基于任务空间速度场与关节空间二次规划的分层反应式抓取

我们提出一种快速反应式抓取框架，该框架以分层结构将任务空间速度场与关节空间二次规划（QP）相结合。对于高自由度系统，反应式、无碰撞的全局运动规划尤其具有挑战性，因为状态维度和规划时域的同时增加会引发搜索空间的组合爆炸，使得实时规划难以处理。为解决此问题，我们在低维任务空间（如指尖位置）进行全局规划，并在完整关节空间进行局部跟踪，同时施加所有约束。该方法通过构建多个任务空间坐标（或在某些情况下，部分关节坐标）中的速度场，并求解一个加权关节空间QP来计算关节速度，以按适当分配的优先级跟踪这些速度场来实现。通过仿真实验和使用最新位姿跟踪算法FoundationPose的真实世界测试，我们验证了该方法能使高自由度臂-手系统执行实时、无碰撞的到达运动，同时适应动态环境和外部干扰。