超音波近接覚センサと視覚センサの組合せによるロボットの自律倣い制御

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10650263
• Research Institution: Niigata Institute of Technology
• Principal Investigator: 中嶋 新一 新潟工科大学, 工学部, 教授 (20018831)
• Keywords: 産業用ロボット / 超音波近接覚センサ / 視覚センサ / センサフィードバック制御 / 自律倣い制御 / 能動触角アーム

Research Abstract

本研究の目的は超音波近接覚センサと視覚センサの組み合わせにより,従来のセンサフィードバック制御方式の問題点を解決し、ロボットによる自律的倣い制御を実用化することにある。
本研究により得られた成果は以下に要約される。
1.市販の超音波距離センサと独自に開発した位相差方式超音波姿勢センサを組み合わせ,対象面の位置姿勢を高精度で測定する近接覚センサシステムを構成した。
2.センサを取り付け,指向方向を対象面方向に保つための2自由度ジンバル機構を設計試作した。
3.ロボット手先に取り付け,ロボットとは独立した動きにより,作業に先行して対象面を探索する能動触角アームを開発した。
4.近接覚センサに先行した対象面形状を認識する視覚センサを開発した。このセンサは,対象面にスリット光を照射し,手先に取り付けた超小型のCCDカメラにより得られる画像から,位置の変化,傾き,段差,かどなどの面状態を認識する。また,このための形状認識アルゴリズムを開発し,試作装置での実験によりその有効性を確認した。
5.視覚センサにより得られた対象面形状情報に基づき,近接覚センサ情報の途切れるかどや段差を回避してセンサの復帰する面を探索するアルゴリズムを開発した。
6.開発した近接覚センサ,視覚センサ,能動触角アームを組み合わせ,ロボットによる倣い作業実験を行った。この結果,かどや段差などの近接覚センサ情報の得られない部分を含む対象面でも,自動的な回避動作により自律的な倣い作業を継続できることが確認された。