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结合采样与基于梯度的规划用于富含接触的操作

机器人学 2024-03-26 v2

摘要

对不连续动力学进行规划是接触丰富操作等机器人任务所需要的,当使用神经网络或解析模型时,这给规划方法的数值稳定性与速度带来了挑战。一方面,基于采样的规划器在高维问题中需要更高的采样复杂度,且无法描述如力限制等安全约束。另一方面,当 Hessian 条件数较差时,基于梯度的求解器会陷入局部最优与收敛问题。我们提出了一种兼具采样与基于梯度要素的规划方法,使用交叉熵方法(Cross-entropy Method)来初始化基于梯度的求解器,从而更好地搜索局部极小并能处理显式约束。我们展示了该方法可为阻抗控制机器人与刚性环境接触时实现平滑、稳定的富含接触规划,并与仅梯度的 MPC 及 CEM 进行了基准对比。

关键词

引用

@article{arxiv.2310.04822,
  title  = {Combining Sampling- and Gradient-based Planning for Contact-rich Manipulation},
  author = {Filippo Rozzi and Loris Roveda and Kevin Haninger},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2310.04822},
  year   = {2024}
}

备注

Submitted ICRA24. Video available at https://youtu.be/COqR90392Kw Code available at https://gitlab.cc-asp.fraunhofer.de/hanikevi/contact_mpc