用于手中操作期间位姿估计的光学接近感知

在手中操作期间，机器人必须能够连续估计物体的位姿，以生成恰当的控制动作。位姿估计算法的性能取决于机器人的传感器能否检测到有判别性的几何物体特征，但以往的感知模态无法稳健地进行此类测量。机器人的手指会遮挡环境安装或机器人安装的图像传感器视野，而触觉传感器只能在接触的局部区域测量。受指尖嵌入式接近传感器对遮挡的鲁棒性以及超越局部接触区域测量能力的启发，我们首次评估了基于接近传感器的手中操作位姿估计。我们开发了一种带有指尖嵌入式光学飞行时间接近传感器的新型双指手，作为平面手中操作期间位姿估计的测试平台。此处，手中操作任务由机器人将圆柱形物体从其工作空间一端移动到另一端组成。我们以统计显著性证明，通过粒子滤波基于接近传感器的手中操作位姿估计：a) 相较基于触觉传感器的基线展现出低50%的平均位姿误差；b) 使模型预测控制器相较使用基于触觉传感器的位姿估计时实现低30%的最终定位误差。