衝突のないロボット動作を実現する効率的な衝突検出フレームワーク
Efficient Collision Detection Framework for Enhancing Collision-Free Robot Motion
ロボットの符号付き距離場(SDF)を軽量ネットワークで近似し、自己衝突検出も統合した高速な衝突検出フレームワークを提案。微分可能な性質を活かして軌道最適化や動的障害物のリアルタイム回避を実現した。
著者: Xiankun Zhu, Yucheng Xin, Shoujie Li, Houde Liu, Chongkun Xia, Bin Liang
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Fast and efficient collision detection is essential for motion generation in robotics. In this paper, we propose an efficient collision detection framework based on the Signed Distance Field (SDF) of robots, seamlessly integrated with a self-collision detection module. Firstly, we decompose the robot's SDF using forward kinematics and leverage multiple extremely lightweight networks in parallel to efficiently approximate the SDF. Moreover, we introduce support vector machines to integrate the self-collision detection module into the framework, which we refer to as the SDF-SC framework. Using statistical features, our approach unifies the representation of collision distance for both SDF and self-collision detection. During this process, we maintain and utilize the differentiable properties of the framework to optimize collision-free robot trajectories. Finally, we develop a reactive motion controller based on our framework, enabling real-time avoidance of multiple dynamic obstacles. While maintaining high accuracy, our framework achieves inference speeds up to five times faster than previous methods. Experimental results on the Franka robotic arm demonstrate the effectiveness of our approach.
関連論文
- 経験時代における実世界コード・アズ・ポリシー:ACE-CaP-0マニピュレーション
- 把持のアドミタンスによる入出力特性評価:設計パラメータと把持挙動の接続マニピュレーション
- ManiLadder:カテゴリ別・多難易度タスクラダーによるロボットマニピュレーションのベンチマークマニピュレーション
- 成功確率を変える事象を記憶する:Criticゲート付きイベントメモリによる長期的マニピュレーションマニピュレーション
- BiPOP: 長期的な両腕ロボット操作のための部分順序計画マニピュレーション
- RUMI: 拡張現実と触覚フィードバックを備えたRobotiq対応の汎用マニピュレーションインターフェースマニピュレーション
