โดย นายธนะธร พ่อค้า 457 03433 21...

32
Regrasp Planning for a 4- Regrasp Planning for a 4- Fingered Hand Manipulating Fingered Hand Manipulating a Polygon a Polygon กกกกกกกกกกกกกกกกกกกกกก กกกกกกกกกกกกกกกกกกกกกก กกกกก กกกกก 4 4 กกกกกกกกก กกกกกกกกก กกกกกกกกกกกกกกกกกกกก กกกกกกกกกกกกกกกกกกกก กกกกกกกก กกกกกกกก กกก กกกกกกกก กกกกกก กกก กกกกกกกก กกกกกก 457 03433 21 457 03433 21 กกกกกกกกกกกกกกกก กก กกกกกกกกกกกกกกกก กก . . กกกกกกกกก กกกกกก กกกกกกกกก กกกกกก

Upload: tanuja

Post on 31-Jan-2016

70 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

Regrasp Planning for a 4-Fingered Hand Manipulating a Polygon การวางแผนการจับด้วยมือที่มี 4 นิ้วเพื่อทำการจัดการกับวัตถุหลายด้าน. โดย นายธนะธร พ่อค้า 457 03433 21 อาจารย์ที่ปรึกษา ดร. อรรถวิทย์ สุดแสง. Outline. Introduction Related works Background Thesis. Introduction. Why regrasp?. - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

Page 1: โดย นายธนะธร  พ่อค้า 457 03433 21 อาจารย์ที่ปรึกษา ดร. อรรถวิทย์  สุดแสง

Regrasp Planning for a 4-Fingered Regrasp Planning for a 4-Fingered Hand Manipulating a PolygonHand Manipulating a Polygon

การวางแผนการจับด้ วยมื�อที่��มื� การวางแผนการจับด้ วยมื�อที่��มื� 4 4 น��วเพื่��อที่�าการจัด้การกบวตถุ�หลายน��วเพื่��อที่�าการจัด้การกบวตถุ�หลาย

ด้ านด้ านโด้ย นายธนะธร พื่#อค้ า โด้ย นายธนะธร พื่#อค้ า 457 0343457 0343

3 213 21

อาจัารย%ที่��ปร'กษา ด้รอาจัารย%ที่��ปร'กษา ด้ร. . อรรถุว�ที่ย% อรรถุว�ที่ย% สุ�ด้แสุงสุ�ด้แสุง

Page 2: โดย นายธนะธร  พ่อค้า 457 03433 21 อาจารย์ที่ปรึกษา ดร. อรรถวิทย์  สุดแสง

OutlineOutline

IntroductionIntroductionRelated worksRelated worksBackgroundBackgroundThesisThesis

Page 3: โดย นายธนะธร  พ่อค้า 457 03433 21 อาจารย์ที่ปรึกษา ดร. อรรถวิทย์  สุดแสง

IntroductionIntroduction

Why regrasp?Why regrasp?

Page 4: โดย นายธนะธร  พ่อค้า 457 03433 21 อาจารย์ที่ปรึกษา ดร. อรรถวิทย์  สุดแสง

IntroductionIntroduction

Properties for stable graspProperties for stable grasp

EquilibriumEquilibrium

Force closureForce closure

Page 5: โดย นายธนะธร  พ่อค้า 457 03433 21 อาจารย์ที่ปรึกษา ดร. อรรถวิทย์  สุดแสง

IntroductionIntroduction

Computing a sequence of finger Computing a sequence of finger repositioningrepositioning

Problem definitionProblem definitionPolygonal objectPolygonal object4-fingered hand4-fingered hand

