Kaiserslautern - Fachbereich Informatik
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Faculty / Organisational entity
Es handelt sich um den Aufbau des ersten Roboter-gestützten Systems zum Fräsen an der lateralen Schädelbasis. Durch Rückkopplung der Sensordaten lässt sich ein menschähnliches Fräsen nachahmen. Mehr noch: Es besteht die Möglichkeit der automatisierten Detektion der Dura mater durch Analyse der Standardabweichung der Kräfte, da die Dura mater dämpfend auf den Fräser wirkt. Mit dem Roboter ist es möglich, ein exaktes Implantatbett im Bereich der lateralen Schädelbasis auszufräsen.
We present an algorithm for determining quadrature rules for computing the direct illumination of predominantly diffuse objects by high dynamic range images. The new method precisely reproduces fine shadow detail, is much more efficient as compared to Monte Carlo integration, and does not require any manual intervention.
Image synthesis often requires the Monte Carlo estimation of integrals. Based on a generalized concept of stratification we present an efficient sampling scheme that consistently outperforms previous techniques. This is achieved by assembling sampling patterns that are stratified in the sense of jittered sampling and N-rooks sampling at the same time. The faster convergence and improved anti-aliasing are demonstrated by numerical experiments.
Ähnlich wie Data-Mining die Analyse strukturierter numerischer Daten bezeichnet, beschreibt der Begriff des Text-Mining eine Menge von Methoden zur (halb-) automatischen Auswertung großer Mengen natürlichsprachlicher Texte. Das Gebiet des Text Mining umfaßt vielfältige Methoden zur Extraktion von Informationen aus natürlichsprachlichen Texten. In diesem Gebiet bzw. in dem Forschungsgebiet der Namenserkennung und Namensklassifikation werden viele Algorithmen vorgestellt und dokumentiert. Bei diesen Namenerkennungssystemen, die Teile der sogenannten "Information-Extraction-Systems" sind, werden hauptsächlich zwei Ansätze verwendet und zwar der sogenannte "Knowledge-Engineering-Approach" und "Automatic-Training-Approach"
Handhabung deformierbarer linearer Objekte: Programmierung mit verschiedenen Manipulation-Skills
(2002)
Diese Arbeit beschreibt verschiedene Bewegungsprimitive zur Lösung einiger häufig auftre-tender Probleme bei der Handhabung von deformierbaren linearen Objekten. Anhand der beispielhaften Montage einer Feder wird die Nützlichkeit der verschiedenen Manipulation-Skills im einzelnen, aber auch deren Kombination dargestellt.
Interactive graphics has been limited to simple direct illumination that commonly results in an artificial appearance. A more realistic appearance by simulating global illumination effects has been too costly to compute at interactive rates. In this paper we describe a new Monte Carlo-based global illumination algorithm. It achieves performance of up to 10 frames per second while arbitrary changes to the scene may be applied interactively. The performance is obtained through the effective use of a fast, distributed ray-tracing engine as well as a new interleaved sampling technique for parallel Monte Carlo simulation. A new filtering step in combination with correlated sampling avoids the disturbing noise artifacts common to Monte Carlo methods.
Die Domäne der Operationsroboter liegt heute in Fräsarbeiten an knöchernen Strukturen. Da Roboter über eine extreme Präzision verfügen und nicht ermüden bietet sich ihr Einsatz insbesondere bei langwierigen und zugleich hochpräzisen Fräsvorgängen im Bereich der lateralen Schädelbasis an. In jüngsten Arbeiten wurden Prozessparameter zur Anlage eines Implantatlagers bspw. für ein Cochlea Implantat oder für eine roboterunterstützte Mastoidektomie ermittelt. Gemessen wurden die Parameter Kraft, Moment, Vibration und Temperatur bei unterschiedlichen Vorschüben, Drehzahlen, Bahnkurven und unterschiedlichem Knochenmaterial (Mastoid, Kalotte). Hieraus ergaben sich Optimierungsparameter für solche Fräsvorgänge. Auffallend waren unvermittelt auftretende und extrem weit über dem Grenzwert liegende Spitzenwerte für Kräfte, bei im Normbereich liegenden Mittelwerten. Aus diesem Grunde wurde ein Verfahren entwickelt, welches aus einer geometrischen Beschreibung des Implantates eine geeignete Fräsbahn errechnet und eine Kraft-geregelte Prozesskontrolle des Fräsvorganges implementiert. Mit einem 6-achsigen Knickarmroboter erfolgten die Untersuchungen primär an Tierpräparaten und zur Optimierung an Felsenbeinpräparaten.Durch intraoperative online Rückkopplung der Kraft - Sensorik war eine lokale Navigation möglich. Bei steigenden Kräften über den Grenzwert wurde die Vorschubgeschwindigkeit automatisch reguliert, auch konnte das Errreichen der Dura an Hand der Werte detektiert werden. Das Implantatlager ließ sich durch das entwickelte Computerprogramm exakt ausfräsen. Die Untersuchungen ergaben, dass eine zufriedenstellende Anlage eines Implantatbettes in der Kalotte durch einen Kraft-geregelten Fräsvorgang mit einem Roboter, im Sinne einer lokalen Navigation, gelingt.
Manipulating Deformable Linear Objects: Manipulation Skill for Active Damping of Oscillations
(2002)
While handling deformable linear objects (DLOs), such as hoses, wires or leaf springs, with an industrial robot at high speed, unintended and undesired oscillations that delay further operations may occur. This paper analyzes oscillations based on a simple model with one degree of freedom (DOF) and presents a method for active open-loop damping. Different ways to interpret an oscillating DLO as a system with 1 DOF lead to translational and rotational adjustment motions. Both were implemented as a manipulation skill with a sepa-rate program that can be executed immediately after any robot motion. We showed how these manipulation skills can generate the needed adjustment motions automatically based on the readings of a wrist-mounted force/torque sensor. Experiments demonstrated the effectiveness under various conditions.
It is difficult for robots to handle a vibrating deformable object. Even for human beings it is a high-risk operation to, for example, insert a vibrating linear object into a small hole. However, fast manipulation using a robot arm is not just a dream; it may be achieved if some important features of the vibration are detected online. In this paper, we present an approach for fast manipulation using a force/torque sensor mounted on the robot's wrist. Template matching method is employed to recognize the vibrational phase of the deformable objects. Therefore, a fast manipulation can be performed with a high success rate, even if there is acute vibration. Experiments inserting a deformable object into a hole are conducted to test the presented method. Results demonstrate that the presented sensor-based online fast manipulation is feasible.
Monte Carlo & Beyond
(2002)