高忠実度形状を用いた接触リッチマニピュレーションのための軌道最適化と接触選択の同時実行
Simultaneous Trajectory Optimization and Contact Selection for Contact-rich Manipulation with High-Fidelity Geometry
接触を考慮した軌道最適化において、反復過程で接触点と時刻を選択することで変数と制約を削減し、数万頂点の高忠実度形状でも計算可能にした。
著者: Mengchao Zhang, Devesh K. Jha, Arvind U. Raghunathan, Kris Hauser
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Contact-implicit trajectory optimization (CITO) is an effective method to plan complex trajectories for various contact-rich systems including manipulation and locomotion. CITO formulates a mathematical program with complementarity constraints (MPCC) that enforces that contact forces must be zero when points are not in contact. However, MPCC solve times increase steeply with the number of allowable points of contact, which limits CITO's applicability to problems in which only a few, simple geometries are allowed to make contact. This paper introduces simultaneous trajectory optimization and contact selection (STOCS), as an extension of CITO that overcomes this limitation. The innovation of STOCS is to identify salient contact points and times inside the iterative trajectory optimization process. This effectively reduces the number of variables and constraints in each MPCC invocation. The STOCS framework, instantiated with key contact identification subroutines, renders the optimization of manipulation trajectories computationally tractable even for high-fidelity geometries consisting of tens of thousands of vertices.
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