守卫力：机器人-环境交互的安全关键合规控制
机器人学
2024-05-09 v1
摘要
本研究提出了一种旨在严格执行机器人与未知环境相互作用中相互作用力约束的安全关键合规控制策略。将相互作用力约束解释为新的力约束控制屏障函数(FC-CBF)，通过利用广义接触模型和环境的先验信息（即先验刚度和rest位置）来实现机器人运动学。通过构建跟踪微分器来近似真实环境与广义接触模型之间的差异，并基于Lyapunov理论对其估计误差进行量化。将严格的相互作用安全规范解释为动态约束，限制运动学中期望的关节角速度，从而通过二次规划修改标准合规控制器，确保在未知环境中遵守相互作用力约束。对严格的力约束和闭环系统的稳定性进行了严格的分析。使用UR3e工业机器人进行不同环境的实验测试验证了该方法在实现未知环境中的力约束方面的有效性。
引用
@article{arxiv.2405.04859,
title = {Guarding Force: Safety-Critical Compliant Control for Robot-Environment Interaction},
author = {Xinming Wang and Jun Yang and Jianliang Mao and Jinzhuo Liang and Shihua Li and Yunda Yan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.04859},
year = {2024}
}