ZMP-based Biped Running Pattern Generation

Abstract

이족로봇의 보행과는 다르게 달리기 동작은 두 발이 지면으로부 터 떨어지는 비행상태가 존재한다. 이러한 이족로봇의 달리는 동작 생성법을 제안하였으며 안정성을 위해 운동량제어기법을 적용하였 다. 운동량 제어 기법을 통해 각운동량과 운동량을 제어하였다. 상 체의 동작은 결정 운동량 제어기법(Resolved Momentum Control)을 적용하여 생성되었다. 무게중심의 궤적을 생성하기 위해 모멘트 제 로점의 궤적을 미리 생성하였으며 이를 위해 이동하는 역진자의 모델이 이용되었다. 또한 달리면서 발바닥이 지면과 부딪히며 생기 는 충격을 줄이기 위해 발바닥의 회전동작을 생성하였다. 이를 통 해 지면과의 접촉이 발바닥의 발꿈치에서 발가락으로 이동하는 천 이접촉을 형성하도록 하였다. 이러한 천이접촉은 모멘트 제로점과 무게중심점의 차이를 이용하여 생성하였다. 제안된 방법의 효율성 과 성능을 보이기 위해 컴퓨터 모의실험을 이용하여 2차원에서 7 자유도를 가지는 평면 이족보행로봇 모델에 적용하였다.; This paper proposes a method of running pattern generation for biped robot. For stability of biped running, momentum control is used. The momentum control keeps and restricts linear and angular momentum on support phase and flight phase, respectively. In this paper, Resolved Momentum Control is used. The upper body motion is generated by using Resolved Momentum Control. And prescribed ZMP(Zero Moment Point) pattern is used to generate CoM(Center of Mass) motion. The ZMP pattern is generated by moving-Linear Inverted Pendulum Model. For reducing the occurred impact when biped robot contacts to the ground, transition motion of foot is proposed. And the motion of foot is determined by using difference of ZMP and projected position of CoM. The effectiveness and the performance of the proposed control algorithms are shown in computer simulations with a 7-DOF planar biped robot.