Nantilus
Génération de mouvements optimaux de marche pour des robots bipèdes 3D
Ce travail est dédié à la génération de mouvements optimaux de marche cycliques pour des robots bipèdes anthropomorphes évoluant dans l'espace. La structure cinématique des robots considérés ne retient que les mobilités de base du système locomoteur humain au niveau de la chaîne cinématique han...
Enregistré dans:
| Auteur principal : | |
|---|---|
| Collectivités auteurs : | , , , , |
| Autres auteurs : | , |
| Format : | Thèse ou mémoire |
| Langue : | français |
| Titre complet : | Génération de mouvements optimaux de marche pour des robots bipèdes 3D / David Tlalolini Romero; sous la direction de Christine Chavallereau; co-directeur Yannick Aoustin |
| Publié : |
2008 |
| Description matérielle : | 1 vol. (171 p.) |
| Note de thèse : | Thèse doctorat : Automatique, robotique et informatique appliquée : Nantes : 2008 |
| Disponibilité : | Publication autorisée par le jury |
| Sujets : |
| Résumé : | Ce travail est dédié à la génération de mouvements optimaux de marche cycliques pour des robots bipèdes anthropomorphes évoluant dans l'espace. La structure cinématique des robots considérés ne retient que les mobilités de base du système locomoteur humain au niveau de la chaîne cinématique hanche-genou-cheville-pied. La décomposition du cycle de marche humaine, la modélisation du robot et les contraintes liées au contact piedsol sont présentés. Pour définir le modèle dynamique et le modèle d'impact, le formalisme de Newton-Euler est privilégié. La génération des mouvements de marche est posée sous la forme d'un problème d'optimisation paramétrique sous contraintes. La résolution de ce problème est obtenue grâce à une technique de type Programmation Séquentielle Quadratique. Le critère optimisé vise à augmenter l'autonomie énergétique du robot. Le gradient du critère est calculé formellement pour améliorer la convergence de l'optimisation. Dans une étude préalable limitée au plan sagittal, différentes allures de marche sont comparées. Elles intègrent des phases de double support instantané ou de durée nie, et des phases de simple support comprenant ou non une sous-phase sous-actionnée au cours de laquelle le pied d'appui tourne autour de son arête frontale. Ces résultats sont généralisés au cas d'une marche tridimensionnelle. La comparaison de deux allures qui incluent des impacts et des phases de simple appui avec et sans déroulement du pied est effectuée. On montre dans ces différentes études que l'introduction de la phase de déroulement du pied en simple appui permet d'obtenir des vitesses de marche plus élevées pour des consommations énergétiques moindres This work is devoted to the optimal motions generation of cycle walk for the anthropomorphic bipedal robots walking in the space. These robots are assumed to consist of a kinematics structure which retains only basic human locomotion mobility's on the level of the hip-knee-ankle-foot kinematics chain. The decomposition of the human gaits cycle, robot modelling and the constraints linked to the contact between the foot and the ground are presented. To dene dynamic model and impact model, the method of Newton-Euler is used. The motions generation of walking is posed under the form of a constrained parameter optimization problem. The resolution of this problem is obtained by Sequential Quadratic Programming (SQP) methods. The criterion is optimized in order to increase the autonomy of energy of the biped robot. To achieve and improve the convergence of the optimization algorithm, the gradient analytic calculation of the criteria was performed. In a preliminary study limited of the sagittal plane, dierent gaits are compared. These are dened by instantaneous double support phases or nite time double support phases and the single support phases including or not an under-actuated sub-phase in which stance foot rotates about the stance toe. These results are then generalized to the case of three-dimensional walk. The comparison of two gaits which includes the impacts and the single support phases with or without rolling of the foot is achieved. One can saw from these dierent studies that the introduction of phase of foot rolling in a single support phase allows much higher walking velocity with less energy consumption |
|---|---|
| Variantes de titre : | Generation of walking optimal motions for the 3D bipedal robots |
| Notes : | Partenaire de recherche : Institut de recherche en communications et cybernétique de Nantes |
| Bibliographie : | Bibliogr. p. 143-149 |