Vi presenterar en ny tidsintegratör för ledd kroppsdynamik. Vi formulerar dynamikens styrande ekvationer med hjälp av endast positionsvariablerna och omarbetar sedan positionsbaserad leddynamik som ett optimeringsproblem. Vår omformulering gör att vi kan integrera dynamiken på ett helt implicit sätt utan att beräkna högorderderivat. Därför, under godtyckligt stora tidssteg storlekar, observerar vi mycket stabila beteenden med hjälp av en off-the-shelf numerisk optimizer. Dessutom visar vi att precisionen i vår tidsintegratör kan öka genom att använda en högorderkollocationsmetod. Vi visar att varje iteration av optimering har en komplexitet av O(N ) med hjälp av Quasi-Newton metoden eller O(N 2 ) med hjälp av Newton metod, där N är antalet länkar till den artikulerade modellen. Slutligen är vår metod mycket parallelliserbar och kan påskyndas med hjälp av en Graphics Processing Unit (GPU). Vi lyfter fram effektiviteten och stabiliteten hos vår metod på olika riktmärken och jämför prestandan med tidigare artikulerade kroppsdynamikssimuleringsmetoder baserade på Newton-Euler-ekvationen. Med hjälp av en större tidssteg storlek, vår metod uppnår upp till 4 gånger speedup på en enkärnig CPU. Med GPU-acceleration observerar vi ytterligare 3 - 6 gånger snabbare än en 4-kärnig CPU. Vi ger en kort översikt över tidigare arbete inom ledd kroppsdynamik, tidsintegration och positionsbaserad dynamik. Artikulerad kroppsdynamisk simulering är ett klassiskt, välstuderat problem inom robotik. Vissa metoder [30, 5, 29] fokuserar på artikulerade kroppar med allmänna begränsningar, där de artikulerade kropparnas konfigurationer representeras med hjälp av maximala koordinater.
För att generera stabilt beteende vid stora tidssteg storlekar, Pan et al. REF föreslår en integrator för ledd kroppsdynamik genom att endast använda positionsvariabler för att formulera den dynamiska ekvationen.
Time Integrating Articulated Body Dynamics Using Position-Based Collocation Method
{'venue': None, 'journal': 'arXiv: Robotics', 'mag_field_of_study': ['Engineering', 'Computer Science']}