NWK/野分機械
@RoboSafs01075
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カッコいいヒューマノイドをカッコ良く制御したい(目標)。 khrの腕ik・脚ikを解いて色んな制御を実装したり ※間違い多いのでご指摘大歓迎です やったこと遡り用タグ→#ホビロボ制御 ※発言は所属組織とは一切関係ございません
日本のどこか
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ようやく接続やらなんやらが一段落ついてきました
#NT
東京 にてフライトスティックで操作できるヒューマノイドロボットを出展します
お時間ありましたらぜひ！
1.つまみによる高さ調整機能
2.ボタン+スティックで攻撃
3.トリガー押込で上体姿勢制御
4.スティックで移動
#ホビロボ制御
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よろけ制御改
よろけ制御における踏み出し量の決定で自分のロボットだとUVC単体だとゲインを下げないと振動的に不安定になる
そこでUVCに加えて踏み出し量にズルして定数項足したり、傾き方向の加速度の項も考慮したら割りと強めに押してもシャキシャキ耐えられるようになった…かも
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歩行と突きモーション
突きモーションは歩行の枠組み内でリアルタイム計画しており、前後の動きとの繋がりがシームレスなのが拘り
腕はIK前の手先軌道制御関数の制御モードの切り替えにより、「突き」の時は瞬間的に動き、復帰時は滑らかに動く
#ホビロボ制御
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IMUでのインピーダンス制御にてIMUの搭載位置を上げたら、良い感じに柔らかくなったような動画。
でもその分ノイズを拾いやすくなりプルプルしやすくなる…。
あとはやはり接触力を計測しないと発展性がなさげかなあ…。
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というわけで、言い訳用動画を投下します！
距離センサで壁面に接近&角度補正し、足裏の力センサでダンピング制御して文字を書きます。(本番では分かりづらかったですが、堅い壁だとのけぞってるのが分かります。)
腕と脚は両方ともリアルタイム解析的逆運動学で稼動しています。
#roboone
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とりあえず歩行させてみた
脚がごつくなって見た目はアンバランスになったけど、ちゃんとパラメータ合わせればそこそこ歩きそう…かも？
とりあえずそのままがっちゃんこして火入れ
(まだなんにもソフト弄ってない…)
脚の剛性が上がった気がするけど、トルクも上がってるので気を付けねば
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UnitreeG1みてきた。
スタッフさん曰く、運動制御用のセンサはモータのトルクセンサとIMUのみとのこと(握手もできて、トルク制御されてる感あり)
操縦中でも蹴られた時に安定化しようとするらしい。
発表されたばかりのヒューマノイドがもう製品としてこういうイベントに出展されていることもすごい
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というわけで、六自由度脚IKが概ね解けたので
腰ピッチがないロボットKHR3で
・若干上体を前傾しつつ
・足をハの字に開いたまま
・外力に柔らかく動き
・リアルタイムIKで安定化制御しつつ歩行
という長年やりたかったことがようやく実現できました。
これらの拘りは単にかっこいいからです
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GWの成果ロングver
GWの成果ショートver
CPベースのWPGを論文を参考に自作、加えて歩行安定化制御箇所の調整done
歩行パラメータに応じた動的な歩容生成をできるようになった
あと、歩行安定化制御(アドミッタンス制御)の調整で歩行時の足裏のバタつきを軽減
結果、それなりに安定感のある歩行継続を実現
#ホビロボ制御
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FSRで反力計測してハイパスフィルタかけてインピーダンス制御モデルに加えたら、若干の着地衝撃吸収性を得た
でも、やっぱり安価なセンサで力制御っぽいことをしてもワンテンポ遅れちゃうなあ…
あとは床面を予測して身構えておくようなもできたら良いけど、技術的に厳しそう
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ロールとピッチをスティックで操作
#ホビロボ制御
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斜め前(もしくは斜め後ろ)に遊脚を踏み出すとこのカッチョい��ポーズで停止できる(CP法で歩容生成するようになり、横&斜め歩きが割と安定したので可能になった)
じつはこのポーズを歩行の仮定で誘発させたいがためだけに歩行の最後に脚を揃えさせないようにしてる
うひょ～！！
#ホビロボ制御
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実家で懐かしい物を発掘
まだ動いてくれてうれしい
当時は三万円って途方もなく高かったけど、今見ると本当によくこの値段で出せたな
KHRの半分無いくらいの大きさでかわいい
というか配線も見えないようになってたり、動作も安定してておもちゃとして成り立ってるのもすごい
