基于软体机器人冗余自由度的实时避障位置控制

来源：机器人杂志2017年第3期北京时间：

作者：倪杭, 王贺升, 陈卫东

摘要：研究了如何利用软体机器人空间运动的冗余性，解决控制末端位置时环境中存在障碍物的问题．首先建立了软体机器人的运动学分段常曲率模型，设计了实现实时避障和末端位置控制双重任务的控制算法．算法中在障碍区周围划分警戒区，基于机械臂上标记点的位置反馈，分别给出末端无碰撞风险时的运动策略，以及当末端和中间点进入警戒区时的运动策略，并利用雅可比矩阵的广义逆求出应施加的控制变量．利用李亚普诺夫定理证明了逆雅可比法控制的稳定性．最后，在2维空间进行了实验，结果显示末端可以到达目标点，并且末端与机械臂体能够避开障碍物，验证了避障算法的有效性和位置控制的稳定性．

关键词：软体机器人, 冗余自由度, 分段常曲率模型, 避障, 位置控制