Zusammenfassung
Ein allgemeines Konzept für die Blickregelung eines redundanten Roboterkopfes wird präsentiert. Es basiert auf einem adaptiven Kalman-Filter, das den Zustand eines bewegten Zieles aufgrund der Positionsdaten schätzt, die von der im Kopf integrierten Stereokamera geliefert werden. Der Regler kombiniert eine Feedback- und eine Feedforward-Komponente, beide mit adaptiven Parametern, um eine optimale dynamische Antwort für beliebige unbekannte Zieltrajektorien zu gewährleisten. Für die Lösung der vorhandenen kinematischen Redundanz wird eine gewichtete Pseudoinverse eingesetzt. Die für die Berechnung der Gewichtungen realisierten Optimierungskriterien werden so ausgewählt, dass menschenähnliche Bewegungen des Kopfes erreicht werden können. Experimentelle Ergebnisse auf dem Kopf des humanoiden Roboters ARMAR-III werden präsentiert.
Abstract
A general concept for the gaze control of a redundant humanoid robot head is presented. It is based on an adaptive Kalman filter that predicts the next state of the moving target, processing the position information provided by a head-mounted stereo camera. The trajectory tracking control at the task level combines a proportional feedback and a feedforward term. The gains of both control actions are adapted in order to provide optimal dynamic response for unknown arbitrary target trajectories. To exploit kinematic redundancy, a weighted pseudoinverse is realized that takes into account different optimization criteria, so that human-like joint motions are achieved. Experimental results on the head of the humanoid robot ARMAR-III are presented.
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