混雑環境における物体回収のための接触を考慮した非把持ロボットマニピュレーション
Contact-Aware Non-prehensile Robotic Manipulation for Object Retrieval in Cluttered Environments
ロッド状の押し具を使い、混雑環境で対象物体を障害物と接触させながら回収する非把持マニピュレーション手法を提案。改良RRTで候補軌道を生成し、MPCで接触を考慮して姿勢を安定化させる。
著者: Yongpeng Jiang, Yongyi Jia, Xiang Li
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Non-prehensile manipulation methods usually use a simple end effector, e.g., a single rod, to manipulate the object. Compared to the grasping method, such an end effector is compact and flexible, and hence it can perform tasks in a constrained workspace; As a trade-off, it has relatively few degrees of freedom (DoFs), resulting in an under-actuation problem with complex constraints for planning and control. This paper proposes a new non-prehensile manipulation method for the task of object retrieval in cluttered environments, using a rod-like pusher. Specifically, a candidate trajectory in a cluttered environment is first generated with an improved Rapidly-Exploring Random Tree (RRT) planner; Then, a Model Predictive Control (MPC) scheme is applied to stabilize the slider's poses through necessary contact with obstacles. Different from existing methods, the proposed approach is with the contact-aware feature, which enables the synthesized effect of active removal of obstacles, avoidance behavior, and switching contact face for improved dexterity. Hence both the feasibility and efficiency of the task are greatly promoted. The performance of the proposed method is validated in a planar object retrieval task, where the target object, surrounded by many fixed or movable obstacles, is manipulated and isolated. Both simulation and experimental results are presented.
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