Generating dynamic jumping motions on legged robots remains a challenging control problem as the full flight phase and large landing impact are expected. Compared to quadrupedal robots or other multi-legged robots, bipedal robots place higher requirements for the control strategy given a much smaller footprint. To solve this problem, a novel heuristic landing planner is proposed in this paper. With the momentum feedback during the flight phase, landing locations can be updated to minimize the influence of uncertainties from tracking errors or external disturbances when landing. To the best of our knowledge, this is the first approach to take advantage of the flight phase to reduce the impact of the jump landing which is implemented in the actual robot. By integrating it with a modified kino-dynamics motion planner with centroidal momentum and a low-level controller which explores the whole-body dynamics to hierarchically handle multiple tasks, a complete and versatile jumping control framework is designed in this paper. Extensive results of simulation and hardware jumping experiments on a miniature bipedal robot with proprioceptive actuation are provided to demonstrate that the proposed framework is able to achieve human-like efficient and robust jumping tasks, including directional jump, twisting jump, step jump, and somersaults.


翻译:本文提出了一种新颖的启发式着陆规划器,用于解决在双足机器人上产生动态跳跃运动的控制问题。相较于四足机器人或其他多腿机器人,由于其较小的脚印,双足机器人对控制策略的要求更高。本文提出的启发式着陆规划器在飞行阶段通过动量反馈更新着陆位置,以尽可能地减小跳跃着陆时由于跟踪误差或外部干扰造成的不确定性影响。据我们所知,这是第一个利用飞行阶段来降低跳跃着陆影响的方法,实际机器人上已应用。通过将其与具有质心动量的修改kino-dynamics动作规划器和低级控制器集成,该文设计了一个完整且通用的跳跃控制框架,其通过层次化地处理多个任务,探索全身动态学来实现。本文提供了大量仿真和硬件跳跃实验的结果,证明了所提出的框架能够实现类似于人类的高效稳健的跳跃任务,包括方向跳跃,扭曲跳跃,踏步跳跃和翻筋斗。

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