面向工业应用的物理人机交互控制框架演示
机器人学
2025-05-19 v2 系统与控制
系统与控制
摘要
物理人机交互（pHRI）对于实施以人为核心方法的工业 5.0 至关重要。然而，鲜有研究探讨 pHRI 与工业级性能的实际对齐。本文介绍一个通用的控制框架，旨在通过引入基于扭矩的控制模式（柔顺控制、零空间柔顺和双重柔顺，均涵盖静态与动态场景）来弥合这一差距。得益于我们的二阶二次规划（QP）公式，严格的运动学和碰撞约束作为安全特性被集成到系统中，并且加权层级结构保证了奇异鲁棒的任务跟踪性能。该框架在配备 Bota 力/力矩传感器的 Kinova Gen3 协作机器人（cobot）上实现。一个 DualShock 4 游戏手柄被连接到机器人末端执行器上，以展示该框架的能力。此设置实现了模式间的无缝动态切换以及参数的实时调整，例如在位置控制和转矩控制之间转换，或选择更鲁棒的自研底层转矩控制器来替代默认控制器。该框架基于开源机器人控制软件 mc_rtc 构建，确保了研究和工业部署的可复现性，向工业级性能和可重复性迈出了一步，展示了其作为面向工业环境的鲁棒 pHRI 控制系统的潜力。
引用
@article{arxiv.2502.02967,
title = {Demonstrating a Control Framework for Physical Human-Robot Interaction Toward Industrial Applications},
author = {Bastien Muraccioli and Mathieu Celerier and Mehdi Benallegue and Gentiane Venture},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.02967},
year = {2025}
}
备注
Demo Paper submitted to Robotics: Science and Systems (RSS2025), accepted