hrpsys-simulator上でのセンサフィードバックを使った制御

[snozawa]

hrpsys-simulator上でセンサフィードバックを使った制御を行おうとしているのですが、
センサフィードバックの項にかかるゲインを実機と同じ値にすると、振動的になります。

例えばrtc/Stabilizer/Stabilizer.cppですと、
https://github.com/fkanehiro/hrpsys-base/blob/master/sample/SampleRobot/samplerobot_stabilizer.py.in
がサンプルになっておりますが、
https://github.com/fkanehiro/hrpsys-base/blob/master/sample/SampleRobot/samplerobot_stabilizer.py.in#L33
の行の
stp1.k_tpcc_p=[0.2, 0.2]
がシミュレーション上でのZMP誤差のフィードバック係数で、実機だと
stp1.k_tpcc_p=[2.0, 2.0]
と大きめの値で発振することなく歩行等できて、実機と同じ値を
シミュレーションで使うとかなり振動的になります。

他にも、足にインピーダンス制御のようなことをためしても同様に発振するようです。

hrpsys-simulatorで何か設定が必要でしょうか。

よろしくお願いいたします。

[fkanehiro]

すいません、ここで実機とは何を指しているのでしょうか？

[snozawa]

すいません、ここで実機とは何を指しているのでしょうか？

HRP２でためしております。
hrpsys-simulator上で、HRP２実機の体内制御系で使っているものと同様のhrpsys-base、Stabilizerのプログラムを実行したとき、
同じパラメータを用いると発振してしまいます。
もちろんロボット実機で最適なパラメータとシミュレータで最適なパラメータは同じにはならないと思いますが、
シミュレータではかなり小さいフィードバック係数（センサフィードバック項が無効に近い状態）にしないと
発振してしまうようでした。

[fkanehiro]

実機では関節がPD制御されているのに対して、シミュレーションでは（おそらく）ハイゲインモード（理想的な関節を模擬するモード）で駆動しているのが効いているのではと思います。
HRP-2の場合は足首のコンプライアンス要素もありますね。

[snozawa]

はい、こちらではハイゲインモードでシミュレーションをしております。
ハイゲインモードでシミュレーションすると、加速度レベルまで関節指令が満たされるので、
そうすると力のシミュレーション結果がノイジーになりますでしょうか。

また、皆さんはこのあたりのシミュレーションは、ハイゲインモードでなくて
Torqueモード＋PD制御でおこなわれてますでしょうか。

[fkanehiro]

はい、ノイジーというかピーキーな反応を示すので、ゲインはあげ辛くなる傾向になると思います。
こちらでは、実機の仕様（具体的にはロータイナーシャやギヤ比）が分かっているものについてはTorqueモード+PD制御を使っています。
ハイゲインはそれらのパラメータが必要ないのでお手軽なのですが、やはり実機との一致度で言うと劣りますので。

[snozawa]

こちらでは、実機の仕様（具体的にはロータイナーシャやギヤ比）が分かっているものについてはTorqueモード+PD制御を使っています。

センサフィードバックを伴うシミュレーションも、torqueモード＋PD制御ですと可能でしょうか。
ところで、ロータイナーシャ・ギア比等を考慮したPD制御は、どこかにサンプル等ございますでしょうか。
（OpenHRP3/samples/controllerのあたりでしょうか）

[fkanehiro]

OpenHRP3のPA10のサンプルが該当しますね。

[k-okada]

これは，.xml のなかで上手く書けばOKという理解で正しいでしょうか？

On Mon, Aug 4, 2014 at 8:04 PM, fkanehiro [email protected] wrote:

OpenHRP3のPA10のサンプルが該当しますね。

—
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#284 (comment)
.

[fkanehiro]

え～っと、書くってなにを書くんでしょう？

[k-okada]

あれ？

を，

みたいにすればOKと思っていたんですが，勘違いしていたみたいです．
こうできるようにするのは，hrpsys-simulatorを更新する必要がありますか？

On Mon, Aug 4, 2014 at 8:35 PM, fkanehiro [email protected] wrote:

え～っと、書くってなにを書くんでしょう？

—
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#284 (comment)
.

[fkanehiro]

あぁ、はい。トルク制御モードにするためにはその変更が必要です。

[snozawa]

あれ？ を，

ちょっと前ですが、これをTorqueにしてトルク指令っぽい挙動になるのは確認したことがあるので、
大丈夫そうに思います。

OpenHRP3のPA10のサンプルが該当しますね。

こちら、PA１０Controller相当を他のModelLoaderでよんでロボットで使えるようにしたものを、
hrpsys-base/rtcに追加するのでよろしいでしょうか。

また、

実機の仕様（具体的にはロータイナーシャやギヤ比）

はどのあたりで考慮されておられるかお教え頂けますと助かります。
（プログラム中、etc/PDgain.datの数値をきめるとき、。。。etc）

[fkanehiro]

PA10ControllerとかSamplePDは1個のRTCで動くサンプルということで、いずれもファイルから関節角軌道を読むようになっているのですが、汎用性という観点からはデータポートから受けとるようにしておくのがよいですね。

ロータイナーシャ等についてはモデルファイルに値を書き込んでおけば、モデルをロードした際にその値がLinkに格納され、シミュレーション時に軸慣性が考慮されるようになっています。

[snozawa]

ロータイナーシャ等についてはモデルファイルに値を書き込んでおけば、モデルをロードした際にその値がLinkに格納され、シミュレーション時に軸慣性が考慮されるようになっています。

初歩的なことでしたが，こちら存じ上げませんでした．
ありがとうございます．

PA10ControllerとかSamplePDは1個のRTCで動くサンプルということで、いずれもファイルから関節角軌道を読むようになっているのですが、汎用性という観点からはデータポートから受けとるようにしておくのがよいですね。

そうしますと，hrpsys-baseに追加ではなく，OpenHRP3のほうにPRをお送りする形でよろしいでしょうか．
（あとはModelLoaderから全自由度数などモデル情報を読み込む）

[fkanehiro]

ちょっと悩ましいところですが、OpenHRP3にSampleHGというのがあって、hrpsys-baseにHGcontrollerというのがあるのと関係としては対になるので、OpenHRP3の方は１個のRTCで動くサンプルということでそのままにしておいて、汎用的だけど中級者向けになるのは、hrpsys-baseに追加してはどうでしょうか。

[snozawa]

なるほど，わかりました．
試せるサンプルを作成しましたら，hrpsys-base/rtcに追加してPRをだしてみます．

[snozawa]

こちらPD制御をいれたもので、少しセンサフィードバックのゲインをあげられることを確認しましたので、closeにします。
ありがとうございました。