利用完整铰接刚体动力学的人形机器人杂技
机器人学
2025-08-13 v1
摘要
赋予人形机器人执行类似人类水平杂技的高动态运动能力一直是一个长期挑战。成功执行这些动作需要在规划时的轨迹优化和执行时的控制中仔细考虑底层物理。由于人形机器人的高自由度数量以及随之指数级增长的复杂性，这使得基于显式运动方程的规划变得棘手，因此这一挑战尤为严峻。典型的变通方法包括线性化方法和模型近似。然而，这两种方法都不够充分，因为它们在真实机器人系统上会产生性能下降。本文提出了一种控制架构，该架构包含轨迹优化和全身控制，并通过一个匹配模型抽象作为中介，从而能够执行杂技动作，包括约束和姿态行为，并以铰接刚体模型的完整运动方程为条件。本文回顾了底层的建模和控制方法，随后给出了包括模型抽象、轨迹优化和全身控制器在内的实现细节。该系统的有效性在仿真中得到了分析。
引用
@article{arxiv.2508.08258,
title = {Humanoid Robot Acrobatics Utilizing Complete Articulated Rigid Body Dynamics},
author = {Gerald Brantner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.08258},
year = {2025}
}