8、机器人可达空间近似与烹饪任务编程方法识别

机器人可达空间近似与烹饪任务编程方法识别

1. 凸多面体近似机器人可达空间

1.1 近似方法概述

提出了一种基于凸多面体的机器人可达空间近似度量方法。该度量方法根据机器人的驱动能力和运动学约束，预测给定时间范围内机器人的可达空间。此方法能直观地整合环境约束以及机器人的连杆几何信息，对于标准的 7 自由度协作机器人，执行时间约为 50 毫秒，具备用于实时应用的潜力。

1.2 潜在应用

• 人机交互领域 ：多面体本质上是一个三角网格，易于可视化，能让人类操作员直观了解机器人的实时能力。还可用于触觉控制应用，帮助操作员了解机器人接近其能力极限的程度，以及在远程操作时机器人可能所处的空间。
• 性能指标 ：对于较短的时间范围（$t_h\leq250$ 毫秒），多面体 $P_x$ 的体积与模拟可达空间 $R_2$ 的体积相当，其体积可作为机器人工作空间分析和机器人设计等应用的性能指标。
• 机器人控制约束 ：多面体 $P_x$ 可表示为一组凸不等式 $Hx\leq d$，可作为机器人控制的一组约束条件，例如在模型预测控制（MPC）中，与多面体 $P_x$ 公式的假设相契合。

1.3 局限性

该度量方法依赖于线性化的机器人模型，限制了其在较长时间范围内的使用。分析表明，当时间范围超过 250 毫秒时，近似的准确性会显著降低。

2. 机器人烹饪任务编程方法的无监督识别

2.1 研究背景与动机