通过非线性动力学旋转实现凹障碍规避
机器人学
2023-06-29 v1
摘要
控制机器人系统中的复杂任务（如用于清洁的圆周运动或跟随弯曲线条）可使用非线性向量场来处理。在本文中，我们介绍了一种称为旋转障碍规避方法（ROAM）的新颖方法，用于在 workspace 被障碍物部分遮挡时调整初始动力学。ROAM 提出了一种闭式解，通过将初始动力学向切空间旋转，有效避免任意维度空间中的星型障碍物。该算法能够在障碍凸包内部导航，并可定制以主动远离表面，同时保证每个障碍边界上仅存在单一鞍点。我们引入了一系列映射，将该方法推广到一般非线性动力学。此外，ROAM 将其能力扩展到处理多障碍环境，并提供将动力学约束在安全管内的能力。通过加权向量树求和，我们成功绕过了表示为星之树的一般凹障碍。通过实验评估，ROAM 在最小化局部极小出现和保持与初始动力学相似性方面表现出优越性能，在多障碍仿真中优于现有方法。所提方法因其简洁性而具有高度反应性，可有效应用于动态环境。这在一个 7 自由度机械臂绕动态障碍的无碰撞导航中得到了演示。
引用
@article{arxiv.2306.16160,
title = {Avoidance of Concave Obstacles through Rotation of Nonlinear Dynamics},
author = {Lukas Huber and Jean-Jacques Slotine and Aude Billard},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.16160},
year = {2023}
}
备注
20 pages, 19 figures