在執(zhí)行任務(wù)時(shí)，服務(wù)機(jī)器人的功能結(jié)構(gòu)變化可能會(huì)限制其自主導(dǎo)航能力，從而影響其行動(dòng)力。本文的研究，旨在解決復(fù)雜三維環(huán)境中可變形機(jī)器人的軌跡規(guī)劃問(wèn)題，特別是應(yīng)用最為廣泛的基于差速驅(qū)動(dòng)移動(dòng)基座的移動(dòng)機(jī)器人的軌跡規(guī)劃。
這種全局軌跡優(yōu)化方法是將機(jī)器人整個(gè)身體的軌跡建模為一個(gè)多項(xiàng)式軌跡，這個(gè)軌跡能夠滿足移動(dòng)基座的特殊動(dòng)力學(xué)需求和額外關(guān)節(jié)的動(dòng)力學(xué)。同時(shí)將約束變成了柔性約束，并使用密集采樣的激活函數(shù)來(lái)避免非線性突變。此外，還通過(guò)限制機(jī)器人與障礙物之間的距離來(lái)確保系統(tǒng)的安全性。為了模擬環(huán)境中各種高度和寬度的變化，研究團(tuán)隊(duì)還設(shè)計(jì)了一種新型的帶有差速驅(qū)動(dòng)移動(dòng)基座的可變形機(jī)器人（SCR-DB）來(lái)進(jìn)行真實(shí)場(chǎng)景的實(shí)驗(yàn)。
為了驗(yàn)證這個(gè)方法的有效性，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了大量的仿真和真實(shí)場(chǎng)景實(shí)驗(yàn)，包括耦合全身和獨(dú)立差分驅(qū)動(dòng)車輛的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，并使用了NOKOV度量動(dòng)作捕捉系統(tǒng)來(lái)為實(shí)驗(yàn)提供精確的軌跡和運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。
實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了全局軌跡優(yōu)化方法的有效性和魯棒性，并為這種可變性機(jī)器人SCR-DB提供了較低計(jì)算成本，平滑且無(wú)碰撞的運(yùn)行軌跡。此外該算法也適用于由差速基座和額外自由度組成的機(jī)器人。
參考文獻(xiàn)：
Mengke Zhang, Chao Xu1, Fei Gao1, Yanjun Cao，Trajectory Optimization for 3D Shape-Changing Robots with Differential Mobile Bas，［J］2023 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA 2023)
