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Self-Contained and Automatic Calibration of a Multi-Fingered Hand Using Only Pairwise Contact Measurements

Tenhumberg, Johannes und Sievers, Leon und Bäuml, Berthold (2024) Self-Contained and Automatic Calibration of a Multi-Fingered Hand Using Only Pairwise Contact Measurements. In: 22nd IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots, Humanoids 2023. IEEE. 22nd IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots, Humanoids 2023, 2023-12-12 - 2023-12-14, Austin, TX, USA. doi: 10.1109/Humanoids57100.2023.10375208. ISBN 979-835030327-8. ISSN 2164-0572.

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3MB

Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/10375208

Kurzfassung

A self-contained calibration procedure that can be performed automatically without additional external sensors or tools is a significant advantage, especially for complex robotic systems. Here, we show that the kinematics of a multi-fingered robotic hand can be precisely calibrated only by moving the tips of the fingers pairwise into contact. The only prerequisite for this is sensitive contact detection, e.g., by torque-sensing in the joints (as in our DLR-Hand II) or tactile skin. The measurement function for a given joint configuration is the distance between the modeled fingertip geometries, but the actual measurement is always zero. In an in-depth analysis, we prove that this contact-based calibration determines all quantities needed for manipulating objects with the hand, i.e., the difference vectors of the fingertips, and that it is as sensitive as a calibration using an external visual tracking system and markers. We describe the complete calibration scheme, including the selection of optimal sample joint configurations and search motions for the contacts despite the initial kinematic uncertainties. In a real-world calibration experiment for the torque-controlled four-fingered DLR-Hand II, the maximal error of 17.7 mm can be reduced to only 3.7 mm. Web: https://dlr-alr.github.io/2023-humanoids-contact/.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/204196/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Poster)
Titel:Self-Contained and Automatic Calibration of a Multi-Fingered Hand Using Only Pairwise Contact Measurements
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Tenhumberg, JohannesJohannes.Tenhumberg (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5090-1259NICHT SPEZIFIZIERT
Sievers, LeonLeon.Sievers (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-6430-4618NICHT SPEZIFIZIERT
Bäuml, BertholdBerthold.Baeuml (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4545-4765NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:1 Januar 2024
Erschienen in:22nd IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots, Humanoids 2023
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1109/Humanoids57100.2023.10375208
Verlag:IEEE
ISSN:2164-0572
ISBN:979-835030327-8
Status:veröffentlicht
Stichwörter:humanoid robot, robot hand, dextrous hand, calibration
Veranstaltungstitel:22nd IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots, Humanoids 2023
Veranstaltungsort:Austin, TX, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:12 Dezember 2023
Veranstaltungsende:14 Dezember 2023
Veranstalter :IEEE-RAS
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 - Autonome, lernende Roboter [RO]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Autonomie und Fernprogrammierung
Hinterlegt von: Sievers, Leon
Hinterlegt am:08 Mai 2024 14:03
Letzte Änderung:08 Mai 2024 14:03

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