使用嵌入式电容传感器的连续敏捷操纵器的数据驱动形状传感
Qihang Li1, Wenpeng Wang1, Joshua Liu1
1Laboratory for Computational Sensing and Robotics, Johns Hopkins University, Baltimore, MD, USA.
Proceedings of IEEE Sensors. IEEE International Conference on Sensors
|April 5, 2024
概括
我们为连续敏捷操纵器 (CDM) 开发了廉价的嵌入式电容传感器 (ECS). 这些传感器为形状传感应用提供了纤维支格 (FBG) 传感器的成本效益替代品.
科学领域:
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 传感器技术 传感器技术
- 嵌入式系统 嵌入式系统
背景情况:
- 连续敏捷操纵器 (CDM) 需要精确的形状感应来进行有效的控制.
- 现有的纤维布拉格格 (FBG) 传感器成本高昂,对温度变化敏感.
- 需要为CDM提供低成本,强大的形状感应解决方案.
研究的目的:
- 提出和评估一种新的,廉价的嵌入式电容传感器 (ECS),用于CDM中的形状传感.
- 解决当前FBG传感器的局限性,重点关注成本和温度灵敏度.
- 为了证明ECS对实时形状反和控制的可行性.
主要方法:
- 开发一个廉价的嵌入式电容传感器 (ECS) 原型.
- 使用基于视觉的系统和循环神经网络 (RNN) 校准ECS.
- 在3D打印,有线驱动的CDM原型与多个标记器的评估.
主要成果:
- 该ECS系统实现了6.6%的尖端位置误差,正常化到CDM的长度.
- 校准的ECS数据准确地反映了操纵器的形状.
- 通过使用来自三个ECS的数据,成功计算了尖端角度和位置.
结论:
- 嵌入式电容传感器 (ECS) 显示了CDM中形状感应的早期可行性.
- ECS为FBG传感器提供了一个有希望的,具有成本效益的替代品.
- 进一步的改进可以为高级CDM应用程序增强ECS性能.
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