四足行走机器人动态QP公式与求解器基准测试
机器人学
2025-02-04 v1
摘要
二次规划（Quadratic Program, QP）在步行机器人控制中广泛应用，尤其是在模型预测控制（MPC）和全身控制（Whole-Body Control, WBC）中。在这两种情况下，控制器设计需要构建QP模型并选择合适的求解器，两者都需要大量时间和专业知识。虽然已有QP求解器的计算性能基准测试，但缺乏对计算硬件（Hardware, HW）、QP公式和求解器性能不同组合的最优组合的比较研究。本文比较了稠密与稀疏QP公式，以及在不同硬件架构上多种求解方法的表现，重点考察其在四足机器人动态行走中的计算效率。我们引入求解频率每瓦特（Solve Frequency per Watt, SFPW）作为性能度量，以实现不同硬件上QP求解器效率的跨平台比较。我们还对用于四足行走中轨迹稳定的WBC QP求解器进行了基准测试。结果表明，本文为四足行走机器人不同硬件架构下的QP公式和求解器选择提供了建议，并指出在该领域未来应投入更多技术 effort 的问题。
引用
@article{arxiv.2502.01329,
title = {Benchmarking Different QP Formulations and Solvers for Dynamic Quadrupedal Walking},
author = {Franek Stark and Jakob Middelberg and Dennis Mronga and Shubham Vyas and Frank Kirchner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.01329},
year = {2025}
}
备注
Preprint; Accepted for ICRA 2025