ソフトロボットのための可観測性に基づく最適センサ配置
Observability-Informed Optimal Sensor Placement for Soft Robots
凸最適化を用いて可観測性グラミアンを最大化するセンサ配置を求め、ソフト連続アームで実験的に評価した。最適配置はカルマンフィルタの状態推定誤差をミリメートルオーダーで改善した。
著者: Samuel Smocot, James Richard Forbes, Audrey Sedal
分類: cs.RO
原文アブストラクト
This paper presents the application and experimental evaluation of a systematic method for optimal sensor placement in soft robots. Existing methods either lack generalizability across different soft robot morphologies or do not account for system dynamics. The applied method uses convex optimization to find the optimal sensor configuration that maximizes an observability Gramian-based metric. The framework is experimentally evaluated using position and strain measurements on a soft continuum arm. Kalman filter state estimates using optimal sensor placements yield lower reconstruction error than a baseline across all sinusoidal input trials, with improvements on the order of millimeters. This case study shows that linear control theory tools can guide optimal sensor placement in soft robots, suggesting an interpretable approach to sensor placement that may extend to other morphologies.
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