Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Trajectory generation for redundant humanoid robot

Kacper Stanisław Mikołajczyk

Abstract

Humanoid robots are currently being studied by many institutes and universities of technology around the world. Among the issues related to this subject, it is important to plan movements taking into account the balance during the walk. One of the criteria determining the balance of humanoids is the zero moment point criterion, which imposes conditions on the movement of the center of mass of the entire structure. The trajectory of the movement of a humanoid robot can be described by presenting the position and orientation of selected elements in space at discrete moments of time. In order to be able to control the robot, it is necessary to solve the inverse kinematics to determine the course of joint positions for the given trajectory. This paper presents a description of the construction of the MelSon Robot, a humanoid robot constructed by members of the Student’s Robotics Association of the Warsaw University of Technology. Due to its structure, the MelSon humanoid is able to reproduce the way of human movement. The purpose of this work was to write software for generating trajectories for the MelSon robot. The software was to enable the user to create a trajectory based on given points and to solve the reverse kinematics problem using methods characteristic for redundant systems. Additional functionality was to be visualization of the obtained results and the ability to reproduce the trajectory on the robot. All presented goals have been achieved. The prepared program allows to create user defined trajectories in the Cartesian space and its corresponding trajectory in the joint space, while maintaining the planned position of the center of mass of the entire structure. The inverse kinematics solution uses robot redundancy to avoid axis limits.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Kacper Stanisław Mikołajczyk (FPAE) Kacper Stanisław Mikołajczyk,, Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Title in Polish
Generowanie trajektorii dla redundantnego robota humanoidalnego
Supervisor
Marek Wojtyra (FPAE/IAAM) Marek Wojtyra,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Certifying unit
Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Affiliation unit
The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)
Study subject / specialization
, Automatyka i Robotyka (Automation and Robotics)
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
07-02-2019
Issue date (year)
2019
Pages
56
Internal identifier
MEL; PD-5014
Reviewers
Tomasz Barczak (FPAE/IAAM) Tomasz Barczak,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE) Marek Wojtyra (FPAE/IAAM) Marek Wojtyra,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Keywords in Polish
roboty humanoidalne, roboty redundantne, generowanie trajektorii, zadanie odwrotne kinematyki, metody jakobianowe
Keywords in English
humanoid robots, redundant robots, trajectory generation, inverse kinematics solution, Jacobian methods
Abstract in Polish
Roboty humanoidalne sa obecnie obiektem badan wielu instytutów i uczelni technicznych na całym swiecie. Wsród zagadnien zwiazanych z ta tematyka istotnym jest planowanie ruchów z uwzglednieniem zachowania równowagi w czasie chodu. Jednym z kryteriów okreslajacych równowage humanoidów jest kryterium punktu zerowego momentu (ang. zero moment point), które narzuca warunki na ruch srodka masy całej konstrukcji. Trajektorie ruchu robota humanoidalnego mozna opisac przedstawiajac połozenie i orientacje wybranych członów w przestrzeni w dyskretnych chwilach czasu. Aby mozliwe było sterowanie robotem, konieczne jest rozwiazanie zadania odwrotnego kinematyki w celu wyznaczenia przebiegu połozen złaczowych dla zadanej trajektorii. W niniejszej pracy przedstawiono opis budowy robota MelSon, robota humanoidalnego skonstruowanego przez członków Koła Naukowego Robotyków Politechniki Warszawskiej. Dzieki swojej konstrukcji humanoid MelSon jest w stanie nasladowac sposób poruszania sie człowieka. Celem tej pracy było napisanie oprogramowania do generowania trajektorii dla robota MelSon. Oprogramowanie to miało umozliwic uzytkownikowi tworzenie trajektorii na podstawie zadanych punktów oraz rozwiazywac zadanie odwrotne kinematyki wykorzystujac metody charakterystyczne dla układów redundantnych. Dodatkowa funkcjonalnoscia miała byc wizualizacja otrzymanych wyników i mozliwosc odtworzenia trajektorii na robocie. Wszystkie przedstawione cele zostały osiagniete. Przygotowany program pozwala na utworzenie zdefiniowanych przez uzytkownika trajektorii w przestrzeni kartezjanskiej i odpowiadajacej jej trajektorii w przestrzeni złaczowej z zachowaniem zaplanowanej pozycji srodka masy całej konstrukcji. Rozwiazanie zadania odwrotnego kinematyki wykorzystuje redundancje robota do unikania ograniczen w osiach.
File
  • File: 1
    279140-Kacper_Mikołajczyk-Generowanie_trajektorii_dla_redundantnego_robota_humanoidalnego.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 31305

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT6cd5920b3650477bb2086066cc585f09/
URN
urn:pw-repo:WUT6cd5920b3650477bb2086066cc585f09

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page