约束协作移动智能体(CCMA)族中一类机器人的轨迹优化

我们提出了一类属于约束协作移动智能体(Constrained Collaborative Mobile Agents, CCMA)族的新型机器人，其由具有非完整约束的地面移动底盘组成。此外，这些移动机器人受到由转动关节构成的闭环运动学链约束，这些关节可以是被动的或驱动的。我们还描述了一种新颖的轨迹优化方法，该方法对于移动机器人数量、闭环运动学链的拓扑结构以及转动关节处驱动器的布置具有通用性。我们还将独立的轨迹优化方法扩展为同时优化设计参数与控制策略。我们描述了各种 CCMA 系统示例，在仿真中，它们在设计、拓扑、移动机器人数量和驱动空间上有所不同。针对固定设计参数的独立轨迹优化仿真结果在 CCMA 系统示例中给出。我们还展示了该方法如何用于末端执行器定位以外的任务，例如内部碰撞避免和外部障碍物避免。仿真中证明了并发设计与控制策略优化能够增大 CCMA 系统的工作空间和操作能力。最后，该轨迹优化方法通过两个由 3 个履带式移动底盘组成的 4 自由度原型在实验中得到验证。