制約列MPC:逐次マニピュレーションのための反応的タイミング最適制御
Sequence-of-Constraints MPC: Reactive Timing-Optimal Control of Sequential Manipulation
TAMP計画の離散的な制約列をMPCでロバストに実行するため、ウェイポイント・タイミング・短い予測ホライズン経路の3つの非線形計画をオンラインで解く制御手法を提案し、フェーズバックトラッキングで外乱に頑健な再初期化を実現した。
著者: Marc Toussaint, Jason Harris, Jung-Su Ha, Danny Driess, Wolfgang Hönig
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Task and Motion Planning has made great progress in solving hard sequential manipulation problems. However, a gap between such planning formulations and control methods for reactive execution remains. In this paper we propose a model predictive control approach dedicated to robustly execute a single sequence of constraints, which corresponds to a discrete decision sequence of a TAMP plan. We decompose the overall control problem into three sub-problems (solving for sequential waypoints, their timing, and a short receding horizon path) that each is a non-linear program solved online in each MPC cycle. The resulting control strategy can account for long-term interdependencies of constraints and reactively plan for a timing-optimal transition through all constraints. We additionally propose phase backtracking when running constraints of the current phase cannot be fulfilled, leading to a fluent re-initiation behavior that is robust to perturbations and interferences by an experimenter.
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