Adaptive control for pivoting with visual and tactile feedback

Viña, E B Francisco; Karayiannidis, Yiannis; Smith, Christian; Kragić, Danica

doi:10.1109/icra.2016.7487159

Cited by 33 publications

(7 citation statements)

References 26 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…For modelling and control they assumed knowledge of the object's inertial parameters. In [106] and [107], the authors further use gravitational torque and visual tracking with known object's inertia, to control the in-hand planar motion of an object while grasped by a pinch grasp. In [108] and [109], the authors examined the problem of using the environment contacts to manipulate an already grasped object, defined the dynamics of different prehensile pushing primitives by using the object's inertial parameters, and conducted experiments using simple objects.…”

Section: Exploitation Of Inertial Parametersmentioning

confidence: 99%

Estimation and exploitation of objects ’ inertial parameters in robotic grasping and manipulation: A survey

Mavrakis

Stolkin

2020

Robotics and Autonomous Systems

View full text Add to dashboard Cite

Inertial parameters characterise an object's motion under applied forces, and can provide strong priors for planning and control of robotic actions to manipulate the object. However, these parameters are not available a-priori in situations where a robot encounters new objects. In this paper, we describe and categorise the ways that a robot can identify an object's inertial parameters. We also discuss grasping and manipulation methods in which knowledge of inertial parameters is exploited in various ways. We begin with a discussion of literature which investigates how humans estimate the inertial parameters of objects, to provide background and motivation for this area of robotics research. We frame our discussion of the robotics literature in terms of three categories of estimation methods, according to the amount of interaction with the object: purely visual, exploratory, and fixed-object. Each category is analysed and discussed. To demonstrate the usefulness of inertial estimation research, we describe a number of grasping and manipulation applications that make use of the inertial parameters of objects. The aim of the paper is to thoroughly review and categorise existing work in an important, but under-explored, area of robotics research, present its background and applications, and suggest future directions. Note that this paper does not examine methods of identification of the robot's inertial parameters, but rather the identification of inertial parameters of other objects which the robot is tasked with manipulating.

show abstract

Section: Exploitation Of Inertial Parametersmentioning

confidence: 99%

Estimation and exploitation of objects ’ inertial parameters in robotic grasping and manipulation: A survey

Mavrakis

Stolkin

2020

Robotics and Autonomous Systems

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Hou et al studied dynamic planar pivoting of a pinched object driven by hand swing motion and contact normal force control [32]. Viña et al showed that by using adaptive control with vision and tactile feedback, monodirectional pivoting of an object pinched by a pair of fingers can be achieved by changing the gripping forces [33]. Cruciani et al derived a Dexterous Manipulation Graph to plan paths for a parallel-jaw gripper to slide along parallel surfaces of an object from one stable grasp to another [34].…”

Section: B In-hand Manipulationmentioning

confidence: 99%

“…Given a fingertip contact position, the direction ⊥f ci can be obtained from the object geometry, contact friction, and the sliding direction. Substituting (1) and (33) to (34), we can solve the hand position for a given pair of finger contact…”

Section: Robust Regrasp Planningmentioning

confidence: 99%

In-Hand Sliding Regrasp With Spring-Sliding Compliance and External Constraints

Shi¹,

Weng

Lynch

2020

IEEE Access

View full text Add to dashboard Cite

We investigate in-hand regrasping by pushing an object against an external constraint and allowing sliding at the fingertips. Each fingertip is modeled as attached to a multidimensional spring mounted to a position-controlled anchor. Spring compliance maps contact forces to spring compressions, ensuring the fingers remain in contact, and sliding ''compliance'' governs the relationship between sliding motions and tangential contact forces. A spring-sliding compliant regrasp is achieved by controlling the finger anchor motions. We derive the fingertip sliding mechanics for multifingered sliding regrasps and analyze robust regrasping conditions in the presence of finger contact wrench uncertainties. The results are verified in simulation and experiment with a two-fingered sliding regrasp designed to maximize robustness of the operation.

show abstract

“…Επίσης, έχουν αναπτυχθεί ελεγκτικές µεθοδολογίες σύλληψης και χειρισµού αντικειµένου από ϱοµποτικά δάκτυλα οι οποίες ϐασίζονται στην εκ των προτέρων σχεδίαση του σχηµατισµού (grasp planning , preshaping) που ϑα πρέπει να έχουν τα δάκτυλα του ϱοµποτικού χεριού ώστε να επιτυγχάνεται η ευσταθής σύλληψη του αντικειµένου [52][53][54][55][56]. Αντίθετα µε τις παραπάνω εργασίες όπου ϑεωρείται ότι η σχετική ϑέση των σηµείων επαφής δακτύλου -αντικειµένου είναι σταθερή, στις εργασίες [57][58][59][60][61][62] και [63] επιτρέπεται η κίνηση στην επαφή µε το αντικείµενο και η ευσταθής σύλληψή του επιτυγχάνεται µε τα ϱοµποτικά ακροδάκτυλα να µπορούν είτε να εκτελέσουν κίνηση κύλισης, είτε να ολισθήσουν πάνω στην επιφάνεια επαφής. Ειδικότερα στην περίπτωση της ολίσθησης, ακολουθείται συνήθως η εξής µέθοδος : αφού η παραπάνω ολίσθηση ανιχνευθεί µε κάποιον τρόπο, τα ϱοµποτικά δάκτυλα αυξάνουν την κάθετη δύναµη πίεσης που ασκούν στο εκάστοτε αντικείµενο έως ότου επιτευχθεί η ευσταθής σύλληψή του.…”

