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Six-DoF Pose Estimation for a Tendon-Driven Continuum Mechanism Without a Deformation Model

Deutschmann, Bastian und Chalon, Maxime und Reinecke, Jens und Maier, Maximilian und Ott, Christian (2019) Six-DoF Pose Estimation for a Tendon-Driven Continuum Mechanism Without a Deformation Model. IEEE Robotics and Automation Letters, 4 (4), Seiten 3418-3425. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/LRA.2019.2927943. ISSN 2377-3766.

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Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=8758878

Kurzfassung

In recent years, the application of continuum mech- anisms increased as they provide high dexterity, consume a low amount of space, and handle unforeseen collisions with ease. Typi- cally, a deformation model of the continuum is applied to compute task space poses from actuator variables. However, simple models usually lack accuracy, whereas accurate models are computation- ally demanding. This letter deals with the pose estimation problem for a continuum mechanism based on length sensors without using a deformation model. A subset of the sensors belongs to the actuating tendons with a fixed routing, whereas the rest of the length sensors can be placed freely. Two major issues are discussed. At first, a sensor placement strategy based on the coupling matrix is derived and discussed, which improves the observability for static pose estimation. Second, the feasibility of a sensor fusion between an inertial measurement unit and the length sensors to enhance the pose estimation is presented. Both investigations are done experi- mentally on DAVID. By placing the additional sensors correctly, the maximum estimation error can be lowered by 50% in comparison to poorly placed sensors.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/132653/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Six-DoF Pose Estimation for a Tendon-Driven Continuum Mechanism Without a Deformation Model
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Deutschmann, BastianBastian.Deutschmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9139-5719NICHT SPEZIFIZIERT
Chalon, Maximemaxime.chalon (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Reinecke, JensJens.Reinecke (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9256-0766NICHT SPEZIFIZIERT
Maier, Maximilianmaximilian.maier (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1502-696XNICHT SPEZIFIZIERT
Ott, Christianchristian.ott (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0987-7493NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Juli 2019
Erschienen in:IEEE Robotics and Automation Letters
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:4
DOI:10.1109/LRA.2019.2927943
Seitenbereich:Seiten 3418-3425
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Okamura, AllisonNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:2377-3766
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Compliant joint/mechanism, soft material robotics, sensor fusion
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben Robotdynamik & Simulation (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Analyse und Regelung komplexer Robotersysteme
Hinterlegt von: Deutschmann, Dr. -Ing. Bastian
Hinterlegt am:13 Dez 2019 10:24
Letzte Änderung:31 Okt 2023 14:06

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