Suppr超能文献

基于卡尔曼滤波器的手持式微操作器状态估计与前馈震颤抑制

State Estimation and Feedforward Tremor Suppression for a Handheld Micromanipulator with a Kalman Filter.

作者信息

Becker Brian C, Maclachlan Robert A, Riviere Cameron N

机构信息

Robotics Institute, Carnegie Mellon University, Pittsburgh, PA 15213 USA.

出版信息

Rep U S. 2011 Sep 25;2011:5160-5165. doi: 10.1109/IROS.2011.6094935.

Abstract

Active compensation of physiological tremor for handheld micromanipulators depends on fast control and actuation responses. Because of real-world latencies, real-time compensation is usually not completely effective at eliminating unwanted hand motion. By modeling tremor, more effective cancellation is possible by anticipating future hand motion. We propose a feedforward control strategy that utilizes tremor velocity from a state-estimating Kalman filter. We demonstrate that estimating hand motion in a feedforward controller overcomes real-world latencies in micromanipulator actuation. In hold-still tasks with a fully handheld micromanipulator, the proposed feedforward approach improves tremor rejection by over 50%.

摘要

手持式微操作器对生理震颤的主动补偿依赖于快速控制和驱动响应。由于现实世界中的延迟,实时补偿通常无法完全有效地消除不必要的手部运动。通过对震颤进行建模,通过预测未来的手部运动可以实现更有效的消除。我们提出了一种前馈控制策略,该策略利用状态估计卡尔曼滤波器的震颤速度。我们证明,在前馈控制器中估计手部运动可以克服微操作器驱动中的现实世界延迟。在使用完全手持式微操作器的保持静止任务中,所提出的前馈方法将震颤抑制提高了50%以上。

https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/d02e/3251009/99b8fc57722d/nihms345014f1.jpg

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