蛇形机器人障碍辅助导航中的方向顺应性

蛇形机器人有潜力在紧密堆积且复杂的环境中机动。使其能够实现这一目标的一个挑战在于确定如何协调其众多自由度以产生有目的的运动，这一复杂性在本工作所考虑的地形类型中尤为突出：充满未建模特征的环境，即便最优的地图也无法捕捉这些特征，这促使我们开发闭环控制以对这些特征作出反应。为此，本工作利用本体感知传感（主要是蛇形机器人关节测得的力信息）来对未建模地形作出反应。我们引入了一种受生物启发的策略，称为方向顺应性，它调节机器人的有效刚度，使其在某些方向上顺应地形而在其他方向上抵抗。我们提出了一个在运动模式间切换的动力学系统，以处理机器人被卡住或嵌住的情况。该方法使蛇形机器人能够可靠地穿越平面钉阵和户外三维岩石堆。