具有 ISO 安全保证的时间最优路径跟踪
机器人学
2024-01-08 v2
摘要
在人机协作中确保操作员安全的一种方式是采用 ISO 标准 ISO/TS 15066 中定义的速度与分离监控(SSM)。一般而言,不可能避免所有人与机器人的碰撞:例如考虑机器人完全不动的情况,人类操作员仍可通过自身主动运动撞上它。然而在 SSM 框架下,可通过如下要求来减轻伤害:若发生碰撞,则机器人在碰撞瞬间必须处于静止状态(所有连杆速度为零)。本文提出一种基于时间最优路径参数化(TOPP)的时间最优控制策略以保证此类行为。具体而言,我们证明:对于任何严格快于我们策略所推荐运动的机器人运动,都存在一种人类运动导致机器人在非静止状态下与之碰撞。相应地,我们在仿真中表明,我们的策略比最先进的安全机器人控制方法严格更少保守。此外,我们提出一种并行化方法以降低预计算阶段的计算时间(实际降至 0.5 秒),使整个流程(含预计算)能在运行时近乎实时执行。最后,我们在场景中演示了该方法的应用:6 自由度工业机器人的时间最优安全控制。
引用
@article{arxiv.2306.05197,
title = {Time-Optimal Path Tracking with ISO Safety Guarantees},
author = {Shohei Fujii and Quang-Cuong Pham},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.05197},
year = {2024}
}
备注
8 pages, accepted to IROS 2023