Motion Planning for Multiple Mobile Manipulator System in Complex Flipping Manipulation

要約

複数のロボット システムは、物体の操作と輸送、特に大きな物体の場合に好まれます。
ただし、反転などのより複雑な操作では、これらのシステムはマニピュレータの構成の切断という新たな課題に直面します。
マニピュレータによるオブジェクトの把握は、システムに閉鎖制約を課すことになり、マニピュレータの実行可能な動作が制限され、構成の接続性がさらに損なわれます。
複数のモバイルマニピュレータシステムは、モバイルプラットフォームの可動性を利用してオブジェクト操作の柔軟性を大幅に高め、上記の問題に対処できる可能性を秘めています。
この論文では、プラットフォームの動きと再把握を組み込むことにより、複雑な反転操作のための新しい計画フレームワークを提案します。
まず、モバイル マニピュレータの計画と再把握の計画という 2 種類の軌道が分類され、タスクごとに異なる優先順位を割り当てることができます。
第二に、対応する計画方法が軌道の種類ごとに設計されます。
具体的には、モバイル マニピュレータの計画では、マニピュレータが構成の境界に近づいたときに接続を確保するための最適化を通じてプラットフォームの構成が決定されます。
計画の再把握では、クローズドチェーンの制約は一時的に無視され、その後の計画を容易にするために操作機能が優先されます。
最後に、全体的な計画フレームワークの構造を示します。
実験結果は、提案されたプランナがシステムの動作を効率的に計画して反転操作を達成することを示しています。
さらに、包括的な実験により、複雑なタスクにおける複数のモバイルマニピュレーターシステムの機能を拡張するというプランナーの重要性が強調されます。

要約(オリジナル)

Multiple robot systems are favored for object manipulation and transportation, especially for large objects. However, in more complex manipulation such as flipping, these systems encounter a new challenge, configuration disconnectivity of manipulators. Grasping objects by manipulators will impose closed-chain constraints on the system, which in turn limits the feasible motions of manipulators and further compromises the configuration connectivity. Multiple mobile manipulator systems show much more flexibility in object manipulation with the mobility of the mobile platform and have the potential to address the above problem. In this paper, a novel planning framework is proposed for complex flipping manipulation by incorporating platform motions and regrasping. Firstly, two types of trajectories, mobile manipulator planning and regrasping planning, are classified and can be assigned different priorities for different tasks. Secondly, corresponding planning methods are designed for each type of trajectory. Specifically, in mobile manipulator planning, the configuration of the platform is determined through optimization to ensure connectivity when the manipulator approaches configuration boundaries. In regrasping planning, closed-chain constraints are temporarily disregarded and the manipulation capabilities are prioritized to facilitate subsequent planning. Finally, the structure of the overall planning framework is provided. Experimental results demonstrate that the proposed planner efficiently plans the motions of the system to accomplish flipping manipulation. Additionally, a comprehensive experiment emphasizes the significance of our planner in extending the capabilities of multiple mobile manipulator systems in complex tasks.

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