Deformable linear objects (DLOs) manipulation presents significant challenges due to DLOs' inherent high-dimensional state space and complex deformation dynamics. The wide-populated obstacles in realistic workspaces further complicate DLO manipulation, necessitating efficient deformation planning and robust deformation tracking. In this work, we propose a novel framework for DLO manipulation in constrained environments. This framework combines hierarchical deformation planning with neural tracking, ensuring reliable performance in both global deformation synthesis and local deformation tracking. Specifically, the deformation planner begins by generating a spatial path set that inherently satisfies the homotopic constraints associated with DLO keypoint paths. Next, a path-set-guided optimization method is applied to synthesize an optimal temporal deformation sequence for the DLO. In manipulation execution, a neural model predictive control approach, leveraging a data-driven deformation model, is designed to accurately track the planned DLO deformation sequence. The effectiveness of the proposed framework is validated in extensive constrained DLO manipulation tasks.


翻译:可变形线性物体的操控因其固有的高维状态空间与复杂变形动力学而面临重大挑战。现实工作空间中广泛分布的障碍物进一步增加了DLO操控的复杂性,需要高效的变形规划与鲁棒的变形跟踪。本研究提出一种适用于受限环境的DLO操控新框架,该框架将分层变形规划与神经跟踪相结合,确保在全局变形合成与局部变形跟踪中均能实现可靠性能。具体而言,变形规划器首先生成满足DLO关键点路径同伦约束的空间路径集;随后采用路径集引导的优化方法合成DLO的最优时序变形序列。在执行操控时,基于数据驱动变形模型设计的神经模型预测控制方法,可精确跟踪规划好的DLO变形序列。所提框架的有效性在大量受限环境DLO操控任务中得到验证。

0
下载
关闭预览

相关内容

《基于图神经网络与强化学习的自主空战决策研究》
专知会员服务
33+阅读 · 2025年5月15日
空间飞行器轨迹优化与控制技术发展现状与展望
专知会员服务
20+阅读 · 2024年10月20日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2012年12月31日
VIP会员
最新内容
综述 | Self-Evolving Coding Agents:自进化编程智能体
专知会员服务
0+阅读 · 36分钟前
美海军陆战队将三型无人机整合入统一战场网络
专知会员服务
2+阅读 · 今天9:39
《无人机蜂群:释放人类-蜂群编队的潜能》
专知会员服务
4+阅读 · 今天9:12
《战略战术化:一项综合性述评》
专知会员服务
2+阅读 · 今天9:08
美陆军-工业界协同推进反无人机系统技术发展
专知会员服务
1+阅读 · 今天8:46
《跨域指挥背景下的领导力发展》最新报告
专知会员服务
1+阅读 · 今天8:40
俄乌无人机战争的六大启示
专知会员服务
10+阅读 · 8月3日
《无人机空中监控:通信实验洞察》
专知会员服务
8+阅读 · 8月3日
相关VIP内容
《基于图神经网络与强化学习的自主空战决策研究》
专知会员服务
33+阅读 · 2025年5月15日
空间飞行器轨迹优化与控制技术发展现状与展望
专知会员服务
20+阅读 · 2024年10月20日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员