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しゃがみ時の前後柔らか制御と上体角度閾値によるよろけ制御
ロボットにコントローラーから与えてるのはしゃがみ指令のみで、バランスを崩しそうなときは一歩下がる
このままだと指つんつんにしか対応できないので、加速度やら角速度やらも見る必要がありそう
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腕制御関数に腰回転連動モードを追加
連動モードでは、腰が回転しても手先が一点に留まる(動画は腰回転をジョイコンで指令)
些細なところだけど、これで自然な立ち上がりとかつくりやすくなる…かも…？
右腕：連動無し
左腕：連動あり
#ホビロボ制御
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腰の揺動の半周期のsinカーブをpi/8位相をずらし(※最大振幅で一番沈み込むように)、腰の高さに与えてみた
これだけでも案外走行っぽい雰囲気になるけど、前進に拡張することとか考えたらやはり値の決めうちじゃなくて計算させたいな
#ホビロボ制御
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力制御単体については、なんとか移行が形になってきたような…
(ダンピング制御+弱めに安定化FBあり)
戻る早さをゆっくりめにチューニングしてあるので、ねっとりした動きがわかりやすいかも
足裏がちょっと振動しすぎ感はあるけど、とりあえず全体の完成が先か…
#ホビロボ制御
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色んな動きから待機状態に移行した際に、自然となんか割りとカッコ良い立ち姿になってくれるのがマイロボットで数少ないうまく行ったと思うところ
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以前とったやつ
Z方向の仮想バネマスダンパ系(+加速度&速度頭打ち処理)に対し、コントローラからつりあい高さ変更コマンドを送ることでうさぎ跳のようななにかができる
ただし伸び上がった瞬間に戻さないといけないのでタイミング勝負で最初以外は失敗…
#ホビロボ制御
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できた！！！
制御ロジックをROS2移植&フィードバック無しで歩かせてRVIZ2で可視化できた
IKやらなんやらはちゃんと動いてそう
これで開発効率が上がるぞ～
#ホビロボ制御
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基本に立ち返りまずはシリアルリンク+力制御でどこまで出来るのか調査中
かんたん脚で1kHzインピーダンス制御
機械的剛性が低い物との接触だとまあ良い感じだけど、剛性高い物だと振動的になる印象(つづく)
#ホビロボ制御
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GWの成果ショートver
CPベースのWPGを論文を参考に自作、加えて歩行安定化制御箇所の調整done
歩行パラメータに応じた動的な歩容生成をできるようになった
あと、歩行安定化制御(アドミッタンス制御)の調整で歩行時の足裏のバタつきを軽減
結果、それなりに安定感のある歩行継続を実現
#ホビロボ制御
FB制御導入編その１
簡易的にXY方向(ロールピッチ)のみダンピング制御&重心ZMPFBをアクティベート
なしのときと比べるとかなり歩行の安定感が増してびっくり
最後は謎エラーでプログラムがオーバーランして転倒、恐らくICSの接触不良でmax時間待っちゃってるパターン…
#ホビロボ制御
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足首のダンピング制御がどんなものか体験したくて、目標モーメント0かつ摩擦無視してできる範囲でお試し実装
なんとなく柔らかく反応してる気がする？
そもそも実装が合ってるのかも怪しいが、パラメータのチューニングが難しい…
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ヒト型ロボは人間の環境でタスクごとに特化した作りにせずに運用できるのが主なメリットなので、
水やりのデモは「水やりが出来るロボットを作りました」じゃなくて「なんでもできるロボなので水やりも出来ます」の解釈が正しい
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実機でもそんなに問題なさそう
なんか首傾げてるみたいでかわいい
#ホビロボ制御
今になりようやくロール軸回転機能を追加(ピッチは前からつくってた)
これをジョイスティックで操作できるようにしたら面白いかも？
#ホビロボ制御
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NT東京、初出展でしたが老若男女多くの方にご興味を持っていただけて、お子さまを初めたくさんの方に体験頂けました。
それだけでなく、色々な方と色々なお話しをお聞きできたり、ロボットのデザインや開発思想への共感を頂けたりして本当に楽しい時間でした。
ありがとうございました。
#NT
東京2024
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ようやくリアルタイムIKベースでまともにサイドステップが出来るようになりました
腰リンクの動きはy=Asin(t)+Bt的な感じでsinにバイアス項足して与えてます
プログラム上でモード切り替えの接続タイミングミスってなかなかなめらかなモーションにならず苦労しました
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xyzダンピング制御on、xy方向imuなんちゃってインピーダンス制御on、z方向fsrインピーダンス制御on (※よろけ制御はoff)
