Safe Legged Locomotion using Collision Cone Control Barrier Functions (C3BFs)

要約

脚式ロボットは、危険な環境の捜索救助任務や、地球上と宇宙の両方の未踏地域の探査など、さまざまな用途にわたって大きな可能性を示しますが、これらに限定されません。
ただし、動的環境でこれらのロボットのナビゲーションが成功するかどうかは、効率的な衝突回避技術の実装に大きくかかっています。
この研究論文では、衝突コーン制御バリア機能 (C3BF) を使用して、さまざまな静的および動的障害物が存在する環境内で脚式ロボットの安全な移動を保証します。
C3BF の Quadratic Program (QP) 定式化 (C3BF-QP と呼ばれます) を紹介します。これは、動作中のロボットの安全性を確保するために、基準コントローラー上の保護フィルター層として機能します。
このアプローチの有効性は、PyBullet で実行されるシミュレーションを通じて示されます。

要約(オリジナル)

Legged robots exhibit significant potential across diverse applications, including but not limited to hazardous environment search and rescue missions and the exploration of unexplored regions both on Earth and in outer space. However, the successful navigation of these robots in dynamic environments heavily hinges on the implementation of efficient collision avoidance techniques. In this research paper, we employ Collision Cone Control Barrier Functions (C3BF) to ensure the secure movement of legged robots within environments featuring a wide array of static and dynamic obstacles. We introduce the Quadratic Program (QP) formulation of C3BF, referred to as C3BF-QP, which serves as a protective filter layer atop a reference controller to ensure the robots’ safety during operation. The effectiveness of this approach is illustrated through simulations conducted on PyBullet.

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