Team solverの取り組み
Humanoid Virtual Athletics Challenge 2021-2022
2022/03/12
チーム紹介
メンバー
方針
片山が開発するロボット制御フレームワークrobotocを用いて，�whole-body MPCで頑張る．
競技結果
Whole-body MPCによる
両脚支持期なしの階段昇りを達成
（競技領域：緑->オレンジ）
realtime factor: 1.2681 (>1.0)
on Ubuntu 18.04.3� w/ Intel i7-8750H CPU@2.2 GHz� + 16GB DDR4 RAM
システム構成の概観
ChoreonoidのSimpleController内に，�robotoc（片山作の制御FW，後述）を基にした�MPCソルバを実装．
LAAS-CNRSとINRIAが開発した�動力学計算ライブラリpinocchioを用いるため，�ロボットモデルのURDFファイルが必要．�（ROS関連ツールは一切不要）
（pinocchioについては後述）
SimpleController
public:
- MPCソルバのインスタンス
- initialize関数：
・ロボット初期化
・MPCの定式化
（モデル，コスト，制約，etc.）
- control関数：
・ロボットの状態の取得
・MPCの求解
・制御入力の適用
URDFの生成
産総研のモデルフォーマット変換ツールsimtransを用いて，�Choreonoid Body形式->URDFの変換を実行．
+
変換が一部不完全で，かつ可読性に難があるため，�細かいところを手作業で修正．�（完成したURDFは vnoidリポジトリにマージ済み！）
ロボット入出力
上半身の関節は全て固定し，下半身（両脚12自由度）のみを駆動．
MPCソルバの入出力構造は以下の通り．
入力（取得）：
出力（司令）：
Whole-body MPCによる制御フレームワーク
Whole-body MPC �
Choreonoid
Foot step planner
Foot step placements
関節トルク
状態量�（一般化座標，� 一般化速度）
Whole-body MPCの実装
Foot step planner : 一定のパターン，周期，歩幅で各脚先の接地位置をプラン�
Whole-body MPC :
Whole-body MPCの実装
ロボットキネマティクス・ダイナミクス
Whole-body MPCの実装
MPC ソルバー �(GitHub - mayataka/robotoc: Efficient optimal control solvers for robotic systems.)
MPCの設定
課題