ちゃんと接触力の分布を考慮したから縦方向以外の静的な力にも柔らかく動けるようになった
一応歩行もそれなりに安定
#ホビロボ制御
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とりあえずMeridianボード+KHR脚で一番簡単な足踏みまで実装(10ms制御)
IKはいつもの六軸
トヨタのロボットは1msで全身制御してるっぽいけど、サーボを既製品に頼ってるうちは厳しいか
#ホビロボ制御
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脚IKの姿勢指定について、足裏姿勢が90度付近になることをあまり想定せずオイラー角ベースで考えてたので、P回転が-90度付近になるとバグる
この問題を解決しないと立ち上がりもキックも出来ないのでなんとかしたいが根深そうな予感…
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静歩行チックな歩行で一歩ずつ進めるようになった
動画では以前実装した柔らか制御も併用
柔らか制御については後ろにのけぞる時はに足裏を繋いだ直線上を仮想質点が移動するようにしたいな…
(今回もいつもの通り先人の方々の真似っこに過ぎないが、自分のロボットで試すのは楽しい)
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加速度センサ使ってオイラー法でインピーダンス制御(柔らか制御)チックなものを実装してみた
基本は教科書のテーブル・台車モデルみたいに水平方向にのみ動くはずなんだけど、実機だとそううまくは行かない…
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今日は着地を検知するまで次の一歩を開始しない制御を入れてみていたけど、これは良かったかも
旋回中結構ボディが外側に引っ張られて外周側の着地衝撃が大きくなっている感じしたけど、安定するまで次の一歩を待ってくれるのでなんとか歩けてた感じ
#ホビロボ制御
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FB制御導入編その１
簡易的にXY方向(ロールピッチ)のみダンピング制御&重心ZMPFBをアクティベート
なしのときと比べるとかなり歩行の安定感が増してびっくり
最後は謎エラーでプログラムがオーバーランして転倒、恐らくICSの接触不良でmax時間待っちゃってるパターン…
#ホビロボ制御
フィードバック制御アクティブにする前にフィードフォワードでの機能を形にすることにした
フィードフォワード前進歩行
歩き出しのcapture pointの移動はできてそう
歩き終わりのcapturepointの目標値変更はうまく行ってないな(最後右に重心が寄ってる)
思い当たる箇所がちらほら…
#ホビロボ制御
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やだうちのKHRイケメンすぎ…！？
光らせたら思わず声が出てしまった
アクリルの表面のざらざらが良い感じに働いてる
個人的にボディに対する首の長さ・頭部の大きさのバランスは最高に良い感じな気がする
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とりあえずそのままがっちゃんこして火入れ
(まだなんにもソフト弄ってない…)
脚の剛性が上がった気がするけど、トルクも上がってるので気を付けねば
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腕IKの冗長性を活かして簡単なボディとの干渉回避機能をつけてみた
干渉回避機能がない左腕はボディ側に手先位置(板の先端)動かすとボディと干渉するけど、
干渉回避機能をつけた右腕はボディと干渉しないままボディ側に手先位置移動できる
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アスリートカップパフォーマンス部門にて
アナログスティックで「ロボ」と書道させました
競技前にお子さんが体験してくれて、嬉しかったです
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上体角度でおおざっぱな重心位置を計算、
教科書の重心ZMPフィードバックなしありでおおざっぱな比較(他のパラメータは同じ)
指の押す力は一定じゃないので定量的にはなにも言えないが、一応、押したときの感触としてはFBありのほうが強い
イメージとしては踏ん張ってるような感じかな
#ホビロボ制御
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力制御なのでこんなこともできます(ゆっくり限定)
ロボット本体は支えなし
ただこのパラメータだと柔らかすぎて歩けないです
#ホビロボ制御
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あくまで静的な不整地・傾斜面ならい制御
(足首xy姿勢z高さに対する簡易ダンピング制御と、上体角水平を目標にしたpid制御の重ね合わせ制御)
思いつきでやってみたけど慎重にやらないとすぐ転倒してしまうので、とても歩行に適応できそうなものじゃないな…
＃ホビロボ制御
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前回は心半ばでロボットが死ぬという悲しい結果になってしまいましたが、今年は何とか無事全タスクこなすことができて良かったです…！
お疲れ様でした！
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なんかこれなにげにカッコ良くみえてきた
親の贔屓目(？)ではあるだろうけど、最近のSFメカでありそうな金の丸い縁取りのディティールに見えないこともない
