Walking motion planning based on Divergent Component of Motion (DCM) and Linear Inverted Pendulum Model (LIPM) is one of the alternatives that could be implemented to generate online humanoid robot gait trajectories. This algorithm requires different parameters to be adjusted. Herein, we developed a framework to attain optimal parameters to achieve a stable and energy-efficient trajectory for real robot's gait. To find the optimal trajectory, four cost functions representing energy consumption, the sum of joints velocity and applied torque at each lower limb joint of the robot, and a cost function based on the Zero Moment Point (ZMP) stability criterion were considered. Genetic algorithm was employed in the framework to optimize each of these cost functions. Although the trajectory planning was done with the help of the simplified model, the values of each cost function were obtained by considering the full dynamics model and foot-ground contact model in Bullet physics engine simulator. The results of this optimization yield that walking with the most stability and walking in the most efficient way are in contrast with each other. Therefore, in another attempt, multi-objective optimization for ZMP and energy cost functions at three different speeds was performed. Finally, we compared the designed trajectory, which was generated using optimal parameters, with the simulation results in Choreonoid simulator.


翻译:基于运动的分流成份(DCM)和线形反转弯曲形模型(LIPM)的行进运动规划是可用于产生在线人造机器人的机器人轨迹的替代方法之一。这种算法要求调整不同的参数。在这里,我们开发了一个框架,以获得最佳参数,实现真实机器人行迹的稳定和节能轨迹。为了找到最佳轨迹,四个成本函数代表能源消耗、联合速度和在机器人每下肢结关上应用的扭扭动总和基于零运动点稳定标准的成本函数。在框架中采用了遗传算法来优化这些成本函数中的每一项功能。虽然轨迹规划是在简化模型的帮助下完成的,但每项成本函数的价值是通过考虑到全动态模型和子弹物理引擎模拟器的脚下接触模型获得的。这种优化收益的结果是,以最稳定的方式行走和行走最有效率的方式相互对比的。因此,在另一个尝试中,利用最优化的轨道参数进行多目标优化,最后的轨道模型和能源功能是按不同的速度进行。我们所设计的轨道模型的模拟,最后的模型是按不同速度进行的。

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