Online planning of whole-body motions for legged robots is challenging due to the inherent nonlinearity in the robot dynamics. In this work, we propose a nonlinear MPC framework, the BiConMP which can generate whole body trajectories online by efficiently exploiting the structure of the robot dynamics. BiConMP is used to generate various cyclic gaits on a real quadruped robot and its performance is evaluated on different terrain, countering unforeseen pushes and transitioning online between different gaits. Further, the ability of BiConMP to generate non-trivial acyclic whole-body dynamic motions on the robot is presented. The same approach is also used to generate various dynamic motions in MPC on a humanoid robot (Talos) and another quadruped robot (AnYmal) in simulation. Finally, an extensive empirical analysis on the effects of planning horizon and frequency on the nonlinear MPC framework is reported and discussed.


翻译:由于机器人动态的内在非线性,对脱腿机器人整体运动的在线规划具有挑战性。 在这项工作中,我们提议了一个非线性MPC框架,即BiConMP框架,它可以通过有效利用机器人动态结构在网上生成整个身体轨迹。BiConMP用于在真实的四重机器人上生成各种环曲,其性能在不同的地形上得到评估,对抗意外的推力,并在不同的音轨之间进行在线过渡。此外,还介绍了BiConMP在机器人上生成非三重全体动态动作的能力。同样的方法也用于在MPC中生成人形机器人(Talos)和另一个模拟中的四重机器人(AnYmal)的各种动态动作。最后,报告并讨论了关于规划地平线和频率对非线性MPC框架的影响的广泛经验分析。

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