This paper presents an assisted telemanipulation framework for reaching and grasping desired objects from clutter. Specifically, the developed system allows an operator to select an object from a cluttered heap and effortlessly grasp it, with the system assisting in selecting the best grasp and guiding the operator to reach it. To this end, we propose an object pose estimation scheme, a dynamic grasp re-ranking strategy, and a reach-to-grasp hybrid force/position trajectory guidance controller. We integrate them, along with our previous SpectGRASP grasp planner, into a classical bilateral teleoperation system that allows to control the robot using a haptic device while providing force feedback to the operator. For a user-selected object, our system first identifies the object in the heap and estimates its full six degrees of freedom (DoF) pose. Then, SpectGRASP generates a set of ordered, collision-free grasps for this object. Based on the current location of the robot gripper, the proposed grasp re-ranking strategy dynamically updates the best grasp. In assisted mode, the hybrid controller generates a zero force-torque path along the reach-to-grasp trajectory while automatically controlling the orientation of the robot. We conducted real-world experiments using a haptic device and a 7-DoF cobot with a 2-finger gripper to validate individual components of our telemanipulation system and its overall functionality. Obtained results demonstrate the effectiveness of our system in assisting humans to clear cluttered scenes.


翻译:本文提出了一种辅助遥操作框架,用于从杂乱环境中抓取目标物体。具体而言,该系统允许操作者从堆叠的杂物中选择一个物体并轻松抓取,系统将协助选择最佳抓取姿态并引导操作者接近该姿态。为此,我们提出了一种物体姿态估计方案、一种动态抓取重排序策略以及一种"到达-抓取"混合力/位置轨迹引导控制器。我们将这些模块与我们先前开发的SpectGRASP抓取规划器集成,构建了一个经典的双边遥操作系统,该系统允许操作者通过触觉设备控制机器人,同时提供力反馈。针对用户选定的物体,系统首先在堆叠中识别该物体并估计其完整六自由度(DoF)位姿,随后SpectGRASP生成一组有序且无碰撞的抓取方案。基于机器人夹爪的当前位置,所提出的抓取重排序策略动态更新最佳抓取方案。在辅助模式下,混合控制器沿"到达-抓取"轨迹生成零力/力矩路径,同时自动控制机器人的取向。我们使用触觉设备和配备两指夹爪的七自由度协作机器人进行了实机实验,验证了遥操作系统的各组成部分及整体功能。实验结果证明了该系统在协助人类清理杂乱场景方面的有效性。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+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
41+阅读 · 2019年10月9日
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
论文浅尝 | 利用 RNN 和 CNN 构建基于 FreeBase 的问答系统
开放知识图谱
11+阅读 · 2018年4月25日
CVE-2018-7600 - Drupal 7.x 远程代码执行exp
黑客工具箱
14+阅读 · 2018年4月17日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
详述DeepMind wavenet原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
12+阅读 · 2017年6月26日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015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
0+阅读 · 2015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
3+阅读 · 2015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
2+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
驱动军事决策变革的顶尖人工智能指挥系统
专知会员服务
9+阅读 · 8月11日
非对称防御中的自组织临界性:俄乌战争
专知会员服务
10+阅读 · 8月10日
《战争中的大语言模型监管》
专知会员服务
14+阅读 · 8月10日
《边缘计算关键技术分析及美军作战实践应用》
边缘计算的军事应用
专知会员服务
12+阅读 · 8月9日
相关VIP内容
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+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
41+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
论文浅尝 | 利用 RNN 和 CNN 构建基于 FreeBase 的问答系统
开放知识图谱
11+阅读 · 2018年4月25日
CVE-2018-7600 - Drupal 7.x 远程代码执行exp
黑客工具箱
14+阅读 · 2018年4月17日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
详述DeepMind wavenet原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
12+阅读 · 2017年6月26日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015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
0+阅读 · 2015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
3+阅读 · 2015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
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员