A Bimanual Teleoperation Framework for Light Duty Underwater Vehicle-Manipulator Systems

要約

水中操作への参入障壁を下げる取り組みとして、この論文では、軽量水中車両マニピュレーター システム (UVMS) の両手遠隔操作のための、オープンソースでユーザーフレンドリーなフレームワークを紹介します。
このフレームワークにより、2 つの低コスト触覚デバイスを使用して、2 つのマニピュレータとそのエンドエフェクタとともに車両を制御できます。
UVMS 運動学は、マニピュレーターごとに独立した解決されたモーション レート コントローラーを作成するために導出され、関節位置を最適に制御して目的のエンドエフェクター ポーズを実現します。
この望ましいポーズは、ユーザーからのデュアルハプティックデバイス入力を処理するために開発された遠隔操作コントローラーを使用してリアルタイムで計算されます。
物理ベースのシミュレーション環境を使用して、2 つのタスク例にこのフレームワークを実装し、ユーザー コマンドのエラー分析用のデータを提供します。
最初のタスクでは、触覚デバイスのみを使用した車両とマニピュレーターの動作制御によるフレームワークの機能を示します。
2 番目のタスクは、両方のマニピュレータを同時に使用してオブジェクトを把握し、フレームワークを使用した精度と調整を実証することです。
フレームワーク コードは https://github.com/stevens-armlab/uvms_bimanual_sim で入手できます。

要約(オリジナル)

In an effort to lower the barrier to entry in underwater manipulation, this paper presents an open-source, user-friendly framework for bimanual teleoperation of a light-duty underwater vehicle-manipulator system (UVMS). This framework allows for the control of the vehicle along with two manipulators and their end-effectors using two low-cost haptic devices. The UVMS kinematics are derived in order to create an independent resolved motion rate controller for each manipulator, which optimally controls the joint positions to achieve a desired end-effector pose. This desired pose is computed in real-time using a teleoperation controller developed to process the dual haptic device input from the user. A physics-based simulation environment is used to implement this framework for two example tasks as well as provide data for error analysis of user commands. The first task illustrates the functionality of the framework through motion control of the vehicle and manipulators using only the haptic devices. The second task is to grasp an object using both manipulators simultaneously, demonstrating precision and coordination using the framework. The framework code is available at https://github.com/stevens-armlab/uvms_bimanual_sim.

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