In this paper we present our hardware design and control approaches for a mobile manipulation platform used in Challenge 2 of the MBZIRC 2020 competition. In this challenge, a team of UAVs and a single UGV collaborate in an autonomous, wall-building scenario, motivated by construction automation and large-scale robotic 3D printing. The robots must be able, autonomously, to detect, manipulate, and transport bricks in an unstructured, outdoor environment. Our control approach is based on a state machine that dictates which controllers are active at each stage of the Challenge. In the first stage our UGV uses visual servoing and local controllers to approach the target object without considering its orientation. The second stage consists of detecting the object's global pose using OpenCV-based processing of RGB-D image and point-cloud data, and calculating an alignment goal within a global map. The map is built with Google Cartographer and is based on onboard LIDAR, IMU, and GPS data. Motion control in the second stage is realized using the ROS Move Base package with Time-Elastic Band trajectory optimization. Visual servo algorithms guide the vehicle in local object-approach movement and the arm in manipulating bricks. To ensure a stable grasp of the brick's magnetic patch, we developed a passively-compliant, electromagnetic gripper with tactile feedback. Our fully-autonomous UGV performed well in Challenge 2 and in post-competition evaluations of its brick pick-and-place algorithms.


翻译:在本文中,我们展示了用于MBZIRC 2020 竞争挑战2中使用的移动操纵平台的硬件设计和控制方法。 在这项挑战中,由无人机和单一UGV组成的团队在建筑自动化和大规模机器人3D打印驱动的自主、壁建情景下协作。机器人必须能够自主地在一个没有结构的户外环境中检测、操作和运输砖块。我们的控制方法基于一台国家机器,该机器要求控制器在挑战的每个阶段都活跃在控制器上。在第一阶段,我们的UGV使用视觉智能和本地控制器在不考虑目标选择方向的情况下接近目标心脏对象。第二阶段是利用基于建筑自动化的OpenCV处理 RGB-D 图像和点球形数据来检测物体的全球性构成,并在全球地图中计算一个校正目标。地图是用谷歌制图仪建在LIDAR、IMU和GPS数据上。在第二个阶段,我们使用ROS移动目标软件包,同时使用时间-Elactal-ral-ral-ral-ral-ral-ral-hassaltraction 车辆的完整方向优化中,确保稳定的磁轴动。

0
下载
关闭预览

相关内容

Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
149+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
3+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium5
中国图象图形学学会CSIG
1+阅读 · 2021年11月11日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月2日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月29日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
Arxiv
24+阅读 · 2021年6月25日
VIP会员
相关VIP内容
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
149+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
3+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium5
中国图象图形学学会CSIG
1+阅读 · 2021年11月11日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月2日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月29日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
相关基金
国家自然科学基金
3+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员