A Robot Kinematics Model Estimation Using Inertial Sensors for On-Site Building Robotics

要約

ロボットをさまざまな環境で活用するためには、必要な場所に持ち運べる可搬性の高さと、使用しないときに保管できる保管性の高さが求められます。
私たちは、ロボットが活躍する現場で調達した部品を活用する「オンサイトロボティクス」を提案し、可搬性と保管性の課題に対する新たな解決策を提案します。
この論文では、オンサイトロボット工学の概念実証として、剛体リンク上の慣性測定ユニット（IMU）センサーモジュールを使用し、角速度からモジュール間の相対的な姿勢を推定することにより、ロボットの運動学モデルを推定する方法について説明します。
、遠心力の測定から相対位置を推定します。
本稿の最後では、この手法の評価として、木の棒で作られたロボットが目標位置に到達する実験を紹介する。
今回の実験では、リンクの組み合わせを変更しても推定後すぐに再び目標位置に到達することができ、再組み立てしても動作可能であることがわかりました。
私たちの実装は https://github.com/hiroya1224/urdf_estimation_with_imus で入手できます。

要約(オリジナル)

In order to make robots more useful in a variety of environments, they need to be highly portable so that they can be transported to wherever they are needed, and highly storable so that they can be stored when not in use. We propose ‘on-site robotics’, which uses parts procured at the location where the robot will be active, and propose a new solution to the problem of portability and storability. In this paper, as a proof of concept for on-site robotics, we describe a method for estimating the kinematic model of a robot by using inertial measurement units (IMU) sensor module on rigid links, estimating the relative orientation between modules from angular velocity, and estimating the relative position from the measurement of centrifugal force. At the end of this paper, as an evaluation for this method, we present an experiment in which a robot made up of wooden sticks reaches a target position. In this experiment, even if the combination of the links is changed, the robot is able to reach the target position again immediately after estimation, showing that it can operate even after being reassembled. Our implementation is available on https://github.com/hiroya1224/urdf_estimation_with_imus .

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