轨迹优化直接转录公式中逆动力学与正动力学的比较
机器人学
2021-03-12 v2 最优化与控制
摘要
最先进刚体动力学库的基准测试显示，求解逆动力学问题比正动力学替代方案性能更优。这些基准促使我们质疑：该计算优势是否能转化到直接转录中，因为在直接转录里计算刚体动力学及其导数占据了显著的计算时间份额。本文实现了一个优化框架，其中两种强制系统动力学的方法均可使用。我们针对具有刚性接触的不同复杂度系统，评估了每种方法的性能。测试表明，采用逆动力学的公式收敛更快、所需迭代更少，且对粗糙问题离散化更具鲁棒性。这些结果表明，在直接转录等同步方法中，应优先使用逆动力学来强制非线性系统动力学。
引用
@article{arxiv.2010.05359,
title = {Inverse Dynamics vs. Forward Dynamics in Direct Transcription Formulations for Trajectory Optimization},
author = {Henrique Ferrolho and Vladimir Ivan and Wolfgang Merkt and Ioannis Havoutis and Sethu Vijayakumar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.05359},
year = {2021}
}
备注
Accepted to the 2021 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), Xi'an, China. Supplementary video available in https://youtu.be/pV4s7hzUgjc. Related code in https://github.com/JuliaRobotics/TORA.jl