Page 6: โดย นายธนะธร  พ่อค้า 457 03433 21 อาจารย์ที่ปรึกษา ดร. อรรถวิทย์  สุดแสง

IntroductionIntroduction

1

2

3

4

2

Finger switchingFinger aligning

Page 7: โดย นายธนะธร  พ่อค้า 457 03433 21 อาจารย์ที่ปรึกษา ดร. อรรถวิทย์  สุดแสง

IntroductionIntroduction

New approachNew approachSwitching graphSwitching graphGraph searchGraph search

FC grasps

FC grasps

FC grasps

FC grasps FC grasps

FC grasps

Finger switching

Finger switching

Finger switching

Finger switching

Finger switching

Page 8: โดย นายธนะธร  พ่อค้า 457 03433 21 อาจารย์ที่ปรึกษา ดร. อรรถวิทย์  สุดแสง

Related worksRelated works

Dexterous manipulationDexterous manipulationTask planningTask planningGrasp positionsGrasp positionsDynamics, kinematics, forceDynamics, kinematics, force

Page 9: โดย นายธนะธร  พ่อค้า 457 03433 21 อาจารย์ที่ปรึกษา ดร. อรรถวิทย์  สุดแสง

Related worksRelated works Robot handsRobot hands

S. Jacobsen, E. Iversen, D. Knutti, R. Johnson, and K. Bigger. S. Jacobsen, E. Iversen, D. Knutti, R. Johnson, and K. Bigger. Design of the Utah/MIT Dextrous Hand. Design of the Utah/MIT Dextrous Hand. IEEE Int. Conf. on IEEE Int. Conf. on Robotics and AutomationRobotics and Automation, pp. 96-102, 1986., pp. 96-102, 1986.

J. Butterfass, M. Grebenstein, H. Liu, and G. Hirzinger. DLR-J. Butterfass, M. Grebenstein, H. Liu, and G. Hirzinger. DLR-Hand II: Next Generation of a Dextrous Robot Hand.Hand II: Next Generation of a Dextrous Robot Hand. IEEE Int. IEEE Int. Conf. on Robotics and AutomationConf. on Robotics and Automation, , SeoulSeoul, 2001. , 2001.

C.S. Lovchik and M.A. Diftler. 1999. The Robonaut hand: a dextC.S. Lovchik and M.A. Diftler. 1999. The Robonaut hand: a dexterous robot hand for space.erous robot hand for space. IEEE Int. Conf. on Robotics and AutIEEE Int. Conf. on Robotics and Automationomation, pp. 907-912, 1999., pp. 907-912, 1999.

I. Yamano, K. Takemura, and T. Maeno. Development of a I. Yamano, K. Takemura, and T. Maeno. Development of a Robot Finger for Five-fingered Hand using Ultrasonic Motors. Robot Finger for Five-fingered Hand using Ultrasonic Motors. IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and SystemsIEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems,, 2003.2003.

Page 10: โดย นายธนะธร  พ่อค้า 457 03433 21 อาจารย์ที่ปรึกษา ดร. อรรถวิทย์  สุดแสง
Page 11: โดย นายธนะธร  พ่อค้า 457 03433 21 อาจารย์ที่ปรึกษา ดร. อรรถวิทย์  สุดแสง

Related worksRelated works

GraspingGraspingV-D. Nguyen. Construction force-closure grasV-D. Nguyen. Construction force-closure gras

ps, ps, 1988.1988.2-fingered force closure grasp2-fingered force closure graspIndependent contact regionIndependent contact region

J. Ponce and B. Faverjon. On computing threJ. Ponce and B. Faverjon. On computing three-finger force-closure grasps of polygonal obje-finger force-closure grasps of polygonal objects, ects, 1995.1995.2 and 3-fingered force closure grasp2 and 3-fingered force closure graspIndependent contact regionIndependent contact region

Page 12: โดย นายธนะธร  พ่อค้า 457 03433 21 อาจารย์ที่ปรึกษา ดร. อรรถวิทย์  สุดแสง

Related worksRelated works

Dexterous manipulation & regraspingDexterous manipulation & regraspingJ.W. Hong, G. Lafferriere, B. Mishra, and X.L. TJ.W. Hong, G. Lafferriere, B. Mishra, and X.L. T

ang. Fine manipulation with multifinger handang. Fine manipulation with multifinger hand,, 11990990..Regrasping with 3 and 4 fingersRegrasping with 3 and 4 fingersFinger gaitingFinger gaitingCurved objectCurved object

