論文の概要: Contact-Constrained Lower-Limb Joint-Offset Calibration for Humanoid Robots
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.02306v1
- Date: Wed, 02 Sep 2026 08:51:37 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-03 17:53:18.207276
- Title: Contact-Constrained Lower-Limb Joint-Offset Calibration for Humanoid Robots
- Title（参考訳）: ヒューマノイドロボットの接触拘束下肢関節オフセット校正
- Authors: Kaixiang Lu, Haiyu Lan, Chunxiao Qiao, You Li, Chengyuan Luo, Enyu Li, Peiwen Lin, Chuang Wang,
- Abstract要約: 本報告では,車載継手エンコーダと骨盤装着型IMUのみを利用した自己完結型校正フレームワークを提案する。
ヘッセン固有構造解析は、平行ピッチ軸が回転結合を誘導することを示している。
立位姿勢膝は、残りの弱ピッチチェーン分解をアンカーする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.637705968841629
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Accurate joint encoder offsets are essential for kinematic consistency in humanoid lower limbs, yet existing calibration methods typically require external motion-capture systems or fiducial targets. We present a self-contained calibration framework exploiting only onboard joint encoders and a pelvis-mounted IMU during static double-support contact. The inter-foot transform from forward kinematics must stay constant when both feet are fixed; minimizing its posture-dependent dispersion yields a nonlinear least-squares problem over the 12-dimensional offset vector. A Hessian eigenstructure analysis shows that parallel pitch axes induce a rotational coupling. Orientation residuals then observe only the pitch-offset sum, while translation and posture diversity set the remaining numerical observability. For the A3 pitch-to-roll-to-yaw ordering, hip-roll and hip-yaw excitation reduce hip-pitch coupling. A standing-posture knee prior then anchors the remaining weak pitch-chain decomposition. Simulation and real-machine injection tests show consistent recovery, and on held-out recordings calibration reduces foot-height RMS residuals from 4.26 to 2.20 mm on A3 and from 8.03 to 1.43 mm on A2. An independent LiDAR-inertial reference checks the pitch-coupled channel. Removing an injected pitch offset moves the leg-odometry vertical drift back toward the LiDAR trajectory. A few static double-support stances thus provide contact-consistent corrections for well-excited directions. Individual offsets in the weak pitch chain remain prior-dependent.
- Abstract（参考訳）: 正確な関節エンコーダオフセットは、ヒューマノイド下肢の運動整合性に必須であるが、既存の校正法は、通常、外部のモーションキャプチャシステムやフィデューシャルターゲットを必要とする。
静的二重接触時の関節エンコーダと骨盤装着IMUのみを利用した自己完結型校正フレームワークを提案する。
前方運動学からの足間変換は両足が固定されたときに一定でなければならないが、姿勢依存性の分散を最小化することは12次元オフセットベクトル上の非線形最小二乗問題を生じさせる。
ヘッセン固有構造解析は、平行ピッチ軸が回転結合を誘導することを示している。
向き付け残差はピッチオフセット和のみを観測し、翻訳と姿勢の多様性は残りの数値観測可能性を設定する。
A3ピッチ・ツー・ロール・ツー・ヤウオーダでは、ヒップ・ロールとヒップ・ヤウの励起はヒップ・ピッチの結合を減少させる。
立位姿勢膝は、残った弱ピッチチェーン分解をアンカーする。
シミュレーションと実機噴射試験は一貫した回復を示し、保持された記録では、A3では4.26mmから2.20mmに、A2では8.03mmから1.43mmに低下する。
独立LiDAR慣性基準はピッチ結合チャネルをチェックする。
射出ピッチオフセットの除去は、脚・足関節垂直方向のドリフトをLiDAR軌道に戻す。
いくつかの静的な二重支持姿勢は、十分に励起された方向に対する接触一貫性の補正を与える。
弱いピッチチェーンの個々のオフセットは、事前に依存している。
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