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Drake轨迹优化中如何为笛卡尔位置添加线性约束?

线性化Drake轨迹优化问题的高层面指导请求

我目前正在尝试线性化Drake的轨迹优化问题,希望得到高层面的指导:

  • 背景:已基于KinematicTrajectoryOptimization实现代码,通过SNOPT求解出乒乓球挥拍运动。目标是将该非线性问题线性化为QP,以便使用Linear MPC结合相机的乒乓球估计结果进行实时更新。
  • 当前非线性约束设置:通过AddPathPositionConstraint添加了PositionConstraint和OrientationConstraint,通过AddVelocityConstraintAtNormalizedTime添加了SpatialVelocityConstraint,这些约束主要作用于预测的击球接触时刻,同时还包含一些次要的起止约束。
  • 遇到的问题:正尝试将程序迁移至DirectCollocation或普通MathematicalProgram框架,但难以找到约束机器人末端执行器笛卡尔位置的线性替代方案。

请问是否可以添加末端执行器位置的线性笛卡尔约束?我自己想到了两种可能的方案:

  1. 预先求解逆运动学(IK),转而约束关节位置,但这种方式会限制求解器只能使用我指定的姿态(若存在多种可达的末端执行器姿态);
  2. 添加连杆坐标系位置的松弛变量,引入约束linkposition_k = linkposition_(k-1) + jacobian_(k-1) @ joint_velocities_(k-1)(其中雅可比矩阵基于每个配点的初始猜测),再对这些松弛变量施加所需的位置约束。

内容的提问来源于stack exchange,提问作者louis

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最近更新时间:2026.06.13 08:40:01