Proprioceptive Sensor-Based Simultaneous Multi-Contact Point Localization and Force Identification for Robotic Arms

要約

本論文では，接触点と力を同時に推定するアルゴリズムを提案する．
固有受容センサー、特にジョイント トルク センサー (JTS) とベース力/トルク (F/T) センサーを備えた協働ロボットを検討します。
提案手法には以下の利点がある．
まず、ロボット メッシュの適切な前処理によって高速な計算が実現されます。
第 2 に、ベース F/T センサーを使用して複数の接触を識別することができますが、ロボットに JTS のみが装備されている場合、これは困難です。
提案された方法は、メッシュの前処理と利用可能なセンサー データに対処するための標準粒子フィルターの修正です。
シミュレーション検証では、自由度 7 のロボットの場合、アルゴリズムは 2200Hz で実行され、単一接触の場合の成功率は 99.96% です。
実行時間に関しては、提案された方法は既存の方法と比較して >=3.5 倍高速でした。
二重および三重の接触も原稿で報告されています。

要約(オリジナル)

In this paper, we propose an algorithm that estimates contact point and force simultaneously. We consider a collaborative robot equipped with proprioceptive sensors, in particular, joint torque sensors (JTSs) and a base force/torque (F/T) sensor. The proposed method has the following advantages. First, fast computation is achieved by proper preprocessing of robot meshes. Second, multi-contact can be identified with the aid of the base F/T sensor, while this is challenging when the robot is equipped with only JTSs. The proposed method is a modification of the standard particle filter to cope with mesh preprocessing and with available sensor data. In simulation validation, for a 7 degree-of-freedom robot, the algorithm runs at 2200Hz with 99.96% success rate for the single-contact case. In terms of the run-time, the proposed method was >=3.5X faster compared to the existing methods. Dual and triple contacts are also reported in the manuscript.

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