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Photo von Heinz Wörn

Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Heinz Wörn

Professor im Ruhestand
Tel.: +49 721 608-44006
Fax: +49 721 608-47141
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Zur Person

Professor Wörn studierte Elektrotechnik an der Universität Stuttgart und promovierte dort am Institut für Werkzeugmaschinen mit seiner Arbeit zu dem Thema "Mehrprozessorsteuerungssystem für Werkzeugmaschinen mit standartisierten Schnittstellen". Im Anschluss arbeitete er bei KUKA Schweißanlagen und Roboter GmbH, wo er eine leitende Stellung in Forschung und Entwicklung inne hatte. Professor Wörn ist ein international anerkannter Experte für Roboter und Automation. Seine Erfahrung umfasst Roboteranwendungen, Robotersteuerungen und Sensoren für Roboter, sowie deren Programmmierung und Simulation. Seit 1997 leitet er das Institut für Prozessrechentechnik, Automation und Robotik der Universität Karlsruhe als Professor für "Komplexe Systeme in Automation und Robotik".

Forschungsgebiete

  • Planung, Programmierung, Steuerung, Diagnose und Sensorsysteme für Industrieroboter
  • Autonome, mobile Roboter, Mikroroboter, Serviceroboter, Teleroboter, Autonome Fahrzeuge
  • Planung und Simulation von Anlagen und Fabriken
  • Roboter- und sensorgestützte Chirurgie
  • Mikromontage
  • Modellierung komplexer Systeme in Produktion und Medizin

Closed-loop control of a Flexible Instrument using an integrated FBG-based Shape Sensor

AutorChristoph Ledermann, Julien Mintenbeck, Yitao Ding, Hendrikje Pauer, Heinz Wörn
Jahr2015
Veröffentlicht inInternational Conference on Technology and Sciences (ICAT'15)
KurzfassungIn this paper, we present our system consisting of a flexible instrument with two bending segments and shape-sensing capabilities for the use in minimally invasive surgery. The instrument is built of 3D printed elements and silicone elements and, due to its modular setup, can be adapted to different surgical needs. It is actuated by cables, so the tip position cannot be safely determined by forward kinematics. Therefore, a shape sensor, based on optical Fiber Bragg Grating (FBG) sensors, is inserted into the working channel of the instrument, detecting its own shape and thus the shape of the instrument. To improve the results of the shape reconstruction algorithm, especially for strong bendings, not only the FBG sensor data is used, but also the signals sent to the actuators. A closed-loop control has been developed for the system in order to steer the instrument. Experiments have been carried out to verify the benefit of using a shape sensor to identify and compensate external disturbances, but also to improve the performance of the instrument with no occurring external disturbances.
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