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KHRはシリアルリンクなので、腰を水平に保ったまま腰を落とすと���のサーボにかかる負担が非常に大きく後ろに倒れやすくなる問題があります。
しゃがみ量に応じて上体角度を前のめりに&腰を突き出すことで、膝負担が少なくかつ人間らしいしゃがみ方をさせてみました。
#KHR3_LEG_6DFIK
#ホビロボ制御
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昨日の試合二戦目の開始直後の動画。(都合の良いシーンだけ切り取るのも良くないので相手の攻撃で転倒するところまで)
初っ端１ダウン取るまでの動きに自分の目指す"カッコ良い動き"が大体詰まっている気がする
まあこの後裏取りからの猛攻に耐えられず普通に負けてしまうのですが(^^;笑
#ホビロボ制御
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(可動域と��御的に)膝つけられてないけど、イメージとしては膝立ちさせたかったやつ
#膝をついた画像を晒すとフォローやRTが来るらしい
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ケパランの安定化制御、あの小ささでホライズン2sのMPCをリアルタイムで体内で解いてるらしい…
パッと見かわいすぎて全然すごい技術が使われていることを察させないのは技術のあるべき姿だな～
(↓スマホを向けると手を振ってくれるケパラン)
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起き上がりアルゴリズム組もうとしてサーボ３つも壊してしまったので、ボディとの干渉対策として腕制御関数に干渉回避機能を作成(左腕：あり 右腕：なし)
アルゴリズムは単純で、ボディを円柱と仮定し、手先が干渉する時には円柱表面を滑らせるように軌道を補正するというもの
#ホビロボ制御
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フルサイズのヒューマノイドでプッシュリカバリーしたのは初めてだわ…
流石にローレベルの制御はクローズドだった笑
強化学習なのかな
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強化学習で制御された系ホビーサイズロボットは絶対出ると思うんだよな
実現したいロボットのために制御系組んでいるけど、そのうちモーションエディタみたいなのでモーションレファレンス作ってあとは強化学習ジムに投げるのが一番みたいなことになりそうな予感
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今日はものすごくひさしぶりにバトルに参加
Meridian移行&CP歩容生成に移行してからは初？
以前よりは歩行が安定してきた&動きの粗も無くなってきた
とはいえまだゲームスピードについていけておらず、課題はたくさん…
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制御はダンピング制御のみ
ダンピングゲインD=0.001程度で足裏が固いとガタガタ振動してしまうが、なるほど弾性要素があるとちゃんと自立してくれるな
足裏がプルプル床半力に柔らかく動くの見ると、青山で観たASIMO思い出して興奮する(←怒られそう)
これで歩けたらかっこいいなあ…
#ホビロボ制御
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今日はマイロボットが初めて有効な攻撃をした上、一応辛くも一勝を納めました。
さらにいろいろな方が居て多くのアドバイスや教訓を得られ充実した大会でした。
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昨日の試合で良かったところ①
横方向転倒時の受け身制御(腕脱力・衝撃吸収からの受け身姿勢移行)からの立ち上がり制御がちゃんとスムーズに動いてくれたこと
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xyzダンピング制御on、xy方向imu・z方向fsrインピーダンス制御on (※よろけ制御はoff) (続)
ダンピング制御で以前より足首周りが柔らかく反応してる感
足裏が大きいとはいえ、まあそれなりには耐えられてるんじゃないだろうか？ 少しいじめているみたいで罪悪感
#ホビロボ制御
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今日はわんだほ～に参加してきました！
途中ロボットの配線が逝き絶望してましたが、たくさんの方に暖かい言葉やお力添えを頂くことが出来、本当に感謝しております😭 本当にありがとうございました…！！
本日は参加者・運営の方々お疲れさまでした！！
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MeridianでようやくKONDOのArduinoサンプル動かせた！うれしい
(KHRはスイッチ経由で電源貰ってるだけで、特に関係なし 汚い配線が丸見えで恥ずかしい…)
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アーム自体にコンプライアンス性がないので、手先にものが引っ掛かると結構倒れやすい(あとエッジも立ってるので引っ掛かりやすいのもある)
見た目をあんまり弄らないまま、手自体にもなんか良い感じにコンプライアンス性を持たせる方法は無いかな…(愚直にセンサ増やして力制御？)
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摩擦無視簡易ダンピング制御、とりあえず足裏xy姿勢と両足首z高さについて実装できた
