无预定接触序列的动态运动分层规划

大多数动物和人类用于解决复杂任务的移动行为都涉及动态运动与丰富的接触交互。事实上，复杂机动需要同时考虑动态运动与接触事件。我们提出了一种用于规划无预定接触序列的动态运动的分层轨迹优化方法。我们计算实现无法以运动学方式到达的目标的全身运动。首先，我们根据机器人的质心动力学找到可行的质心 (CoM) 运动。然后，我们应用机器人的全动力学模型来细化解，其中可行的质心轨迹被用作热启动点。为实现无预定接触行为，我们使用互补约束来描述接触模型，即环境几何与非滑动主动接触。两个优化阶段均被表述为带互补约束的数学规划 (MPCC)。实验试验证明我们的规划方法在一组挑战性任务中的性能。