L. Han and J.C. Trinkle. Dextrous manipulation L. Han and J.C. Trinkle. Dextrous manipulation by rolling and finger gaiting, by rolling and finger gaiting, 1998.1998.General framework for dexterous manipulationGeneral framework for dexterous manipulationFinger rolling and gaitingFinger rolling and gaitingSpherical objectSpherical object

Page 13: โดย นายธนะธร  พ่อค้า 457 03433 21 อาจารย์ที่ปรึกษา ดร. อรรถวิทย์  สุดแสง

Related worksRelated works

Dexterous manipulation & regraspingDexterous manipulation & regraspingT. Omata and K. Nagata. Planning T. Omata and K. Nagata. Planning

reorientation of an object with a multifingered reorientation of an object with a multifingered handhand, 1994., 1994.4-fingered hand4-fingered handPolygonal objectPolygonal objectSearch treeSearch treeLinear and non-linear programmingLinear and non-linear programming

Page 14: โดย นายธนะธร  พ่อค้า 457 03433 21 อาจารย์ที่ปรึกษา ดร. อรรถวิทย์  สุดแสง

Grasping

Finger & contact

Friction cone

Equilibrium Force closure

3-Fingered grasp

Necessary & sufficient

Sufficient

Positively span

- Positively span

Concurrent grasp

Stable grasp

Page 15: โดย นายธนะธร  พ่อค้า 457 03433 21 อาจารย์ที่ปรึกษา ดร. อรรถวิทย์  สุดแสง

Grasp and frictionGrasp and friction

Hard fingersHard fingersCoulomb friction at contact pointsCoulomb friction at contact points

fnfn

ftx

fty

ftx

mz

fn

(a) (b) (c)

Page 16: โดย นายธนะธร  พ่อค้า 457 03433 21 อาจารย์ที่ปรึกษา ดร. อรรถวิทย์  สุดแสง

Grasp and frictionGrasp and friction

f f < |< |nn|| = tan= tan-1 -1 (())Force at contact points lie in friction coneForce at contact points lie in friction cone

f

n

Page 17: โดย นายธนะธร  พ่อค้า 457 03433 21 อาจารย์ที่ปรึกษา ดร. อรรถวิทย์  สุดแสง

Equilibrium and force closureEquilibrium and force closure

Equilibrium graspEquilibrium graspForce closure graspForce closure grasp

Force closure graspForce closure graspEquilibrium graspEquilibrium grasp?

Page 18: โดย นายธนะธร  พ่อค้า 457 03433 21 อาจารย์ที่ปรึกษา ดร. อรรถวิทย์  สุดแสง

Condition for graspingCondition for grasping

A set of vectors positively span A set of vectors positively span nn if any if any vector in vector in n n can be written as a positive can be written as a positive combination of the given vectors.combination of the given vectors.

u1

u3

u2

Page 19: โดย นายธนะธร  พ่อค้า 457 03433 21 อาจารย์ที่ปรึกษา ดร. อรรถวิทย์  สุดแสง

Condition of graspingCondition of grasping

u1

u3

u2

u1

u3

u2

three-finger equilibrium grasp

Necessary and sufficient conditionNecessary and sufficient condition

Page 20: โดย นายธนะธร  พ่อค้า 457 03433 21 อาจารย์ที่ปรึกษา ดร. อรรถวิทย์  สุดแสง

Condition for graspingCondition for grasping

- positively span - positively span 2 2

LetLet CCii ((ii = 1,2,3) = 1,2,3) be the cones centered onbe the cones centered on aaii with half-with half-

angleangle . We say that the three vectors . We say that the three vectors aaii ( (ii = 1,2,3) = 1,2,3) - -

positively span positively span 22 when any triple of vectorswhen any triple of vectors vvii CCii ((ii

= 1,2,3) = 1,2,3) positively spanpositively span 22..

a2

a3

a1

C1

C2

C3

Page 21: โดย นายธนะธร  พ่อค้า 457 03433 21 อาจารย์ที่ปรึกษา ดร. อรรถวิทย์  สุดแสง

