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Soft Robot Shape Estimation With IMUs Leveraging PCC Kinematics for Drift Filtering

Stella, Francesco und Della Santina, Cosimo und Hughes, Josie (2023) Soft Robot Shape Estimation With IMUs Leveraging PCC Kinematics for Drift Filtering. IEEE Robotics and Automation Letters, 9 (2), Seiten 1945-1952. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/LRA.2023.3339063. ISSN 2377-3766.

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Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/10339801

Kurzfassung

The control possibilities for soft robots have long been hindered by the need for reliable methods to estimate their configuration. Inertial measurement units (IMUs) can solve this challenge, but they are affected by well-known drift issues. This letter proposes a method to eliminate this limitation by leveraging the Piecewise Constant Curvature model assumption. We validate the reconstruction capabilities of the algorithm in simulation and experimentally. To this end, we also present a novel large-scale, foam-based manipulator with embedded IMU sensors. Using the filter, we bring the accuracy in IMU-based reconstruction algorithms to 93% of the soft robot's length and enable substantially longer measurements than the baseline. We also show that the proposed technique generates reliable estimations for closed-loop control of the robot's shape.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/202334/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Soft Robot Shape Estimation With IMUs Leveraging PCC Kinematics for Drift Filtering
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Stella, FrancescoCREATE Lab, EPFLNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Della Santina, CosimoCosimo.DellaSantina (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1067-1134NICHT SPEZIFIZIERT
Hughes, JosieCREATE Lab, EPFLNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:4 Dezember 2023
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:9
DOI:10.1109/LRA.2023.3339063
Seitenbereich:Seiten 1945-1952
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:2377-3766
Status:veröffentlicht
Stichwörter:soft robot
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Robotik
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RO - Robotik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Basistechnologien [RO]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013)
Hinterlegt von: Strobl, Dr. Klaus H.
Hinterlegt am:23 Jan 2024 14:56
Letzte Änderung:23 Jan 2024 14:56

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