基于控制障碍函数的协作腿式运动安全关键协调
机器人学
2023-12-15 v2 最优化与控制
摘要
本文提出一种安全关键方法，用于存在固定（完整）约束的协作机器人运动时的协调控制。为此，我们利用控制障碍函数（CBFs）来确保机器人的安全协作，同时保持期望队形并避开障碍物。顶层规划器生成一组可行轨迹，兼顾机器人之间的运动学约束与环境物理约束。该规划器利用 CBFs 实现安全关键协调控制，即保证协作机器人在运动过程中的安全性。中层轨迹规划器结合互联单刚体（SRB）动力学，生成最优地面反作用力（GRFs）以跟踪来自顶层规划器的确保安全轨迹，同时处理智能体间的互联动力学。分布式底层控制器生成全身运动以跟随指定的最优 GRFs，同时确保 stance 腿各末端处的摩擦锥条件。该方法的有效性通过数值仿真及在一对四足机器人上的实验得到验证。
引用
@article{arxiv.2303.13630,
title = {Safety-Critical Coordination for Cooperative Legged Locomotion via Control Barrier Functions},
author = {Jeeseop Kim and Jaemin Lee and Aaron D. Ames},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.13630},
year = {2023}
}
备注
Accepted to the 2023 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS 2023). 9 pages, 9 figures