gafro: Geometric Algebra for Robotics

要約

幾何学はロボット工学の基本的な部分であり、長年にわたってさまざまな表現フレームワークが存在してきました。
最近、幾何代数は、これまでのアイデアの多くを 1 つの代数に統合するという性質で注目を集めています。
幾何代​​数の効率的なオープンソース実装はすでに利用可能ですが、ロボット工学アプリケーションを対象としたものはありません。
私たちはライブラリ gafro でこの欠点に対処したいと考えています。
この記事では、実装の詳細の概要と、幾何代数を使用したロボット工学アプリケーションを対象とした効率的な C++ ライブラリである gafro のチュートリアルを紹介します。
このライブラリは、等角幾何代数の使用に焦点を当てています。
したがって、さまざまな幾何学的プリミティブを計算や剛体変換に使用できます。
ロボット システムのモデリングもライブラリの重要な側面です。
このようなシステムの運動学とダイナミクス、および最適化問題の目標を計算するためのさまざまなアルゴリズムを実装します。
ソフトウェア スタックは、pygafro の Python バインディングと gafro_ros の ROS インターフェイスによって完成します。

要約(オリジナル)

Geometry is a fundamental part of robotics and there have been various frameworks of representation over the years. Recently, geometric algebra has gained attention for its property of unifying many of those previous ideas into one algebra. While there are already efficient open-source implementations of geometric algebra available, none of them is targeted at robotics applications. We want to address this shortcoming with our library gafro. This article presents an overview of the implementation details as well as a tutorial of gafro, an efficient c++ library targeting robotics applications using geometric algebra. The library focuses on using conformal geometric algebra. Hence, various geometric primitives are available for computation as well as rigid body transformations. The modeling of robotic systems is also an important aspect of the library. It implements various algorithms for calculating the kinematics and dynamics of such systems as well as objectives for optimisation problems. The software stack is completed by python bindings in pygafro and a ROS interface in gafro_ros.

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