서비스 로봇은 이동 로봇과 특수 구조를 가진 로봇 등 독특한 기능 설계로 많은 관심을 받았습니다. 작업을 수행할 때 서비스 로봇의 기능적 구조의 변화는 자율 항법 능력을 제한하여 이동성에 영향을 미칠 수 있습니다. 이 논문의 연구는 복잡한 3차원 환경에서 변형 로봇의 궤적 계획, 특히 차동구동 모바일 기반 모바일 로봇의 궤적 계획 문제를 해결하는 것을 목표로 합니다.
이 전역 궤적 최적화 방법은 이동 기반에 대한 특별한 동역학 요구 사항과 추가 관절의 동역학을 충족할 수 있는 전체 로봇의 궤적을 다항식 궤적으로 모델링하는 것입니다.동시에 제약을 유연한 제약으로 변경하고 조밀한 샘플링의 활성화 함수를 사용하여 비선형 돌연변이를 피했습니다.또한 로봇과 장애물 사이의 거리를 제한하여 시스템의 안전성을 보장합니다.환경의 다양한 높이와 너비의 변화를 시뮬레이션하기 위해 연구팀은 실제 시나리오 실험을 위해 차동 구동 이동 기반과 함께 새로운 유형의 변형 로봇(SCR-DB)도 설계했습니다.
차동구동 이동기반이 있는 가변형 로봇(SCR-DB) 실험
이 방법의 효과를 검증하기 위해 연구팀은 전신과 독립적인 차등 구동 차량의 운동 계획을 결합하는 것을 포함하여 많은 시뮬레이션 및 실제 장면 실험을 수행했으며 NOKOV 동작 캡처 시스템을 사용하여 실험에 정확한 궤적 및 운동 데이터를 제공했습니다.
다른 실험 설정에 의해 생성된 시뮬레이션 실험 궤적도
실험은 글로벌 궤적 최적화 방법의 효과와 견고성을 검증하고 이 가변 로봇 SCR-DB에 대해 더 낮은 계산 비용, 매끄럽고 충돌 없는 실행 궤적을 제공합니다.또한 이 알고리즘은 디퍼렌셜 베이스와 추가 자유도로 구성된 로봇에도 적합합니다.
참조:
Junjie Gao, Fenghua He, Wei Zhang, and Yu Yao. (2023). Obstacle-Aware Topological Planning over Polyhedral Representation for Quadrotors. In International Conference on Robotics and Automation (ICRA).
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