論文の概要: 6N-DoF Pose Tracking for Tensegrity Robots
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.14764v1
- Date: Sun, 29 May 2022 20:55:29 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-06-01 11:11:59.794587
- Title: 6N-DoF Pose Tracking for Tensegrity Robots
- Title(参考訳): テンセグリティロボットのための6n-dof姿勢追跡
- Authors: Shiyang Lu, William R. Johnson III, Kun Wang, Xiaonan Huang, Joran
Booth, Rebecca Kramer-Bottiglio, Kostas Bekris
- Abstract要約: 引張ロボットは剛性圧縮要素(ロッド)と柔軟な引張要素(ケーブルなど)から構成される
この研究は、マーカーのない視覚に基づく方法で、緊張するロボットのポーズトラッキングに対処することを目的としている。
RGB-Dビデオから張力ロボットの各剛体要素の6-DoFポーズを反復的に推定するプロセスを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 5.398092221687385
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Tensegrity robots, which are composed of rigid compressive elements (rods)
and flexible tensile elements (e.g., cables), have a variety of advantages,
including flexibility, light weight, and resistance to mechanical impact.
Nevertheless, the hybrid soft-rigid nature of these robots also complicates the
ability to localize and track their state. This work aims to address what has
been recognized as a grand challenge in this domain, i.e., the pose tracking of
tensegrity robots through a markerless, vision-based method, as well as novel,
onboard sensors that can measure the length of the robot's cables. In
particular, an iterative optimization process is proposed to estimate the 6-DoF
poses of each rigid element of a tensegrity robot from an RGB-D video as well
as endcap distance measurements from the cable sensors. To ensure the pose
estimates of rigid elements are physically feasible, i.e., they are not
resulting in collisions between rods or with the environment, physical
constraints are introduced during the optimization. Real-world experiments are
performed with a 3-bar tensegrity robot, which performs locomotion gaits. Given
ground truth data from a motion capture system, the proposed method achieves
less than 1 cm translation error and 3 degrees rotation error, which
significantly outperforms alternatives. At the same time, the approach can
provide pose estimates throughout the robot's motion, while motion capture
often fails due to occlusions.
- Abstract(参考訳): 剛性圧縮要素(ロッド)と柔軟な引張要素(ケーブルなど)で構成されるテンセグリティロボットは、柔軟性、軽量、機械的衝撃に対する耐性など、様々な利点がある。
それでも、これらのロボットのハイブリッドソフト剛性は、その状態のローカライズと追跡を複雑にする。
この研究は、この領域で大きな課題として認識されていること、すなわち、マーカーレスで視覚に基づく手法による緊張ロボットのポーズトラッキング、およびロボットのケーブルの長さを計測できる新しいオンボードセンサーに対処することを目的としている。
特に,RGB-Dビデオから,伸縮性ロボットの各剛体要素の6-DoFポーズを推定し,ケーブルセンサからの距離を計測する反復最適化手法を提案する。
剛体要素のポーズ推定が物理的に実現可能であること、すなわちロッド間の衝突や環境との衝突が生じないことを保証するため、最適化中に物理的制約を導入する。
実世界の実験は、移動歩行を行う3バーバーテングレティロボットを用いて行われる。
モーションキャプチャシステムからの基底真理データを考えると,提案手法は1cm未満の翻訳誤差と3度回転誤差を達成し,代替案を著しく上回っている。
同時に、ロボットの動き全体を通してポーズ推定を行うことができるが、モーションキャプチャは閉塞によって失敗することが多い。
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