连续体机器人的高效力估计
机器人学
2021-09-28 v1
摘要
外部接触力是机器人对外部物体进行建模、控制和安全交互的最重要信息之一。对于连续体机器人，基于机器人位形的测量来估计接触力是可行的，这解决了在具有严格尺寸约束的机器人本体上实现力传感器反馈的困难。在本文中，我们使用从光纤布拉格光栅传感器（FBGS）测量的局部曲率来估计单个或多个外部接触力的大小和位置。基于 Cosserat 梁理论推导出一个简化的力学模型，用于计算连续体机器人曲率。利用最小二乘优化，通过最小化计算曲率与测量曲率之间的误差来估计力。结果表明，所提出的方法能够准确估计接触力大小（误差：5.25\% -- 12.87\%）和位置（误差：1.02\% -- 2.19\%）。在 MATLAB 中验证了所提方法的计算速度。结果表明，我们的方法比传统方法快 29.0 -- 101.6 倍。这些结果表明，所提出的方法在接触力估计方面是准确且高效的。
引用
@article{arxiv.2109.12469,
title = {Efficient Force Estimation for Continuum Robot},
author = {Qingyu Xiao and Yue Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.12469},
year = {2021}
}