衝突円錐制御バリア関数を用いたロボットマニピュレータの安全臨界制御
Safety-Critical Control for Robotic Manipulators using Collision Cone Control Barrier Functions
衝突円錐幾何に基づく制御バリア関数をカルテシアンインピーダンス制御と統合し、二次計画法で動的環境下のマニピュレータの安全を保証する手法を提案した。
著者: Lucas Almeida
分類: cs.RO, cs.SY, eess.SY
原文アブストラクト
This paper presents a comprehensive approach for the safety-critical control of robotic manipulators operating in dynamic environments. Building upon the framework of Control Barrier Functions (CBFs), we extend the collision cone methodology to formulate Collision Cone Control Barrier Functions (C3BFs) specifically tailored for manipulators. In our approach, safety constraints derived from collision cone geometry are seamlessly integrated with Cartesian impedance control to ensure compliant yet safe end-effector behavior. A Quadratic Program (QP)-based controller is developed to minimally modify the nominal control input to enforce safety. Extensive simulation experiments demonstrate the efficacy of the proposed method in various dynamic scenarios.
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