相補性制約付き軌道最適化による非把持平面マニピュレーション
Non-prehensile Planar Manipulation via Trajectory Optimization with Complementarity Constraints
物体の固着と滑りを切り替える平面操作を、相補性制約付き数理計画として軌道最適化し、計画とMPCの両方に適用してKUKA LWRで実機検証した論文。
著者: João Moura, Theodoros Stouraitis, Sethu Vijayakumar
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Contact adaption is an essential capability when manipulating objects. Two key contact modes of non-prehensile manipulation are sticking and sliding. This paper presents a Trajectory Optimization (TO) method formulated as a Mathematical Program with Complementarity Constraints (MPCC), which is able to switch between these two modes. We show that this formulation can be applicable to both planning and Model Predictive Control (MPC) for planar manipulation tasks. We numerically compare: (i) our planner against a mixed integer alternative, showing that the MPCC planer converges faster, scales better with respect to time horizon, and can handle environments with obstacles; (ii) our controller against a state-of-the-art mixed integer approach, showing that the MPCC controller achieves better tracking and more consistent computation times. Additionally, we experimentally validate both our planner and controller with the KUKA LWR robot on a range of planar manipulation tasks.
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