Using Clarke Transform to Create a Framework on the Manifold: From Sampling via Trajectory Generation to Control

要約

任意の数の関節を備えた空間変位駆動の連続ロボット用のクラーク座標に基づくフレームワークを提案します。
このフレームワークは、マニホールド上で定義されたプランナー、軌道ジェネレーター、コントローラーという 3 つのモジュール式コンポーネントで構成されます。
すべてのコンポーネントは計算効率が高く、コンパクトでブランチレスであり、エンコーダーを使用して、クラーク座標に基づいていない既存のフレームワーク コンポーネントとのインターフェイスを確立できます。
関節空間と多様体上の運動学的制約間の関係を導き出し、多様体上で滑らかな軌道を生成します。
さらに、変位拘束と平行曲線の間の接続を確立します。
その有効性を実証するために、4 つのセグメントを備えた変位駆動の連続体ロボットのシミュレーションによるデモンストレーションを示します。

要約(オリジナル)

We present a framework based on Clarke coordinates for spatial displacement-actuated continuum robots with an arbitrary number of joints. This framework consists of three modular components, i.e., a planner, trajectory generator, and controller defined on the manifold. All components are computationally efficient, compact, and branchless, and an encoder can be used to interface existing framework components that are not based on Clarke coordinates. We derive the relationship between the kinematic constraints in the joint space and on the manifold to generate smooth trajectories on the manifold. Furthermore, we establish the connection between the displacement constraint and parallel curves. To demonstrate its effectiveness, a demonstration in simulation for a displacement-actuated continuum robot with four segments is presented.

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