1994 Fiscal Year Annual Research Report
位置と刀の同時制御と環境認識を動的に結合した視覚サーボ系の基礎的研究
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04452157
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
木村 英紀 大阪大学, 基礎工学部, 教授 (10029514)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
橋本 浩一 岡山大学, 工学部, 講師 (80228410)
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| Keywords | 視覚 / ロボット / 環境認識 / サーボ系 / 位置制御 / 刀制御 |
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| Research Abstract |
これまでの視覚フィードバック制御法ではジョイントサーボ系に理想的な追従特性を仮定し,ロボットのダイナミクスを視して視覚サーボ系を設計していたため高速な運動には適していなかった。そこで視覚サーボ系をひとつの動的システムとしてとらえ,ロボットのダイナミクスを考慮してタスクレベルでの逆動力学を計算する方法を開発した.
しかし,この制御法は物体の運動のモデルを持たず,対象物体の位置のステップ変化に追従することを保証しただけの0型のサーボ系であるため,運動する物体の追従には必ず偏差が生じる.そこで,ロボットが物体を追従するために必要となる条件を定式化し,物体の運動の適応的推定法と動く物体に対するトラッキング制御法を提案した.具体的にはロボットと物体の運動の自由度に関する条件を導出し,物体の速度を推定するための非線形オブザーバと推定された速度にもとづいた非線形制御器を提案し,これらを併用した制御則により視覚サーボ系が漸近安定となることを証明した。さらに2リンクダイレクトドライブロボットを用いたシミュレーションおよび実験により提案する制御方法の有効性を検証した.
さらに,位置と力の同時制御を2リンクダイレクトドライブロボットに実装し,力センサの出力を補完する形でカメラを用い,ロボットによる玉のせ制御を行なった.これは半球状の表面形状を持つロボットハンドの上に小さな玉をのせ,力センサおよびカメラで玉の位置を計測して制御するものであり,カメラを用いることにより安定な制御が可能になった。現状ではまだ環境認識との結合は十分ではないが,上記の非線形オブザーバを結合することにより密な結合が可能になることが解明された。
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[Publications] 橋本 浩一: "ビジュアルサーボイング-最適制御によるアプローチ-" 日本ロボット学会誌. 12. 773-778 (1994)
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[Publications] 橋本 浩一: "視覚フィードバック制御-静から動へ" システム/制御/情報. 38. 659-665 (1994)
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[Publications] 小倉 佐織: "H^∞制御理論に基づくロボットの視覚フィードバック制御" 計測自動制御学会論文集. 30. 1505-1511 (1994)
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[Publications] Hidenori Kimura: "Chain-Scattering Representation,J-Lossless Factorization and H^∞ Control" Int.J.Math.Systems,Estimationa and Control. 4. 401-450 (1995)
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[Publications] 橋本 浩一: "Visual Servoing" World Scientific, 363 (1993)
