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Whole-Body Nonlinear MPC for Realtime Humanoid Loco-Manipulation Planning and Control

What it solves

本项目提供了一种用于人形机器人的实时、基于物理的控制器,使其能够执行复杂的动作,例如行走和操作任务。它解决了在实时环境中管理人形机器人的高维动力学挑战,以生成稳定、流畅的动作行为。

How it works

本项目实现了一种非线性模型预测控制器 (NMPC),可根据两种不同的公式进行动作优化:

  • Centroidal Dynamics MPC: 优化全身运动学和质心动力学,支持单一刚体模型或具有 6 DoF 接触的完整质心动力学。
  • Whole-Body Dynamics MPC: 优化接触力与关节加速度,并可选择在规划时域内为每一步计算关节扭矩。

它是基于 ocs2 框架的扩展版本构建的,并利用 pinocchiohpipm 等库来实现动力学与优化。

Who it’s for

面向寻求高性能、扭矩层级的移动操作 (loco-manipulation) 控制系统的人形平台 (例如 Unitree G1) 的机器人研究人员和开发者。

Highlights

  • Real-time Torque Optimization: 直接在实时环境中优化全阶扭矩层级的动力学。

  • Hardware Agnostic: 设计上与平台无关,尽管它支持 Unitree G1 和 1X Neo 的示例。

  • Interactive Control: 优化支持通过 Xbox 控制器或 GUI 进行基座速度与高度控制。

  • Dockerized Setup: 提供 Dockerfile 和 Dev Container 支持,以便于安装和开发。

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