Sequential Manipulation Planning for Over-actuated Unmanned Aerial Manipulators

要約

無人空中マニピュレータ (UAM) の逐次操作計画問題を調査します。
主にワンステップ操作タスクに焦点を当てた従来の研究とは異なり、逐次操作では、UAM のフローティング ベース、マニピュレータ、および操作されるオブジェクトの調整された動作が必要であり、指定された制約の下での動作計画のための統合された運動学および力学モデルが必要になります。
コンポーネントの運動学を 1 つのチェーンに統合する仮想運動学チェーン (VKC) ベースの動作計画フレームワークを活用することで、UAM の連続操作タスクを全体として計画し、より調整された動作を実現できます。
運動学および力学モデルを階層制御フレームワークと統合することで、過作動状態の UAM がシミュレーションと実験の両方で一連の新しい逐次操作機能を実現することを初めて実証します。

要約(オリジナル)

We investigate the sequential manipulation planning problem for unmanned aerial manipulators (UAMs). Unlike prior work that primarily focuses on one-step manipulation tasks, sequential manipulations require coordinated motions of a UAM’s floating base, the manipulator, and the object being manipulated, entailing a unified kinematics and dynamics model for motion planning under designated constraints. By leveraging a virtual kinematic chain (VKC)-based motion planning framework that consolidates components’ kinematics into one chain, the sequential manipulation task of a UAM can be planned as a whole, yielding more coordinated motions. Integrating the kinematics and dynamics models with a hierarchical control framework, we demonstrate, for the first time, an over-actuated UAM achieves a series of new sequential manipulation capabilities in both simulation and experiment.

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