A Unified MPC Framework for Whole-Body Dynamic Locomotion and Manipulation

计算机科学 稳健性(进化) 机器人 移动机械手 控制理论(社会学) 运动规划 集合(抽象数据类型) 地铁列车时刻表 编码 模型预测控制 模拟 控制工程 人工智能 移动机器人 工程类 控制(管理) 操作系统 化学 基因 程序设计语言 生物化学
作者
Jean-Pierre Sleiman,Farbod Farshidian,Maria Vittoria Minniti,Marco Hutter
出处
期刊:IEEE robotics and automation letters 卷期号:6 (3): 4688-4695 被引量:85
标识
DOI:10.1109/lra.2021.3068908
摘要

In this letter, we propose a whole-body planning framework that unifies dynamic locomotion and manipulation tasks by formulating a single multi-contact optimal control problem. We model the hybrid nature of a generic multi-limbed mobile manipulator as a switched system, and introduce a set of constraints that can encode any pre-defined gait sequence or manipulation schedule in the formulation. Since the system is designed to actively manipulate its environment, the equations of motion are composed by augmenting the robot's centroidal dynamics with the manipulated-object dynamics. This allows us to describe any high-level task in the same cost/constraint function. The resulting planning framework could be solved on the robot's onboard computer in real-time within a model predictive control scheme. This is demonstrated in a set of real hardware experiments done in free-motion, such as base or end-effector pose tracking, and while pushing/pulling a heavy resistive door. Robustness against model mismatches and external disturbances is also verified during these test cases.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
耶耶发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
skeptical完成签到,获得积分10
1秒前
4秒前
4秒前
5秒前
Daisy发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
7秒前
7秒前
徐玲发布了新的文献求助10
8秒前
FashionBoy应助雷万洋采纳,获得10
8秒前
Singularity应助美美熊采纳,获得20
8秒前
dingbeicn完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
小俊俊发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
芝士雪豹发布了新的文献求助10
12秒前
Yuan88发布了新的文献求助10
13秒前
15秒前
酷波er应助chell采纳,获得30
15秒前
冉亦完成签到,获得积分10
16秒前
独特南霜发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
星辰大海应助甲一采纳,获得10
17秒前
万能图书馆应助小俊俊采纳,获得10
18秒前
bkagyin应助yep01采纳,获得10
18秒前
sad应助科研通管家采纳,获得20
19秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
李爱国应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
小郭子应助科研通管家采纳,获得20
19秒前
Jasper应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
19秒前
19秒前
优秀的排球完成签到,获得积分10
20秒前
芝士雪豹完成签到,获得积分20
20秒前
Yuan88完成签到,获得积分10
21秒前
高分求助中
Sustainable Land Management: Strategies to Cope with the Marginalisation of Agriculture 1000
Corrosion and Oxygen Control 600
Python Programming for Linguistics and Digital Humanities: Applications for Text-Focused Fields 500
Heterocyclic Stilbene and Bibenzyl Derivatives in Liverworts: Distribution, Structures, Total Synthesis and Biological Activity 500
重庆市新能源汽车产业大数据招商指南(两链两图两池两库两平台两清单两报告) 400
Division and square root. Digit-recurrence algorithms and implementations 400
行動データの計算論モデリング 強化学習モデルを例として 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2548118
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2176421
关于积分的说明 5604484
捐赠科研通 1897264
什么是DOI,文献DOI怎么找? 946843
版权声明 565419
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 503913