試しに左足裏に邪魔物置いても割と直立できてる…のか？(解釈合ってるかな)
fsrの校正適当なのは治さないと
ダンピング係数と時定数のパラメータと、あとは足裏の弾性体どうするかとかも難しいなあ
#ホビロボ制御
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こんな感じで良い感じにコンプライアンス性が効いてくれるよという動画
(膝下～足裏の動きを見るとわかりやすいかも…)
※上半身は支えなし
#ホビロボ制御
久しぶりに膝を2552(低トルク)に戻してみて思ったけど、やっぱりコンプライアンス制御はこっちの方がそれらしく動く(※直立時) もちろん歩行時は2572(※高トルク)の方が安定する
結局大事なのはその時必要な過不足無いトルクを出せることだよなあ
トルク制御出来るサーボはなかなか揃えられないけど
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インピーダンス制御っぽいやつ、z軸方向にも実装してみた
ちょっと上から落としても衝撃を吸収してくれてる感
一方、所詮加速度センサのみなので荷重が増えたときにはあんまりバックドライブしてくれない…
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なんとかフィードフォワード足踏みまで来た…
(長い両足支持期間&Capture pointでの計画より早めに遊脚を下ろすというズルをしつつ)
次は重心ZMPFBをアクティブにしてみて、場合によってTPCCへの移行も考慮してみる予定
#ホビロボ制御
歩行ロジックがパッチまみれの魔境と化しもはや手がつけられないので、新たな歩行ロジックとCapture PointベースのWPG実装
見た目は腰を左右に振っているだけだが、一応内部ではリアルタイムで左右足支持状態を切り替えながら支持脚座標系重心軌道を計算
この調子でがんばるぞ～
#ホビロボ制御
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BNO055×六自由度IKでパントマイム的な？シンバル的な？何か
脚の六自由度IKを活かし、両足のピッチ角にBNOで計測された上体角をFB
物理的拘束をかけずに、両足裏の開き角度・位置関係を維持したまま、足裏が地面と水平を保つ関節角が計算されてます
#KHR3_6DFIK
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Meridian開発会議に参加させて頂きました。
大変有意義な時間をありがとうございました。色々勉強になりましたm(_ _)m
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フィードバック制御アクティブにする前にフィードフォワードでの機能を形にすることにした
フィードフォワード前進歩行
歩き出しのcapture pointの移動はできてそう
歩き終わりのcapturepointの目標値変更はうまく行ってないな(最後右に重心が寄ってる)
思い当たる箇所がちらほら…
#ホビロボ制御
なんとかフィードフォワード足踏みまで来た…
(長い両足支持期間&Capture pointでの計画より早めに遊脚を下ろすというズルをしつつ)
次は重心ZMPFBをアクティブにしてみて、場合によってTPCCへの移行も考慮してみる予定
#ホビロボ制御
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ようやくロボットの腕が復活した
プログラムも対応した
…けど、動作確認するのはなかなか怖い(変なところで詰まりそうな予感)
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パンチカーペット5m走(若干軟弱地面歩行)転ばずに完走できました
これが出来ないと足裏センサ搭載した意味が解らなくなるので、ここまではとりあえず良かった…
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ようやくFSRの収まりが良くなりました
(これまでのやり方はセンサへの負荷が大きすぎて気がついたらフィルムがパッキリ逝ってたので…)
とはいえ、これでもまだまだ課題は山積み
足裏の当て板どうするか…
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歩行ロジックがパッチまみれの魔境と化しもはや手がつけられないので、新たな歩行ロジックとCapture PointベースのWPG実装
見た目は腰を左右に振っているだけだが、一応内部ではリアルタイムで左右足支持状態を切り替えながら支持脚座標系重心軌道を計算
この調子でがんばるぞ～
#ホビロボ制御
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ゲインが大きいので前進中に正面から妨害しても耐えてくれる
(加速度センサのみで傾きを測ってた時はこれやると倒れてた)
少しずつシミュレーションの動きに近づいてきた気がする…！
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受け身制御改
受け身時にに柔らか制御の値を微妙に脚関節角にFBして衝撃吸収
あと、肘のサーボホーンをアルミに変えたらサーボのギアが欠けやすくなったので、
ロール軸に角度がついてる場合は自動で腕サーボ脱力するようにした
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良かったところその②
軽い当たりの攻撃に対しては柔らか制御&よろけ制御が思いのほか良く動いて姿勢を維持してくれました
(直後に転んじゃうけど…笑)
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