附件C：譯文

仿人機器人的自適應運動規(guī)劃

摘要——大體上來說，多自由度機器人運動規(guī)劃是機器人研究領域一項待解決的課題。在此項研究中，一個考慮到仿人機器人不同運動部件的軌跡規(guī)劃方法被提出。由于不是所有的機器人聯(lián)接在不同規(guī)劃階段都重要，基于RRT算法的規(guī)劃能在過程中改變自由度數以改善績效并提高結果的質量。該方法的運行時間是通過和標準RRT規(guī)劃方法對比來評估的。此外，也研究了這種算法的幾個擴展。

一、引言
多自由度高冗余度機器人系統(tǒng)的運動規(guī)劃是一個具有挑戰(zhàn)性的研究領域。對于一個給定的任務，算法必須用快速并強大的方法求出所有關聯(lián)聯(lián)接的軌跡。一般的運動問題屬于多項式空間難題[1]，這就意味著對于多自由度系統(tǒng)，規(guī)劃時間會顯著地增加。為解決這個問題，已經開發(fā)出了一系列近似算法，有希望盡快找到答案，不過一些解法忽略掉了的限制條件[2]。
一個仿人機器人有好幾個子系統(tǒng)，比如手臂 、手和頭，制定規(guī)劃過程都應該涉及到它們。在參考文獻3中，提到一種方法，主動聯(lián)接數動態(tài)變化，以適應可以得到的工作區(qū)的量。參考文獻4中，提到一種多級規(guī)劃方案，通過增加每級的非完整約束，規(guī)劃的復雜性迭代增大。參考文獻5中的規(guī)劃方案能根據檢測到的環(huán)境狀況，自動調整仿人機器人的4個自由度。這種方案主要取決于環(huán)境的檢測，如果很多聯(lián)接用于規(guī)劃，這一步也會很困難。在參考文獻6中，提出一種多級規(guī)劃，由一個低維構形空間分辨率啟動，增加抽樣分辨率到找到粗解。這里提到的方法采用自適應控制用于規(guī)劃的自由度數的思想，從而提高規(guī)劃績效。這種規(guī)劃運用由規(guī)劃階段所決定的不同的機器人運動子系統(tǒng)。例如，抓取物體這樣典型的規(guī)劃任務可以分為幾個子目標。機器人需要移動到目標前，然后手臂的伸展進程應該把工具中心點（TCP）移到目標附近，最后，手抓取目標。由于某些聯(lián)接對某個子任務沒有影響，所以不同的階段不需要用機器人的全部細節(jié)來規(guī)劃。本報告所指的自適應規(guī)劃選擇運動子系統(tǒng)時取決于目標的距離。規(guī)劃基于有效的單查詢RRT算法[7]、[8]、[9]，這種算法用于建立無碰撞結構樹。該算法通過對比RRT算法的參照實施來進行評估。仿人機器人ARMAR-III（圖1）抓取任務規(guī)劃的仿真環(huán)境作為測試用例。