四足歩行ロボットの前脚による動的物体キャッチング
Dynamic Object Catching with Quadruped Robot Front Legs
後脚で立った四足ロボットが前脚で投げられた物体を視覚的に検出・追跡し、軌道予測に基づいて最適なキャッチ位置を選んで捕球するフレームワークを提案。GMM法で80%の成功率を達成。
著者: André Schakkal, Guillaume Bellegarda, Auke Ijspeert
分類: cs.RO
原文アブストラクト
This paper presents a framework for dynamic object catching using a quadruped robot's front legs while it stands on its rear legs. The system integrates computer vision, trajectory prediction, and leg control to enable the quadruped to visually detect, track, and successfully catch a thrown object using an onboard camera. Leveraging a fine-tuned YOLOv8 model for object detection and a regression-based trajectory prediction module, the quadruped adapts its front leg positions iteratively to anticipate and intercept the object. The catching maneuver involves identifying the optimal catching position, controlling the front legs with Cartesian PD control, and closing the legs together at the right moment. We propose and validate three different methods for selecting the optimal catching position: 1) intersecting the predicted trajectory with a vertical plane, 2) selecting the point on the predicted trajectory with the minimal distance to the center of the robot's legs in their nominal position, and 3) selecting the point on the predicted trajectory with the highest likelihood on a Gaussian Mixture Model (GMM) modelling the robot's reachable space. Experimental results demonstrate robust catching capabilities across various scenarios, with the GMM method achieving the best performance, leading to an 80% catching success rate. A video demonstration of the system in action can be found at https://youtu.be/sm7RdxRfIYg .
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