Průzkum pracovního prostoru robota pomocí detekce a izolace kolizí

Dan Lindovský

Robot Workspace Exploration Using Collision Detection and Isolation

Type of document

bakalářská práce
bachelor thesis

Author

Dan Lindovský

Supervisor

Hoffmann Matěj

Opponent

Behrens Jan Kristof

Study program

Kybernetika a robotika

Institutions assigning rank

katedra kybernetiky

Rights

A university thesis is a work protected by the Copyright Act. Extracts, copies and transcripts of the thesis are allowed for personal use only and at one?s own expense. The use of thesis should be in compliance with the Copyright Act http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf and the citation ethics http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.html
Vysokoškolská závěrečná práce je dílo chráněné autorským zákonem. Je možné pořizovat z něj na své náklady a pro svoji osobní potřebu výpisy, opisy a rozmnoženiny. Jeho využití musí být v souladu s autorským zákonem http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf a citační etikou http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.html

Metadata

Show full item record

Abstract

Roboti stále častěji pracují v prostředí, kde dochází ke spolupráci s lidmi. V takových případech je pro zajištění bezpečnosti nezbytné spolehlivě detekovat fyzický kontakt a adekvátně na něj reagovat. Senzory momentu v kloubech robota představují alternativu k vnějším senzorům pro detekci a lokalizaci kolizí. Tato práce se zabývá problémem, jak umožnit robotovi autonomně prozkoumávat a mapovat svůj pracovní prostor na základě detekce a lokalizace kolizí, a to prostřednictvím měření externích momentů působících na jeho konstrukci. Ukazujeme, že robot KUKA LBR iiwa se sedmi stupni volnosti (7-DOF) je schopen detekovat a lokalizovat překážky ve svém pracovním prostoru pomocí válcové aproximace a kolizně založeného přístupu, který spoléhá výhradně na proprioceptivní snímání. Pomocí implementace dvou typů prohledávacích strategií tato práce demonstruje, že robot je schopen lokalizovat kontaktní body s přiměřenou přesností. Přesnost lokalizace však klesá v konfiguracích blížících se k singulárním pozicím, což vede k větším chybám v odhadu místa kontaktu.

Robots increasingly operate in collaborative environments with humans, where detecting and responding to physical contact is essential for ensuring safety. In such contexts, internal joint torque sensors offer an alternative to external sensing for detecting and localizing physical collisions. This work addresses the problem of enabling a robot to autonomously explore and map its workspace by detecting and localizing collisions through measurements of external torques acting on a robot. We demonstrate that a 7-DOF KUKA LBR iiwa robot can detect and localize obstacles in its workspace using a cylindrical approximation and collision-driven approach based solely on proprioceptive sensing. Implementing two types of search strategies, the main findings show that a robot can localize contact points with reasonable accuracy. However, the accuracy decreases in near-singular configurations and leads to larger localization errors.