任务空间与关节空间双臂柔顺控制
机器人学
2025-05-01 v1
摘要
与人类交互或执行精细操作的机器人必须表现出柔顺性。然而，大多数商业操作机械臂都是刚性的，且存在显著摩擦力，在扭矩控制模式下限制了末端执行器的跟踪精度。为此，我们提出了一种实时的、开源的阻抗控制器，用于在关节空间和任务空间之间进行柔顺性的平滑插值。这种混合方法确保了安全的交互和精确的任务执行，例如亚厘米级的针头插入。我们将控制器部署在名为 Frank 的双臂平台上，该平台由两条 Kinova Gen3 机械臂组成，并通过一种无模型观察器来补偿模型化的摩擦动力学。该系统具备实时能力，可与标准 ROS 工具（如 MoveIt!）集成。它还支持高频轨迹流式传输，使能够在学习方法、最优控制或遥控操作生成的轨迹上实现闭环执行。我们的结果表明，即使在高摩擦条件下，系统也能实现稳健的跟踪和柔顺行为。完整系统已在 https://github.com/applied-ai-lab/compliant_controllers 上开源。
引用
@article{arxiv.2504.21159,
title = {Task and Joint Space Dual-Arm Compliant Control},
author = {Alexander L. Mitchell and Tobit Flatscher and Ingmar Posner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.21159},
year = {2025}
}
备注
This is a technical report for an impedance controller found at https://github.com/applied-ai-lab/compliant_controllers. It contains 4 pages, 3 figures, and 1 Table