Online whole-stage gait planning method for biped robots based on improved Variable Spring-Loaded Inverted Pendulum with Finite-sized Foot (VSLIP-FF) model

倒立摆 步态 机器人 控制理论(社会学) 计算机科学 工程类 模拟 非线性系统 人工智能 控制(管理) 物理医学与康复 量子力学 医学 物理
作者
Sicheng Xie,Xinyu Li,Liang Gao,Ling Fu,Jing Li,Weiya Xu
出处
期刊:Isa Transactions [Elsevier]
卷期号:135: 410-427 被引量:2
标识
DOI:10.1016/j.isatra.2022.10.012
摘要

Environmental adaptability and real-time control are significant to the actual application of biped robots. The current Spring-Loaded Inverted Pendulum (SLIP) walking exhibits the compliant interaction with environments. However, the movability and controllability of this model is limited owing to the lack of ankles. Moreover, complicated nonlinear optimization problems in gait generation bring difficulties to real-time control. To overcome these problems, this study proposes an online whole-stage gait planning method to enhance the bipedal walking performance. Firstly, considering the role of ankles, this study applies the proposed template model called Variable Spring-Loaded Inverted Pendulum with Finite-sized Foot (VSLIP-FF) model. Then a Finite State Machine (FSM)-based gait pattern including the corresponding bio-inspired gait strategies is established, which extends the single cyclic gait to the whole-stage gait. Secondly, to realize real-time gait planning, an online gait generator based on a neural network is applied to reduce the calculational burden. Finally, the method is applied on the simulation prototype and real robot platform for verification. Experimental results validate that the proposed method can achieve an autonomous gait with the online planning time of 0.01s, and the step length range is expanded by 37.52% compared with the traditional SLIP model.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
阿然完成签到,获得积分10
2秒前
fengpu完成签到,获得积分0
4秒前
稻草人完成签到 ,获得积分10
4秒前
打打应助小路采纳,获得10
8秒前
一介书生发布了新的文献求助10
9秒前
yizhixiyou完成签到,获得积分10
9秒前
弄香完成签到,获得积分10
13秒前
没有花活儿完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
15秒前
燕然都护发布了新的文献求助10
18秒前
accelia完成签到,获得积分10
19秒前
大个应助复杂的凝冬采纳,获得10
20秒前
小路发布了新的文献求助10
21秒前
yier完成签到,获得积分10
22秒前
双青豆完成签到 ,获得积分10
23秒前
ELEVEN完成签到 ,获得积分10
24秒前
xwx完成签到,获得积分10
24秒前
24秒前
高高从云完成签到 ,获得积分10
24秒前
我我我完成签到,获得积分10
30秒前
小李子完成签到 ,获得积分10
34秒前
蓝莓橘子酱应助shan采纳,获得10
38秒前
TNU完成签到,获得积分10
39秒前
Hello应助傻傻的仙人掌采纳,获得10
40秒前
wangsai完成签到,获得积分10
41秒前
flipped完成签到,获得积分10
44秒前
小路完成签到,获得积分10
47秒前
Ava应助ninomae采纳,获得10
48秒前
keke完成签到 ,获得积分10
49秒前
Dellamoffy完成签到,获得积分10
51秒前
JT完成签到,获得积分10
53秒前
油菜花完成签到 ,获得积分10
57秒前
哈哈哈完成签到 ,获得积分10
57秒前
ksl完成签到 ,获得积分10
59秒前
Singularity完成签到,获得积分0
1分钟前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
李健应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
杨华启应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
老福贵儿应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Social Cognition: Understanding People and Events 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6028542
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7692557
关于积分的说明 16186885
捐赠科研通 5175758
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2769707
邀请新用户注册赠送积分活动 1753106
关于科研通互助平台的介绍 1638886