Condition for graspingCondition for grasping

Sufficient conditionSufficient condition

a1

a3

a2

three-finger equilibrium grasp

a2

C1

C2

C3

a1

a3

“concurrent grasp”

Page 22: โดย นายธนะธร  พ่อค้า 457 03433 21 อาจารย์ที่ปรึกษา ดร. อรรถวิทย์  สุดแสง

ThesisThesis

New approachNew approachSwitching graphSwitching graphFinger switchingFinger switchingFinger aligningFinger aligning

Page 23: โดย นายธนะธร  พ่อค้า 457 03433 21 อาจารย์ที่ปรึกษา ดร. อรรถวิทย์  สุดแสง

Regrasping

Switching graph

Finger switchingFinger aligning

Node Edge

Set of concurrent grasp

“Focus cell”

Overlapping Focus cell

Represent a set of grasps by a point in the plane

Page 24: โดย นายธนะธร  พ่อค้า 457 03433 21 อาจารย์ที่ปรึกษา ดร. อรรถวิทย์  สุดแสง

Switching graphSwitching graph

Point in the plan can represent a set of Point in the plan can represent a set of grasps.grasps.

Independent contact regionIndependent contact region

Ea Ea(a) (b)

.

EbEc

Ea

Eb

x0 x0

xc

xa

xb

EbEcEc

Page 25: โดย นายธนะธร  พ่อค้า 457 03433 21 อาจารย์ที่ปรึกษา ดร. อรรถวิทย์  สุดแสง

Switching graphSwitching graph

Focus cellFocus cell

Ea

EbEc

Ea

Page 26: โดย นายธนะธร  พ่อค้า 457 03433 21 อาจารย์ที่ปรึกษา ดร. อรรถวิทย์  สุดแสง

a

b

c

d

Switching graphSwitching graph

a,b,c a,b,d

Page 27: โดย นายธนะธร  พ่อค้า 457 03433 21 อาจารย์ที่ปรึกษา ดร. อรรถวิทย์  สุดแสง

ScopeScope

Regrasp Planning for a 4-Fingered Hand Manipulating Regrasp Planning for a 4-Fingered Hand Manipulating a Polygona Polygon Concurrent graspConcurrent grasp Switching graphSwitching graph

Optional scopeOptional scope Two-finger force closure graspTwo-finger force closure grasp Parallel graspParallel grasp

Page 28: โดย นายธนะธร  พ่อค้า 457 03433 21 อาจารย์ที่ปรึกษา ดร. อรรถวิทย์  สุดแสง

Completed worksCompleted works

Study works in grasping and regrasping.Switching graph for concurrent grasp. Implement in C++ with LEDA.

Page 29: โดย นายธนะธร  พ่อค้า 457 03433 21 อาจารย์ที่ปรึกษา ดร. อรรถวิทย์  สุดแสง

Completed worksCompleted works

Publication A. Sudsang and T. Phoka. Regrasp planning for a 4-fi

ngered hand manipulating a polygon. IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation, pp. 2671 – 2676. Taipei, 2003.

T. Phoka and A. Sudsang. Regrasp planning for a 5-fingered hand manipulating a polyhedron. IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems, pp. 3674 – 3679. Las Vegas, 2003.

Page 30: โดย นายธนะธร  พ่อค้า 457 03433 21 อาจารย์ที่ปรึกษา ดร. อรรถวิทย์  สุดแสง

Ongoing worksOngoing works

Design the switching grasp Design the switching grasp Two-finger force closure graspTwo-finger force closure grasp Parallel graspParallel grasp

ExperimentExperiment Writing a thesisWriting a thesis

Page 31: โดย นายธนะธร  พ่อค้า 457 03433 21 อาจารย์ที่ปรึกษา ดร. อรรถวิทย์  สุดแสง

BenefitBenefit

New approach for regraspingNew approach for regrasping

Page 32: โดย นายธนะธร  พ่อค้า 457 03433 21 อาจารย์ที่ปรึกษา ดร. อรรถวิทย์  สุดแสง

Thank youThank you