Die sogenannte "Walking Engine" ist der Teil der Software, der für die Erzeugung der Laufbewegung zuständig ist. Dazu errechnet sie Fußpositionen im Raum (50 pro Sekunde), aus denen dann ein Laufen entsteht. Wir entwickeln derzeit eine völlig neue Walking Engine. Der neue Ansatz dabei ist nicht mehr, wie bei früheren Entwicklungen, festgelegte Trajektorien abzufahren, sondern eine Bewegung zu erzeugen, die auf, mit Hilfe physikalischer Gesetze erzeugten, mathematischen Modellen basiert (Steuerungs- und Regelungstechnik). Dabei spielt der "Zero Moment Point" eine große Rolle. Dies ist ein Punkt auf dem Boden, der sich aus der aktuellen Beschleunigung und Lage des Roboters errechnet. Liegt er innerhalb eines Fußes, so ist der Roboter stabil. Zur Errechnung lassen sich auch Sensorwerte heranziehen, so dass eine aktive Stabilisierung vorgenommen werden kann.

In der Grafik sieht man unter "ZMP Ref" die Referenzkurve für den y-Anteil. Man sieht an den Kurven den Einfluß der Sensoren: mit Sensorkontrolle nähert sich der reale ZMP-Wert besser dem gewünschten an. Diese Innovation erlaubt es auch auf unebenem Boden und unter anderen Störungen stabil zu laufen, was beim Robocup von hoher Wichtigkeit ist. Die Erzeugung des Laufmusters erfolgt dabei durch ein Streaming-Konzept. Zu Begin ist nur die Laufgeschwindigkeit bekannt. Daraus wird über mehrere Stationen (eine Station ist dabei die Referenzkurve für den ZMP) dann letztendlich die Soll-Position des Oberkörpers errechnet.

Es stehen zwei neue Videos aus unserem Simulator bereit, die die Leistungsfähigkeit der WalkingEngine zeigen sollen. Dabei rollt eine Kugel mit einem Gewicht von 700g eine Rampe hinunter, um den Roboter in einer vergleichbaren Situation mit einer vergleichbaren Geschwindigkeit zu treffen. Ohne aktive Sensorkontrolle fällt er um, während er bei aktiver Kontrolle in mehr als 50% der Fälle ohne Unterbrechung der Laufbewegung weiterlaufen kann.

Video vom Lauf ohne Sensorkontrolle (DivX, 228 kb)

Video vom Lauf mit Sensorkontrolle (DivX, 498 kb)

Es gibt wieder mal zwei neue Videos. Diesmal wurde anhand des Naos getestet, wie er auf unebenem Boden läuft. Dazu liegt eine 1 cm hohe Platte auf dem Spielfeld, auf die er hoch laufen soll. Ohne Sensorkontrolle gelingt das nur in 4% der Fälle, mit Sensorkontrolle in 80%.

Unebener Boden, ohne Sensor (DivX, 938 kb)

Unebener Boden, mit Sensor (DivX, 1.43 mb)