We present a cost-efficient and versatile method to map an unknown 3D freeform surface using only sparse measurements while the end-effector of a robotic manipulator moves along the surface. The geometry is locally approximated by a plane, which is defined by measured points on the surface. The method relies on linear Kalman filters, estimating the height of each point on a 2D grid. Therefore, the approximation covariance for each grid point is determined using a radial basis function to consider the measured point positions. We propose different update strategies for the grid points exploiting the locality of the planar approximation in combination with a projection method. The approach is experimentally validated by tracking the surface with a robotic manipulator. Three laser distance sensors mounted on the end-effector continuously measure points on the surface during the motion to determine the approximation plane. It is shown that the surface geometry can be mapped reasonably accurate with a mean absolute error below 1 mm. The mapping error mainly depends on the size of the approximation area and the curvature of the surface.


翻译:我们提出了一个具有成本效益和多功能的方法来绘制未知的 3D 自由面,仅使用稀有的测量方法,而机器人操纵器的终端效应则沿着表面移动。 几何由平面近似于局部, 以表面测量点为定义。 该方法依赖于线性卡尔曼过滤器, 估计2D网格上每个点的高度。 因此, 每个网格点的近似共变差使用一个辐射基函数来确定所测量的点位置。 我们建议对电网点采用不同的更新策略, 利用平面近似的位置与投影方法相结合。 该方法通过用机械操纵器跟踪表面进行实验验证。 安装在末效或连续测量表面点的三个激光距离传感器在运动中, 以决定近光平面的平面。 这表明, 表面的几何测量方法可以用低于1毫米的绝对平均误差来进行合理精确的绘图。 绘图错误主要取决于近似区域大小和地表的曲度。

0
下载
关闭预览

相关内容

Surface 是微软公司( Microsoft)旗下一系列使用 Windows 10(早期为 Windows 8.X)操作系统的电脑产品,目前有 Surface、Surface Pro 和 Surface Book 三个系列。 2012 年 6 月 18 日,初代 Surface Pro/RT 由时任微软 CEO 史蒂夫·鲍尔默发布于在洛杉矶举行的记者会,2012 年 10 月 26 日上市销售。
专知会员服务
42+阅读 · 2020年12月18日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
计算机 | 入门级EI会议ICVRIS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年6月24日
【泡泡汇总】CVPR2019 SLAM Paperlist
泡泡机器人SLAM
14+阅读 · 2019年6月12日
【泡泡一分钟】高动态环境的语义单目SLAM
泡泡机器人SLAM
5+阅读 · 2019年3月27日
【泡泡一分钟】PoseMap: 终生、多环境的3D激光雷达定位
泡泡机器人SLAM
6+阅读 · 2019年1月29日
【泡泡一分钟】基于运动估计的激光雷达和相机标定方法
泡泡机器人SLAM
25+阅读 · 2019年1月17日
【泡泡一分钟】LIMO:激光和单目相机融合的视觉里程计
泡泡机器人SLAM
11+阅读 · 2019年1月16日
我用MATLAB撸了一个2D LiDAR SLAM
计算机视觉life
4+阅读 · 2018年12月2日
【泡泡一分钟】动态环境下稳健的单目SLAM
泡泡机器人SLAM
13+阅读 · 2018年3月22日
【推荐】SLAM相关资源大列表
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年8月18日
Non-Parametric Quickest Mean Change Detection
Arxiv
0+阅读 · 2021年8月25日
Arxiv
4+阅读 · 2018年3月14日
VIP会员
相关资讯
计算机 | 入门级EI会议ICVRIS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年6月24日
【泡泡汇总】CVPR2019 SLAM Paperlist
泡泡机器人SLAM
14+阅读 · 2019年6月12日
【泡泡一分钟】高动态环境的语义单目SLAM
泡泡机器人SLAM
5+阅读 · 2019年3月27日
【泡泡一分钟】PoseMap: 终生、多环境的3D激光雷达定位
泡泡机器人SLAM
6+阅读 · 2019年1月29日
【泡泡一分钟】基于运动估计的激光雷达和相机标定方法
泡泡机器人SLAM
25+阅读 · 2019年1月17日
【泡泡一分钟】LIMO:激光和单目相机融合的视觉里程计
泡泡机器人SLAM
11+阅读 · 2019年1月16日
我用MATLAB撸了一个2D LiDAR SLAM
计算机视觉life
4+阅读 · 2018年12月2日
【泡泡一分钟】动态环境下稳健的单目SLAM
泡泡机器人SLAM
13+阅读 · 2018年3月22日
【推荐】SLAM相关资源大列表
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年8月18日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员