Section: εισαγωγήunclassified

Έλεγχος Εξασφάλισης Κύλισης Σε Σφαιρικά Ρομποτικά Ακροδάκτυλα

Δρούκας¹

View full text Add to dashboard Cite

Όπως στην περίπτωση του ανθρώπου έτσι και στην περίπτωση των δακτύλων ενός ρομποτικού χεριού, η κίνηση μέσω κύλισης των ακροδακτύλων είναι καθοριστική για την επίτευξη της ευσταθούς σύλληψης και του ομαλού χειρισμού ενός αντικειμένου από το ρομποτικό χέρι. Σε αντίθεση με μια κίνηση ολίσθησης πάνω στην επιφάνεια με την οποία έρχεται σε επαφή το ρομποτικό δάκτυλο, η κύλιση του ακροδακτύλου βοηθάει στην ακριβέστερη τοποθέτησή του πάνω στην επιφάνεια αυτή, συμβάλλοντας έτσι στον ομαλότερο συνολικά χειρισμό του εκάστοτε αντικειμένου όπως για παράδειγμα η μετακίνηση ή η περιστροφή του. Στην υπάρχουσα βιβλιογραφία, οι περισσότεροι ελεγκτικοί νόμοι που έχουν προταθεί σχεδιάζονται με βάση ένα εξιδανικευμένο μοντέλο του συστήματος ρομποτικού δακτύλου - επιφάνειας επαφής. Το μοντέλο αυτό περιλαμβάνει ενσωματωμένους τους δεσμούς κύλισης του ακροδακτύλου, με αποτέλεσμα η κίνηση κύλισης να θεωρείται επί της ουσίας ως κάτι δεδομένο και εκ των προτέρων εξασφαλισμένο. Στην πραγματικότητα φυσικά το παραπάνω δεν ισχύει, καθώς οι εκάστοτε υπάρχουσες συνθήκες τριβής που εξαρτώνται από τα υλικά του ακροδακτύλου και της επιφάνειας μπορεί να ευνοούν λίγο ή και καθόλου την κύλιση του πρώτου πάνω στην δεύτερη. Έτσι στις περιπτώσεις αυτές, οι παραπάνω ελεγκτικές μεθοδολογίες είναι πολύ πιθανό να οδηγήσουν το ακροδάκτυλο σε μια κίνηση που θα αποτελείται από συνδυασμένη κύλιση και ολίσθηση ή ακόμη και μόνον από ολίσθηση. Στην διδακτορική αυτή διατριβή, η εξασφάλιση της κύλισης του ακροδακτύλου πάνω σε μια επιφάνεια επαφής δεν θεωρείται δεδομένη από πριν, αλλά λαμβάνεται υπόψιν ως ένας επιπλέον στόχος ελέγχου. Οι ελεγκτές που προτείνονται επιτυγχάνουν την διασφάλιση της κύλισης του σφαιρικού άκρου ενός ρομποτικού δακτύλου σε μια οποιαδήποτε επιφάνεια με άγνωστες ή και μη ευνοϊκές συνθήκες τριβής, συνδυάζοντας παράλληλα την επίτευξη του ευρέως διαδεδομένου στη ρομποτική ελέγχου της θέσης του ακροδακτύλου και του μέτρου της ασκούμενης από αυτό κάθετης δύναμης. Σχεδιάζονται ελεγκτές οι οποίοι είτε βασίζονται στην γνώση του μοντέλου του ρομποτικού δακτύλου (model based control), είτε δεν απαιτούν καμία τέτοια πληροφορία (model free control). Για την σχεδίαση των τελευταίων χρησιμοποιείται η Μέθοδος Ελέγχου Προδιαγεγραμμένης Επίδοσης (Prescribed Performance Control Methodology). Για όλους τους προτεινόμενους ελεγκτές, παρουσιάζεται η θεωρητική σχεδίαση και η προσομοιακή τους αξιολόγηση που αποδεικνύουν την εξασφάλιση του βασικότερου ελεγκτικού μας στόχου, δηλαδή της κύλισης του ρομποτικού ακροδακτύλου πάνω στην επιφάνεια επαφής, ενώ σε ορισμένες περιπτώσεις παρουσιάζονται επιπροσθέτως και πειραματικά αποτελέσματα που ενισχύουν ακόμα περισσότερο την αποτελεσματικότητα των αντίστοιχων προτεινόμενων ελεγκτών. Τέλος, η εξασφάλιση της κύλισης του ακροδακτύλου μέσω ενός από τους προτεινόμενους ελεγκτές αξιοποιείται για την εφαρμογή κατάλληλης εφαπτομενικής δύναμης ώστε να επιτευχθεί ο επιθυμητός χειρισμός χωρίς σύλληψη ενός αντικειμένου από ένα ρομποτικό δάκτυλο. Ειδικότερα, παρουσιάζεται μέσω προσομοιώσεων η επιτυχής μετακίνηση ή/και περιστροφή ενός επίπεδου και ενός κυλινδρικού αντικειμένου μέσω χειρισμού χωρίς σύλληψη από ένα ρομποτικό δάκτυλο με εκμετάλλευση της κύλισης του άκρου του πάνω στο εκάστοτε αντικείμενο.

show abstract

Adaptive control for pivoting with visual and tactile feedback

Cited by 33 publications

References 26 publications

Estimation and exploitation of objects ’ inertial parameters in robotic grasping and manipulation: A survey

Estimation and exploitation of objects ’ inertial parameters in robotic grasping and manipulation: A survey

In-Hand Sliding Regrasp With Spring-Sliding Compliance and External Constraints

Έλεγχος Εξασφάλισης Κύλισης Σε Σφαιρικά Ρομποτικά Ακροδάκτυλα

Contact Info

Product

Resources

About