机器人多模态运动的全身轨迹优化

规划多模态机器人可行轨迹这一普遍问题仍是一项开放挑战。本文提出了一种全身轨迹优化方法，通过结合为空中机器人与腿式机器人开发的方法与工具来应对该挑战。首先，给出了支撑所提全身轨迹优化框架的机器人模型。关键模型是所谓的机器人质心动量，其动力学与空中及地面运动机器人驱动模型直接相关。随后，本文展示了如何将这些模型用于最优控制问题，以统一方法生成地面或空中运动轨迹。该优化问题考虑了机器人运动学、动量、推力及其边界。整体方法使用多模态机器人 iRonCub（一个表现出一定程度地面与空中运动能力的人形飞行机器人）进行了验证。为解决相关的最优轨迹生成问题，我们采用了 ADAM——一个自制的开源库，其使用 CasADi 实现了一组用于计算刚体动力学的算法。