双臂避撞控制器

动态避碰运物

一种用于水下双臂机械手的模型预测控制器，将最小距离作为速度约束，实现物体运输任务中的协同避撞。

Wang, Yingxiang · 高剑

Journal of Marine Science and Engineering 2024

技术优势

碰撞风险实时规避

通过将最小距离作为速度约束融入模型预测控制优化中，系统在跟踪目标轨迹的同时自动生成无碰运动指令，无需预先规划避让路径。

动态不确定下仍稳定

动态逆控制跟踪指令速度，并利用神经网络在线补偿模型不确定性，确保跟踪误差收敛，提高系统在未知扰动下的鲁棒性。

理论收敛有保证

通过Lyapunov方法证明了所提动态控制器的跟踪误差收敛性，为控制算法的可靠性提供了理论支撑。

应用场景

• 水下机器人：为水下机器人提供双臂协同搬运时的实时避碰控制方案，可集成到现有水下机械手控制器中。
• 自主运物：使自主运物系统在动态环境中实现无碰轨迹跟踪，提升运输任务的安全性和可靠性。
• 多臂协同：通过速度约束协调双臂运动，避免双臂间碰撞，实现高效协同操作。
• 动态避碰：在运动规划层面实时处理动态障碍物和自身结构间的最小距离，实现动态避碰。