper, we present a robust DCM-based online trajectory generator with step timing adaptation using MPC in addition to manipulating the ground reaction forces by the DCM tracking controller. The proposed control framework utilizes three strategies to react to disturbances: timing adaptation, footstep position adjustment, and CoP modulation. Most state-of-the-art walking controllers only address some of these aspects, and especially the timing adaptation is often neglected in the presence of double support phases as the resulting optimization problem generally becomes nonlinear. We show that we can keep the fast disturbance rejection from the DCM tracking controller while adjusting the timing and location of the footsteps via MPC if the CoP-based ankle strategy is insufficient to maintain balance. This framework is particularly relevant for robots with active control of the CoP inside the support polygon by utilizing a combination of ankle and step strategy to take full advantage of the robot's capabilities in response to external disturbances. The method is validated in simulation on the robot kangaroo. It has lightweight, fully actuated legs and a sufficiently large contact area, making it highly suitable for a combined step time adaptation and contact force modulation approach.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/202392/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Step and Timing Adaptation during Online DCM Trajectory Generation for Robust Humanoid Walking with Double Support Phases
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Egle, TobiasEgle (at) acin.tuwien.ac.atNICHT SPEZIFIZIERTNICHT 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
Datum:1 Januar 2024
Erschienen in:22nd IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots, Humanoids 2023
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1109/Humanoids57100.2023.10375152
Verlag:IEEE
ISSN:2164-0572
ISBN:979-835030327-8
Status:veröffentlicht
Stichwörter:humanoid robot, walking control, trajectory generation, step time adjustment, footstep position adjustment, double support
Veranstaltungstitel:IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots 2023
Veranstaltungsort:Austin, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:12 Dezember 2023
Veranstaltungsende:14 Dezember 2023
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
Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013)
Hinterlegt von: Englsberger, Dr.-Ing. Johannes
Hinterlegt am:26 Jan 2024 11:50
Letzte Änderung:24 Apr 2024 21:02

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