Integration der vertikalen COM-Bewegung und des Drehimpulses in einen erweiterten Capture Point-Tracking-Controller für bipedares Gehen

In diesem Papier demonstrieren wir Methoden zur Kontrolle des bipeden Gehens basierend auf der Capture Point (CP) Methodik. Insbesondere führen wir eine Methode ein, um eine CP-Referenzbahn intuitiv aus den nächsten drei Schritten abzuleiten, und erweitern den linearen invertierten Pendel (LIP) basierten CP-Tracking-Controller, der in 1 vorgestellt wurde, und verallgemeinern ihn zu einem Modell, das vertikale CoM-Bewegungen und Änderungen des Drehimpulses enthält. Unter Berücksichtigung der Dynamik allgemeiner Mehrkörpersysteme schlagen wir eine messungsbasierte Kompensation von Mehrkörpereffekten vor, die zu einer stabilen Regelkreisdynamik von bipeden Gehrobotern führt. Darüber hinaus schlagen wir eine ZMP-Projektionsmethode vor, die verhindert, dass die Füße der Roboter kippen, und die bestmögliche CP-Verfolgung gewährleistet. Die Leistung des erweiterten CP-Controllers wird in OpenHRP3 2 Simulationen validiert und mit dem in 1 vorgeschlagenen Controller verglichen.