Despite extensive studies on motion stabilization of bipeds, they still suffer from the lack of disturbance coping capability on slippery surfaces. In this paper, a novel controller for stabilizing a bipedal motion in its sagittal plane is developed with regard to the surface friction limitations. By taking into account the physical limitation of the surface in the stabilization trend, a more advanced level of reliability is achieved that provides higher functionalities such as push recovery on low-friction surfaces and prevents the stabilizer from overreacting. The discrete event-based strategy consists of modifying the step length and time period at the beginning of each footstep in order to reestablish stability necessary conditions while taking into account the surface friction limitation as a constraint to prevent slippage. Adjusting footsteps to prevent slippage in confronting external disturbances is perceived as a novel strategy for keeping stability, quite similar to human reaction. The developed methodology consists of rough closed-form solutions utilizing elementary math operations for obtaining the control inputs, allowing to reach a balance between convergence and computational cost, which is quite suitable for real-time operations even with modest computational hardware. Several numerical simulations, including push recovery and switching between different gates on low-friction surfaces, are performed to demonstrate the effectiveness of the proposed controller. In correlation with human-gait experience, the results also reveal some physical aspects favoring stability and the fact of switching between gaits to reduce the risk of falling in confronting different conditions.


翻译:尽管对双胞胎运动稳定进行了广泛的研究,但是它们仍然缺乏在滑滑的表面的应对能力。在本文中,在表面摩擦限制方面,开发了稳定其两脚运动的新控制器,以稳定其表面两脚运动。考虑到稳定趋势中表面的物理限制,可以实现更先进的可靠性,提供更高的功能,如在低运动表面推动恢复,防止稳定。以事件为基础的战略包括在每步开始的时候修改步长和时段,以重建必要的稳定条件,同时将表面摩擦限制作为防止滑坡的制约因素。调整脚步以防止应对外部动乱的滑坡,被视为一种保持稳定的新战略,与人类反应非常相似。开发的方法包括粗的封闭式解决方案,利用基本数学操作获得控制投入,从而在趋同和计算成本之间取得平衡,即使计算硬件不高,也非常适合实时操作。一些数字模拟,包括推动恢复和转变不同门之间对面的定位,同时展示了在低稳定面表面变化结果上的拟议对冲结果。

0
下载
关闭预览

相关内容

Surface 是微软公司( Microsoft)旗下一系列使用 Windows 10(早期为 Windows 8.X)操作系统的电脑产品,目前有 Surface、Surface Pro 和 Surface Book 三个系列。 2012 年 6 月 18 日,初代 Surface Pro/RT 由时任微软 CEO 史蒂夫·鲍尔默发布于在洛杉矶举行的记者会,2012 年 10 月 26 日上市销售。
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
30+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2019年10月12日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
CCF推荐 | 国际会议信息10条
Call4Papers
8+阅读 · 2019年5月27日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
计算机 | CCF推荐期刊专刊信息5条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年4月10日
IEEE | DSC 2019诚邀稿件 (EI检索)
Call4Papers
10+阅读 · 2019年2月25日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
计算机视觉近一年进展综述
机器学习研究会
9+阅读 · 2017年11月25日
【推荐】树莓派/OpenCV/dlib人脸定位/瞌睡检测
机器学习研究会
9+阅读 · 2017年10月24日
Arxiv
4+阅读 · 2019年2月8日
VIP会员
相关资讯
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
CCF推荐 | 国际会议信息10条
Call4Papers
8+阅读 · 2019年5月27日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
计算机 | CCF推荐期刊专刊信息5条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年4月10日
IEEE | DSC 2019诚邀稿件 (EI检索)
Call4Papers
10+阅读 · 2019年2月25日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
计算机视觉近一年进展综述
机器学习研究会
9+阅读 · 2017年11月25日
【推荐】树莓派/OpenCV/dlib人脸定位/瞌睡检测
机器学习研究会
9+阅读 · 2017年10月24日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员