结合优化方法与解析逆运动学的框架

解析方法和优化方法用于求解逆运动学（IK）问题历来受到深入研究。两种策略各有优势与不足，但开发统一方法以发挥两者优势一直具有挑战。在优化方法面临的关键挑战是关节角度与末端执行器姿态之间复杂的非线性关系。当这种关系必须与碰撞规避等额外非凸约束并行处理时，优化 IK 算法可能面临高失败率。我们提出了一种新的 IK 优化 formulation，该方法以解析 IK 解作为变量置换，基本上更易于优化器求解。我们在三大求解器上进行测试，分别代表约束非线性优化的三种不同范式。广泛的实验比较表明，本文提出的新方法在包括碰撞规避、抓取选择和人形机器人稳定性等各种具有挑战性的 IK 问题中，优于旧方法和基线方法，实现了更高的成功率。