Optimal path planning and weighted control of a four-arm robot in on-orbit servicing

要約

この論文では、船外活動における軌道 4 アーム ロボットの誘導のための軌道の最適化と制御のアプローチを紹介します。
ロボットはターゲットの宇宙船の近くで動作し、アームのエンドエフェクターが宇宙船の表面に到達できるようにします。
ターゲット宇宙船への接続は、アームによって特定の足場 (ドッキング デバイス) を介して確立できます。
軌道の最適化により、ターゲットの宇宙船表面上のドッキング位置とそのタイミング、アーム軌道、6 自由度の身体の動き、およびドッキング中に必要な接触力を計算することで、ロボットの経路計画を行うことができます。
さらに、この論文では、非線形計画問題の解から導出された計画された軌道を追跡するように設計されたコントローラーを紹介します。
凸最適化問題として定式化された重み付きコントローラを提案した。
コントローラーは、システムが一連のタスクを同時に実行できるようにする目的関数の最適化として定義されます。
シミュレーション結果は、軌道の最適化と制御のアプローチを軌道上で整備するシナリオに適用することを示しています。

要約(オリジナル)

This paper presents a trajectory optimization and control approach for the guidance of an orbital four-arm robot in extravehicular activities. The robot operates near the target spacecraft, enabling its arm’s end-effectors to reach the spacecraft’s surface. Connections to the target spacecraft can be established by the arms through specific footholds (docking devices). The trajectory optimization allows the robot path planning by computing the docking positions on the target spacecraft surface, along with their timing, the arm trajectories, the six degrees of freedom body motion, and the necessary contact forces during docking. In addition, the paper introduces a controller designed to track the planned trajectories derived from the solution of the nonlinear programming problem. A weighted controller formulated as a convex optimization problem is proposed. The controller is defined as the optimization of an objective function that allows the system to perform a set of tasks simultaneously. Simulation results show the application of the trajectory optimization and control approaches to an on-orbit servicing scenario.

arxiv情報

提供元, 利用サービス

arxiv.jp, Google