面向人机协作的带不确定性估计的自适应安全关键控制
机器人学
2023-08-22 v2
摘要
在先进制造中,需要严格的安全保障以允许人类与机器人在共享工作空间中协同工作。该应用领域中的挑战之一是人类行为的多样性和不可预测性,给人类同事带来潜在危险。本文通过采用安全关键控制与不确定性估计,提出了一种用于人机协作的新型控制框架。此外,为了在协作过程中选择最短路径,提出了一种新颖的二次惩罚方法。所提方法的创新之处在于,即使在人类于协作任务中意外移动的情况下,所提控制器也将防止机器人违反任何安全约束。这通过时变积分障碍 Lyapunov 函数(TVIBLF)与自适应指数控制障碍函数(AECBF)的组合来实现,从而在路径跟踪与碰撞避免之间以保证闭环系统稳定性实现灵活模式切换。我们方法的性能在 7-DOF 机器人机械臂的仿真研究中得到验证。此外,提供了涉及静态与动态目标任务的对比。
引用
@article{arxiv.2304.06867,
title = {Adaptive Safety-critical Control with Uncertainty Estimation for Human-robot Collaboration},
author = {Dianhao Zhang and Mien Van and Stephen Mcllvanna and Yuzhu Sun and Seán McLoone},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.06867},
year = {2023}
}