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港城大等团队突破连续体机器人控制难题,让柔性臂实现毫米级精准定位!
机器人大讲堂·2025-09-04 19:23

连续体机器人控制技术突破 - 香港城市大学与合肥工业大学研究团队创新性地将卡尔曼滤波器应用于连续体机器人在线控制 显著提升控制精度 实现末端毫米级精准控制[1][2] - 该方法采用混合模型驱动与数据驱动策略 结合分段恒定曲率模型与实时误差补偿 在保持计算效率的同时将位置误差降低至毫米级[2][8][11] 技术实现原理 - 系统通过PCC模型计算雅可比矩阵 卡尔曼滤波器实时估计并补偿其误差 通过20Hz频率运行的闭环控制系统实现在线纠错[8][9][11] - 末端安装三个直径6毫米反光标记(总重0.6克) 通过30Hz红外摄像头捕捉位姿数据 采用衰减率γ=0.5平衡历史与当前数据影响[8][9][11] 实验性能数据 - 水平椭圆轨迹实验中X方向均方根误差从1.6毫米降至1.1毫米 Y方向从2.3毫米降至2.1毫米 姿态角度误差从1.4度降至1.1度[12] - 抗干扰测试中 机器人可承受17.5克负载(相当于自重两倍) 最大偏差X方向7.7毫米 Y方向66.8毫米 但能快速恢复稳定跟踪[14][15] 应用前景与局限性 - 技术具备即插即用特性 无需离线训练 计算效率高且抗干扰性强 适用于微创手术等精密场景[17] - 当前仅支持低速运动(轨迹周期低于5秒时误差显著增加) 未来需整合动力学模型并扩展至三维空间运动[14][17] 行业生态 - 研究涉及医疗机器人企业(天智航 精锋医疗 术锐机器人) 人形机器人企业(优必选 宇树科技 傅利叶智能)及核心零部件企业(绿的谐波 思岚科技)[23][25][26]