On the Synthesis of Reactive Collision-Free Whole-Body Robot Motions: A Complementarity-based Approach

要約

この論文は、体全体に沿った衝突を考慮した高自由度システムの動作計画の生成に関するものです。
この点では、相補性制約を持つ特定のクラスの数学的プログラムが役立ちます。
最適化ベースのプランナーは、ロボットの制約を認識しながら、限られた空間での軌道計画に取り組むことができます。
ただし、この設定に障害物を導入すると、定式化が非凸問題 (多くの場合、不適切な設定の双線形制約を伴う) に変換され、リアルタイム設定では自明ではなくなります。
この目的を達成するために、FLIQC (高速線形二次相補性ベース) モーション プランナーを紹介します。
当社のプランナーは、剛体ロボット全体と障害物のジオメトリをキャプチャし、課せられた制約によるサーフェス間の非貫通を保証する新しいモーション モデルを採用しています。
当社は最先端技術との徹底した比較研究を実施し、性能の向上を実証しています。
広範なシミュレーションとハードウェア実験により、一定の最小パラメーターを使用して最新の協働ロボット向けに 1 kHz で連続的かつ反応的な動作プランを生成するという当社の主張が検証されました。

要約(オリジナル)

This paper is about generating motion plans for high degree-of-freedom systems that account for collisions along the entire body. A particular class of mathematical programs with complementarity constraints become useful in this regard. Optimization-based planners can tackle confined-space trajectory planning while being cognizant of robot constraints. However, introducing obstacles in this setting transforms the formulation into a non-convex problem (oftentimes with ill-posed bilinear constraints), which is non-trivial in a real-time setting. To this end, we present the FLIQC (Fast LInear Quadratic Complementarity based) motion planner. Our planner employs a novel motion model that captures the entire rigid robot as well as the obstacle geometry and ensures non-penetration between the surfaces due to the imposed constraint. We perform thorough comparative studies with the state-of-the-art, which demonstrate improved performance. Extensive simulation and hardware experiments validate our claim of generating continuous and reactive motion plans at 1 kHz for modern collaborative robots with constant minimal parameters.

arxiv情報

提供元, 利用サービス

arxiv.jp, Google