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Learning Barrier Functions for Constrained Motion Planning with Dynamical Systems

Saveriano, Matteo und Lee, Dongheui (2019) Learning Barrier Functions for Constrained Motion Planning with Dynamical Systems. In: 2019 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, IROS 2019. IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), Macao. ISSN 2153-0858.

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Kurzfassung

Stable dynamical systems are a flexible tool to plan robotic motions in real-time. In the robotic literature, dynamical system motions are typically planned without considering possible limitations in the robot’s workspace. This work presents a novel approach to learn workspace constraints from human demonstrations and to generate motion trajectories for the robot that lie in the constrained workspace. Training data are incrementally clustered into different linear subspaces and used to fit a low dimensional representation of each subspace. By considering the learned constraint subspaces as zeroing barrier functions, we are able to design a control input that keeps the system trajectory within the learned bounds. This control input is effectively combined with the original system dynamics preserving eventual asymptotic properties of the unconstrained system. Simulations and experiments on a real robot show the effectiveness of the proposed approach.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/132901/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vorlesung)
Titel:Learning Barrier Functions for Constrained Motion Planning with Dynamical Systems
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Saveriano, Matteomatteo.saveriano (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9784-3973NICHT SPEZIFIZIERT
Lee, DongheuiDongheui.Lee (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1897-7664NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2019
Erschienen in:2019 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, IROS 2019
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
ISSN:2153-0858
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Barrier Functions, Dynamical Systems, Constraints
Veranstaltungstitel:IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS)
Veranstaltungsort:Macao
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Terrestrische Assistenz-Robotik (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013)
Hinterlegt von: Lee, Prof. Dongheui
Hinterlegt am:17 Dez 2019 13:38
Letzte Änderung:25 Mär 2022 12:19

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