非ホロノミックシステムを対象とした視覚サーボ系に関する研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08750277
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 橋本 浩一 岡山大学, 工学部, 助教授 (80228410)
• Keywords: 視覚 / ロボット / 非ホロノミックシステム / サーボ系

Research Abstract

1.作業の過程の記述…作業環境のモデルとカメラの特性に基づき,ロボットの位置・姿勢とカメラによって得られる画像の関係を導出した.作業の状態を画像内の環境の像により定義し,この状態の関数として作業を記述した.ロボットのダイナミクスを考慮して作業の過程を微分方程式として記述した.
2.拘束条件の幾何学的構造の解明…ロボットの非ホロノミックな拘束条件を詳細に考察し,状態空間の幾何学的構造を明らかにした.
3.再モデリングと制御系設計…幾何学的構造を採り入れて再モデリングを行なった.その結果,「特徴ベース視覚サーボ法」が適用可能であることがわかった.画像平面内で作業の目標状態を生成することにより,目標物を見失うことなく移動できることがわかった.この手法を用いて閉ループ制御系を構成し,シミュレーションによりその有効性を確認した.
4.実験による評価…ラジコン模型自動車の上にカメラを設置し,視覚サーボによる誘導を行なった.ほぼ任意の初期姿勢から目標位置・姿勢に移動可能であることが確認された.
5.問題点…カメラの視野が狭く視覚サーボ法が適用できる初期姿勢に限界が存在する.また,模型自動車の運動特性がきわめて非線形であり,運動の再現性に乏しい.したがって,視覚による誘導の有効性は確認できたが,現状では精度が不十分である.

Research Products

• [Publications] 橋本浩一: "Visual servoing with hand-eye manipulator-optimal control approach" IEEE Traus.Robotics and Automation. 12・5. 766-774 (1996)
• [Publications] 橋本浩一: "ビジュアル・サーボイング" 計測と制御. 35・4. 282-285 (1996)