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

要約

任意の数のジョイントを備えた空間変位作用された連続体ロボットのクラーク座標に基づくフレームワークを提示します。
このフレームワークは、3つのモジュラーコンポーネント、つまりマニホールドで定義されたプランナー、軌道ジェネレーター、およびコントローラーで構成されています。
すべてのコンポーネントは計算効率が良く、コンパクトで、分岐しておらず、エンコーダーを使用して、Clarke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をインターフェースできます。
ジョイント空間とマニホールドの運動学的制約とマニホールドの関係を導き出して、マニホールドに滑らかな軌跡を生成します。
さらに、変位制約と並列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作動された連続体ロボットのシミュレーションのデモンストレーションが提示されています。

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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