Запечатлевая движение,
Создавая истории

Сервисные роботы в настоящее время являются актуальной темой благодаря своей специализированной функциональной конструкции. При выполнении операций изменения в функциональной структуре сервисных роботов могут затруднить их автономные навигационные возможности и ограничить их подвижность. Исследование, обсуждаемое в данной работе, направлено на решение проблемы планирования траектории деформируемых роботов в сложных трехмерных средах, с акцентом на планирование траектории мобильных роботов, основанных на мобильных базах с дифференциальным приводом, что является наиболее популярным подходом.

Этот метод глобальной оптимизации траектории использует полиномиальную модель для траектории тела робота, удовлетворяющую кинематическим требованиям мобильной базы и динамике любых дополнительных суставов. Кроме того, ограничения преобразуются в гибкие ограничения, и используются плотно дискретизированные функции активации для избежания нелинейных разрывов. Более того, он обеспечивает безопасность системы, ограничивая расстояние между роботом и препятствиями. Для моделирования изменений в высоте и ширине, встречающихся в сложных средах, исследовательская группа также разработала новый деформируемый робот с дифференциальным приводом мобильной базы (SCR-DB) для проведения реальных экспериментов.

Эксперименты с деформируемым роботом (SCR-DB) с мобильной базой на дифференциальном приводе

Чтобы оценить эффективность этого метода оптимизации траектории, исследовательская группа провела обширные симуляции и эксперименты в реальных условиях, такие как планирование траекторий для связанных роботов с полным телом и независимым дифференциальным приводом. Исследователи использовали систему захвата движения NOKOV для предоставления точных данных о траекториях и кинематике для экспериментов.

Траектория симуляции с различными экспериментальными настройками

Эксперименты подтвердили эффективность этого метода глобальной оптимизации траекторий, который обеспечивает плавные, свободные от столкновений траектории для деформируемого робота SCR-DB при низкой вычислительной стоимости. Этот алгоритм также применим к другим роботам с дифференциальной базой привода.

Библиография:

Мэнке Чжан, Чао Сюй, Фэй Гао, Янцзюнь Цао. (2023). Оптимизация траектории для 3D роботов с изменяющейся формой и дифференциальной мобильной базой. На Международной конференции по робототехнике и автоматизации (ICRA).