State estimation is crucial for legged robots as it directly affects control performance and locomotion stability. In this paper, we propose an Adaptive Invariant Extended Kalman Filter to improve proprioceptive state estimation for legged robots. The proposed method adaptively adjusts the noise level of the contact foot model based on online covariance estimation, leading to improved state estimation under varying contact conditions. It effectively handles small slips that traditional slip rejection fails to address, as overly sensitive slip rejection settings risk causing filter divergence. Our approach employs a contact detection algorithm instead of contact sensors, reducing the reliance on additional hardware. The proposed method is validated through real-world experiments on the quadruped robot LeoQuad, demonstrating enhanced state estimation performance in dynamic locomotion scenarios.


翻译:状态估计对腿式机器人至关重要,它直接影响控制性能与运动稳定性。本文提出一种自适应不变扩展卡尔曼滤波方法,旨在提升腿式机器人的本体感知状态估计精度。该方法基于在线协方差估计自适应调整接触足模型的噪声水平,从而在变化接触条件下实现更优的状态估计。传统滑移抑制方法无法有效处理微小滑移,且过于敏感的滑移抑制设置可能导致滤波器发散,本方法对此类问题具有良好适应性。我们采用接触检测算法替代接触传感器,降低了对额外硬件的依赖。通过在四足机器人LeoQuad上进行实际场景实验验证,该方法在动态运动场景中展现出显著提升的状态估计性能。

0
下载
关闭预览

相关内容

状态估计根据可获取的量测数据估算动态系统内部状态的方法。对系统的输入和输出进行量测而得到的数据只能反映系统的外部特性,而系统的动态规律需要用内部(通常无法直接测量)状态变量来描述。因此状态估计对于了解和控制一个系统具有重要意义。
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
12+阅读 · 2020年12月10日
VIP会员
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关论文
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员