Quadruped Robot (4족 로봇) 끄적거림..

안녕하세요. 어느덧 구독자 45명을 돌파했네요. 감사합니다. :)

제가 쓴 글이 많은 분들께 도움이 되는 듯하여 기쁘네요. 열심히 연구를 진행하라는 의미로 받아들이겠습니다. 감사합니다!!

 

블로그 글이 업데이트 되고 있지 않았지만, 저는 지속해서 최적화와 관련된 공부와 연구를 진행하고 있습니다.. 😅

스터디 노트를 보니 23년도 4월에 convex MPC에 관련된 글을 올렸군요.

 

4족 로봇으로 생각을 해보면, MPC는 Horizon만큼 미래의 발의 궤적까지 고려한 최적의 제어 인풋을 구하는 제어 방법이기 때문에 더 Robust한 제어가 가능합니다. 이전에 구현을 했던 방식은 decision variable을 u에 대해서 푸는 indirect 방식으로 최적화를 한 것으로 볼수 있습니다.

 

그 다음으로 진행했던 내용은 Whole Body Control (WBC)로 특히 다자유도인 Quadruped robot이나 Humanoid에서 많이 사용되는 제어 방식입니다. 특히 다자유도일수록 조인트 개별적으로 제어하는 것보다 여러 Task를 한번에 고려하여 푸는 것이 좋습니다. MPC와는 달리 WBC은 현시점에서 Reactive하게 최적의 해를 구하는 방법입니다. (즉, 미래의 발의 궤적을 고려하는 제어 방식은 아닙니다.)

 

A1을 대상으로 WBC을 이용하여 base orientation을 제어 했습니다. 그리고 제어기와 연동되진 않았지만, Trot의 contact pattern을 최적화하여 구한 모션을 IK(Inverse Kinematics)를 이용하여 A1의 움직임을 확인해 보았네요.

 

작년말 ~ 올해 초에 진행을 했던 내용인데 이제야 올리게 되네요. ^^;

 

이전 study note는 하기를 참고해주세요.

 

Study note

 

1. 2020.08.09 - [OnGoingProj] - Ascento - 귀여운 legged wheel robot

2. 2020.08.27 - [OnGoingProj] - Mobile Robot(Differential Drive Robot) Modeling and Control 진행 중

3. 2020.09.24 - [OnGoingProj] - Two wheel balancing robot - LQR 제어

4. 2020.09.25 - [OnGoingProj] - Two wheel balancing robot - 하드웨어 구매 및 앞으로의 프로젝트 계획

5. 2020.09.27 - [OnGoingProj] - [4족 로봇] Petoi Bittle - 클라우드 펀딩 후원 및 구매

6. 2022.02.11 - [OnGoingProj] - 4족로봇의 Centroidal Model 및 MPC를 이용한 Path Planning(경로 계획) Study 계획

7. 2023.04.30 - [OnGoingProj] - convex MPC(모델 예측 제어) for Quadruped Robot (4족 로봇) (feat. 스쿼트 모션)

 

 

1. About Plant?

 

Fig1. Unitree A1

 

오늘 시뮬레이션할 로봇인 A1입니다. 각 다리에 3자유도 (Hip 2 자유도, Knee 1 자유도)를 가진 로봇입니다. 지난 convexMPC에서 적용했던 로봇 보다는 좀 더 사실감이 있죠?

 

2. Whole Body Control (WBC)

1) Roll Motion

Fig2. Desired Roll Pi/8

2) Pitch Motion

 

 

Fig3. Desired Pitch Pi/6

 

 

3) Yaw Motion

 

 

Fig4. Desired Yaw Pi/5

 

 

3. Trot

 

 

Fig5. Trot Motion