面向双手操作任务的鲁棒相对手部位姿求解

在许多双手机器人任务中，如插孔装配，任务执行的成功取决于在插入前构型中达到插销与孔之间期望相对位姿的误差。关节空间中的随机驱动误差通常使两只机械臂无法到达其期望的任务空间位姿，进而导致两手之间相对位姿的随机误差。该随机误差因试验而异，因此根据插销与孔之间的公差，装配任务的结果可能是随机的（有时任务执行成功，有时失败）。一般而言，由于相对位姿具有 $6$ 个自由度，对应于同一任务空间相对位姿的两臂关节空间解有无穷多个。然而，在存在驱动误差时，这些关节空间解并不完全相同，因为它们将关节空间误差集映射到任务空间的方式不同。因此，本文的目标是开发一种系统方法来计算关节空间解，使得最大任务空间误差以高概率低于（指定的）阈值。这样的解被称为双手机器人的鲁棒逆运动学解。我们提出的方法还允许机器人自我评估其是否能可靠地执行给定的双手任务。我们在双机械臂 Baxter 机器人上使用方形插孔装配场景进行数值仿真，展示了我们方法的效用。