移动型模块化机器人的高效重构规划方法

发布时间：2018-06-19 02:58

  本文选题：模块化机器人 + 重构规划　； 参考：《机器人》2016年04期

【摘要】：基于穷举思想的模块化机器人重构规划方法的计算复杂度与模块数呈阶乘关系,难以适用于模块较多的场合.为此,本文提出一种与模块数呈线性复杂度的高效重构规划方法.将重构规划问题视为最优控制问题,通过求解Hamilton-Jacobi-Bellman方程得到定义在状态空间上的值函数和最优控制律.值函数的吸引域决定了各模块对应的最优目标,而应用控制律能够得到不同状态到达最优目标的最优运动轨迹.这样既避免了考虑不同构形模块间的多种对应关系所产生的组合爆炸,同时也能得到各模块的满足运动学约束的最优轨迹.仿真试验验证了方法的可行性和计算效率.
[Abstract]:The computational complexity of modular robot reconstruction planning method based on exhaustive thought is factorial with the number of modules, so it is difficult to apply to the situation where there are more modules. Therefore, this paper presents an efficient reconstruction planning method with linear complexity to the number of modules. The reconfigurable programming problem is regarded as an optimal control problem. By solving Hamilton-Jacobi-Bellman equation, the value function and optimal control law defined in state space are obtained. The attraction domain of the value function determines the optimal target corresponding to each module, and the optimal motion trajectory of different states to the optimal target can be obtained by using the control law. This not only avoids the combination explosion caused by the consideration of various corresponding relations between different configuration modules, but also obtains the optimal trajectory of each module satisfying the kinematics constraints. Simulation results show that the method is feasible and efficient.
【作者单位】： 中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室;中国科学院大学;
【基金】：“十二五”国家科技支撑计划(2014BAK12B01)
【分类号】：TP242

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