要約
複数の移動マニピュレータは、機動性と器用さが要求される作業、特にかさばる物体を操作・運搬する作業において、1台のロボットよりも優れている。しかし、システムのクローズドチェーン、各移動マニピュレータの冗長性、および環境中の障害物が、動作計画問題に課題をもたらす。本論文では、この問題を2つの半結合サブ問題に分解する新しい半結合階層型フレームワーク(SCHF)を提案する。特筆すべき点は、集中層における閉鎖制約と障害物回避制約の他に、冗長性制約メトリックの下界が確保され、分散層における各ロボットによる物体運動の実行が保証されることである。シミュレーションの結果、SCHFの成功率と時間コストは、完全集中型プランナや完全分離型階層プランナを大きく上回ることが示された。さらに、散乱した実世界の実験でも、輸送タスクにおけるSCHFの実現可能性が示されている。様々なシナリオでのビデオクリップはhttps://youtu.be/Y8ZrnspIuBg。
要約(オリジナル)
Multiple mobile manipulators show superiority in the tasks requiring mobility and dexterity compared with a single robot, especially when manipulating/transporting bulky objects. However, closed-chain of the system, redundancy of each mobile manipulator and obstacles in the environment bring challenges to the motion planning problem. In this paper, we propose a novel semi-coupled hierarchical framework (SCHF), which decomposes the problem into two semi-coupled sub-problems.To be specific, the centralized layer plans the object’s motion first and then the decentralized layer independently explores the redundancy of each robot in real-time. A notable feature is that the lower bound of the redundancy constraint metric is ensured besides the closed-chain and obstacle-avoidance constraints in the centralized layer, which ensures the object’s motion can be executed by each robot in the decentralized layer. Simulated results show that the success rate and time cost of SCHF outperforms the fully centralized planner and fully decoupled hierarchical planner significantly. In addition, cluttered real-world experiments also show the feasibility of the SCHF in the transportation tasks. A video clip in various scenarios can be found at https://youtu.be/Y8ZrnspIuBg.
arxiv情報
| 著者 | Heng Zhang,Haoyi Song,Wenhang Liu,Xinjun Sheng,Zhenhua Xiong,Xiangyang Zhu |
| 発行日 | 2025-03-02 03:01:39+00:00 |
| arxivサイト | arxiv_id(pdf) |