ControlIt!——一种用于全身操作空间控制的软件框架
机器人学
2015-06-04 v1
摘要
全身操作空间控制（WBOSC）是人本全身控制（WBC）领域的一项开创性算法。它使浮动基高度冗余机器人能够在遵守物理约束的同时，实现对一个或多个操作空间目标的统一运动/力控制。关于使WBOSC能够执行并集成到更大系统中的软件架构和API的研究有限。本文通过提出ControlIt!（一个新的用于WBOSC的开源软件框架）来解决这一问题。与先前的实现不同，ControlIt!采用多线程以提高标准PC硬件上的伺服频率。一种新的参数绑定机制通过一组可扩展的传输协议实现了ControlIt!与外部进程之间的紧密集成。要支持一个新机器人，只需提供两个插件和一个URDF模型——ControlIt!的其余部分保持不变。通过编写任务（Task）或约束（Constraint）插件，可以添加新的WBC原语。ControlIt!的能力在Dreamer（一个16自由度力矩控制的人形上半身机器人，包含串联弹性和共驱动关节）上得到演示，并利用其执行产品拆解任务。使用该测试平台，我们表明当配置两个笛卡尔位置任务、两个朝向任务和一个较低优先级的姿态任务时，ControlIt!可实现约0.5毫秒的平均伺服延迟。这显著高于UTA-WBC（WBOSC的原型实现，其特定于应用和平台）所达到的5毫秒。产品位置的变化通过更新笛卡尔位置任务的目标来处理。ControlIt!的源代码以LGPL许可证发布，我们希望它能长期被WBC社区采用和维护，作为WBC开发和集成的平台。
引用
@article{arxiv.1506.01075,
title = {ControlIt! - A Software Framework for Whole-Body Operational Space Control},
author = {C. -L. Fok and G. Johnson and J. D. Yamokoski and A. Mok and L. Sentis},
journal= {arXiv preprint arXiv:1506.01075},
year = {2015}
}