基于广义坐标下离散弹性杆的可变形线性物体精确仿真与参数辨识

本文提出了一种快速且精确的可变形线性物体（DLO，如绳、线或电缆）模型，并将其集成到成熟的机器人物理仿真器 MuJoCo 中。大多数计算耗时低且精确的 DLO 模型存在于独立的数值仿真器中，这些仿真器无法处理外部物体，或需要繁琐的工作才能处理。基于现有的最先进 DLO 模型——离散弹性杆（DER），我们的实现在精度上优于 MuJoCo 自身的原生电缆模型。为最小化计算负载，我们的模型利用力杠杆分析将 DER 的笛卡尔刚度力适配到其广义坐标中。作为一项关键贡献，我们引入了一种新颖且兼顾简洁与精确的参数辨识流程，并利用该流程确定了三种不同 DLO 的弯曲与扭转刚度。随后，我们通过仿真这些 DLO，并将其与真实物体以及理论验证测试进行对比，来评估各模型的性能。