在執行任務時，服務機器人的功能結構變化可能會限制其自主導航能力，從而影響其行動力。本文的研究，旨在解決復雜三維環境中可變形機器人的軌跡規劃問題，特別是應用最為廣泛的基于差速驅動移動基座的移動機器人的軌跡規劃。

這種全局軌跡優化方法是將機器人整個身體的軌跡建模為一個多項式軌跡，這個軌跡能夠滿足移動基座的特殊動力學需求和額外關節的動力學。同時將約束變成了柔性約束，并使用密集采樣的激活函數來避免非線性突變。此外，還通過限制機器人與障礙物之間的距離來確保系統的安全性。為了模擬環境中各種高度和寬度的變化，研究團隊還設計了一種新型的帶有差速驅動移動基座的可變形機器人（SCR-DB）來進行真實場景的實驗。

帶有差速驅動移動基座的可變形機器人（SCR-DB）實驗

為了驗證這個方法的有效性，研究團隊進行了大量的仿真和真實場景實驗，包括耦合全身和獨立差分驅動車輛的運動規劃，并使用了NOKOV度量動作捕捉系統來為實驗提供精確的軌跡和運動數據。

不同實驗設定產生的仿真實驗軌跡圖

實驗驗證了全局軌跡優化方法的有效性和魯棒性，并為這種可變性機器人SCR-DB提供了較低計算成本，平滑且無碰撞的運行軌跡。此外該算法也適用于由差速基座和額外自由度組成的機器人。

參考文獻：

Mengke Zhang, Chao Xu1, Fei Gao1, Yanjun Cao，Trajectory Optimization for 3D Shape-Changing Robots with Differential Mobile Bas，［J］2023 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA 2023)