7自由度肢体式机械臂的几何姿态优化
机器人学
2022-03-04 v2
摘要
机器人正走向更少结构化环境中的应用，但其基于模型的控制器受限于任务复杂性与环境内在不可预测性。研究生物运动控制可因人与动物表现出的高灵巧性与稳定性而为克服这些局限提供洞见。本工作提出一种针对7自由度肢体式机构的姿态优化的几何解，其对奇异性鲁棒且计算高效。理论公式识别出两种分离的解耦优化策略。肩肘策略将运动平面与期望运动平面对齐，并保证末端姿态的可达性。腕策略确保末端执行器朝向，这对于在接近奇异构型时保持可操纵性至关重要。数值结果证实了理论观测，并使我们识别出不同抓取策略对系统可操纵性的影响。该几何方法在数千种构型中进行了数值测试，证明既鲁棒又准确。测试场景包括左右臂姿态、奇异构型与行走场景。所提几何方法可应用于开发高效鲁棒的交互控制器，并可应用于计算神经科学与机器人学。
引用
@article{arxiv.2107.02715,
title = {Geometrical Postural Optimisation of 7-DoF Limb-Like Manipulators},
author = {Carlo Tiseo and Sydney Rebecca Charitos and Michael Mistry},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.02715},
year = {2022}
}