评估用于机器人运动规划的直接转录与非线性优化方法
最优化与控制
2016-02-29 v2 机器人学
摘要
本文研究了应用于机器人运动规划的轨迹优化现有直接转录方法。直接转录的实现有多种替代方案。在本研究中，我们分析了在解决机器人问题时这些替代方案的影响。我们评估了不同的参数，如积分方案、离散化节点数量、初始化策略和问题复杂度。我们在计算时间、精度和解的质量方面衡量了方法的性能。此外，我们比较了两种常用于解决转录问题的优化方法，即序列二次规划 (SQP) 和内点法 (IPM)。作为基准，我们在一个具有 10 维状态空间和 3 维输入空间的欠驱动且非最小相位球平衡机器人上解决了不同的运动任务。此外，我们在模拟的 3D 四旋翼飞行器上验证了结果。最后，作为在真实机器人上使用直接转录方法进行轨迹优化的验证，我们展示了包含路径约束和执行器限制的運動任务的硬件实验。
引用
@article{arxiv.1504.05803,
title = {Evaluating direct transcription and nonlinear optimization methods for robot motion planning},
author = {Diego Pardo and Lukas Möller and Michael Neunert and Alexander W. Winkler and Jonas Buchli},
journal= {arXiv preprint arXiv:1504.05803},
year = {2016}
}