Planificación y seguimiento de trayectorias aplicado al movimiento de robots bípedos

Abstract

El objetivo de este proyecto es la realización de movimientos en el robot humanoide Talos de PAL Robotics. Este robot dispone de seis grados de libertad en cada pierna y sus actuadores soportan control por torque. Se ha realizado un estudio del estado del arte tanto en la planificación de movimientos de robots con patas como de los controladores utilizados para seguir con fidelidad dichas trayectorias. Seguidamente, se ha incluido al robot Talos en la aplicación towr, un framework de generación de trayectorias para robots con patas con soporte para ROS. Para obtener las trayectorias articulares se ha usado IKFast, una utilidad de OpenRAVE, que obtiene la cinemática inversa analítica de cada pierna. Además, para el cálculo de la trayectoria del centro de masas se usa la biblioteca Pinocchio. Una vez obtenidas las trayectorias articulares y del centro de masas, junto con la secuencia de contactos de los pies con el suelo, se crea un mensaje de ROS con toda esa información y se manda a un controlador de cuerpo completo implementado desde cero. Dicho controlador se ejecuta a una frecuencia de 1KHz y teniendo como entrada las consignas de cada variable en el instante de tiempo correspondiente, intenta llevar al robot al estado deseado creando y resolviendo un problema de programación cuadrática que busca minimizar los errores en el espacio de la tarea. Del controlador se obtienen las señales de control en forma de torques a aplicar a cada actuador. Se realizan todas las pruebas en simulación ya que no se ha tenido acceso al robot real. Aunque los resultados finales no son tan prometedores como se esperaba en un inicio, sí que se consigue un controlador capaz de realizar ciertas tareas.