Advanced human inspired walking strategies for humanoid robots - TEL - Thèses en ligne
Thèse Année : 2016

Advanced human inspired walking strategies for humanoid robots

Stratégies de marche avancées et inspirées de l'être humain pour les robots humanoïdes

Maximilien Naveau

Résumé

This thesis addresses the problem of locomotion humanoid robots in the context of the European project KoroiBot. Inspired by the human being, the aim of this project is improving the capacity of humanoid robots to move dynamic and versatile way. The heart of the scientific approach based on the use of optimal control, both for the identification of cost optimized by humans and their implementation on robots robotics partners. This thesis is illustrated by collaboration with both mathematicians control and modellers motor primitives.The major contributions of this thesis are therefore based on the design of new algorithms real-time control for locomotion humanoid robots with our colleagues from the University of Heidelberg and their integration into the HRP-2 robot. Two controllers are presented, the first for the multi-contact locomotion with a priori knowledge of future positions of contact.The second is an extension of work carried on walking on flat ground improving performance and adding functionalities to the previous algorithm. Working with human movement specialists we implemented an innovative controller to monitor cyclic trajectory of the mass center. We will also present a full-body controller using for the upper body, primitive movements extracted from human movement and the lower body, a running generator. The results of this thesis have been integrated into the software suite "Stack-of-Tasks" LAAS-CNRS.
Cette thèse traite du problème de la locomotion des robots humanoïdes dans le contexte du projet européen KoroiBot. En s’inspirant de l’être humain, l’objectif de ce projet est l’amélioration des capacités des robots humanoïdes à se mouvoir de façon dynamique et polyvalente. Le coeur de l’approche scientifique repose sur l’utilisation du controle optimal, à la fois pour l’identification des couts optimisés par l’être humain et pour leur mise en oeuvre sur les robots des partenaires roboticiens. Cette thèse s’illustre donc par une collaboration à la fois avec des mathématiciens du contrôle et des spécialistes de la modélisation des primitives motrices. Les contributions majeures de cette thèse reposent donc sur la conception de nouveaux algorithmes temps-réel de contrôle pour la locomotion des robots humanoïdes avec nos collégues de l’université d’Heidelberg et leur intégration sur le robot HRP-2. Deux contrôleurs seront présentés, le premier permettant la locomotion multi-contacts avec une connaissance a priori des futures positions des contacts. Le deuxième étant une extension d’un travail réalisé sur de la marche sur sol plat améliorant les performances et ajoutant des fonctionnalitées au précédent algorithme. En collaborant avec des spécialistes du mouvement humain nous avons implementé un contrôleur innovant permettant de suivre des trajectoires cycliques du centre de masse. Nous présenterons aussi un contrôleur corps-complet utilisant, pour le haut du corps, des primitives de mouvements extraites du mouvement humain et pour le bas du corps, un générateur de marche. Les résultats de cette thèse ont été intégrés dans la suite logicielle "Stack-of-Tasks" du LAAS-CNRS.
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Dates et versions

tel-01393235 , version 1 (31-05-2017)
tel-01393235 , version 2 (15-12-2017)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01393235 , version 1

Citer

Maximilien Naveau. Advanced human inspired walking strategies for humanoid robots . Robotics [cs.RO]. Universite Toulouse III Paul Sabatier, 2016. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01393235v1⟩
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