Forward Kinematics of Object Transporting by a Multi-Robot System with a Deformable Sheet

要約

変形可能なシートをキャリアとして使用したマルチロボットチームによる物体の取り扱いと輸送を紹介します。
シートの変形可能性とシステム全体の高次元により、マルチロボット システムの特定の構成について、シート上の物体の可能なすべての位置を明確に記述することは困難です。
変形可能なシートを使用した $N$ 移動ロボットチームによる物体ハンドリングのための完全な順運動学 (FK) 法を提案します。
仮想可変ケーブル モデル (VVCM) に基づいて、システムの幾何学的制約と最小位置エネルギー条件を組み合わせることによって、制約付き二次問題 (CQP) が定式化されます。
CQP に対する解析ソリューションが提示され、力の閉鎖条件でさらに検証されます。
与えられた初期シート形状とロボットチーム編成で可能なすべての解を得るFK法に基づくFKアルゴリズムを提案します。
実験結果とケーススタディの例を用いて、FK アルゴリズムの有効性、完全性、効率性を実証します。

要約(オリジナル)

We present object handling and transporting by a multi-robot team with a deformable sheet as a carrier. Due to the deformability of the sheet and the high dimension of the whole system, it is challenging to clearly describe all the possible positions of the object on the sheet for a given formation of the multi-robot system. A complete forward kinematics (FK) method is proposed for object handling by an $N$-mobile robot team with a deformable sheet. Based on the virtual variable cables model (VVCM), a constrained quadratic problem (CQP) is formulated by combining the geometric constraints and minimum potential energy conditions of the system. Analytical solutions to the CQP are presented and then further verified with the force closure condition. We present an FK algorithm based on the FK method to obtain all possible solutions with the given initial sheet shape and the robot team formation. We demonstrate the effectiveness, completeness, and efficiency of the FK algorithm with experimental results and case study examples.

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