非凸最大散逸原理による接触を伴う多関節体の陰的積分
Implicit Integration for Articulated Bodies with Contact via the Nonconvex Maximal Dissipation Principle
接触を伴う多関節体の力学を、非線形なニュートン・オイラー方程式と最大散逸原理を後退積分で連立して解く新しい時間積分法NMDPを提案し、四足ロボットの歩行軌道予測で安定性と汎用性を示した。
著者: Zherong Pan, Kris Hauser
分類: cs.RO, math.OC
原文アブストラクト
We present non-convex maximal dissipation principle (NMDP), a time integration scheme for articulated bodies with simultaneous contacts. Our scheme resolves contact forces via the maximal dissipation principle (MDP). Prior MDP solvers compute contact forces via convex programming by assuming linearized dynamics integrated using the forward multistep scheme. Instead, we consider the coupled system of nonlinear Newton-Euler dynamics and MDP, which is time-integrated using the backward integration scheme. We show that the coupled system of equations can be solved efficiently using the projected gradient method with guaranteed convergence. We evaluate our method by predicting several locomotion trajectories for a quadruped robot. The results show that our NMDP scheme has several desirable properties including: (1) generalization to novel contact models; (2) superior stability under large timestep sizes; (3) consistent trajectory generation under varying timestep sizes.
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