VISCOL - Visual Servoing Control für Low-Cost Manipulatoren

Abstract

Das VISCOL Vorhaben wurden 2022 als DLR-Zuwendungsvorhaben von Airbus Defence and Space GmbH durchgeführt und beschäftigte sich schwerpunktmäßig mit der Verwendung verschiedener Ausprägungen des Visual Servoings für die hochgenaue Positionierung von Leichtbaurobotern für den Einsatz des Zusammenbaus größerer Strukturen im Weltall. Neben der Analyse von Anforderungen wurde die Theorie verschiedener Ansätze zum Visual Servoing eingehend untersucht und Varianten für die Implementierung als allgemeines Rahmensystem für Visual Servoing Aufgaben ausgewählt. Für die Implementierung wurde eine vollständige S/W Architektur entworfen und das System schließlich implementiert und anhand umfangreicher Tests und Validierungen ausgewertet. Die S/W Architektur basiert auf ROS2 und beinhaltet die Anbindung zahlreicher Sensoren und Roboter, sowie die Tests in einer vollständig simulierten Umgebung (digitaler Zwilling der Sensoren und Roboter). Die durchgeführten Tests beinhalten ausgiebige S/W-Unit-Tests von wichtigen Kernkomponenten, sowie Monte-Carlo-Tests in der Simulationsumgebung und Realwelt-Tests unter zu Hilfenahme eines optischen Lasertrackers, um die zugrundeliegende Groundtruth hochgenau bestimmen zu können. Datei-Upload durch TIB The VISCOL project was carried out in 2022 as a DLR grant project by Airbus Defense and Space GmbH and focused on the use of various forms of visual servoing for the highly precise positioning of lightweight robots for the assembly of larger structures in space. In addition to the analysis of requirements, the theory of different approaches to visual servoing was examined in detail and variants for implementation as a general framework for visual servoing tasks were selected. A complete S/W architecture was designed for the implementation and the system was finally implemented and evaluated using extensive tests and validations. The S/W architecture is based on ROS2 and includes the connection of numerous sensors and robots, as well as testing in a fully simulated environment (digital twin of the sensors and robots). The tests carried out include extensive S/W unit tests of important core components, as well as Monte Carlo tests in the simulation environment and real world tests using an optical laser tracker in order to be able to determine the underlying ground truth with high precision.