B*：固定基座操作机器人的高效最优基座放置
机器人学
2025-09-15 v3
摘要
B* 是一个新颖的优化框架，旨在解决固定基座操作机器人机器人学中的关键挑战：最优基座放置。当前方法依赖通过抽样生成的预计算运动学数据库来搜索解决方案。然而，它们在确定抽样分辨率时面临解决方案最优性和计算效率之间的内在权衡。为此，B* 统一了多个目标，无需依赖数据库。该框架采用两层层次化方法。外层通过逐步收紧来系统地管理终端约束，特别是针对基座可移动性，实现可行初始化和广泛的解决方案探索。内层通过顺序局部线性化来解决每个外层子问题中的非凸性，将原始问题转换为可处理的顺序线性规划（SLP）。在多个机器人平台上的测试表明，B* 具有有效性。该框架在解决方案最优性上比基于抽样的方法高出五个数量级，同时保持完美的成功率并降低了计算开销。直接 operating in configuration space，B* 使能够以可自定义的优化准则进行路径规划。B* 作为一种关键初始化工具，弥合了理论运动规划与实际部署之间的差距，因而具有根本意义。
引用
@article{arxiv.2504.12719,
title = {B*: Efficient and Optimal Base Placement for Fixed-Base Manipulators},
author = {Zihang Zhao and Leiyao Cui and Sirui Xie and Saiyao Zhang and Zhi Han and Lecheng Ruan and Yixin Zhu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.12719},
year = {2025}
}
备注
accepted for publication in the IEEE Robotics and Automation Letters (RA-L)