多模态机械臂控制：耦合运动学与视觉用于自动驾驶实验室操作
机器人学
2025-12-04 v1
摘要
运动规划方案用于在任务执行过程中规划机械臂从初始姿态到最终姿态的运动。一个运动规划方案通常包括轨迹规划方法和逆运动学求解器，分别用于确定轨迹和关节解。在本文中，基于雅可比方法的3种运动规划方案被实现，用于驱动具有耦合手指夹爪的冗余机械臂沿给定轨迹运动。RRT*算法用于规划轨迹，基于旋量理论的正向运动学方程被求解以确定机械臂和夹爪的关节解。逆解分别使用3种基于雅可比的方法计算，如雅可比转置（JT）、伪逆（PI）和阻尼最小二乘（DLS）方法。利用旋量理论表述获取机械臂和夹爪的空间雅可比矩阵和可操作性指标。分析了生成轨迹的光滑性和RMSE误差、关节运动的速度连续性、加速度曲线、急动度和加加速度，以确定给定任务的高效运动规划方法。通过仿真研究分析了上述提出的运动规划方案的优势和劣势，以确定适合任务的逆解技术。
引用
@article{arxiv.2512.03630,
title = {Multimodal Control of Manipulators: Coupling Kinematics and Vision for Self-Driving Laboratory Operations},
author = {Shifa Sulaiman and Amarnath H and Simon Bogh and Naresh Marturi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.03630},
year = {2025}
}