人工技能的マニピュレーションによる大型未知対象物の慣性パラメータ推定方法の確立

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650283
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: 余 永 鹿児島大学, 工学部, 助教授 (20284903)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 林 良太 鹿児島大学, 工学部, 講師 (40288949) ; 辻尾 昇三 鹿児島大学, 工学部, 教授 (40081252)
• Keywords: ロボット工学 / グラスプレス・マニピュレーション / 物体慢性パラメータの推定 / 人工技能 / 物体の傾け操作

Research Abstract

工場や建設現場などにおいて,重量や形状が大きくて円柱状,円台状または円錐状などのような曲面体状の物体が多く存在する.このような対象物の重量や形状がロボットハンドの把持能力を超えた場合について,本年度では,指先型力センサ付きロボット指で平面環境に置いた平底面を有する曲面体の傾け操作を考え,得られたロボット指先の運動情報と力情報とから,把持不可能な未知曲面対象物の重心と重量の推定方法を確立して,実験により実証した.
具体的に,対象物の環境接触点と重心とを含む重心通過直線を導入し,傾け操作で得られた運動と力の情報からこの重心通過直線を推定する.そして,異なる環境接触点に対応するいくつかの重心通過直線の交点によって,未知対象物の重心と重量を推定する.このため,まず,傾き操作を安定に行うための操作用垂直平面,およびこの平面に含まれる重心通過直線を定義した.ついで,ロボット指で対象物を上下に傾けるTip操作を数回行って測定された指先位置と指先力を用いて,環境接触点の位置とその接触点からの向重心ベクトルを推定するためのアルゴリズムを考案した.そして,環境接触点位置と向重心ベクトルに基づく重心通過直線の推定方法,および推定後に環境接触点とともに変位した複数の重心通過直線を同一な対象物位置姿勢において記述する方法を検討し,複数の異なった重心通過直線の組み合わせによる重心と重量の推定方法を提案した.最後に,6自由度アームロボットと一本の指先型力センサ付きロボット指を用いて実験を行い,得られた良好な実験結果により,提案した推定方法の有効性を実証した.
研究成果は,2001年にSpringer Publisherが出版した図書Enabling Society with Information TechnologyのPart III : Intelligent Robots and Auditory Interfacesに,および国際学会のProceedings of 200l IEEE International Conference on Intelligent Robots and Systemsに発表した.

Research Products

• [Publications] Yong YU: "Estimation of Mass and Center of Mass of Unknown Curved-Surface Object Using Passing-C.M.Lines"Enabling Society with Information Technology, Part III : Intelligent Robots and Auditory Interfaces(Springer Publisher). Part III. 163-173 (2001)
• [Publications] Yong YU: "Estimation of Mass and Center of Mass of Unknown Cylinder-Like Object Using Passing-C.M.Lines"Proceedings of 2001 IEEE International Conference on Intelligent Robots and Systems. Vol.3. 1788-1793 (2001)