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Human motion tracking control with strict contact force constraints for floating-base humanoid robots

机译:具有严格接触力约束的漂浮式仿人机器人的人体运动跟踪控制

摘要

A controller for floating-base humanoid robots that can track motion capture data while maintaining balance. Briefly, the controller includes a proportional-derivative (PD) controller that is adapted to compute the desired acceleration to track a given reference trajectory at every degree-of-freedom (DOF) of the robot including the six unactuated ones of the floating base. Second, the controller includes a component (joint torque optimization module) that computes the optimal joint torques and contact forces to realize the desired accelerations given by the first component (i.e., the PD controller). The joint torque optimization module performs this computation considering the full-body dynamics of the robot and the constraints on contact forces. The desired accelerations may not be feasible for the robot due to limits in normal contact forces and friction (e.g., the robot sometimes cannot exactly copy or perform the modeled human motion defined by motion capture data).
机译:浮动基地人形机器人的控制器,可以在保持平衡的同时跟踪运动捕捉数据。简而言之,该控制器包括比例微分(PD)控制器,该控制器适用于计算所需的加速度,以在机器人的每个自由度(DOF)上跟踪给定的参考轨迹,包括六个未激活的浮动基座。其次,控制器包括一个组件(关节扭矩优化模块),该组件计算最佳关节扭矩和接触力以实现由第一组件给定的所需加速度(即PD控制器)。关节扭矩优化模块在考虑机器人的全身动力学和接触力约束的情况下执行此计算。由于法向接触力和摩擦力的限制,所需的加速度对于机器人可能不可行(例如,机器人有时无法准确复制或执行由运动捕获数据定义的建模人体运动)。

著录项

  • 公开/公告号US9120227B2

    专利类型

  • 公开/公告日2015-09-01

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 YU ZHENG;KATSU YUMANE;

    申请/专利号US201314067603

  • 发明设计人 KATSU YUMANE;YU ZHENG;

    申请日2013-10-30

  • 分类号B25J5/00;B25J19/02;G05B15/00;G05B19/00;B25J9/16;

  • 国家 US

  • 入库时间 2022-08-21 15:20:09

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