0단계 포착 가능성, 운동 분해 및 3D 가변 높이 역진자에 대한 전역 피드백 제어

로봇이 밀리면 안정화시키는 일반적인 방법 중 하나는 순간 포착점(Instantaneous Capture Point)입니다. 그러나 이 방법은 일정한 높이를 가정하는 근본적인 한계가 있습니다. 2D에서 높이 변화를 포함하여 양발 보행 로봇의 균형을 유지하는 연구는 여러 가지 있지만, 3D 모델에 대한 문헌은 제한적입니다. 지면에 대한 변동 중심압력(Center of Pressure, CoP)과 반응력을 사용하는 최적화 방법들이 있으나, 이들은 로봇이 발을 딛을 수 있는 물리적 영역을 제공하지 않으며 분석을 위해 사전 계산이 필요합니다.본 연구에서는 고정된 CoP와 변동되는 CoP 모두를 고려하여 3D 변동 높이 역진자(Variable Height Inverted Pendulum, VHIP)의 균형을 유지하기 위한 필요충분조건을 제공합니다. 또한 고정된 CoP를 갖는 3D VHIP가 2D 버전과 동일하다는 것을 증명하며, 2D VHIP에서 작동하는 제어기를 3D VHIP으로 일반화하였습니다. 우리는 또한 운동의 발산 성분(Divergent Component of Motion)을 3D VHIP으로 일반화하고, 높이와 CoP 전략을 독립적으로 분석할 수 있는 대체 운동 분해법을 제시합니다. 이를 통해 이전에 2D VHIP에서 수행된 전역 피드백 제어기를 변동되는 CoP를 갖는 3D VHIP으로 일반화할 수 있게 되었습니다.